公司公告
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2025年度燃?xì)夤こ滔盗校▽I(yè)）中級專業(yè)技術(shù)職務(wù)任職資格評審委員會評審?fù)ㄟ^人員公示名單[25-11-21]
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關(guān)于2025年度全市燃?xì)夤こ讨屑墝I(yè)技術(shù)職務(wù)任職資格評審工作有關(guān)事宜的通知[25-09-25]
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關(guān)于2025年度全市燃?xì)夤こ讨屑墝I(yè)技術(shù)職務(wù)任職資格筆試考試和面試評審工作安排的通知[25-09-25]
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2024年度燃?xì)夤こ滔盗校▽I(yè)）中級專業(yè)技術(shù)職務(wù)任職資格評審委員會評審?fù)ㄟ^人員公示名單[24-12-10]
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關(guān)于2024年度全市燃?xì)夤こ讨屑墝I(yè)技術(shù)職務(wù)任職資格評審工作有關(guān)事宜的通知[24-09-10]
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關(guān)于2024年度全市燃?xì)夤こ讨屑墝I(yè)技術(shù)職務(wù)任職資格筆試考試和面試評審工作安排的通知[24-09-06]
天然氣運輸中的管道設(shè)計相關(guān)問題探究
城市燃?xì)夤艿罏槌鞘休斔椭鞘猩钏匦璧奶烊粴?，可以說其的存在關(guān)系著城市的生存和發(fā)展，但是燃?xì)夤艿赖拇嬖诿媾R著諸多安全和有效運行的問題，土壤腐蝕、細(xì)菌腐蝕、電流腐蝕及人為破壞，這些因素都大大的威脅著燃?xì)夤艿赖陌踩?，因此如何解決管道腐蝕，保證城市燃?xì)夤艿腊踩?、有效運行已經(jīng)變得迫在眉睫。
1 城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計常見問題
1.1 引入管的設(shè)計選材
眾所周知，燃?xì)夤艿老到y(tǒng)中溝通室內(nèi)與室外的最關(guān)鍵部位就是這里說的引入管，所以城市燃?xì)庀到y(tǒng)的安全可靠性將取決于其品質(zhì)的好壞與優(yōu)劣。引入管的設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《燃?xì)庥娩摴羌芫垡蚁┧芰蠌?fù)合管》（CJ/ T 125―2000）的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，一般可采用鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管，這種管材的主要材料是聚乙烯復(fù)合材料，所以其耐腐蝕性非常好，致使其受管道鋪設(shè)周圍環(huán)境的影響將會非常小，并且其使用的理論年限將會很長，基本與建筑物壽命一致。另外這種材料的管材延展性好，在大壓力使用的情況下亦可不必考慮人工煤氣對管材腐蝕問題，能夠承受一定范圍的建筑物沉降、地質(zhì)變形等影響，在一定范圍內(nèi)能有效地防止燃?xì)庖牍苓B接件因上述原因而產(chǎn)生斷裂。再有，這種管材操作施工、現(xiàn)場質(zhì)量控制要求相對簡單，一般只需根據(jù)現(xiàn)場實際角度，結(jié)合技術(shù)特性規(guī)定的彎曲半徑（規(guī)范規(guī)定允許彎曲半徑為：公稱直徑 不大于150 mm 時為 80 倍公稱直徑，公稱直徑為 200 ～ 300 mm 之間時為100 倍公稱直徑，公稱直徑不小于 350 mm時為 110 倍公稱直徑），對管材進(jìn)行現(xiàn)場人工彎曲即可，節(jié)省勞動力。
1.2 地下燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù)
我國現(xiàn)有10萬km的各種燃?xì)夤艿溃植荚?00多個城鎮(zhèn)中，但是這些管道時刻面臨著被土壤腐蝕的危險，全國的各種泄漏事故屢見不鮮。揚州“2.18”事故，1995年的濟(jì)南平南路的電纜溝大爆炸，1996年中央電視臺的東方時空報道了兩起城市管道泄漏問題，發(fā)出了呼吁。在我國的城市管道腐蝕經(jīng)驗表明，涂料防腐劑多則15～20年，少則3～5年就被破壞了，但是埋地鋼質(zhì)管道加上陰極保護(hù)之后，這樣的管道能持續(xù)使用至少50年。所以，城市地下燃?xì)夤艿缹τ诩雨帢O保護(hù)的措施更加的有必要性，更加安全的保護(hù)城市及其市民的財產(chǎn)和生命。
對管道施加陰極保護(hù)，不但所需要的費用較少，另外它還可以起到延緩管道壽命幾倍甚至幾十倍的顯著效果，所以其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，對于已經(jīng)穿孔的就燃?xì)夤艿朗┘雨帢O保護(hù)，可以減少泄露次數(shù)，延緩腐蝕度。
2 城市燃?xì)夤艿纼?yōu)化設(shè)計分析
作為城市公共設(shè)施的一個重要組成部分和城市發(fā)展建設(shè)的一種現(xiàn)代化標(biāo)志，現(xiàn)代城市燃?xì)夤艿老到y(tǒng)關(guān)系著城市居民正常的日常生活。在對現(xiàn)代燃?xì)夤艿涝O(shè)計時往往需要注意以下幾個問題，即：
?。?）城市燃?xì)夥峙渲修D(zhuǎn)站或壓送機(jī)站、調(diào)壓計量站或區(qū)域調(diào)壓室；
?。?）高壓、中壓和低壓三個壓力檔次不同的燃?xì)夤艿谰W(wǎng)絡(luò)；
?。?）電訊與自動化設(shè)備及電子計算中心；
?。?）儲氣站等。
我國在燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計方面，根據(jù)輸氣管道的輸氣壓力將管道進(jìn)行分級，一般分為七個等級，即：
?。?）小于0.01 MPa的低壓燃?xì)夤艿溃?nbsp;
（2）0.01 MPa至0.2MPa之間的中壓B燃?xì)夤艿?；
?。?）0.2MPa至0.4MPa之間的中壓A燃?xì)夤艿溃?nbsp;
（4）0.4MPa至0.8MPa之間的次高壓B燃?xì)夤艿溃?nbsp;
?。?）0.8MPa至1.6MPa之間的次高壓A燃?xì)夤艿溃?nbsp;
?。?）1.6MPa至2.4MPa之間的高壓B燃?xì)夤艿溃?nbsp;
（7）1.6MPa至2.4MPa之間的B燃?xì)夤艿馈?nbsp;
為了提高燃?xì)獾墓赓|(zhì)量和利用率，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的設(shè)計模式普遍以從以往的低壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為中壓管網(wǎng)與樓層調(diào)壓相結(jié)合的系統(tǒng)模式，這些年我國的燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的發(fā)展速度非?？?，就我國城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計的規(guī)劃方面來講，主要還是存在以下兩個方面的問題：規(guī)劃設(shè)計計算和管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計。如何使得燃?xì)夤芫W(wǎng)在投資方面實現(xiàn)節(jié)約省材的目的，這就是存在的管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計問題，燃?xì)夤庀到y(tǒng)最主要的投入是管網(wǎng)的布設(shè)，目前我國管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計采用的大部分還是人工選擇管徑與計算機(jī)計算相結(jié)合的方式，而這種設(shè)計方法的一個弊端就是不能夠全面考慮到燃?xì)夤夤芫W(wǎng)的各種投資經(jīng)濟(jì)因素，從而導(dǎo)致難以保證最終的設(shè)計方案最優(yōu)化。與此同時考慮到對于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的規(guī)模擴(kuò)大將導(dǎo)致管網(wǎng)的投資也越來越大，優(yōu)化設(shè)計則是在保證城市居民正常使用生活的前提下，對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化處理，使其成本降到最低點，但同時必須要保證燃?xì)庀到y(tǒng)的運行安全系數(shù)。這一方面也是目前我國在城市建設(shè)發(fā)展方面不可忽略的一個問題。
通過這些年我國科研工作者在這一方面付出的諸多辛苦和努力，現(xiàn)使得我國的管道優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計取得了長足的進(jìn)步，針對燃?xì)夤芫W(wǎng)、管道的優(yōu)化設(shè)計問題，筆者初步總結(jié)主要有以下幾個可實現(xiàn)優(yōu)化目的的方法。
?。?）為了確定管道的管徑，我們可以通過對某一管道內(nèi)的流量進(jìn)行計算，然后利用求解的燃?xì)夤艿拦芫W(wǎng)最短路徑樹將環(huán)狀的管網(wǎng)型式做進(jìn)一步分解，分解為枝狀的管網(wǎng)形式，此方法的應(yīng)用可能會破壞管網(wǎng)的完整性，并且在選擇管徑時也僅能夠得到近似值，所以這里求解的終值只是一種滿意值而非最優(yōu)值；
?。?）如果可選擇的方案有多種，那么我們可以對比這些方案的優(yōu)缺點，協(xié)調(diào)各方面從而得出最優(yōu)的設(shè)計方案。但此方法也有明顯的缺點，那就是它只適用于小規(guī)模的管網(wǎng)系統(tǒng)，如果管網(wǎng)系統(tǒng)過于龐大，那么此方法的可操作性將明顯降低。
?。?）通?？梢园讶?xì)夤艿赖墓軓阶鳛橐环N連續(xù)性的變量，通過求解某一管段的經(jīng)濟(jì)方程組，從而得到燃?xì)夤艿赖墓軓絽?shù)上下靠檔，此方法在實際應(yīng)用當(dāng)中可在最后的破壞過程中了解到最優(yōu)性；
通過分析以上三種優(yōu)化設(shè)計方法，我們會發(fā)現(xiàn)這些設(shè)計方法都存在一個共同的特點，那就是它們都有一定的局限性，在尋找更為先進(jìn)的優(yōu)化方法過程中，研究設(shè)計人員總結(jié)發(fā)現(xiàn)了一套應(yīng)用系統(tǒng)分析法，即遺傳算法，該方法在城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計中取得了不錯的效果，其方法原理是能夠通過遺傳計算得到一種可以求解復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問題的通用框架，該方法不限于問題存在的領(lǐng)域及特點，因而被廣泛應(yīng)用于許多的學(xué)科。
3 結(jié)束語
現(xiàn)代城市燃?xì)夤艿赖匿佋O(shè)是為了造福于民，為人民生活帶來方便，所以我們應(yīng)該要在保證安全、可行性的前提下將設(shè)計工作盡可能做到全面、完美、合理。本文主要闡述了城市燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計構(gòu)成，提出了現(xiàn)在先進(jìn)的管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方法，即遺傳算法，希望通過本文的講述，能夠讓我們更加深入的了解我國在城市燃?xì)夤艿老到y(tǒng)設(shè)計中存在的問題，通過解決問題，來提升我國的管網(wǎng)鋪設(shè)能力和設(shè)計水平。
1 城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計常見問題
1.1 引入管的設(shè)計選材
眾所周知，燃?xì)夤艿老到y(tǒng)中溝通室內(nèi)與室外的最關(guān)鍵部位就是這里說的引入管，所以城市燃?xì)庀到y(tǒng)的安全可靠性將取決于其品質(zhì)的好壞與優(yōu)劣。引入管的設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《燃?xì)庥娩摴羌芫垡蚁┧芰蠌?fù)合管》（CJ/ T 125―2000）的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，一般可采用鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管，這種管材的主要材料是聚乙烯復(fù)合材料，所以其耐腐蝕性非常好，致使其受管道鋪設(shè)周圍環(huán)境的影響將會非常小，并且其使用的理論年限將會很長，基本與建筑物壽命一致。另外這種材料的管材延展性好，在大壓力使用的情況下亦可不必考慮人工煤氣對管材腐蝕問題，能夠承受一定范圍的建筑物沉降、地質(zhì)變形等影響，在一定范圍內(nèi)能有效地防止燃?xì)庖牍苓B接件因上述原因而產(chǎn)生斷裂。再有，這種管材操作施工、現(xiàn)場質(zhì)量控制要求相對簡單，一般只需根據(jù)現(xiàn)場實際角度，結(jié)合技術(shù)特性規(guī)定的彎曲半徑（規(guī)范規(guī)定允許彎曲半徑為：公稱直徑 不大于150 mm 時為 80 倍公稱直徑，公稱直徑為 200 ～ 300 mm 之間時為100 倍公稱直徑，公稱直徑不小于 350 mm時為 110 倍公稱直徑），對管材進(jìn)行現(xiàn)場人工彎曲即可，節(jié)省勞動力。
1.2 地下燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù)
我國現(xiàn)有10萬km的各種燃?xì)夤艿溃植荚?00多個城鎮(zhèn)中，但是這些管道時刻面臨著被土壤腐蝕的危險，全國的各種泄漏事故屢見不鮮。揚州“2.18”事故，1995年的濟(jì)南平南路的電纜溝大爆炸，1996年中央電視臺的東方時空報道了兩起城市管道泄漏問題，發(fā)出了呼吁。在我國的城市管道腐蝕經(jīng)驗表明，涂料防腐劑多則15～20年，少則3～5年就被破壞了，但是埋地鋼質(zhì)管道加上陰極保護(hù)之后，這樣的管道能持續(xù)使用至少50年。所以，城市地下燃?xì)夤艿缹τ诩雨帢O保護(hù)的措施更加的有必要性，更加安全的保護(hù)城市及其市民的財產(chǎn)和生命。
對管道施加陰極保護(hù)，不但所需要的費用較少，另外它還可以起到延緩管道壽命幾倍甚至幾十倍的顯著效果，所以其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，對于已經(jīng)穿孔的就燃?xì)夤艿朗┘雨帢O保護(hù)，可以減少泄露次數(shù)，延緩腐蝕度。
2 城市燃?xì)夤艿纼?yōu)化設(shè)計分析
作為城市公共設(shè)施的一個重要組成部分和城市發(fā)展建設(shè)的一種現(xiàn)代化標(biāo)志，現(xiàn)代城市燃?xì)夤艿老到y(tǒng)關(guān)系著城市居民正常的日常生活。在對現(xiàn)代燃?xì)夤艿涝O(shè)計時往往需要注意以下幾個問題，即：
?。?）城市燃?xì)夥峙渲修D(zhuǎn)站或壓送機(jī)站、調(diào)壓計量站或區(qū)域調(diào)壓室；
?。?）高壓、中壓和低壓三個壓力檔次不同的燃?xì)夤艿谰W(wǎng)絡(luò)；
?。?）電訊與自動化設(shè)備及電子計算中心；
?。?）儲氣站等。
我國在燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計方面，根據(jù)輸氣管道的輸氣壓力將管道進(jìn)行分級，一般分為七個等級，即：
?。?）小于0.01 MPa的低壓燃?xì)夤艿溃?nbsp;
（2）0.01 MPa至0.2MPa之間的中壓B燃?xì)夤艿?；
?。?）0.2MPa至0.4MPa之間的中壓A燃?xì)夤艿溃?nbsp;
（4）0.4MPa至0.8MPa之間的次高壓B燃?xì)夤艿溃?nbsp;
?。?）0.8MPa至1.6MPa之間的次高壓A燃?xì)夤艿溃?nbsp;
?。?）1.6MPa至2.4MPa之間的高壓B燃?xì)夤艿溃?nbsp;
（7）1.6MPa至2.4MPa之間的B燃?xì)夤艿馈?nbsp;
為了提高燃?xì)獾墓赓|(zhì)量和利用率，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的設(shè)計模式普遍以從以往的低壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為中壓管網(wǎng)與樓層調(diào)壓相結(jié)合的系統(tǒng)模式，這些年我國的燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的發(fā)展速度非?？?，就我國城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計的規(guī)劃方面來講，主要還是存在以下兩個方面的問題：規(guī)劃設(shè)計計算和管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計。如何使得燃?xì)夤芫W(wǎng)在投資方面實現(xiàn)節(jié)約省材的目的，這就是存在的管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計問題，燃?xì)夤庀到y(tǒng)最主要的投入是管網(wǎng)的布設(shè)，目前我國管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計采用的大部分還是人工選擇管徑與計算機(jī)計算相結(jié)合的方式，而這種設(shè)計方法的一個弊端就是不能夠全面考慮到燃?xì)夤夤芫W(wǎng)的各種投資經(jīng)濟(jì)因素，從而導(dǎo)致難以保證最終的設(shè)計方案最優(yōu)化。與此同時考慮到對于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的規(guī)模擴(kuò)大將導(dǎo)致管網(wǎng)的投資也越來越大，優(yōu)化設(shè)計則是在保證城市居民正常使用生活的前提下，對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化處理，使其成本降到最低點，但同時必須要保證燃?xì)庀到y(tǒng)的運行安全系數(shù)。這一方面也是目前我國在城市建設(shè)發(fā)展方面不可忽略的一個問題。
通過這些年我國科研工作者在這一方面付出的諸多辛苦和努力，現(xiàn)使得我國的管道優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計取得了長足的進(jìn)步，針對燃?xì)夤芫W(wǎng)、管道的優(yōu)化設(shè)計問題，筆者初步總結(jié)主要有以下幾個可實現(xiàn)優(yōu)化目的的方法。
?。?）為了確定管道的管徑，我們可以通過對某一管道內(nèi)的流量進(jìn)行計算，然后利用求解的燃?xì)夤艿拦芫W(wǎng)最短路徑樹將環(huán)狀的管網(wǎng)型式做進(jìn)一步分解，分解為枝狀的管網(wǎng)形式，此方法的應(yīng)用可能會破壞管網(wǎng)的完整性，并且在選擇管徑時也僅能夠得到近似值，所以這里求解的終值只是一種滿意值而非最優(yōu)值；
?。?）如果可選擇的方案有多種，那么我們可以對比這些方案的優(yōu)缺點，協(xié)調(diào)各方面從而得出最優(yōu)的設(shè)計方案。但此方法也有明顯的缺點，那就是它只適用于小規(guī)模的管網(wǎng)系統(tǒng)，如果管網(wǎng)系統(tǒng)過于龐大，那么此方法的可操作性將明顯降低。
?。?）通?？梢园讶?xì)夤艿赖墓軓阶鳛橐环N連續(xù)性的變量，通過求解某一管段的經(jīng)濟(jì)方程組，從而得到燃?xì)夤艿赖墓軓絽?shù)上下靠檔，此方法在實際應(yīng)用當(dāng)中可在最后的破壞過程中了解到最優(yōu)性；
通過分析以上三種優(yōu)化設(shè)計方法，我們會發(fā)現(xiàn)這些設(shè)計方法都存在一個共同的特點，那就是它們都有一定的局限性，在尋找更為先進(jìn)的優(yōu)化方法過程中，研究設(shè)計人員總結(jié)發(fā)現(xiàn)了一套應(yīng)用系統(tǒng)分析法，即遺傳算法，該方法在城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計中取得了不錯的效果，其方法原理是能夠通過遺傳計算得到一種可以求解復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問題的通用框架，該方法不限于問題存在的領(lǐng)域及特點，因而被廣泛應(yīng)用于許多的學(xué)科。
3 結(jié)束語
現(xiàn)代城市燃?xì)夤艿赖匿佋O(shè)是為了造福于民，為人民生活帶來方便，所以我們應(yīng)該要在保證安全、可行性的前提下將設(shè)計工作盡可能做到全面、完美、合理。本文主要闡述了城市燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計構(gòu)成，提出了現(xiàn)在先進(jìn)的管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方法，即遺傳算法，希望通過本文的講述，能夠讓我們更加深入的了解我國在城市燃?xì)夤艿老到y(tǒng)設(shè)計中存在的問題，通過解決問題，來提升我國的管網(wǎng)鋪設(shè)能力和設(shè)計水平。
