摘要：社会发展中城市国民经济的发展情况、产业结构、能源结构、城市人口规划等都与天然气用量具有一定联系。城市输配气功能在燃气管道中结构复杂。所以，设计城市燃气管网时，需要根据城市燃气管道的使用情况，建立预测性计划。文章分别从燃气管网的设计选择与设计要点展开论述，以此提升城市燃气管网输送的安全性。
关键词：城市；燃气管网；设计选择；设计要点
前言：城市燃气供应是城市建设中的重要环节，城市燃气管网的设计工作能够影响燃气市场的发展，从而保障城市有序建设。因此，相关部门应该重视城市燃气管网的设计工作，提升城市燃气管网设计的科学性，协调用户、工艺设计与城市燃气管网之间的关系。同时，在绿色环保的基础上，实现安全、经济、可靠的城市燃气管网运行状态。
一、科学合理规划城市燃气管网的设计选择
（一）利用回归法分析城市燃气负荷
基于研究燃气负荷和相关影响因素关系角度分析，利用回归分析法构建回归模型，实现负荷预测的目的。在中期预测和长期预测中比较使用回归分析法。
（二）用气量预测与能源消费总量
国民经济发展情况、人口、产值消耗、产业结构等因素能够影响城市年度能源消费总量。观察能源消费总量中城市国内生产总值、第二产业产值、第三产业产值的变化，从而计算能源消费总量与国民经济发展状态之间的关系。同时，预测规划年度能源消费总量的过程中，应该依据城市发展的历史角度分析。如果要实现城市能源消费总量稳定的状态，就要依据《城市总体发展战略规划》，形成城市经济发展与城市人口达标的态势。在此基础上形成缓慢增加、加速增加、平稳发展的三个阶段能源消耗总量变化。相关部门可以根据城市能源消耗的发展规律，进行合理预测城市燃气管网未来设计的方案[1]。
二、燃气管网管径的设计选择
（一）确定管段初始流量
基于连枝流量下使用矩阵求解的基本关联方式能够确定管段初始流量。连枝就是管网间形成一种环形的状态。将环状管网变成枝状管网的方式是在环管网中删去某些管段，类似这种方式形成的管段被叫做连枝，从而通过管段长度比例分摊原则确定连枝流量。
（二）城市管道耐久性选择原则
设计规范的功能性要求需要整个结构以及结构的相关部分都满足特定规范后，才能够实现。这种状态被称为临界状态或者极限状态。耐久性是城市燃气管道的基础性功能，其具有耐久性的极限状态，例如，正常使用与承载能力的极限状态。在此基础上耐久性评估以及燃气管道寿命预测工作的前提，是合理选择城市燃气管道的耐久性寿命
1.选择反腐蚀性的城市燃气管道
城市管道投产后维修与维护工作难以实施的原因是其属于半永久性设施，因此对管道耐久性具有一定要求。为了隔绝腐蚀介质、隔断腐蚀电池的外部电路，需要将防腐层涂敷在城市燃气管道表面，从而建立起城市燃气管道的第一道防线。采取这种措施的理论依据是，当城市管道开始腐蚀的时候，在腐蚀时间以及腐蚀体量达到一定程度，会导致城市燃气系统由于管道腐蚀的因素产生故障，在此过程中如果不加以控制，在各种因素的影响下会产生不可估计的损失。分析大多数城市管道得出结论：将燃气管道寿命终止的标准设定为管道开始腐蚀，显得不实际并且趋于保守。实际燃气管道施工案例表明，即使城市燃气管道开始产生腐蚀，在后续相当长一段使用时间内，也不会发生燃气泄漏相关事故。
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2.燃气管道的承载力
基于城市燃气管道腐蚀后出现抗力退化的现象，长此以往城市燃气管道的承压力不断下降，当不能承担城市燃气管道压力时，就会出现承载力失效的状态，从而将此作为城市燃气管道耐久性的极限状态，这是城市燃气管道的承载力寿命理论。失效概率是可接受的临界值表现，可以通过概率统计的数学方式得到，其能够将城市燃气管道的最大效用发挥出来，因此，被广泛的应用在城市燃气管道领域。
3.城市燃气管道锈蚀量与裂纹尺寸的限值
城市燃气管道裂纹在腐蚀以及内压载荷因素的波动下会加剧。城市燃气管道的使用寿命是由锈蚀量的界限值以及管壁裂纹尺寸来确立的，从而形成锈蚀量与裂纹尺寸限值理论。企业和行业等部门规定的临界值是裂纹尺寸限值。一般情况下，城市燃气管道界面损失率由腐蚀量限值表达。这种确定寿命的方式普遍比较严格，并且过度依赖专家经验以及实际工程，所以具有较大的主观性。尽管城市管道发生疲劳开裂以及腐蚀的情况，还是具有一定的工作能力，这时就可以管道维修与安全运行同时开展。
（三）管径选择
管径的初选需要调用计算机软件中的初选管径菜单进行，同时，将管段单位压力与管段的计算流量作为依据。压力降与管路长度的比值由单位压力降从原点到零速点确定，气源点流向最原点的原则是零速点的确定方式[2]。
（四）经济管径的选择
管段压力降需要根据初始规格化管径以及管段的极端流量得出，根据气源点的压力状态确定各个节点的压力，同个各个节点压力的调用与修正，从而得出经济压力降。基于计算流量与压力降通过调用管径优选菜单，开展管径优化工作。
三、强化燃气管网的反腐层等级设计
燃气管网外层厚度的差异是聚乙烯类管道防腐层的普通级和加强级的区别，类似的普通级与加强级也适用在胶粘带、环氧粉末中，相关施工程序都是相同的。施工程序设备摊销是城市燃气管道防腐处理中花费比较大的环节，其次是材料的使用量。使用普通级的长输管道，能够在材料上节省资金花费，但是，城市中燃气管道通常比较短，这种方式的资金节省有限，基于安全要求考虑，应该转移强化的重点。依据新颁布的《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》，在杂散电流没有通过200mm下的我城市燃气低压钢管时，可以使用普通级的防腐层，其他情况则推荐使用加强级防腐层。在实际工作中，强烈的杂散电流常常存在于城市燃气管道周围，挖掘检测役管道后发现，很多腐蚀坑呈现出典型的散杂电流腐蚀现象，主要表现为：削面有起伏、手感光滑、呈现马蹄形状、金属光泽少、黑色的腐蚀物、边缘比较清晰、没有分层现象等。综合考虑后城市燃气管道建设中，尽管杂散电流目前没有存在于土壤环境中，但是基于未来城市发展角度讲，还是应该使用加强级燃气管道防腐等级设计。尽管这种方式会造成一定资源浪费，但是相比于燃气管道由于土壤中的杂散电流造成腐蚀的后果，还是有必要防患于未然。
城市燃气管道的运行状态，会给城市经济发展、建设、居民生活状态等方面来带较大的波动。所以，应该运用先进的科学技术手段进行城市燃气管网设计，强化城市燃气管道的耐久性，同时对管网安全运行时间进行可行性预测，从而，为相关工程建设提供具有价值的参考数据。此外，城市燃气管网的检测与维护工作应该定期开展，着力保障城市燃气管网的安全稳定运行，在此基础上实现经济效益的创造与提升。在燃气管网设计时应该增强培养相关技术人员科研能力的重视。尽量给在工作中表现优异的员工提供外出学习的机会，让其将世界先进的城市燃气管道设计与维护经验带到国内，促进我国城市燃气管网的发展[3]。
结论：综合上述文章内容，城市燃气管网的有效运行，能够保障城市建设与发展顺利进行，提升居民生活质量。因此，城市建设部门应该根据当前城市发展现状，以及燃气管网技术水平适当的进行整改，合理预测城市燃气管道的使用寿命，及时做出调整，为城市燃气管网的优化升级提供可靠的参考数据。
参考文献：
[1]李玲，管江.城市燃气管网的设计要点[J].科技创新与应用，2017，45（36）：32-17.
[2]魏俊普，徐江，李帆.城市燃气管道泄漏的原因分析与对策[J].煤气与热力，2017，61（76）：74-87.
[3]刘威，李金田.浅议城市燃气管网的设计选择与设计要点[J].科技资讯，2016，12（23）：56-28.
论文作者:杨娟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/12
标签：燃气论文; 城市论文; 管道论文; 管网论文; 耐久性论文; 状态论文; 压力论文; 《基层建设》2018年第24期论文;