3.原因分析
3.1 用气需求增长加大管网负荷
根据A市用户管理系统数据统计，近三年来城市燃气用户数大幅增长，从2020年261万户增长至2023年513万户，增长了97%。高峰小时用气量由2020年29.1万m³/h增长至2023年40万m³/h，增长了38%。随着城市燃气管网规模的持续完善及用户量的增加，未来几年内城市燃气用气需求还将进一步增长。A市《城市燃气管网系统布局规划2023-2025年》文件指出，至2025年，城燃用户冬季高峰小时用气量预计达到73万m³/h，届时中低压管网供气将面临更严峻的考验。
表1 2020-2023年A市城市燃气用户及用气情况
3.2 城市规划调整引起用气结构变化
受城市规划调整、“瓶改管”项目实施等因素影响，城燃用户分布及用气结构也随之发生改变，原本供气能力富余的区域，逐渐变成气源不足或压力低区。比如，根据相关规划文件预测，A市新增前海片区高峰小时气量约为0.8万方/小时，新增深港合作区高峰小时用气量约0.85万方/小时。而按照管网输配系统建设进度，以上两个规划片区建设完成前，配套供气调压站暂不具备投产条件。因此，两个规划片区的新增用户将由现状调压站及中压管网供应，届时大幅增长的用气负荷将对现状管网供气造成影响。
3.3 管道迁改、改造等形成供气断点
因地铁工程、水务工程、通信工程及道路改造等各种工程建设需要，每年城市燃气地下管线迁改工程量也非常多。根据A市城燃企业GIS系统数据统计，近三年因管线迁改项目累计废弃了地下燃气管线143km。2022年国务院发文要尽快启动实施城市老旧钢质燃气管道更新改造工作，为了加快完成改造任务，部分市政钢质管道在未完成PE建设的前提下就实施废弃封堵，形成了新的断点。如图1所示，图示红色管线为当前带气的DN400 PE管线，黑色管线为其他管径带气管线。2022年底因老旧钢管改造项目的实施，图示蓝色老旧D325钢质管道废弃，因该过路管建设周期长且协调难度高等原因，该段钢管废弃时延布龙公路穿越东西干道未建设新PE管道，导致在此处形成断点，对日常供气造成不利影响。
3.4 阀门配置不足造成供气影响大
因市政阀门配置不足、或设计不合理等因素，随着管网扩展及后端用户增加，致使管网中停气范围超10000户的风险点不断增加。一旦发生管道抢维修事件，因阀门关闭受影响停气的用户数量多，对燃气企业的社会服务形象造成负面影响。如图2所示，当图示位置1号至4号阀门直接连通的市政管道发生事故时，需对图中红色管线区域进行停气处置，受停气影响的用户数将达到11440户。对该区域管网拓扑路由进一步分析发现，如果在2号阀门与4号阀门之间管道上增设阀门，可有效减小停气范围。
3.5 对管网完善工作不够重视
当前城市燃气管网新增项目主要来源于新用户的供气配管、市政管道迁改、老旧管网改造等，管径和路由大多基于新用户的用气需求及道路条件予以设计实施，管网在运行一段时间后会出现气源不足、连通性差、压力低等问题。因此，管网运行管理单位应定期对现状管网进行供气能力评估，梳理影响供气的断点、瓶颈等问题，通过完善管网结构予以优化。当前各运行管理单位对管网供气评估及完善工作的重视度不够，随着用气需求的不断增长，最终管网供气能力不足问题逐渐显现。
3.6 施工问题造成供气“栓塞”
在管道设计和施工过程中，因设计期统筹不到位、建设期施工质量差等原因，也会导致现状管网在运行时形成供气“栓塞”。一是因建设期选取管径时未统筹考虑管网现状，大管径连接小管径形成供气瓶颈造成压损大。如图3所示，紫色管线为DN315 PE管道，因在三通接头处采用红色的DN160 PE管道连接，形成供气瓶颈。二是现场施工阶段管件选型不合理，比如采用两个鞍型三通代替普通三通，或者接头处采用多个弯头连接等现象屡见不鲜。三是新建管道清理不到位，管道在投产前因吹扫不到位，残留的泥沙、积水等形成管内堵塞点。