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摘要：近年来，对于城市燃气管网规划设计来说，在当今社会中占有重要的地位，不论是哪个城市，都必须拥有完善、系统的城市燃气管网，这样一来，就使得一些之前的城市燃气管网规划设计管理理念稍感落后，需要不断更新自身理念，从而与其的迅猛发展保持一致。当诸多城市的燃气管网项目都在逐步为人们所重视的时候，诸多学者和专家也对其开始关注，在这个过程中，城市燃气管网规划设计相关问题的探讨也成为了诸多研究学家的关注热点。
关键词：城市规划；市政燃气；管网设计
一、市政燃气管网规划设计概述
随着城市规模的不大扩大，城市基础设施建设需要不断完善，当前我国城镇需要新建或者改建的燃气管道项目非常多，燃气管道不合理设计导致新建或者扩建困难重重，特别是一些老城区燃气管道的改造尤其麻烦，传统的燃气管道设计无论是在经验还是在设计思路上不能适应当前城市发展需求。按照工程项目的循环过程，燃气管网系统的优化包括管网的布置、设计、运行管理以及后期的改革扩建等阶段，所以燃气管网系统的优化是一项复杂的系统工程。管网的优化设计通常是指在管网的布局规划已经确定的条件下，主要解决最优化的管径组合问题，即通过管网的水力计算来确定有关的技术参数，通过优化设计找到价钱最低的设计方案。管网的优化设计就是要使管网（包括管道和压缩机网络站）的投资建设费用最小化。管网的建设应该要求管道的强度能承受最大的工作压力；进出站气压必须满足条件，可以保证气体在管道中正常流动；需要考虑管道的稳定性，为了防止管道的径向失稳；另外还需要满足设计变量的边界条件等所构成的物理关系。因此，燃气管网的优化设计问题基本可以归结为：根据管道出现的一系列约束限制条件，以建设管网费用最小为目标函数进行优化计算，得出最优管径组合以及相关的技术参数。
二、城市天然气管网的规划现状
1.管网规划的目的和意义
随着天然气资源的开发，天然气已成为大中城市的主要气源，一些利用煤制气气源的城市也正向天然气转换。在城市利用天然气的工程总体规划中，燃气工程是城市市政建设的重要内容之一。而对燃气工程的建设起指导作用的则是根据城市的总体规划设计进行的燃气专项总体规划，其中，天然气管网的规划设计是一项重要内容。城市天然气系统工程建设投资巨大，工程建成后不宜轻易改建或扩建，否则，将影响城市建设，影响城区居民生活，造成人力、物力、财力的巨大浪费。
因此，要保证城市燃气事业的健康发展，天然气管网规划设计必须科学化。城市天然气系统工程规划设计的目标：不仅要满足用户和工艺设计的要求，而且要使城市天然气系统工程所需的投资费用最少，保证整个天然气管网运行经济、安全、灵活和可靠。由于城市天然气系统庞大，结构复杂，限制条件众多，因此，依靠传统的手工进行设计，难以达到科学合理的目的。
2.管网规划原则
（一）管网规划工作应具有先进性。对于一个规模不大但十分复杂的输气管网，仅凭手工计算和运营经验进行规划设计是远远不能满足需求的，必须运用精确的管网模拟软件对多种方案进行分析计算，从中选出最佳改造和扩建方案。在管网调度中，也应使用实时控制软件进行在线模拟分析，最大限度提高管网运行效率，降低输气成本。
（二）管网规划工作应具有整体性。天然气开发规划是由气藏工程规划、采气工程规划和天然气地面建设工程规划三部分组成。如果在天然气地面建设工程规划设计中也引进先进的数模软件，使之与气藏数模软件相结合，即将天然气在地层中的水力动态与地面管网中的水力动态结合为一个统一连续变化的整体加以考虑，从中选出最优方案作为天然气开发规划方案，这样在作气藏工程规划方案时，就充分考虑了天然气地面建设工程规划对它的影响，改变了传统的先作出最优气藏工程规划方案，然后依据此方案进行天然气地面建设工程规划作出优化方案的做法。
三、布置管网形式应考虑的因素
1.燃气管网与城市总体规划的一致与协调。
城市燃气管网规划的基本要求是要在城市总体规划的指导下进行，以实现管网远近结合的整体布局。城市规划中的人口密度及用户分布情况、建筑特点、道路等级、宽度及重要情况、荷载情况、路网形式、城市各地块定性和功能分区以及各管线之间的影响（包括电力高压线路、热力线路等等），均对管网形式布置有重大影响。燃气规划应密切结合总规、分规、控规、详规等各规划阶段成果，适时及时调整相关管网布局，以符合城市规划的要求。居住区、居住小区及工业企业是城市用气大户，燃气管可形成环状干管保证供气。城市绿化系统、各级休憩场所和城市的公共活动中心体系及仓储用地，属于用气小户，规划时不宜设置主干管，预留小管径枝状管即可。显然，不同的城市用地性质使用燃气的情况不一样，对之所配置的管网形式也不一样。
2.燃气管网应尽可能地满足各种终端用户的使用要求
随着燃气企业走向市场化，燃气企业要最大可能地扩大燃气市场占有额，就必须以用户需求为本，尽量满足各种终端用户需求。在当前一些地区因局限于经济合理、安全运行、整体布局的指导思想，从一定程度上忽略了对用户逐一考虑的过程，也就限制了燃气供应能力的发展。
3.燃气管网布局应与企业运营机制相结合
城市配气管网因调峰等原因，设备与管道的利用率低于长输管线，城市管道的敷设费用高于长输管线，安全保障的建设费用也很高，但气价又受其他替代能源的限制。法国的经验描述为：输配管网前期投入大，建设期长，资金返回慢，还款期长，没有单一买方承诺长期购买。
因此，在现行的国家政策下，对燃气经营企业来说，合理规划燃气输配管网既是保证燃气正常供应的重要条件，又是标志燃气供应系统的经济性的重要方面。燃气经营企业从管网运行工况的角度考虑，采用环状管网方案优于枝状管网方案；而从工程经济性和运营管理的角度考虑，尽管枝状管网方案在保证同等供气能力时，平均管径大于环状管网方案，但由于管网长度减少，枝状管网方案仍优于环状管网方案。同样，对于运营工况来说，密集的环状管网不一定是解决问题的最佳方案。环状管网在事故工况下要切断事故源，所花费的时间和人力相对枝状管网要复杂。而处理事故时间的延长意味着事故将给用户和周边人员带来更大的危害，造成更多的经济损失。随着管网规模的增大，这个问题将更加突出。为了弥补环状管网运营管理方面的劣势，企业还需采用细化企业安全管理规程，增加巡线时间，提高管网自动化管理的程度以及采用快速关断型阀门等方法来加强对环状管网的管理，这也意味着管理成本的增加。
四、结束语
综上所述，城市燃气设计人员在进行燃气管网设计前应对该区域现状进行深入细致的调查研究，并通过数据的整理计算，得出符合自身情况的各项热负荷指标和时、日、月高峰系数，这些工作能够为科学、合理地进行燃气管道设计奠定坚实的基础；在气源安全性、用气量预测、规划编制与规划实施的协调等规划内容上应有所考虑。这对于提高城市整体燃气供应能力能够提供有力保障，在促进工作有序进行的同时，给国家带来一定的社会、经济及环境效益。
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