谈天然气输气管道设计中的常见难点

柯为 杨玉华 华润（南京）市政设计有限公司

随着我国经济的高速发展，天然气已经成为我国重要的主体能源之一。天然气，作为一种气态能源，与液化石油气不同，其液化点很低，因此无法使用加压液化并装罐的形式储存、运输，因此，就必须修建管道，通过管道对其进行输送。所以，如何避免在输送中发生泄露、自燃等事故，保障天然气输送的安全、稳定，就成为天然气管道设计工作中的重点。为此，有必要探寻天然气管道设计中存在的常见难点，并有针对性的设计对策、解决问题。

一、天然气管道建设过程中的常见难点

（一）天然气管道建设规格要求高

因为天然气是气体，且供气站、中转节点由于成本和实际建设环境的限制必定不会密集的布置，长距离的气体输送和城市中众多的社区、商户、工业等分支，就使得天然气管道需要架设气密性极强、长度较长的管线系统。一旦发生泄漏就会产生牵一发而动全身的大规模断气，甚至是火灾和爆炸事故，因此天然气管道的建设规格有着很高的要求，这对设计人员提出了很高水平的要求。

（二）天然气管道铺设环境复杂

我国是一个有着九百六十万平方公里的大国，横跨高原、山脉、丘陵、平原，包含沙漠、戈壁、苔原、喀斯特地貌等特殊地形，加之以城市的地下又铺设了各式各样的地基、桥基、地铁、各类其他管线等复杂的地下建筑与基础设施。因此，天然气管道的铺设环境具有极强的复杂性，在开展天然气管道设计工作时，不仅要考虑到各式各样的复杂的自然地貌地域地形，还要对管线修建路线的周边建筑物与管线进行细致的考察。一旦忽略或没有重视某些关键的地下要素，就会导致天然气的管道设计出现纰漏，进而导致后续的建设与应用中遇到重大困难，甚至发生事故。

（三）特殊天气对天然气管道设计的影响

天气情况，必然不是一成不变的。当温度发生急剧下降或急剧上升时，天然气管道就会产生剧烈的膨胀或收缩，严重的则会导致管道的破裂与损坏；此外，位于室内、室外、地下等不同位置的天然气管道，其受到气候影响的程度也各不相同，管道各位置的温度不均也会导致天然气管道受损的可能性加大，进而导致损坏和泄漏。雷雨天气、飓风天气更是直接会对管道造成物理损坏。因此，需要在天然气输气管道设计之初就要对其部署一定的保暖、防雷击、抗飓风措施。

（四）天然气性质与输送工作对天然气管道造成的破坏

天然气管道主要埋设于地下、内嵌于建筑物，因此管道本身的耐受程度要能够保证其连续稳定的使用年限，例如，钢管不少于30年，PE管不小于50年。但是，由于天然气中含有微量的硫化氢，其难免会对管道内壁产生一定的腐蚀，且由于天然气气体中难免含有微量灰尘，高气压输送的天然气裹挟着灰尘，灰尘的冲击力虽小、但频率较高的微观划伤，日积月累这些腐蚀与划伤就会对管道内壁造成明显的伤害。这是为天然气管道的设计中的管线材料安排提出了更高水平的要求。

（五）天然气管线沿途具有多变性

城市并非是一成不变，随着经济的发展与城市化水平的提升，大量的城市建筑会面临着拆迁、改造、新建，因此天然气管线沿途的环境会不断的变化，天然气线路本身也会不断的变化。当某地新建的建筑物超出了原先设计时的峰值，就会导致当地的天气供应压力不足；当某地拆迁的建筑物过多，就会造成管线压力的浪费。因此，开展天然气管道设计时还要充分考虑到城市经济发展的趋势，结合当地近远期城市规划，留足当地管线扩充的余地。

二、如何突破天然气管道设计中的难点，提升设计水平

（一）开展科学深入的前期考察

应当在开展天然气管道设计工作之前，对天然气管道建设的环境进行深入的考察，重点摸清其建设的自然地理条件以及途经的城市建筑物。应与当地的城市建设与规划部门、建筑主管部门、基础设施建设责任单位、水电等其他地下管线责任单位做好充分的沟通，确保天然气输气管道在线路设计能够回避不稳定的地质地层、较为复杂拥挤的地下建筑环境、容易产生干扰的其他管线，保障之后的天然气管道线路设计工作能够科学合理的顺利开展。

（二）科学安排管道铺设路径

在经过了细致深入的前期考察工作后，就要以此为基础规划设计天然气管道的铺设路径。应当严格地以实际地下状况为依据，以天然气输气管道设计人员的专业技能与经验为保障。充分考虑管道线路铺设时所遇到的实际环境，在避免与其他地下设施冲突的前提下，尽量安排最短的输送路径，降低输送过程中所耗费的动力。

（三）全面做好安全工作

在天然气输气管道设计之初，就应当充分考虑到天然气管道可能会遇到的安全问题与风险。天然气输气管道的材料应当选取防腐蚀性质较好、耐受程度较高的合金材料，以保证其能够长时间连续稳定的进行天然气输送。应对天然气管道做好全程隔温、保温措施，防止因自然温差过大造成的天然气管道自身温度的剧烈变动。应避免天然气管道在室外空间裸露，防止其遭受雷击、飓风、意外事故等自然因素和人为因素的破坏。在设计规划天然气管道的铺设线路时，应当尽量避免易被开挖的路段、易被雷击的角落，尽量降低人为施工、自然天气等原因造成的天然气管道损坏，在设计之初就尽量减少天然气管道面临的不稳定因素。

三、结束语

天然气是目前较为广泛应用的一种更为环保安全的主体能源，天然气输气管道建设作为我国基础设施建设中的重要一环，为推进我国城市化的建设，必须要努力提升其建设的质量。通过明确其中存在的众多难点，有针对性的提升前期考察工作的全面性、铺设路线规划工作的科学性、完善管线的安全措施与防护系统，克服天然气管道设计中存在的众多难点与重点，促进天然气管道设计工作的飞跃。