我国城市天然气管网规划的现状与特点

张婷(大庆油田有限责任公司天然气分公司规划设计研究所规划室， 黑龙江 大庆 163000)

我国城市天然气管网规划的现状与特点

张婷(大庆油田有限责任公司天然气分公司规划设计研究所规划室， 黑龙江 大庆 163000)

天然气是人们生产、生活中的一种常用能源，在推动经济发展、保障社会稳定等方面具有非常重要的作用。随着市场经济的迅速发展，人们的生活水平与生活质量不断提高，这样的背景下，对天然气资源的需求量不断增加、应用范围不断扩大，这就给城市天然气管网规划工作提出了更高的要求。现阶段，城市天然气管网已经成为了城市现代化发展的一个重要标志，因此，必须加强对城市天然气管网规划方面的研究。本篇论文中，笔者主要对城市天然气管网规划的现状、城市天然气管网规划的特点进行了分析与研究，以供参考。

城市天然气管网；管网规划；现状；特点

天然气作为一种重要的矿石能源，在城市居民的日常生活中发挥着非常大的作用，城市天然气管网作为天然气能源的主要输送方式，也越来越受到人们的关注与重视。城市天然气管网规划通常情况下会涉及到诸多方面，同时其本身也具有一定的复杂性，不仅要对现有天然气管网的供求关系进行实时分析，还要对天然气管网结构进行最优化选择，在不影响质量的前提下实现天然气管网铺设成本的最小化。与此同时，天然气本身便具有一定的易燃性、易爆性以及毒性，这也给城市天然气管网规划增加了很大的难度。

1 城市天然气管网规划现状

就现阶段来说，根据管网用途的不同，可以将城市天然气管网分为工业化天然气输送管道、城市天然气输送管道、长距离天然气输送管道三种类型；根据铺设方法的不同，可以将城市天然气管网分为高空燃气管道、地下燃气管道两种类型[1]；根据输气压力进行划分，城市天然气管道主要可以分为四种类型：第一种是高压燃气管道，这种管道的压力范围在1.6兆帕至4兆帕之间；第二种是次高压燃气管道，这种管道的压力范围在0.4兆帕至1.6兆帕之间；第三种是中压力燃气管道，这种管道的压力范围在0.01兆帕至0.4兆帕之间；第四种是低压燃气管道，这种管道的压力范围在0.01兆帕以下。

从根本上来说，城市天然气管网规划现状主要取决于城市的实际发展状况，必须严格遵循城市天然气管网规划原则的要求来实际进行布线。基于这样的原因，城市天然气管网规划开始之前，应综合调查、全面认识规划区域的道路状况以及发展现状，确保准备充分、勘察无误之后，方可进行布线。除此之外，实际进行城市天然气管网规划的时候，也要进行前瞻性的考虑，对于城市的经济发展、人口规模变化等情况应具有一定的预见性，并综合考虑上述因素，来计算天然气管网线路[2]。与此同时，也要充分考虑街道路面的实际情况，尽量减少跨越河流、铁路、公路等工程，以实现成本的降低。

2 城市天然气管网规划方法

(1)广义既约梯度法 广义既约梯度法是一种常用的城市天然气管网规划方法，其是被Edger等研究学者首次成功应用于城市天然气管网规划之中。广义既约梯度法在城市天然气管网规划中的有效应用，可以同时确定压气站中压缩机的实际操作情况、压气站的数目以及对2个压气站间的管径、管段长进行优化等方面的内容，从而有利于城市天然气管网铺设费用、城市天然气管网运行费用的降低。除此之外，广义既约梯度法在解决非线性天然气管网规划问题的方面，也有着一定的优越性，但是，如果要获得离散的最优管道直径，还需要其他方法的配合与帮助，例如次梯度优化法、分支定界法等。

(2)动态规划法 动态规划法是城市天然气管网规划中的一种常用方法，其主要通过对城市天然气管网中各节点的压力进行优化，获取最优压力后，以此为根据，选择出一种适合的管网元件，以尽可能地降低城市天然气管网建设、城市天然气管网运行的费用。在利用动态规划法的时候，应提前确定各管段的管径、长度以及压气站的位置、数目[3]。动态规划法不适合对多网络元件的城市天然气管网进行处理，究其原因在于，使用动态规划法进行求解的时候，假设一维状态为x个，那么y维状态就有xy个，这对于y稍大的现象，在实际情况中并不现实。

(3)约束导数法 约束导数法也是较为常见的一种城市天然气管网规划方法，国外众多研究学者经过长时间的研究，结果发现这种方法可以用于解决那些具有等式约束的输气管道工艺参数优化设计问题。例如，利用约束导数法，Flanigan等人对天然气管网中压缩机功率、管道直径进行了优化，同时，在进行优化的过程中，提前确定了城市天然气管网中压气站的位置、压气站的数量，也将设计变量分成了状态变量、决策变量两个类型。从数学角度上来看，约束导数法是一种典型的数学规划方法，但却仅适用于设计问题的局部优化。

3 结语

综上所述，天然气能源在我国各行各业中均有着十分广泛的应用，并为推动城市经济的发展、保障城市居民的生活稳定做出了非常重要的贡献，城市天然气管网是输送天然气能源的重要工具，因此，城市天然气管网建设一直以来都是社会各界普遍关注的问题。本文中，笔者主要对城市天然气管网的规划现状进行了分析，并探讨了城市天然气管网规划的方法，望可以对促进我国城市天然气管网事业的健康、可持续发展提供一定的帮助。

[1]马焦涛.浅析城市天然气管网规划现状与特点[J].科技展望,2016,(10):317.

[2]王勃,杨光,王遇冬.大型城市天然气管网建设特点探讨[J].天然气与石油,2014,(04):12-15+92.

[3]苏欣,袁宗明,张琳,胡安鑫.城市天然气管网规划现状[J].管道技术与设备,2016,(04):5-7.

张婷(1989- )，女 黑龙江大庆人,工艺规划,本科,主要从事天然气站场装置和天然气管道的规划设计工作。