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摘要：城镇燃气管网与自来水管网一样，对城镇居民的生活有着十分重要的意义。而且，城镇燃气管网还在城镇能源结构的优化，环境污染的控制方面发挥着一定的作用。只有合理的管网设计，才能促进城镇燃气管网建设目标的实现。因此，本文简要概括了城镇燃气管网的优化设计内容，并从城镇燃气管网优化设计的原则和需要考虑的因素入手，提出了城镇燃气管网优化设计的措施。
关键字：城镇燃气管网；优化设计；措施
前言
燃气是天然气、人工燃气、液化石油气、沼气、煤制气等气体燃料的总称，主要供城镇居民、工业以及企业使用。随着我国城镇化步伐的加快，人们对燃气的需求量越来越多，燃气管网系统也逐渐向复杂化的方向发展。由此一来，加强对城镇燃气管网优化设计研究显得尤为重要。城镇燃气管网的优化设计不仅可以保证燃气入户的安全，还可以提高城镇居民的生活质量。
1城镇燃气管网优化设计概述
城镇燃气管网是城镇基础设施的重要组成部分，其建设水平不仅直接体现了城镇的发展速度，还决定了人们的生活质量。目前，针对越来越庞大而且复杂的城镇燃气管网系统，设计人员应侧重对以下几个方面进行优化设计：第一，不同压力的燃气管网。对于低压、中压、高压燃气管道压力值的设计应满足国家的使用标准。如低压燃气管道的压力应小于0.01MPa；中压B燃气管道的压力为0.01MPa至0.2MPa；中压A燃气管道的压力为0.2MPa至0.4MPa；高压B燃气管道的压力为1.6MPa至2.4MPa；高压A燃气管道的压力为2.4MPa至4.0MPa；第二，储气站。设计人员应根据燃气的实际使用情况，合理设置分配站、调压计量站和区域调压室；第三就是电讯自动设备和电子计算机中心的优化设计。
2城镇燃气管网优化设计的原则
2.1自动化原则
为了满足城镇居民生活生产的需求，设计人员在加强城镇燃气管道优化设计研究时，一定要遵循自动化原则，对燃气管网的设计流程进行严格控制。例如，对燃气管网设计中的各项参数进行计算和控制，尤其要对操作单元的运行参数进行详细地分析，在满足燃气输送的基础上，控制好成本费用，对整个管网设计方案进行优化。只有严格按照设计流程，在上一控制单元完成的前提下，开始下一控制单元的运行，才能实现对燃气管网的自动化控制，提升整个方案的技术含量。
2.2目标化原则
设计人员在进行城镇燃气管网的优化设计时，还必须要遵循目标化原则。设计人员必须从多个角度，并结合城镇燃气管网的运行及建设成本、管网结构的可靠度，优化管网设计方案。同时，设计人员需转变自己的设计观念，从原本的校对分析向目标优选的方向转变，以降低管网的热力消耗、投资成本、动力能耗为目标，提高资源的利用率，保证整个燃气管网系统稳定、安全的运行，最终增加整个管网的综合效益。
2.3速度化原则
由于城镇燃气管网设计不当，往往会发生泄露问题，甚至引发火灾、爆炸等事故，严重威胁到居民的生命财产安全，带来严重的经济损失。因此，设计人员在进行燃气管网的优化设计时，要遵循速度化原则，对于管网中可能存在的安全隐患，要在设计阶段建立迅速反应与安全事故处理机制。此外，设计人员还需要根据不同专业的事故处理措施，选择快速的优化算法，提高管网设计的水平。
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3城镇燃气管网优化设计的考虑因素
3.1管网的优化
优化城镇燃气管网设计首先要从管网的优化入手。在城镇燃气管网管径的选择上，设计人员要根据城镇居民的实际用量进行选择；在管网材料的选取上，要考虑设计成本和施工费用。此外，在进行管网优化问题的转换时，得到的数值比较抽象，因此设计人员可以把燃气管网的架设费用以目标函数的方式展现出来，将气源节点压力值、管段压差方程以及节点流量方程等看作条件，以便于对整个问题进行演算。
3.2压力调节设备的选择
压力调节设备的选择是城镇燃气管网优化设计的重要环节。目前，在城镇燃气管网的设计中选用最多的是配备有主副调压器、超压切断器的压力调节柜设备。一般来说，一台压力调节柜必须要满足至少400户居民的日常燃气使用量，而且对于大型居民社区，需要将多台压力调节柜进行组合才能满足使用的需求。此外，大型企业、工业锅炉与居民社区对燃气流量的压力标准要求也不相同，因此，设计人员需要根据设备的调节能力和范围以及用户对燃气的需求量，选择合适的压力调节设备。
3.3城镇燃气管网的管材选择
以往城镇燃气管网的设计中多采用钢管作为燃气输送管道，虽然钢管在强度上具有一定的优势，但是长期埋在地下，非常容易发生腐蚀。通常情况下，为了减慢钢管的腐蚀速度，往往需要专业人员对钢管进行防腐处理，不仅工序复杂，费用也比较高。此外，城镇燃气管道中高压管与其余管道对管道材料的要求不同，其余管道对管道材料的要求低于高压管对管道材料的要求。因此，如果在设计过程中均采用同样材质的管道施工，将会在一定程度上造成资源的浪费。
4城镇燃气管网优化设计措施
4.1选择合理的设计算法
选择合理的设计算法是优化城镇燃气管网设计的主要方法，也是影响城镇燃气管网设计效果的重要因素。一般情况下，城镇燃气管网设计算法中应用最多的是Prim算法和受限最小生成树算法。其中，Prim算法侧重于计算管线的长度，对管线节点度的分析并不清楚，可能会使管网的节点度较大，限制管段的流量；而受限最小生成树算法不仅考虑了管线的长度，还对节点度问题进行了分析。以某新建居民小区燃气管网设计为例，在具体的燃气管网设计中，设计人员首先选用Prim算法，重点分析管线的长度对管网正常运行的影响，其次选择用受限最小生成树算法，在考虑管线长度的同时，对节点度进行分析，从而确保燃气输送管网设计的合理性。
4.2优化设计参数
在城镇燃气管网的设计过程中，容易受到诸多因素的干扰而使设计参数出现偏差。并且，燃气管网的管线还有可能与其他管线之间存在交叉现象，从而影响燃气管道参数的准确性。因此，设计人员必须优化燃气管道的设计参数，保证各项设计参数的专业、科学、合理，满足实际施工的需求。例如，在选择燃气管网经过城镇街道的参数时，设计人员需要考虑到街区的面积、人口数量、人口密度等，才能优化城镇燃气管网设计方案，满足城镇居民的使用要求。
4.3优化管线选材和布置
管线的选材要符合城镇燃气管网实际运行的需求，由于燃气输送管线长期处于地下，如果选用钢管则需要对其进行必要的防腐处理。因此，在目前的城镇燃气管道中，除了一些高压管道外，其余的管道均采用了PE管。这种管材不仅成本低、使用寿命长，还具有抗腐蚀、安装工序简单的优点。此外，在布置燃气管线时，设计人员要考虑到工程所在地资源的分布情况，优化管线布局。
结束语
综上所述，随着城镇发展进程的加快，人们对燃气的需求量在持续上升，加强对燃气管网优化设计的研究，不仅可以在满足人们使用需求的前提下，提高资源的利用率，还能实现成本的优化配置。因此，设计人员必须从选择合理的设计算法，优化设计参数和管线的选材及布置方面入手，对城镇燃气管网进行优化设计，提升设计方案的科学性、经济性。
参考文献
[1]范君来,王敏,胡涛,冯宇涵.城镇燃气管网优化设计中的几个问题[J].石油和化工设备,2013,02:69-70.
[2]崔静辉.探究城镇燃气管网优化设计中的几个问题[J].化工管理,2015,33:121-122.
论文作者:杨菲
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/26
标签：管网论文; 燃气论文; 城镇论文; 优化设计论文; 管道论文; 设计人员论文; 管线论文; 《基层建设》2017年第33期论文;