计算机信息技术在燃气管道设计和施工中的应用

    周伟++代菲菲

    摘 要：计算机软件的应用实现普及，并受到电力工程、化工工程以及城市燃气管道工程等其他领域的关注，借助计算机信息技术，实现了技术的开发与设计手段的全面革新。天然气属于清洁且高效的能源，被广泛应用于化工、城市燃气以及电力等多种工业领域和民用领域。而在城市能源现代化建设的过程中，燃气占据重要的地位，同样也成为不可或缺的能源基础设施。基于此，文章将计算机信息技术作为研究重点，阐述其在燃气管道设计以及施工中的具体应用，为现代化城市的规划与设计奠定坚实的基础。

    关键词：计算机信息技术；燃气管道；设计；施工

    基于国家经济持续发展与能源政策的有效调整，为天然气产业的进一步发展奠定了坚实基础。其中，大型供气企业根据实际的需求量以及压力向城市用户输送并分配天然气。而天然气的使用不会对大气环境带来负面的影响，使人们生活理念焕然一新。伴随科学技术水平的提高，计算机软件在燃气管道设计与施工中的应用也逐渐普及，以保证与用户需求相适应，促进城市协调发展。

    1 我国管道工程设计软件的应用状况与展望

    现阶段，水电工程、石油燃气工业以及炼油等诸多领域当中已经普遍开始应用了工程设计软件与模拟软件。基于三维设计技术的升级与改进，管道设计中原有使用的二维设计逐渐转变成Re vitMEP三维设计软件[1]。其中，具体包含了：（1）以CAESARⅡ与SPS为基础的埋地输油管道；（2）UE电厂管道计算应力分析软件；（3）以SolidWorks为基础的选煤厂管道设计软件；（4）以BIM技术为基础的暖通设计软件；（5）建筑性能化的软件。以上设计软件集中了诸多节能软件，能够对环境以及能耗问题予以综合性解决。与此同时，实现了模拟向设计的发展，在设计流程比较以及设计流程和信息交换的有机结合方面都发挥着重要的作用，逐渐呈现出标准化与三维参数化的发展趋势。

    在我国，很多管道工程设计都会选择使用CAD软件，但仍有部分小型企业选择使用CAD的二维软件，较为常见的就是AutoCAD与InterCAD等[2]。对于大规模企业而言，选择使用的三维CAD软件主要包括了UG，SolidEdgePNMS，Solidwork等。而对于中型工厂所设计的三维设计软件，最典型的就是CADWorx，能够在三维参数环境背景下全部分享既有数据信息，而且可以自动生成图纸，具备了应力分析等诸多功能，为各专业设计工作的开展提供了有力的保障，有效地规避了设计差错的发生，进一步增强了设计工作的效率，减少设计工作人员劳动量。

    根据当前我国管道设计应用的具体特点与实际需求可以发现，我国三维CAD管道设计软件将实现普及应用，并对原有的二维设计软件予以有效替代[3]。

    2 我国管道工程模拟软件的应用现状与展望

    近年来，国内管道工程除了对设计软件进行了应用，同样对模拟软件的应用也十分常见。以ChemCAD软件为例，在化学与石油工业、油气加工以及炼油等诸多领域的应用都十分广泛，是较为常见的计算机模拟软件。这对于工艺的开发与工程设计等都提供了有价值的理论指导，为更有效的新工艺设计奠定基础。而PROⅡ软件的应用，不仅能够完成对综合工艺流程的有效模拟，同样可以在不同石油化工过程中运用，对质量与能量平衡予以计算。与此同时，该软件也能够在流程稳态模拟、费用估算以及环保测评等方面使用。借助PROⅡ软件，可以实现对整个生产厂的模型，甚至还能够模拟全部装置与流程。该软件的图形界面具有所见即所得的功能，所以用户能够尽快构建并且对某装置模型予以修改，通过多种形式对数据进行浏览并且生成相对应的报表[4]。AspenPlus软件的功能更强大，属于化工设计与动态模拟软件，具备了新型的计算方法。通过对该软件的使用，可以实现单元与全过程计算目标，并提供较强准确性的单元操作模型，对既有装置优化操作展开科学合理的评估。

    以上几种模拟软件都具备了自身独特的优势，适用于不同应用领域，并被广泛应用在世界范围内。其中，软件本身ChemCAD数据库并不大，所以计算仍存在误差。而AspenPlus软件计算的准确性极强，其数据库也相对完善。软件PROⅡ则介于两者之间。

    3 燃气工程管道设计中计算机信息技术的运用实例研究

    现阶段，我国燃气管道工程设计行业对CAD计算机软件的应用最常见，所以，与实际情况以及已经完成的民用工商业燃气管道工程设计项目有机结合，针对计算机CAD软件技术应用于民用燃气管道工程项目设计中的相关内容展开进一步探究。

    将某住宅小区作为重点研究对象，小区内部涵盖了6幢高层与一幢超高层，民用户数量达到了1 198户。其中，燃气施工图将小区总平面图与建筑单体图作为基础绘制，所以，在开展燃气设计工作的过程中，能够借助电子版的CAD图纸，直观且清晰地把握项目具体情况，并且初步设想出燃气设计的方案[5]。而在开展现场勘察工作的过程中，对于燃气管道的走向路由以及计量表和户内燃气立管的位置等设置都需要和相关建设单位协商才能够确定最终的项目方案。

    通过燃气计算流量公式，可以对居民生活使用燃气量进行计算，实际的结果是使用燃气总量为353 m3/h。对于调压器型号的选择，一般情况下，额定流量应根据用气量1.2倍来计算并选择。最终，将小区调压器型号选择为2+0型[6]。

    对高层与超高层燃气设计的过程中，必须高度重视高层建筑沉降对于燃气引入管所产生的负面影响。同时，还有燃气立管周边压头产生的影响与燃气立管应用影响等。对于此管道工程项目而言，在燃气设计方面尽量在引入管中增加设置金属软管。如果用户楼层超过30层，则应当安装低低压调压器，除此之外，必须将弓字弯设置在中间的楼层，尽量缓解上述不利影响[7]。在《城镇燃气设计规范》中，明确规定了民用天然气灶具所使用的额定压力，应控制在2 000 Pa，以免发生灶具回火或者是出现较大噪音等多种问题。在此基础上，要确保灶前的压力波动范围控制在0.75～1.5倍额定压力，最终的结果就是1 500～3 000 Pa。只有设计思路明确且清晰，才能够借助CAD软件将施工图纸绘制出來，并且达到管道工程项目设计的目标[8]。

    4 结语

    综上所述，近年来，国内计算机信息技术与燃气工程相关工艺都取得了理想的发展成绩，并在管道工程与设计中广泛应用计算机软件。尤其是计算机CAD软件，也将广泛地应用在管道工程项目的设计领域中，确保能够满足燃气管道设计与施工的实际需求，为现代化城市的规划与设计奠定坚实的基础。

    [参考文献]

    [1]许晓强，李少波，阳杰，等.计算机在燃气管道设计和施工中的应用[J].大众科技，2015（1）：46-47.

    [2]王星.探讨计算机信息管理在燃气管道工程中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015（13）：1767.

    [3]柳琦，王佳山，张鹏，等.燃气管道施工三维动画制作的初步探讨[J].消费电子，2014（4）：141.

    [4]姚晓明.浅析城市燃气管道设计施工中的常见问题[J].科技创新与应用，2013（29）：233.

    [5]杨爽.城市燃气管道设计施工存在的问题分析[J].中国石油和化工标准与质量，2014（10）：213.

    [6]江伟锋.城市燃气管道设计施工中的常见问题研究[J].江西建材，2014（19）：45-48.

    [7]王相斌.城市燃气管道设计施工管理问题分析[J].化工管理，2014（33）：194.

    [8]王洋.城市燃气管道完整性管理的设计与研究[J].工程建设与设计，2016（17）：68-69.