张家口市煤气总公司 河北张家口 075000
摘要：在高层建筑数量不断增多的背景下，我国天然气管道设计的难度也和以往有所不同了，并且天然气管道设计的影响因素也在逐渐增多。在此种状况下，相关工作人员就应根据城市高层建设的特点，并结合先进的技术，解决城市天然气管道设计中的问题。现如今，相关部门正面临着这样的一个挑战：如何才能有效提升城市天然气管道的设计成果。基于此，本文对城市天然气管道的设计进行了有效探析，以期可以给相关部门提供参考。
关键词：城市天然气；管道；设计
天然气在当下的能源结构中占据着非常重要的地位，世界上的各个国家都将城市的气体化作为自身的努力目标，促进一个国家经济发展的关键就是提高此国家的能源储备量。我国是能源大国，主要表现为：我国已发现的石油、天然气等能源的储备量处于世界领先地位，但是这些能源却有着过于集中的问题，在这种情况下，输配管网就起到了有效作用。另一方面，天然气管网老化严重问题也正困扰着我国各大城市中的市民。因此，相关部门必须要致力于城市天然气管道设计的优化。
1.城市天然气管道设计存在的问题
1.1管道下沉方面的问题
一般情况下，高层建筑下降速度的最大值就处于施工完毕后的3到5年之内，之后其下降速度将会随着时间的推移而不断减小。通常来说，建筑施工完毕后，天然气管道的安装就会被提上日程，而建筑的下沉将会对管道所入墙面产生较大的作用力。并且随着回填土的下沉，引入管部分的悬空就成为了必然，甚至引入管的外在形态还会发生变化，并且漏气状况的发生也并不是不可能。要想使这些问题不再出现，相关工作人员就应采取与之对应的措施来设计管道，以此为管道的正常运行提供保障。
1.2附带压头方面的问题
由于高层建筑的高度较为显著，燃气管道使用的立管相对来说也不短，再加上天然气管道和空气密度并不相同，因此随着附带压头的使用，用户的燃烧器也会产生相应强度的波动，一旦附带压头对燃烧器的作用力超出标准范围，那么就会导致燃烧器产生不正常燃烧的现象，具体表现为：燃气的燃烧力度不足、运行过程中火焰突然熄灭、关闭阀门后火焰再度燃烧等。为了给天然气管道的正常运行提供保障，相关工作人员就应将精力和时间放在对附带压头的控制上面[1]。
1.3立管应力问题对天然气运行的影响
由于天然气管道具有立管较长的特点，这会在很大程度上增加管道自身的重力，并且天然气管道在实际的运行过程中还会受到恶劣的雨雪天气的影响，具体表现为：立管会在此种天气的影响下发生形状方面的变化，严重时立管还会直接开裂。所以说，应力将会直接影响高层管道设计的成果，需要引起相关人员的高度重视，如果应力问题在设计过程中没有得到妥善的解决，那么管道自身以及支架的散落就成为了必然，同时还会在很大程度上增加管道弯曲、破裂状况的出现机率，甚至还会埋下安全隐患。为了有效提高城市天然气管道的设计质量，在实际的设计过程中相关工作人员就必须要保证应力计算的准确性[2]。
2.优化天然气管道设计的有效措施
2.1致力于天然气管道下沉的补偿
在实际的管道设计过程中，相关工作人员应将对管道下沉的补偿提到日程上来，当高层建筑物设计下沉量多于55mm时，在实际的设计过程中就应将插管墙预留洞的尺寸扩大相应的倍数，这样一来，管道在进入洞口之前，就可以很容易的实现3次及以上次数的卷曲和伸直，同时相关工作人员在管道的穿墙前期还应致力于柔性软管亦或是波纹补偿器的引进。但是在放置柔性软管的过程中，相关工作人员需要注意：应尽可能的提高管道的流动性，同时还要使天然气软管处于水平状态[3]。
2.2致力于燃具压力的计算
天然气的供气方式只有一种，即从下端通往上端，如果其附带的压力大于零，那么天然气就会向上涌动，燃具前压力升高状况的发生也就成为了必然。在此情况下，相关部门就应减少对天然气的供应，这有利于防止燃具的负荷运行。只要在1.5Pn范围内，民用燃具皆可正常运行，但是1.5Pn却不是高层建筑燃具的额定压力值。在此情况下，相关设计人员可以立足于高层建筑的不利工况，计算燃具的额定压力值，之后在实际的天然气使用过程中，相关工作人员只需控制天然气的使用量不超过燃具的额定压力值即可，这样就能有效预防燃气爆炸。
2.3致力于应力的计算
一般情况下，大型商业、大型工业、高层建筑在施工过程中都会采用中压入户供气的手段，10号或者是20号无缝钢管就是其立管的最常用型号，而管道压缩应力在实际应用过程中的产生则是必然状况。为了降低应力对管道运行的影响，相关设计人员在实际的工作过程中应将精力和时间投入到应力的计算中去。通过计算公式我们可以知道：管道材质和温度是影响热应力的主要因素，而管道的长度和管径的长短则完全不会影响到热应力。在此情况下，相关设计人员就必须要致力于对无缝钢管在不同温度下的收缩量以及热应力的信息的收集。为了有效提高立管的压缩力，相关设计人员应通过相应的措施提高立管分摊的均匀程度，同时还应有效发挥支架的固定作用，以此提高立管底部压缩预应力的分散程度，为天然气管道的正常运行提供保障。为了有效发挥热应力的积极作用，设计人员应将Z型补偿器放置在立管的支架上。
3.结束语
在我国环境压力越来越大的背景下，各个城市对环境保护的要求也与以往有所不同了，对于能源的追求也向无污染型能源进发。现如今，燃气已经成为了我国城市能源的重要组成部分，燃气管道的设计和施工也给城市居民带来了福音，燃气的合理利用不仅对城市能源利用水平的提高有着非常大的帮助，同时还有利于改善城市的环境质量。基于此，为了更好的造福城市居民，相关部门应将城市天然气管道的设计和优化重视起来。
参考文献：
[1]张德久.城镇高压天然气管道设计分析[J].石化技术，2019，26（11）：84-85.
[2]良权.浅析城市燃气管道设计中的问题[J].中国石油和化工标准与质量，037（014）：102-103.
[3]陈世峰，徐欣.城市燃气管网规划设计研究[J].化工管理，000（30）：1-3.