高效、清潔的天然氣越來越多的應用到城市居民生活中去，燃氣管網(wǎng)日益復雜和龐大，本文是燃氣工程論文，文章主要依據(jù)節(jié)點方程法，在單氣程序編制開發(fā)的基礎上，開發(fā)了多氣源水力計算程序。

　　【摘 要】隨著城市人口的增加，燃氣管網(wǎng)日益復雜和龐大，這對多氣源燃氣管網(wǎng)水力計算程序的編制的要求也越來越高。

　　【關鍵詞】燃氣工程論文,多氣源燃氣管網(wǎng),水力計算程序,開發(fā)編制

　　水力計算程序是燃氣管道設計、運行的重要理論依據(jù)，在燃氣管網(wǎng)運輸中的作用非同一般。當前，我國通過人工對管網(wǎng)的節(jié)點與管段進行編號、而后將數(shù)據(jù)對應編號順序依次輸入依然是計算多氣源環(huán)狀管網(wǎng)的主要手段，這種編程方法在小型管網(wǎng)的應用尚可，但是一旦面臨大型管網(wǎng)，由于工作量過大，極易造成錯誤。而且一旦燃氣管道改建，會造成節(jié)點的編號發(fā)生變化，還需要進行重新的編號、數(shù)據(jù)輸入工作，異常繁瑣。因此，開發(fā)編制高效、準確、方便的多氣源燃氣管網(wǎng)水力計算程序顯得十分必要。

　　1、節(jié)點法程序的編制

　　1.1.節(jié)點法平差的步驟

　　(1)繪出計算草圖，標出主要基礎數(shù)據(jù)，對各節(jié)點管段進行編號。編號時要注意，必須要把一個氣源點做為“壓力基準點"，并將其編號編在最后。

　　(2)確定“零點"位置，決定氣流方向。

　　(3)計算節(jié)點流量。

　　(4)計算管段流量。

　　(5)確定回路允許壓降、單位允許壓降。

　　(6)選擇管徑、計算阻耗。

　　(7)計算導納y矩陣各元素。

　　(8)利用公式Q=GP求解管段流量。

　　(9)檢查精度，如不滿足，則利用計算出的管段流量重新計算阻耗，再進行平差計算，這樣循環(huán)進行，直到滿足精度要求為止。

　　1.2多氣源時的平差計算

　　但在實際工程設計中，經(jīng)常會遇到多氣源的情況，例如在低壓管網(wǎng)中，調(diào)壓站不止一座，出口壓力可能不一樣，在高、中壓管網(wǎng)中，不僅有制氣廠而且還有儲配站或高、中壓調(diào)壓站等氣源。這些氣源的配置，可能有三種情況：除壓力基準點外，全部氣源給定流量;全部氣源給定壓力部分氣源給定壓力，部分氣源給定流量。

　　(1)給定全部氣源流量：首先選擇某個氣源當作“基準點”，把其它氣源按一般節(jié)點對待，只是將給定的流量以負值輸入，表示這些節(jié)點的流量是流入而不是流出。

　　(2)給定全部氣源壓力：為了計算方便，把基準點氣源節(jié)點的編號排列在其它節(jié)點之后(“壓力基準點”編號最大)。如果除“基準點"外，有礦個已知壓力氣源，由于節(jié)點流量均為未知數(shù)，而它們相對于“基準點”,q的壓降為已知，在這種情況下，在解節(jié)點方程組時，只要解(n-W)個方程即可(n打為節(jié)點總數(shù))，也就是說，代表已知壓力氣源的節(jié)點壓降方程可不必參加計算，這點可以從矩陣分塊乘法規(guī)則中加以證明.

　　把系數(shù)矩陣按K(K=n-W)行、W行，K列、W列分別小四塊，把列向量p和q也都分成兩段時，則節(jié)點線性方程組有如下形式：

　　按矩陣分塊乘法規(guī)則可得到：

　　有上式得

　　上式就是把管網(wǎng)給定壓力氣源的節(jié)點(k+1)～n全部看作“基準點”肘的線性方程組。從公式中可以看出，只要把與節(jié)點(k+1)～n相鄰的各節(jié)點上的節(jié)點流量作適當修改。

　　1.3節(jié)點流量

　　在城市燃氣環(huán)網(wǎng)計算中，節(jié)點流量是由管段途泄流量及工業(yè)或大型公共建筑等集中負荷換算而來。途泄流量是由小區(qū)居民用氣量決定的，可由下式計算：

　　式中 Q1——小區(qū)用氣量;g——居民用氣指標;n——小區(qū)人口數(shù)，對于小區(qū)人口數(shù)字不詳時，可以根據(jù)小區(qū)面積及規(guī)劃人口密度計算。

　　1.4 編程

　　30：FOR T=1 TO EN

　　32：S=XL(T)

　　34：FOR I=1 TO AN

　　36：IF A(I，S)=O GOTO 47

　　38：IF A(I，S)>0 GOTO 42

　　40：QQ(I)=QQ(I)+QE(T)*(L(S)一EL(T))/L(S)

　　41：GOTO 46

　　42：QQ(I)=QQ(I)+QE(T)*EL(T)/L(S)

　　43：IF PH>1 GOTO 47

　　對于低壓及中壓配氣，當集中負荷不在節(jié)點上時，還應將負荷計入管段流量。

　　44：IF EL(T)=0 GOTO 47

　　45：IF EL(T)=L(S)GOTO 47

　　46：Q(s)=Q(S)+QE(T)

　　47：NEXT I

　　48：NEXT T

　　1.5多氣源時節(jié)點流量的調(diào)整

　　在多個氣源給定壓力的情況下，平差前，要將與壓力氣源節(jié)點相連管段另一端的節(jié)點流量進行調(diào)整。如有一給定壓力的氣源，節(jié)點編號為N，有一編號為M的管段，一端與N節(jié)點相連，另一端與W節(jié)點相連，根據(jù)公式，W節(jié)點的節(jié)點修正流量為，式中gM為管段M的導納，pN為該氣源壓力與標準氣源壓力之差。關于給定壓力氣源與標準氣源之差：對于低壓為標準氣源壓力減給定氣源壓力之差;對于高、中壓為兩個氣源的壓力平方差。

　　2、結論

　　多氣源燃氣管網(wǎng)水力計算程序編制中使用解節(jié)點方程法不但能夠繪制管網(wǎng)計算圖時直接采用可視化界面、管道節(jié)點通過計算機直接自動編號。而且，即便是燃氣管網(wǎng)結構發(fā)生改建，計算機依然可以對管網(wǎng)結構進行重新編號，并且，為了實現(xiàn)管網(wǎng)節(jié)點房產(chǎn)的有效求解，可以將氣源點編號居后排列，基準點編號為最大。這樣能夠?qū)��?shù)據(jù)與管網(wǎng)二者緊密的結合起來，做到方便操作、管理。

　　【參考文獻】：

　　【1】左麗麗,吳長春.燃氣管網(wǎng)水力計算節(jié)點及管段編號的探討[J].煤氣與熱力, 2005, 25(3)

　　【2】張寧.解東來.田貫三.柯智杰.多氣源燃氣管網(wǎng)水力計算程序的開發(fā)[J].煤氣與熱力, 2009, (6).

　　【3】馬洪寬，李其，董文志.燃氣管網(wǎng)水力計算程序的探討[J].天津燃氣, 2005, (3).

　　《城市燃氣》(月刊)創(chuàng)刊于1992年，由住房和城鄉(xiāng)建設部主管，中國城市燃氣協(xié)會主辦。以提高城市燃氣技術水平，推動城市燃氣行業(yè)管理為宗旨。宣傳黨和國家發(fā)展城市燃氣的方針政策和有關法規(guī);交流城市燃氣規(guī)劃建設、輸配供應、安全管理、經(jīng)營服務、設備生產(chǎn)、企業(yè)改制的經(jīng)驗;探討氣源、輸配、燃燒與應用新技術;普及城市燃氣的基本知識;報道各地城市燃氣建設和發(fā)展動態(tài);介紹協(xié)會活動及會員單位概況;提供國外燃氣發(fā)展信息，介紹國外先進技術。本刊自辦發(fā)行，歡迎廣大讀者訂閱。