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摘要：部分城市自上世纪 80 年代开始使用燃气，而上世纪末、本世纪初则为城镇燃气发展最快速的时期，即多数城市城镇燃气管网的运行时间已达15 ～20 年，部分管网需要进行大修甚至更新。居民用气与工业用气比，总量相对较小且用气不均匀、峰谷差值大；运行压力低、管网公里数相对较长，需要进行入户安检，维护及人员成本较高；同时为保障民生，居民天然气价格较工业价格偏低，因此，城镇燃气输配运行应充分考虑如何经济运行，尤其是针对部分急需进行大修或更新的管网，应在设计、施工等环节充分优化，确保一定的输气效益。
关键词：城镇燃气；输配气；运行优化
1优选管道材质和敷设方式
《城镇燃气设计规范》规定中压和低压燃气管道宜采用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢管或钢骨架聚乙烯塑料复合管等；次高压燃气管道应采用钢管。由于钢管在强度等方面的优势，我国在城镇燃气发展之初主要应用钢管。由于 PE 管在耐腐蚀性能以及价格上的优势，自20 世纪90 年代中期至今，我国 PE 燃气管道应用量快速上升。钢管与 PE 管性能对比见表 1。
结合表 1 列出的性能比对，在城市化基础设施建设较为完善的区域，可以优选符合国标要求的 PE 管，但在部分小城镇，尤其是还处于各种设施建设中的区域，应该优选钢管。DN250口径以上的，优选钢管。钢管既可以埋地敷设，也可以架空敷设。从实际案例来看，架空敷设的燃气管道需要经常进行整体的防腐刷漆以延长使用寿命，在其使用至 16 ～ 17 年左右时部分管段壁厚减薄达50%，甚至发生腐蚀穿孔。因此，在路由许可的情形下，应优选埋地敷设。城镇燃气管道分支多，距离短，且周围布满了各种金属管道，应用外加电流阴极防腐适用性偏差。主要从其外防腐层上进行防腐，延长使用寿命。三层 PE 防腐效果优良，其价格随着技术的发展逐步趋于合理，成为埋地钢管防腐首选。经过对实际管线的开挖，在未实施外加电流保护的情形下，运行15 年的三层 PE 防腐管道未发生任何腐蚀；必须选择架空时，应选择三层 PE 防腐管加铝箔的方式，减缓管道腐蚀的发生。
2居民用户小时调峰动态仿真模拟
举例说明，某小区在未接入燃气锅炉及 CNG 压气站集中负荷时，原管网的运行压力为 0.3 MPa，23 个居民区块中每个区块的燃气需求量为 833 m3/ h。根据居民用气小时不均系数的特点，单个区块居民用户用气需求量如表 2 所示。
表2 单区块居民用户需求量表
用 TGNET 软件对系统管网进行小时动态仿真模拟，在满足居民用户最低来气压力需求的情况下，以运行工况最不利区块、最不利管段为研究对象，计算仿真模拟结果如图 1、图 2 所示。
通过图 1、图 2 计算分析，在主燃气调压站出站压力为 0.3 MPa 时，管网系统最不利区块来气压力最小为 0.076 MPa，最不利管段最大流速为 11 m/s。计算结果表明，原城镇管网系统在保证居民用气需求的情况下，能够满足居民用户小时调峰需求。
由表 3 可知，应尽量进行区域集中调压。楼栋调压则适用于非成片小区的少量住宅楼（一、两栋楼）或公建用户。一台调压器应能满足 400 户居民的日常燃气使用量，也可以根据住宅小区规模大小选择不同大小的调压器，但为避免调压器故障导致大面积停气，带的户数不宜过大。有的企业制定了停气预案，依据停气户数的多少进行应急事件的分级，此时，调压器所带户数应该与其预案进行衔接。调压间的建设方式有调压撬和调压计量间；调压撬设计结构紧凑、占地小，且造价便宜；而调压计量间则可以为发展用户预留空间。不管是计量间还是调压撬均需设置超压放空功能。
4建成双气源供气模式
城镇燃气供气关系到千家万户，在管网设计时应充分考虑供气可靠性。应将城镇燃气管道建成环网，形成双向供气。因此，在中压或次高压燃气干网上，应设置截断阀门，便于管道发生应急泄漏等事件时截断部分流程，减小停气影响范围。截断阀门优先考虑独立的阀室，埋地敷设时必须进行整体防腐；另外，有条件的话还应在环网的两端分别引入不同气源，提高供气可靠性。
5 应用自动加臭
以往，采取隔膜柱塞计量泵进行加臭剂（四氢噻吩）的注入，注入量不够精确，不能实时跟进居民用气变化调整注入量，一定程度上造成加臭剂的浪费，而进口的四氢噻吩价格为 8 万元/吨左右，过量注入也会造成成本的负担。应采用自动加臭系统，加臭剂的注入量依据供气量的多少进行实时自动调节。
6 合理控制输差
输差即在一定的时间段内，流体介质在输送过程中出现的输入贸易计量值与输出贸易计量值的差值。输差产生的原因主要为计量仪表之间的误差、放空损失或未计量（盗气）损失等，而计量仪表之间的误差则是造成输差的最主要原因，尤其是城镇燃气，即便进行了温度压力补偿等措施，但因参与计量交接的表具数量多、类型不一，精度不一等客观因素，其输差的管理难度较大。作为供方企业，应坚持“科学准确计量，公平公正交接”的原则，注重计量器具的选型、送检和维护环节，确保计量系统安全平稳运行。要充分重视实际输量是否处于流量计合理计量量程范围内的问题。针对民用气冬季、夏季用气差异大的特点，应对计量表具进行周转，夏季更换为小表具。
结束语
城镇燃气自上世纪 90 年代末期以来迅速发展，但是燃气行业安全问题仍然较为突出。应从输配气各环节加强管理，尤其应该优选管道材质及敷设方式，注重防腐施工质量，延长管道使用寿命；应优化调压设施配置，减少故障停气范围，必要时建立双气源环网供气模式，提高供气可靠性；选择自动化加臭系统，加强管网输差管理，确保输配气系统安全、高效运行。
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论文作者:曹洋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/6
标签：燃气论文; 管网论文; 城镇论文; 管道论文; 居民论文; 调压器论文; 钢管论文; 《基层建设》2017年第25期论文;