基于软件模拟城市中压燃气管网可靠性分析
城市天然气管网运行的可靠性分析
城市天然气管网运行的可靠性分析摘要：城市天然气管道经过长时间的运行，管网中容易出现由于钢管腐蚀和铸铁管橡胶密封圈老化等原因造成的燃气泄露事故。
本文对城市天然气管网运行的可靠性进行简单分析。
Abstract: urban natural gas pipeline after a long run, the pipeline due to steel corrosion and easy in cast iron pipe rubber sealing ring aging causes of gas leakage accident. In this paper, the reliability of city gas pipeline network operation simple analysis.关键词：城市供气；天然气管网；运行可靠性；可靠性分析Key words: urban gas supply; Natural gas pipe network; Reliability; Reliability analysis一．引言天然气在城市的应用，有利于节约能源，改善城市环境，减少空气污染，提高人民生活水平。
城市天然气输配系统是否便于维护管理，关系到使用功能和该系统综合能力的发挥。
二.城市燃气管网安全运行存在的一些问题由于天然气管网分布涉及的范围面较广，安全运行技术要求较高，在目前我国的城市天然气管理中依然存在着一些安全隐患问题。
笔者结合多年的工作经验，总结分析了天然气管网安全运行中的相关问题，主要表现在以下几点：1、对地下管网缺乏规范管理。
近年来，随着城市规模的不断扩大和旧城区的改造，给燃气管道建设带来了便利条件，给发展燃气管道用户提供了新的机遇。
但同时由于城市管理的条块分割，对地下管线缺乏规范管理，有些建设单位不按规范施工，市民的安全意识也较为薄弱，这些因素都给城市燃气管网运行增加了不少安全隐患。
基于Synergi Gas系统的中压燃气管网模拟仿真
基于Synergi Gas系统的中压燃气管网模拟仿真赵岩;金永浩;赵宁;王俏;曹北斗;宫园园【摘要】利用Synergi Gas管网模拟仿真系统建立了长春多压力级制多气源燃气管网的复杂模型,实现中压B管网稳态分析.在建模过程中通过Synergi Gas管网连通性检测,发现物理性错误123处,其中孤立管道98处,管道瓶颈25处,逐一修正,同时实现GIS同步更新.稳态分析中,通过压力分布分析、气源供给追踪,直观显示用户节点压力、燃气流向、各气源输送的燃气供给到各节点的比例.针对部分区域压力低于保供压力的情况,采用调整管径和建立联络管道的方法进行优化.【期刊名称】《煤气与热力》【年(卷),期】2015(035)012【总页数】6页(P52-57)【关键词】城镇燃气管网;模拟仿真;压力分析;气源供给追踪;管网优化【作者】赵岩;金永浩;赵宁;王俏;曹北斗;宫园园【作者单位】长春燃气股份有限公司,吉林长春130021;长春燃气股份有限公司,吉林长春130021;长春燃气股份有限公司,吉林长春130021;长春燃气股份有限公司,吉林长春130021;深圳市爱路恩济能源技术有限公司,广东深圳518057;深圳市爱路恩济能源技术有限公司,广东深圳518057【正文语种】中文【中图分类】TU996.61 概述从20世纪50年代开始，随着计算机技术的发展，管网模拟仿真软件可以越来越快速、准确地处理大量数据［1－3］，大多数欧美大型燃气企业几乎在全岗位应用管网模拟仿真软件。
目前国外最好的管网模拟仿真软件能够计算超过280 ×104 个节点的管网数据，较为成熟的管网模拟仿真软件主要有挪威DNV GL 公司开发的Synergi Gas、美国GREGG 公司开发的Win Flow、美国SSI 公司研发的TGNET 等，其中Synergi Gas 占有90%左右的市场份额。
我国输气管网稳态仿真和非稳态仿真的研究工作始于20世纪80年代，虽然对建立数学模型和求解模型所采用的数学方法进行了许多有益探索，并且开发了一些模拟软件，但是在软件实现的功能和应用广度等方面与国外开发的软件存在一定差距［4］，如杨毅等人开发的PES 管道仿真系统软件［5］、郑建国等人开发的RealPipe－Gas 软件［6］。
城市燃气输配管网可靠性模拟分析
Ｊ Ｎ ｉｇｓｕ ＬＵ Ｙ ｎ － ａ ＪＡ Ｇ Ｌｎｑｎ ＷＡ Ｇ Ｄ ｎ —ｕ Ｉ Ｇ Ｙ ｎ ． ｏ ， Ｉ ｏ ｇｊ ｎ ， Ｉ Ｎ ｉ—ｉｇ ， Ａ ｈ ｉ Ｎ ｏ ｇｈ ａ ，
ＺＨＵ ａ － ｉ Ｗ ｎ ｍｅ
煤 气 与 热 力
Ｗ Ｗ ｗ ｔｇｓ ａ ｃｍ Ｗ ．ａｒ ｈ ｔ ｏ ｅａｅ．
维普资讯
第２ ７卷 第 ８期 ２０ ０ ７年 ８月
Байду номын сангаас
煤 气 与 热 力
ＧＡＳ ＆ ＨＥＡＴ
Ｖｏ． ７ Ｎｏ ８ １２ ．
Ａｕ ． ２ ０７ ｇ ０
城 市 燃 气 输 配 管 网可 靠 性模 拟分 析
姜英硕 刘永健 姜林庆 汪 东华 朱万美 ， ， ， ，
ｍｏ ｅ； ｆ ｕ ｒ ｅ； ｍｏ ｍｐ ｒａ ｅ ｄ ａ ｈ ｔｅ ｄｅ ｉ ｏ ｎｃ ｔ
城市燃 气输 配 管 网 由管道 、 门及 其 他 附 属设 阀
１ 管 网故障判据及可靠性指标
① 故障判据 在规 定 的时 间内输 配管 网不 能按规 定 的压 力 和 流量稳定供气的事件， 均计为故障…。具体如下 ： 管道腐蚀、 穿孔 、 断裂或其他原因造成的管道燃 气泄漏 ， 其泄漏率 （ 指单位时 间内试验气体泄漏量 与充进试验设备 的气体 量之 比… ） 超出允许值， 计
（ ． 阳建筑 大 学 ，辽 宁 沈 阳 １０６ ；２ 建设 部 沈 阳煤 气 热力研 究设 计 院 ，辽 宁 沈 阳 １沈 １１８ ．
１０ ２ ） １０ ６
摘
要 ： 对在 役 管 网的故 障数据 和历 史 资料 进行 统 计处理 和 故 障模 式 分析 ， 建立 了管 网故 障
燃气管网的可靠性分析及优化设计研究
燃气管网的可靠性分析及优化设计研究研究问题及背景：燃气管网在现代城市中扮演着重要的角色，为居民提供了便利而可靠的能源供应。
然而，由于管网系统的复杂性和脆弱性，常常容易发生故障，导致燃气泄漏、爆炸等重大安全事件，给人民生命财产带来极大危害。
为了提高燃气管网系统的可靠性，减少事故的发生，需要开展相关研究。
研究方案方法：本研究旨在对燃气管网的可靠性进行分析，并提出优化设计方案。
主要采用以下四个步骤进行研究：1.收集相关数据：首先，我们将从相关部门和公司获取现有燃气管网的数据，包括管道布局、管道直径、连接方式、管道材料等信息。
此外，还将收集管道事故的统计数据，以了解事故发生的频率、类型及其对人民生命财产的影响。
2.建立可靠性分析模型：在本研究中，将采用系统可靠性理论，建立燃气管网的可靠性分析模型。
该模型将考虑管道的结构、材料、布局和运行条件等因素，以评估管道系统的可靠性，并预测管道事故的发生概率。
3.优化设计方案：结合可靠性分析结果，我们将提出相应的优化设计方案。
主要包括管道材料的选择、管道直径的确定、管道布局的调整等方面。
通过优化设计，可以提高管道系统的可靠性，减少事故的发生概率。
4.数据分析和结果呈现：基于收集到的数据和模型计算结果，我们将进行数据分析，并将结果以图表、统计分析等形式进行呈现。
通过数据分析，可以分析管道事故的原因、影响因素，为进一步改善管网系统提供参考。
结论与讨论：本研究对燃气管网的可靠性进行了分析，并提出了优化设计方案。
结果显示，在合理的管道材料选择、管道直径确定和管道布局调整的情况下，可以明显提高管网系统的可靠性，减少事故的发生概率。
此外，通过对事故发生原因的分析，我们还可以提出改进管网运维管理方面的建议，以减少事故的发生。
本研究的主要创新点是综合考虑了管道的结构、材料、布局和运行条件等因素，建立了管道系统的可靠性分析模型，并提出了基于该模型的优化设计方案。
这些成果对于提高燃气管网系统的可靠性，减少事故的发生具有重要的实际意义。
城市燃气管网的连通可靠性分析
同济大学机械与能源工程学 院 周 宇 秦朝葵
摘要 ：利用 图论相关知识，对 城市燃气管网的系统结构可靠性（ 连通可靠性） 进行 了尝试性研究 ，分别从用气 节 点连通 可靠度和管网系统连通可靠度两个角度 定量分 析了环状 管网的拓扑结构对 管网稳定运行 的影响， 并 利用管道 的连通 重要度来定量评价不 同位置 的管道对管 网系统连通可靠度 的贡献。
作 ，保证 气源 和用 户 之 间 的连 通 。然而 ，在 目前 的
为节 点数 ； 表 示分支 的集合 ， Ｅ ＝｛ ｑ， ， …ｅ ｕ ｝ ， Ⅳ 为分 支数 。 分 支 对 应着 的两个 节 点分 别为 Ｖ 和
。
当流 体流 动 的方 向是 一 ，此 时将 分支 写成
（ ， ｖ ｊ ），图 Ｇ称 为 有 向图 。当流动方 向尚未确 定 或 流动 方 向与我们 所研 究 的 问题无 关时 ，分支 即 可 写成 ， ， 也可 写成 ， ， 图 Ｇ称 为无 向图 。 既含 有 向分 支又含 无 向分支 的图称 为混 合 图。 对 于含有 个节 点 的任意 类型 （ 无 向，有 向或 混 合 ）网络 系统 Ｇ ＝ （ ， Ｅ），构造 ‘ ， 阶方阵：
间没 有任 何 分支直 接相 连 时 ｃ ｉ ｊ ＝０ 。 Ｃ即为 该 网络 的联 络矩 阵 。
如对 于 图 １ 所 示某 网络拓 扑 结构 图 ，含有 ６个 节 点 ，２条 有 向边和 ５条 无 向边 的混合 图 。
根 据 系统 可靠 性 理论 ，可将 燃气 管 网的连通 可
靠 性 定义 为管 网在 规 定 时间和 规 定 的条 件 下 ，气 源
关 键 字 ：燃 气 管 网 拓 扑 结 构 连通可靠性 图 论
管网仿真应用于城市燃气输配调度中的分析
管网仿真应用于城市燃气输配调度中的分析摘要：管网仿真系统以其优越的特性在城市燃气输配调度中的应用越来越广泛，天然气网管运营公司在日常的生产调度管理过程中对管网仿真系统也越来越重视。
本文就管网仿真在城市燃气输配调度中的应用问题对管网仿真的含义及分类进行了概述，对管网建模仿真的技术要求进行了介绍，并结合某城市燃气集团输配调度中管网仿真系统的应用实例对仿真建模过程及应用进行了分析和探究。
关键字：管网仿真；城市燃气；输配调度；应用分析中图分类号：f291.1 文献标识码：a 文章编号：所谓管网仿真，通常也被称作管网模拟或管网建模。
其含义是通过仿真模型模拟真实系统的运行，以对实际系统进行处理和分析，通过此种方法来了解和熟悉在不同条件下真实系统的运行情况以及条件改变后系统可能发生的变化。
根据建模目的不同，管网仿真模型可以分为运行模型和设计模型两种。
根据建模所采用数据的不同，可以分为稳态模型、动态模型和以及动态在线模型三种。
本文就管网仿真在城市燃气输配调度中的应用问题主要介绍了以下几个方面的内容。
一、管网建模仿真的技术要求介绍根据不同管网建模阶段的不同任务需求，对管网建模所涉及的gis系统、scada系统以及用户管理系统等的技术要求也是不一样的。
在此，笔者结合常用的建模过程实际，提出了以下三点管网建模仿真的技术要求。
（一）管网建模对gis管网图档系统的技术要求。
对于规模相对较大的燃气管网，其管段和节点数量一般比较庞大，在数据收集与整理上往往需要很长的时间，为了提高效率，就需要借助gis管网图档系统，利用该系统的属性数据以及管网拓扑关系，这也就对gis管网图档系统提出了必须具有通用数据库或能够生成dbf数据文件以自动建模的要求。
在规模较大较复杂的管网中，管线通常相互交叉且没有连接，如果采用坐标相近的方法来判断线线相连则会带来很大的困扰。
在人工对数据或图形进行录入时，很容易出现差错，同时，管网建模本身对于数据的准确性和完整性的要求远远高过gis系统，因此，这就要求gis管网同档系统要有改错和纠错的功能。
基于TGNET的城市中压燃气管网可靠性研究
86一、前言随着我国社会、经济的快速发展，天然气作为清洁能源，切实符合国家构建“绿色”的新发展格局，已经广泛应用于城镇建设。
随着城市的发展，大量天然气管网处于建设中且已有的天然气管网规模不断扩大。
但城市管网敷设复杂且存在温度、地质、施工、第三方破坏等不可控因素，使得管网系统在运行中不可避免会出现管道腐蚀、泄漏、断裂等事故，甚至使其中断，影响城市燃气供气系统，进而影响正常的生产生活。
因此，确保供气管网系统安全可靠至关重要。
关于事故工况对管网可靠性影响的研究，部分国外学者采用半经验公式、算法迭代以及函数等方式进行计算节点压力、流量；部分国内学者采用多元线性回归、建立故障传播模型对事故工况进行拟合计算，为事故工况分析改进提供理论依据。
本文以某市具体燃气管网为依据，利用TGNET软件对管道断裂这一事故工况进行模拟计算，确定在最不利事故工况下管网系统的供气可靠度，找出事故工况下管网的压力、流量变化规律，通过计算分析提出该工况下的改进措施及建议。
二、理论分析依据1.TGNET水力计算方法在TGNET软件中，采用的是解节点流量方程法。
该方法将燃气管段的流量转化为节点的流量，通过解节点压力求得各管段流量。
它的优点是操作较简单，方程组容易求解且精度满足正常工况以及事故工况分析的精度。
2.节点流量计算方法（1）把供气区的环编号，按照面积占比求出各环内的用气量(集中用气用户单设节点)。
计算每个环的总长，求出沿环的单位长度途泄流量。
（2）计算管段的途泄流量。
管段的途泄流量等于沿环的单位长度途泄流量乘以该管段的长度。
若该管段处于两个环的公共管段，其途泄流量应为两侧的单位长度途泄流量之和乘以该管段的长度。
（3）计算节点流量。
对于连接多根管道的节点，其节点流量等于流入节点的所有管段的途泄流量的0.55倍，与流出节点的所有管段的途泄流量的0.45倍之和，再加上相应的集中流量。
然而TG-NET需要使用节点流量，无法提前判断流向，因此近似开头与结尾可取0.5倍。
燃气管网系统设计的可靠性分析
燃气管网系统设计的可靠性分析本文旨在通过对城镇燃气管网的可靠性分析，在查阅文献资料和理论分析的基础上，探讨管网系统形式、气源点位置与数量、调压柜等因素对管网可靠度的影响方式与特点，将其结论运用在燃气管网系统的规划设计、管网管理等实际工程中。
城市燃气输配系统属于城市生命线工程系统的组成之一，是一项民生工程，同时燃气管网具有危险性（易燃易爆）、长期性（24小时运行）等特点，所以在设计中首先需要考虑燃气管道系统的可靠性。
本人在多年的设计工作中，从管网系统的连通性理论出发，认为燃气管网系统设计中以下几点对于整个管网系统可靠性最为关键。
一、燃气输配系统管网形式燃气输配系统的管网形式可分为两种：枝状管网和环状管网。
燃气在枝状管网中从气源至各节点只有一个固定的流量，是“静态”的，流量分配方案也是唯一的，采用枝状管网很大程度是因为用气规模较小，或者道路没有形成，甚至在发展过程中，道路还会发生较大的变化，无法采用环网系统而采用的临时性供气。
虽然枝状管网在理论上比较经济，但是他的扩容能力很差，所以在设计过程中如果对用气区域的设计参数十分清晰且未来不会有改变，即用气区域没有扩容的要求时，采用枝状管网系统是比较合理的。
但是枝状系统燃气干管失效后影响用户较多，其主要原因是受第三方破坏，特别是开挖路面时采用电动，野蛮施工造成燃气管道受损，一旦停止供气，采用枝状管网就容易造成大面积的停气。
环状管网是由一些封闭成环的输气管道和节点组成，在任何形状的环状管网中，其管段数k，节点数m和环数n符合下式：K=m+n-1环状管道相比较枝状管网，他的管段的介质流向不是一成不变的，是“动态”的，流量分配方案随着节点的负荷变化一直在调整。
目前，在城市燃气管网建设较为发达的地区城市，输气管网应尽可能成环，由于环状管网中的每个节点的多方向流量的供应，从安全稳定的角度上，该系统的可靠性高，管网安全供气更加持久。
但是环状管网是通过管道总长度和阀室的数量相比枝状系统有不少的增加，所以相应的工程总造价也更高；从管道运行管理角度出发，环状管网在检修的时候需要关闭多个阀门才能切断气源，处理事故的时间会相应延长，所以基于事故管理效率出发，枝状管网是优于环状管网的。