城市燃气管网规划设计研究

摘要：天然气管网的规划与设计是市政规划中较为重要的一项内容，因此必须高度重视天然气管网的规划和设计，进而有效提高其规划和设计的水平。以上关于对市政规划中天然气管网的相关探索，进而更好的指导市政规划中天然气管网的相关设计和规划工作的开展。

关键词：燃气管网；规划设计；设计方法；发展趋势

中图分类号：TU984 文献标识码： A

一、城市燃气规划的重要性

首先是城市建设的需要。目前我国的城市化建设进程在不断地加快，各项基础设施的建设也在如火如荼的开展，燃气的使用已成为人们生活中不可替代的一部分，不仅为居民生活带来便利，而且也促进了国民经济的发展。然而城市燃气系统的建立不是一夕一朝的事情，需要在经过调查研究之后，结合本地的用气需求和城市基础设施规划，才能进行城市燃气的规划，形成一套安全、可靠、实用的燃气供应系统。因此，城市燃气规划是非常有必要的。其次，是建设节约型社会的必然选择。环境污染已受到了社会各界的共同关注，石油、煤炭等资源使用后产生的废气、废渣的排放对大气造成严重的污染。而天然气的使用，可以降低废气的排放，减少对环境的污染，改善城市环境，同时还能够改变现有的能源消费结构，促进地区经济的发展，为我国的节能减排事业作出贡献，走出一条社会、经济、资源和环境共同发展的可持续之路。第三，城市燃气的规划可以提高居民的生活水平，已经是城市走向现代化发展的标志之一。燃气是城市居民日常生活不可缺少的一部分，它代替煤气、蜂窝煤成为居民最主要的生活燃料。燃气基础设施的规划，可以为城市提供充足的能源、减少废气排放、改善城市居民生活环境，提高居民生活质量。但是若对燃气规划不合理，则会造成燃气供应出现中断，影响城市的正常生产生活。总之，城市燃气规划关系着城市的发展。在建设环境友好型、资源节约型社会的现在，更要科学合理地对城市燃气进行规划，不断调整城市能源使用结构，为社会发展、环境保护作出贡献。

二、城市燃气发展原则

在城市燃气规划中，要坚持以下三个原则：第一，要紧随国家政策，加快城市燃气规划步伐。目前，我国在大力推进清洁能源建设，开展现代化的城市燃气规划。贯彻落实国家在能源发展建设方面的各种方针政策，不断加强燃气规划中的技术应用，建立完善的燃气规划方案，使燃气的管理更加专业化、信息化，同时加强燃气市场的制度化、法制化、规范化建设，提高居民生活质量、改善城市环境，建设节约型社会。第二，要立足实际，统筹规划未来的发展目标。在燃气规划的建设中，不仅要考虑到城市现在的建设发展问题，还要考虑到城市未来的发展方向和发展要求，以减少城市燃气规划发展中的乱挖重建项目。要以现代化城市总体规划为目标要求，严格按照规划实施方案，加快建设城市燃气发展，将城市的燃气规划和城市建设的总规划相结合，正确认识到燃气发展和城市建设之间的关系，对城市的总体用气进行充分考虑，做到从实际中实现发展，从长远中立足于当下。第三，坚持求真务实的工作作风，选择科学合理的规划方案。要以市场需求为导向进行城市燃气规划，燃气设施的建设既要满足近期发展需求，又要满足长期发展规划需求，为未来城市发展规划留下足够的需求空间。在实际建设过程中，积极使用新技术、新工艺进行燃气规划，为燃气规划工作的发展提供技术保障，保证燃气规划工作的先进性、科学性和合理性，保证规划的经济效益和社会效益。

三、城市燃气管网规划设计方法

1、基本方法

在城市燃气管网规划设计中，常用的方法有图论法、动态规划法、神经网络法、MCST法、约束导数法、综合优化法等方法。动态规划法是对管网各节点压力进行优化，得出最优压力来选择管网布局和元件，但这种方法需要预先给定调压站数目和位置、管段长度、管径等数据，应用于大型网络系统中有一定局限性。神经网络法则是引入适当能量函数确定神经元联结权，根据网络状态变化来寻求平衡获得局部最优解的方法，具有大规模并行处理、高容错性和自适应性、自组织性的优点，应用于大型管网规模设计中极佳。因此，本文综合利用动态规划法和神经网络法来建立数学模型，用于城市燃气管网规划设计中管网布局与参数优化。

2、城市燃气管网布线标准

城市燃气管网布线时，高、中压管网主要用于输气，其压力高、危险性大，布线应充分考虑长期安全运行的需要，因此应布设于足够安全距离的地段，同时考虑安装和检修的便利性和对周边的影响，低压管网是最基本的管网，要充分考虑网路密度。管网的纵断面，应埋设于土壤冰冻线以下，其覆土深度应满足规划和规范要求，并避免与自来水管、雨水管、热力管、电力管、通讯管等布设于同一地沟，并采取好防护措施。储配站应综合考虑城市工业布局规划，服从输气干线大走向，尽量靠近负荷集中地带。调压计量站的布设要符合城市规划和作用半径，尽量避免对周边地区的影响，控制好安全距离。

四、天然气管网规划发展趋势

1、天然气管网规划发展趋势

在天然气管网的规划中，多目标规划相对较为复杂，尤其是关于解的概念问题。在针对多目标优化的问题中，一般情况下各目标函数，其矛盾一般情况下无法进行有效的调和。在管网多目标的优化过程中，假设考虑降低管网投资与降低管网的动力能耗两个目标函数，倘若其所选用的管径相对较小，尽管一定程度上降低了在管道方面的投资，但是这势必一定会增加液体输送的阻力，间接的是管网的动力的能耗增加；相反，如果管径选用的相对较大，尽管这一定程度可以有效的降低动力能耗，但是却不可避免的增加了管道方面的投资。综合以上来看，目标函数自身的冲突性，使得设计方案的优化不能选用这唯一的评价方法，就目前来说，解决多目标规划的方法常见的有三种，分别为价函数法、分层序列法和增量系数法。多目标规划的一个较为显著的优势是，可以从诸多方案中选择最佳方案，此外，还可以通过对替换模型问题的解决方面，为方案的最终选定提供依据。

2、天然气规划建议

综合来看，我国的输气管网的规划正处于探索和初级阶段，尤其是市政规划中天然气管网的特殊性，从数学的角度分析，可以将输气管网、供水管网的布局规划划分为网络规划问题，因此，在进行相关的输气管网网络的布局研究时，可以选择性的借鉴供水管网布局规划的一些技巧和成功之处。输气管道在进行输气运转中，其输送具有距离较长、输送压力较高以及口径较大的特点，因此在市政规划中要注意输气管道输送过程中的这些特点，并有效的针对这些特点提出相应的针对性措施，此外，供水管网的布局规划的一些技术和相关的成功之处可以为天然气管网的规划和设计提供一定的参考和指导，但是还是要立足于具体的天然气管网输气的实际情况进行规划，注意天然气管网的规划设计与实际施工的区别和差异。综合现有的诸多研究文献来看，神经网络在管网规划的中具有十分广阔的发展前景和发展潜力，应该逐步深入对其的研究和思考，并在相关研究的基础之上，开发出以神经网络为基础的规划软件。在日后的管网规划和设计规划中，要注重充分利用先进的高科技技术，用科技和知识力量为市政规划中天然气管网的规划和设计提供较为规范和科学的指导，进而有效提高管网的综合利用效率，并在此基础之上，注重与城市的整体环境相适应，提高其整体的美观度，有效对规划设计和生产管理的水平加以有效的提高。

结束语

在进行城市燃气规划时，要注重与城市总体规划的结合，尽可能准确的预测未来燃气使用用户和用气量，加大对管网建设力度，选择合理的管网压力等级，重点关注燃气的安全性、稳定性，最大限度地建设多气源的燃气供应体系，扩大燃气适用范围。同时还要加强对城市燃气调度中心的建设，时刻保障燃气供应的稳定性，为燃气供应的畅通提供有力保障。