城市天然气管网设计之浅见

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1、城市天然气管网设计之浅见【摘要】：改革开放的不断深入，经济的快速增长,带动了城市化进程的加快。城市的建设离不开居民，居民的生活离不开燃气，因此城市天然气管网的建设必须符合城市的长远规划，在设计城市天然气管网时的科学合理，对管网的耐久性预测出城市天然气管道的安全运行时间，为工程实际提供可靠的参考依据，并及时有效地对城市天然气管道进行检测和维护，确保城市天然气管道的安全运营，发挥城市天然气管道的最高经济效益。【关键词】：城市天然气；管网；设计中图分类号：F407.221•科学合理规划管网的设计1.1能源消费总量与用

2、气量的预测一个城市的年度能源消费总量主要受国民经济发展情况、人口、产值单耗、产业结构等因素的影响。这些因素均在不同程度上影响着城市能源消费总量的变化。一个城市国内生产总值、第二产业产值、第三产业产值对能源消费总量的影响，采用相关系数计算国民经济发展情况与能源消费总量之间的关系。并根据城市发展的历史能耗角度来预测规划年的能源消费总量。1.2利用回归法分析城市天然气负荷回归分析法是从研究天然气负荷与其影响因素的相关关系入手，通过回归分析建立回归模型进行负荷预测。该方法适用于中、长期预测，预测精度较高。2•天然气管网

3、管径的选择2.1管段初始流量的确定管段初始流量是在连枝流量一定的条件下，通过调用基本关联矩阵求解而得到的。所谓连枝，是针对环状管网而言的。如果把一个环状管网去掉某些管段后，该管网变成枝状管网，那么去掉的这些管段就称为连枝。连枝流量采用按照管段长度比例分摊原则确定。2.2管径的初选根据管段的计算流量和管段的单位压力降，可以计算机软件调用中的"初选管径”菜单进行管径的初选。单位压力降由从气源点到零速点的允许压力降与管路长度的比值确定，零速点的确定按照天然气总是从气源点流向最远点的原则确定。2.3经济管径的选择根据初

4、始的规格化管径和管段的计算流量求解管段的压力降，并由气源点的压力求各个节点的压力，调用修正各节点压力，计算得出经济压降。根据此压降和计算流量，调用软件中的“管径优选”菜单进行管径优选。2.4城市管道耐久性原则选择整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规范的某一功能要求，此特定状态称为该功能的'‘极限状态”，即“临界状态”。城市天然气管道耐久性作为一项功能，也存在着耐久性极限状态：承载能力极限状态和正常使用极限状态。对城市天然气管道耐久性寿命准则的合理选择是进行耐久性评估与寿命预测的重要前提。2.4

5、.1城市天然气管道反腐蚀性选择。因城市天然气管道属于半永久性设施，投产后维修或维护较难进行，故要求耐久性要好。在城市天然气管道表面涂敷防腐层就是为了隔绝腐蚀介质、切断腐蚀电池的外部电路，是城市天然气管道防腐蚀的第一道防线。采用城市天然气管道腐蚀寿命准则的理由，主要是考虑城市天然气管道开始腐蚀，在一定的腐蚀量和腐蚀时间下就足以使得城市天然气管道产生各种腐蚀缺陷。但是对大多数城市天然气管道而言，以城市天然气管道开始腐蚀作为寿命终止标准，显得过于保守，也是不现实的。2.4.2管道承载力。承载力寿命理论是考虑城市天然气

6、管道腐蚀引起的抗力退化，当城市天然气管道的承压能力下降到不足以抵抗城市天然气管道压力的荷载作用时，城市天然气管道就达到了承载力失效的状态，这一界限值作为城市天然气管道的耐久性极限状态。2.4.3城市天然气管道裂纹尺寸与锈蚀量限值。在腐蚀和内压载荷波动等因素的共同作用下，城市天然气管道的裂纹将会加速扩展。裂纹尺寸与锈蚀量限值理论是以管壁裂纹尺寸或锈蚀量达到某一控制界限值所需时间作为城市天然气管道的使用寿命。裂纹尺寸限值通常指行业或企业等相关部门规定的临界值；腐蚀量限值通常用城市天然气管道截面的损失率来表示。该寿命

7、准则仍然偏严，限值的确定依赖实际工程和专家经验，因而存在很大的人为主观性。当城市天然气管道发生腐蚀、疲劳开裂后还允许城市天然气管道有一定的工作能力，还不至于影响城市天然气管道的安全运行。1.加强管网的反腐层等级的设计聚乙烯类管道防腐层的普通级与加强级差别仅在于外层厚度的差异，胶粘带、环氧粉末的普通级与加强级差别也是类似，所有施工程序是完全相同的。其实管道防腐的主要费用存于施工程序设备摊销，材料用量是次要的。对于长输管道，选用普通级可以节省一定的材料投资，由于城市天然气管道通常较短，这种节省效果有限，相比于安全要

8、求，应弱化这方面的考虑。实际上，城市天然气管道周边往往存在强烈的杂散电流，对在役管道的开挖检测发现，许多腐蚀坑呈马蹄型并见金属光泽，削面虽有起伏，但手感光滑，边缘也较清晰，腐蚀产物为黑色粉末状，无分层现象，就是典型的杂散电流腐蚀。因此对于城市天然气管道，即使目前土壤环境中暂时没有明显的杂散电流，考虑到未来城市的发展，防腐等级设计还是普遍采用加强级为宜。4•做好城市天然气规划设计4.1规