城市燃气管网优化系统概述
提高气体燃料（尤其是天然气能源）在能源结构中的比重，对提高我国能源结构优化以及完成对国际温室气体减排承诺有着而不可替代的重要作用。发展城市燃气事业，是合理有效利用能源、保护城市环境，防止大气污染、促进生产和改善人民生活条件的重要措施之一。城市燃气输配系统的规划、设计、建造和管理，应达到技术先进、经济合理和安全可靠的要求，以保证居民和工业企业正常的用气需要。
一我国城市用气现状
众所周知，城市燃气是现代化城市能源建设中的一个重要组成部分，也是必不可少的能源基础设施。大型供气企业按照需用量和所需压力将燃气输送和分配到城市各类用户。城市各类用户的用气是不均匀的，随月、日、时而变化。通常冬季比夏季用气多，节假日比平日用气多，每日制备早、午、晚三餐时用气量多。生产用气受生产工艺要求和工作班制等的影响而波动。建筑物采暖用气量和季节有关并受采暖期间气温变化的影响。将各类用户的小时用气量叠加，即可得出全市小时最大用气量。城市燃气输配系统的各种设施，应能满足各类用户的小时最大用气量，并能适应其波动情况。我国城市燃气事业，经过50多年的努力，已经有了长足的发展。六十年代初，四川、东北、华北等地区先后开始部分供应天然气，随着石油工业的飞速发展，大中城市开始以液化石油气和开发重油制气为气源。七十年代由于液化石油气和天然气受资源和政策的限制仅略有发展，较多的还是建设以煤和石油产品为原料的煤气厂。八十年代，国内液化石油气的供应量逐步增加并做为优质民用燃料进入千家万户。九十年代，由于改革开放之后大量进口国外的液化石油气和国内天然气的开发利用使中国城市燃气事业进入了飞速发展的时期。
进入21世纪以后，中国的城市燃气事业依然是煤制气、液化石油气和天然气等多种气源并存。截止2000年底，全国665个城市人工煤气供应量为152亿m3，天然气年供应量为82亿m3，液化石油气供应量为850.7万吨，城市居民用气普及率达到84.1%，用气人1.76亿，其中有人工煤气约占23%，天然气约占13%，液化石油气约占63%。中国在由计划经济向市场经济的转变及加入世贸组织的过程中，能源价格将逐步向国际价格靠拢，同时也发生了各种能源、资源的相互替代关系。尤其是近十年来，液化石油气的大量进口和对燃气事业的发展起到了显著的推动作用。而煤制气则因其成本高、污染环境等原因导致了与国际上相同的衰落情况。天然气作为保护大气环境的最理想的燃料在得到快速发展的同时也为人们带来了全新的观念。
城市燃气由气源、输配和应用三部分组成，在天然气到来之前，燃气包括以煤或油为原料制取的人工煤气、液化石油气、天然气和矿井瓦斯等，服务对象主要是居民生活、商业和少量的工业用户。在天然气到采之后，天然气的供应系统则由天然气的开采与生产(上游)，长输管线(中游)和城镇供配气系统(下游)组成。为了保证天然气供、配气统的经济性和安全可靠性，供气量需有一定的经济规模，并应配置地下储气和其它调峰设施；服务对象则主要为工业和少量的居民生活和商业用气。在我国的北方采暖地区，则可发展天然气的采暖用户，但必须要有完善的季节调峰设施。天然气到来之后的城市供配气系统由于供气对象的变化与天然气到来之前有本质的区别，只有当工业用户达到一定的规模后，城镇的供配气系统才能有一定的经济性，气价也就成为项目成败的关键，因此，研究各种能源的替代关系就十分重要。天然气来到之后，不论上游、中游和下游都面临着降低成本、扩大用气范围和与先进国家技术接轨这三个问题。天然气采到之后，我国的城市燃气将发生质飞跃，在完成向城市清洁能源战略转移中大大向前迈进一步，对改善城市大气污染和生态环境起到良好的作用，技术上也将和国际逐步接轨。
当前，有多项技术经济问题在天然气—来到这际必须得到妥善的解决：
1 城市燃气行业多年来的全面亏损问题。亏损的主要原因是劳动生产率低下，这要靠深化改革和管理体制的转变来逐步解决。
2 家庭用热耗气量增长缓慢。近十年来，虽然家用燃气热水器发展迅速，家用燃气已不限于炊事，但人均耗量增长缓慢。家用电器的迅速发展，已成为城市燃气民用户的主要竞争对象。为此，应积极发展除民用户以外的其它用气户，如工业、采暖、制冷、燃气汽车等。但和民用耗气相同，也必须考虑与其它替代能源的比价关系，而不是简单的靠提价来解决，如工业用户，必须考虑产品的利润和成本的关系，在用气范围扩大后，不能再靠政府补贴维持行业的发展。
3 管理体制应有根本性的变化。在天然气来到之前，城市燃气通常以城市为独立经营单位，集气源、输配和应用为一体。在天然气到来之后，城市燃气属于整个天然气系统的下游部分，它与上、中游之间有密切的联系，经营方式通过合同等法律程序进行，上、中、下游之间属于商业关系，且应以下游的用户要求为主体。上、中游对下游有“照付不议”的要求。而下游对上、中供气的质量、压力和检测仪表等也有要求，偏离合同规定，应给以赔偿。季节调峰所需的地下气库不可能在每个城市兴建，应按用气区域进行规划建设，下游城市之间又必然会产生经营调度上的联系和管理体制上的变更。日调峰应由长输管线的储气量解决，其不足部分再由城市才艮据地下气库和长输管线储气的运行情况选择经济、合理的调峰方式，以保证整个天然气供气系统的优化，达到最经济的目的，把整个上、中、下游当作一个系统工程来考虑，不管上、中、下游如何分工，所有确保供气
安全的设施建设费用均应打入成本，作为制定气价的依据。如气价高于用户利用其它替代能源的成本，则项目就不可行。
4 城市在天然气到来之后，将面临更多的问题。首先应有各类用户全年的综合用气特性图，无用气特性图，则供气方无法按计划供气(允许有一定偏差)，一切未使用的燃气均应按“照付不议”的原则付款。城市的用气范围扩大后，制定用气特性图就异常复杂，如采暖负荷，与室外空气温度的变化有关；工业用户，则与产品的销售量有关，其次，天然气系统为高压气源，城市的供配气系统应充分利用燃气的压力减少投资。对已有人工气供配气管网的城市，还存在燃气的转换问题，包括管道的更新、改造和换管等需要一大笔投资，且有一个逐步的过程，不能一下子全部解决。此外也必须计算这笔费用对燃气成本的影响。其三，我国目前用气人口中，液化石油气占用户数的60%以上，液化石油气供应机动灵活，勿需管道设施就能满足家庭用户的用气要求，如新建的城市天然气管网仅仅是替代民用液化石油气用户，则其经济性就值得研究。其四，城市燃气在以民用为主的时期，常以保本+税金+利润三部分构成，但执行过程中从未落到实处，使燃气行业长期处于亏损状态。在扩大供气范围的工业为主后，应按投资比例获得与上、中游相应的利润，这也是企业改革的目的。由于气价必须考虑与其它替代能源的关系(如民用与电价、工业与油介的关系等)，定价因素十分复杂，因此，必须以新的概念采全面考虑城市建设中的问题，并借鉴国外的经验。
二城市燃气输配系统
天然气来到之后，城市燃气公司的业务相当于国外的配气公司，其主要工作是配置和发展各类用户，按市场经济规律，制定不同用户的气价，扩大用气范围，使用气的负荷特性尽可能的均匀，以提高管道和设备的利用率，降低配气成本。其各部分主要内容如下：
(—) 气源方面
气源方面包括三个部分：城市门站(或市边站)，储气设施和补充气源。
1 城市门站是中、下游天然气的交接点。主要包括清洗、加热、计量和加臭几个部分。内设两套计量站，一套属长输公司管理，一套属城市燃气公司管理，计量精度双方认同，每日统计按计划的燃气销售盈余量，按月或按季按“照付不议”的原则结算。
2 储气设施是确保安全供气的不可缺少部分，包括地下储气库、高压储罐和液化天然气储站等。
3 补充气源，常作为季节调峰的补充和应急气源。有液化石油气(丙烷)空气混气站，流动液化天然气供气站和以油或煤为原料的代用天然气厂等。
4 日调峰量由长输管道的储气量解决，不足量可再建城市公用输气管线或选择其它方式。在我国目前的体制下，这是中、下游特别需要协调的地方。
