城镇燃气输配气运行方案优化探讨

代杰年

提纲：随着我国建立多个国家中心城市和超大城市的规划，城市燃气管道的敷设范围也越来越大。城镇燃气输配运行的难度也随着城市的扩大而增加。因此，对于城镇燃气输配气运行方案的设定需要进行探讨。本文从当前输配管网存在的主要问题进行分析，继而城镇燃气输配运行方案及管网质量采取控制措施，最后对城镇燃气输配气运行发展趋势及关键技术进行分析。

关键词：燃气输配;城镇;运行方案;优化

1引言

天然气作为清洁能源，国家环境政策对天然气持肯定态度，并提出相应规划目标，因此我们可以肯定的是未来天然气将成为城市燃气主要气种是不容质疑的。国家的政策对天然气整个产业链条都提出响应要求和指导性意见。我国城市天然气管网建设持续推进，截至2015年，中国城市天然气管网总长度约47.80万公里，过去十年保持每年10%以上增速，大幅提升天然气的有效供给量和区域。燃气普及率从2005年82.10%上升到2015年末的95.35%，燃气已成为城市居民主要的燃料。随着城市化的逐渐扩张，轨道交通和地下交通的建设，都在影响城镇天然气管网。城镇燃气输配运行应充分考虑如何平衡，当发生紧急情况时，如何保证居民的用气量。本文旨在探讨城镇燃气输配气运行方案优化。

2当前输配管网管理存在的主要问题

2.1管理范围逐渐扩大

伴随我国要发展“超大城市”和成立国家中心城市的规划，超大城市拥有平均人口数量在2500万左右。城市的边界被极大地扩大化，过去的农村或郊县地带均被划入城市范围，这些地方将聚集越来越多的年轻人，也会建设越来越多的现代化住宅。天然气管网的建设速度也需跟进，逐渐扩大管网的建设和管理范围。

2.2管网设备的数量快速增加

超大型城市因人口众多，对天然气的需求量将会猛增。并且，超大型城市同时配备了足够的工业企业，工业企业对天然气同样由较大的需求量。为了保证向城市居民和工业企业供应充足的气量，管网的设备也需要逐渐增加。

2.3管理系统技术相对落后

现在天然气公司对于输配管网管理，主要依靠技术人员使用传统的人工记忆、画图管理和手工管理等方法进行管理。过去管网范围小，管网设备少，依靠传统方法尚可以统筹管理，但如今管网范围是过去的数倍，管网设备也越来越多，传统的方法已经不适用。

3城镇燃气输配运行方案及管网质量控制措施

3.1城镇燃气输配运行方案

3.1.1建成双气源供气模式

城镇供气需要將气源输送到每个住宅聚集区，管网需要保证安全性、可靠性和覆盖面广。首先考虑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，必须设置截断阀门。当管道被挖爆、被破坏等事件时可采取部分截断流程，尽量降低停气的影响。截断阀门尽量设置独立的阀室，埋地敷设时需要采取防腐措施。甚至可考虑在环网的两端分别介入不同的气源，供气多元化可提高供气的可靠性。

3.1.2应用自动加臭

过去，常采取隔膜柱塞计量泵注入加臭剂（四氢噻吩）。注入量需要根据用气的使用量进行调整。过去的注入量仅根据经验判断和日常数据进行设置，非常不科学。进口的四氢噻吩价格为8万元/吨，价格不仅不便宜，相当还较高，如果过量地注入四氢噻吩必然会造成成本的增加，但如果过于少量地注入四氢噻吩，则对居民用气造成安全隐患。因此，考虑进行自动加臭，设置相关的参数，加臭剂的注入量需要根据供气量的多少实时自动调节。

3.1.3科学控制输差

输差是指在固定的时间段内，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。由于计量仪表相互之间的误差、管道爆裂出现放空损失、异常计量损失等。计量仪表之间的误差则是造成输差的最主要原因，特别是城镇燃气，由于参与计量交接的表属于对于数量记录不够精准和智能，对于输差的管理难度较大。作为供方企业，对于计量器具的选型、送检和维护，需要特别注重。并且，充分重视实际输量是否处于流量计合理计量量程范围内。

3.2管网质量控制措施

3.2.1科学合理设计管网

城市燃气规划设计应首要考虑满足居民住宅用气和工业用气，其次考虑管网工程投资费用达到最低，使管网运行阶段满足经济、稳定、安全可靠。目前，管网规划需要根据城市的形态和居民聚集的密度进行。这可使用最新的大数据和人工神经网络为基础进行规划。在城市化高速发展建设汇总，尽量选用较高压力的供气系统，或采用不同级别的压力系统，尽量减少整个供气网络中低压所占比例。

3.2.2科学布线

城市中的燃气管网通常选用地下敷设，一是考虑安全性，二是考虑城市的美观性。城市燃气管网的布线主要指城市管网中各管段的地理位置。管网敷设首要考虑路面处于闲置或安静状态的道路，比如城市人行道、绿化带。不同级别的管网输气压力会因其功能的不同而不同，配套设施和防火安全等级要求也不同。因此不同管道压力需要考虑不同情况的布线，比如高中压管网平面布置、低压管网的平面布置和管道的纵断面布置。高压管网一旦发生事故，将会引起巨大破坏力，从安全角度考虑，高压管网不适宜安装在城镇内，适宜绕城镇边缘敷设。中压管网应敷设在城市用气集中的居民住宅区，与低压环网连接的规划道路上，尽量避免交通干线或车流量集中的大道。

3.2.3强化施工过程质量控制

城市天然气管网在不断向城外郊区敷设，随着管理范围的不断扩大，事故发生的几率也在提高。当某地出现燃气事故时，极大地危害当地居民的生命安全和财产安全，燃气事故发生的原因可能因管网出现意外地老化和腐蚀，管网遭受重压导致破裂等。为避免出现管网损坏等事件，应该保证输配管网的安全稳定运行，重视燃气管网建设的施工质量。注重管网材料的采购，材料进场施工时，是否进行了相应的正规检查和试验。材料的放置是否符合相应的规定。在管网材料把控的基础上，还应把控施工人员、施工方案，从这三个方面确保施工质量。

4城镇燃气输配气运行发展趋势及关键技术分析

4.1发展趋势

根据能源“十三五”规划，我国城镇燃气输配气运行发展趋势是，以保障经济社会发展、提升人民生活水平、改善生态环境为核心，抓住我国发展的重大机遇，优化布局中重要燃气场站和输气廊道，着力突破资源保障瓶颈;以构建安全稳定、高效智能、绿色低碳、城乡协调的燃气供应保障体系。充分发挥天然气在能源体系汇总的基础支撑作用，全面提升燃气利用和设施建设水平，城镇燃气输配管网继续建设，保证城镇居民用气普及率逐步提高。

4.2关键技术分析

（1）调峰与储气。重点研究城市高压环状管网、球灌、地下储气库、采用LNG等多元化的储气方式。对调峰手段的技术经济性进行深度分析，针对不同的城市燃气输配情况，考虑最佳的输气方案。（2）以负荷与负荷特性的研究为基础建立数据库，建立管网计算的评价方法和管网运行的模拟，不断实践检验和修正流量计算公式。（3）进一步研究和修正管道埋设的强度计算方法，将前沿技术应用于管道施工中，保证管道的质量。

5结语

本文从当前输配管网存在的主要问题进行分析，比如范围扩大、管网设备增加、管理系统技术落后等，继而城镇燃气输配运行方案及管网质量采取控制措施，比如建成双气源供气模式、应用自动加臭、合理控制输差等。最后对城镇燃气输配气运行发展趋势及关键技术进行分析。

（张掖中石油昆仑燃气有限公司 甘肃省张掖市甘州区 734000）