管网仿真应用于城市燃气输配调度中的分析
城市燃气输配管网耦合风险研究现状及展望分析
城市燃气输配管网耦合风险研究现状及展望分析发布时间：2021-10-22T07:49:01.771Z 来源：《城镇建设》2021年第16期作者：陈啸宇[导读] 天然气是人们日常生活中的重要资源，在城市燃气的运输过程中，存在一定的危险性陈啸宇青岛新奥胶南燃气有限公司 266400摘要：天然气是人们日常生活中的重要资源，在城市燃气的运输过程中，存在一定的危险性。
毕竟天然气作为易燃易爆物品，一旦发生泄露，则会造成严重后果甚至人员伤亡，因此，做好天然气的风险探究非常重要。
本文将分析城市燃气输配网耦合风险研究现状以及展望，对现有的问题进行及时改进，促进燃气安全。
关键词：燃气输配；耦合风险；发展现状前言：工业化的发展逐渐将天然气带入人们眼帘，已经成为人们日常生活中不可或缺的重要能源。
在我国城市建设中，天然气输配管道存在一定的风险隐患，有的地区燃气管道已经使用数十年，且一些地区的燃气管道排列不够科学，一旦发生事故，则对人们的生命健康安全造成威胁。
研究国内外的燃气输配现状，从中找寻优点以及不足，切实提升燃气输配安全，给人们的生活带来安全保障。
一、城市燃气输配管网耦合风险研究国内外现状（一）城市燃气输配网风险因素耦合机理耦合风险是指在复杂的风险体系中，不同风险因子之间的相互影响以及相互依赖的关系与程度。
城市燃气耦合风险的概念在国外起步较早，国外学者的注重点是考虑不同自然灾害发生时，对于城市燃气管道造成的灾害，这些灾害一般为泥石流、海啸、地震等，国外科学家通过建立不同的模型来展示当城市燃气管道在受到自然灾害时，所表现出来的强度，并根据此类结果，计算出其材料的选用。
在我国，对于耦合风险研究的侧重点则是从多方面进行，毕竟城市的环境比较复杂，其不仅受到自然环境影响，还受到人员操作、设备机能、管理是否到位等多种耦合因素影响[1]。
且各个城市的发展程度不同、基础建设发展各异，也会影响城市燃气的管道风险。
经过多年的探索实践，我国对于城市燃气输配管网耦合风险的研究更符合我国国情，从多角度、多方位去建立模型，保持一定的灵活性。
燃气工程中燃气输配技术分析
燃气工程中燃气输配技术分析摘要：在当前的全球背景下，面对日益严重的能源短缺问题，中国正在积极推动低碳经济的进步，选择低碳能源替代传统的燃煤，这不仅可以提高资源的使用效率，还能有效地减少对环境的污染。
目前我国城市天然气供应紧张，而城市中的燃气管道又是最容易损坏的管道之一，一旦发生泄漏，会造成严重的后果。
在当前的背景下，在某种程度上对城市燃气输配管网的规划和建设给予了关注，这无疑会对推动社会经济的进步产生正面影响。
在这样的背景之下，作者对城市燃气配送网络的构建方式进行了简洁的探讨和分析，并深入讨论了其建设过程中的核心要点和主要内容，供读者参考。
关键词：城市管理；燃气输配技术引言燃气作为一种极为关键的能源方式，不仅极大地方便了人们的日常生活，同时高效运行的燃气系统也有助于提高国家的生产效率和经济状况。
因此，在现代社会中，燃气已经成为我国居民生活中不可或缺的重要部分。
为了进一步提升燃气工程的总体效益，公司充分发挥其科技上的领先地位，大力推动燃气输配工程的技术革新，并采纳了前沿的输配技术手段。
在此过程中，如何对设备进行合理管理，是一个十分重要的问题。
关于这个问题，作者进行了深度的理论探讨。
1强化燃气工程中燃气输配技术的必要性随着中国现代社会的持续发展，燃气的使用已经达到了顶峰，其在中国的实际应用范围和规模也呈现出逐渐扩大的趋势。
因此，燃气的安全性以及稳定性就成为了人们关注的重点内容之一，所以相关部门应该加大对燃气安全问题的研究力度。
从目前的情况来看，燃气作为一种新兴的能源形式，在我国的经济结构中的地位正在逐步上升，并对国家经济的持续、健康和快速增长产生了深远的影响。
因此，为了能够更好地发挥燃气这种新型能源供应系统的作用，就不断强化对于燃气工程施工技术的研究与创新，从而促进燃气工程建设质量和水平得到有效提高。
在大多数情况下，家庭供暖和厨房使用燃气是相当普遍的，而在我国的工业化进程和汽车燃料的应用中，燃气也是经常被使用的。
城市燃气输配管网系统及案例分析解读
低压燃气管道p≤5
中压燃气管道5＜p≤150
次高压燃气管道150＜p≤300
高压燃气管道300＜p≤800
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（一）城市燃气输配系统的构成
1.低压、中压以及高压等不同压力的燃气管网； 2.城市燃气分配站或压送机站、调压计量站或区域调压站
；
3.储气站；
4.计算机控制中心。
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一、燃气管道的分类
燃气管道可以根据用途、敷设方式和输气压力分类。 （一）、根据用途分类
1 长距离输气管道 2 城市燃气管道
分配管道；用户引入管；室内燃气管道
3 工业企业燃气管道 (二) 、根据敷设方式分类
1 地下燃气管道
2 架空燃气管道
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城市燃气输配管网由输送和分配燃气到各类用户的不同压 力级制的管道及其附属构筑物组成。各个国家有不同的管道 压力级制的划分标准。中国城市燃气管道，根据工作压力p （千帕）分为：
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次高压管线0.4<P<1.6MPa
储配站
高中压调压站
高中压调压站
储配站
进站压力P<1.6MPa 中压出站压力P<0.4MPa 储存压力0.4<P<1.6MPa
储配站
中压管网P<0.4MPa 高中压调压站
高中压调压站
储配站
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进站压力0.4<P<1.6MPa 出站压力P<0.4MPa
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(三)采用不同压力级制的原因
1.管网采用不同的压力级制比较经济；
2.各类用户所需要的燃气压力不同；
城市燃气输配管网建设之研究
城市燃气输配管网建设之研究
城市燃气输配管网建设是城市燃气供应系统的重要组成部分，对于城市生活方便、绿色、环保发挥着重要作用。
本文将从燃气输配管网建设的意义、现状以及存在的问题和解
决办法等方面进行研究，以期对城市燃气输配管网建设提供一定的借鉴和参考。
城市燃气输配管网建设的意义在于满足城市居民生活、工业生产等对燃气的需求，提
供清洁能源，改善空气质量，促进城市经济的可持续发展。
目前，大多数城市已经建立了
一定规模的燃气输配管网，但与大城市相比，中小城市的燃气管网建设仍存在一定的差距。
加强中小城市燃气输配管网建设具有十分重要的意义。
目前，城市燃气输配管网建设存在一些问题。
燃气管网的覆盖面积还不够广泛。
一些
偏远地区和农村地区仍存在供气困难的情况。
部分城市燃气管网的老化严重，存在一定的
安全隐患，需要加强维修和更新。
管网建设的规模有限，不能满足城市燃气需求的增长。
管网建设缺乏统一的技术规范和标准，导致建设质量参差不齐。
针对上述问题，可以采取以下解决办法。
加大燃气输配管网建设投入，提高城市燃气
供应能力。
可以通过增加投资，引导社会资本参与，加快管网建设步伐，提高燃气管网覆
盖面积，解决供气困难的问题。
加强燃气管网的安全维修和更新工作。
可以建立健全管网
日常巡检和保养制度，加大对老化管线的更换力度，提高管网的安全运行水平。
还可以建
立统一的技术规范和标准，提高管网建设的质量和效益。
仿真模拟管网实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着城市化进程的加快，城市燃气管道网络规模不断扩大，如何确保燃气管道的安全稳定运行，提高燃气供应的可靠性，成为燃气行业面临的重要问题。
为了提高燃气管道网络的管理水平，减少事故发生的概率，本实验采用仿真模拟管网技术，对燃气管道网络进行模拟实验，分析管道网络在正常和异常情况下的运行状态，为燃气管道网络的优化管理提供科学依据。
二、实验目的1. 了解仿真模拟管网技术的原理和应用。
2. 分析燃气管道网络在正常和异常情况下的运行状态。
3. 掌握仿真模拟管网实验的操作方法。
4. 为燃气管道网络的优化管理提供科学依据。
三、实验原理仿真模拟管网实验采用计算机仿真技术，模拟燃气管道网络在正常和异常情况下的运行状态。
实验过程中，通过建立燃气管道网络模型，对管道网络进行参数设置，模拟管道网络在特定工况下的运行状态，分析管道压力、流量、温度等参数的变化情况。
四、实验内容1. 燃气管道网络建模：根据实验需求，建立燃气管道网络模型，包括管道、阀门、泵站、储气罐等设备。
2. 参数设置：对管道网络模型进行参数设置，包括管道长度、直径、材料、壁厚、摩擦系数等。
3. 情景模拟：设置正常工况和异常工况，模拟管道网络在特定工况下的运行状态。
4. 数据采集与分析：采集管道网络在正常和异常情况下的压力、流量、温度等参数，进行分析。
5. 结果输出：根据实验结果，输出燃气管道网络运行状态图、参数曲线等。
五、实验步骤1. 确定实验目的和内容。
2. 建立燃气管道网络模型。
3. 对管道网络模型进行参数设置。
4. 设置正常工况和异常工况。
5. 运行仿真模拟实验。
6. 采集实验数据。
7. 分析实验数据。
8. 输出实验结果。
六、实验结果与分析1. 正常工况下，管道网络运行稳定，压力、流量、温度等参数均在合理范围内。
2. 异常工况下，如管道破裂、阀门故障等，管道网络运行状态发生明显变化，压力、流量、温度等参数出现异常。
3. 通过仿真模拟实验，可以直观地了解燃气管道网络在异常情况下的运行状态，为事故处理提供依据。
燃气输配管网智能调度研究
燃气输配管网智能调度研究作者：张洋来源：《城市建设理论研究》2013年第36期摘要：从世界形势来看，能源系统已经发生了变化，优质、清洁、高效的天然气能源成为了人类经济发展的新能源引擎。
我国在合理利用能源方针和节能减排的政策下，燃气事业迅速发展。
人们对燃气的日益依赖加重了城市燃气网的运营任务，同时也是对它提出的更高要求，只有发展才能满足人们日益增长的需求，保证燃气供应更加安全、可靠、便捷。
关键词：燃气；管网；只能调度中图分类号： TH138.23 文献标识码： A国内研究现状国内城市天然气行业还处于快速发展阶段，尚未达到市场化阶段。
而国外城市天然气行业已经处于市场化阶段。
国内城市天然气行业在向着市场化发展的过程中，将会对燃气管网产生新的技术需求。
国内外燃气发展水平比较如表1。
表1 国内外燃气发展水平比较随着我国天然气的快速发展，我国城市燃气网已经发展成多气源供气、多压力级制的纵横交错的网络体系。
燃气企业为了保证燃气输配的安全、高效，输配调度的智能化管理是必然手段。
我国城市燃气供应技术的发展趋势是扩大先进科学技术在城市燃气输配中的使用程度，推动燃气信息产业和燃气设备制造的发展，使整个城市燃气系统技术水平上升一个层次。
因此燃气系统面临利用信息技术、智能化管理手段解决城市燃气分时计价、需求侧管理、运行调度等问题，提高燃气管网的智能化运行调度管理水平。
城市智能燃气网的技术特点建设智能燃气网不是抛弃原有的燃气网建设，而是在现有的基础上进行升级改造，是燃气网信息化建设的新的阶段。
它主要包括以下特点：涉及的业务内容更加广泛城市智能燃气网涵盖了整个运营调度的各个方面。
在城市燃气输配方面，包括智能供气、智能调峰；在日常运营管理方面，包括智能监控、智能决策支持、智能巡检；在用户服务方面，包括智能用气服务和智能用气管理以及未来用户发展等。
（2）对掌握的数据进行集成性的管理城市燃气网从规划到实施再到运行使用都会产生大量数据、资料，将管网基础设施档案、实时运行参数、地理位置信息、客户数据集成管理，增强了数据之间的关联性，避免信息孤立，为燃气网运营管理提供更方便、快捷的访问方式。
城市燃气输配管网现状及优化措施研究
一、引言城市燃气管网的运行过程中，会存在多种不良问题的影响，比如地下水腐蚀、不良偶然荷载破坏、人为破坏等，造成了诸多燃气损失以及安全隐患的发生，在经济指标和安全指标的控制上都具有在诸多问题，因此要能做到在管网控制优化上发挥出良好的措施实施效果。
二、城市燃气输配管网现状随着城建速度的加快，道路建设和旧城改造活动也越来越频繁，修路以及建筑等建设活动很容易对管线造成破坏，使其发生外泄，为施工和日常生活带来不便。
除此之外，电网改造活动也不利于燃气管线的稳定运行，管道损坏并不罕见燃气管线在安装的过程中，由于监理公司现场工程质量监理工程师、建设单位施工现场管理人员及施工单位现场质监员监管上存在疏漏，存在沟槽深度过浅的问题，或是一些钢管没有做好防腐处理就进行铺设。
有的钢管防腐层已经遭到破坏，不加修补就被埋设到地下，管身与土壤直接接触，管线原本的使用寿命为20~30年时间，由于防腐层磨损导致生锈，从而出现燃气渗漏现象，极大地缩短了管线的使用寿命。
三、管网工程质量控制1.合理设计城市燃气规划设计工作的有效开展，就是要能实现在工作开展的过程中，能做到对于基本工作开展优势的有效发挥保障基本的工作开展能发挥出良好的设计优势，实现在设计工作开展的过程中，能充分保障基本的质量控制优势，做到在设计过程中，能有效的规避不良的影响环节问题，实现设计层面的科学指导，做到基本设计优势的科学发挥。
要能实现在管理工作开展的过程中，能提升设计方案的指导优势。
2.施工布设质量控制城市燃气管网的施工，主要是在施工过程中，能发挥出良好的质量控制优势，实现在施工过程中，能保障基本质量隐患的科学控制，做到基本施工优势的科学发挥。
要能明确城市燃气管网施工质量控制要点，识别存在的施工质量影响因素和环节内容，做到基本施工优势的科学发挥。
四、管网运行管理与维护1.执行科学的管理维护制度城市燃气管网需要长期的发挥其功能作用，但是其因为在使用过程中，受到诸多不良隐患问题的影响作用，其在管理和维护过程中，需要具备良好的工作执行制度保障，实现在工作开展的过程中，能提升基本的工作开展优势作用发挥，要能做到在工作开展的过程中，能以科学完善的指导制度，严格做好必要的管理维护工作。
Winflow管网模拟软件在城镇燃气设计中的应用
Winflow管网模拟软件在城镇燃气设计中的应用作者：姚昕来源：《装饰装修天地》2016年第03期摘要：介绍了Winflow管网模拟软件的特点及建模的主要步骤。
结合管网模型的实际应用和功能分析，探讨了该软件在天然气管网规划设计工作中的作用。
关键词：水力计算；管网模型；稳流静态；稳传动态Winflow管网模拟软件由美国规格公司开发，该公司所开发的燃气管网模拟软件，支持长程输送管道、城市配气管网及集气管网的设计、规划、调度和在线分析等工作。
规格公司的管网模拟软件套包括5个组成部分，分别是：（1）WinFlow TM稳流静态，（2）WinTran TM稳传动态，（3）WinTran Online TM稳传实时仿真，（4）Trainer培训系统，（5）Pipeline Office 管道办公室。
针对于城市天然气管网的规划和设计，前两个软件即可以满足使用需求，以下对软件对使用情况进行介绍。
一、软件的特点1.支持Windows操作平台，管网建模、操作比较便利。
2.静态、动态、实时仿真用同一个管网模型，不用重复建模。
3.操作界面的工具栏已基本汉化，便于模型的功能操作。
4.在计算结果展示方面着重于图示化地展示模拟结果，并可以连接Office文档、监控系统和地理信息系统进行数据处理。
5.运算速度快，应用于城市燃气管网压力系统复杂、多节点环状管网的计算较为合适。
6.管网模型查错、纠错功能较为全面，可提高准确率和效率。
二、建模过程通常是在WinFlow TM稳流静态平台进行建模，建模的方式有三种：手动绘制建模、CAD 管网图导入建模、GIS地理信息系统数据导入建模。
本次建模的目标是某城市的燃气管网系统：中压（0.4Mpa）—高压（4.0Mpa）的城市管网，共包含5个压力级别（0.4Mpa，0.8Mpa，1.6Mpa，2.5Mpa，4.0Mpa）。
环状与枝状管网相结合，管网节点约有4000多个，管网总长度约4000Km，是一个较典型的中型城市燃气管网。
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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。
从设计以及后期维护的角度上说，前期在gis地理信息系统的设计环节中，要充分全面考虑仿真建模所需要的数据要求，后期就能有针对性地对一个管网数据库维护，从而可以防止模型信息与地理信息系统信息不同步等问题的出现。
（二）管网建模对scada系统的技术要求。
scada系统的主要用途在于为建模提供负荷点、气源点以及调压站的压力-流量及其它的数据，包括诸如流量、上、下游压力、热值、气体温度、比重等，结合管网建模的特定操作与具体要求，可以适当添加其他的数据。
上述列出的测量数据对于流量、温度、压力及其它计量的准确性、可靠性、稳定性和敏感性等有一定的要求，在管网建模特别是在线仿真系统中，流量、温度、压力三者是相辅相成的，任何一个指标数据若不准确就会影响整个建模仿真的效果。
对于规模相对较大的燃气管网系统，通常都会要求scada系统具有通用数据库或者具备针对仿真建模的相应要求开发数据接口的功能。
对于规模相对较小的燃气管网系统，则可以依据scada监控系统提供的实时测量数据，通过手工读出和写入模型的方式来完成对压力-流量等数据的设定，从而实现稳态模型的建立。
如果采用瞬态仿真模型及实时在线仿真系统对压力级制比较高的管网系统模拟运算时，就对scada监控数据扫描频率以及输出数据文件的频率提出了一定的要求，根据正常运行状态的实际变化情况，通常要求至少每五分钟对管网数据进行一次扫描。
（三）对燃气用户管理系统的要求。
在建立压力级制相对较低的管网模型时，其压力-流量数据一般很难完全从scada系统中获取，需要运用用户管理系统来获得模型节点所需要的负荷量。
这就对数据库的完整性提出了较高的要求，数据库不能存在信息缺失和统计标准不统一的问题，尽量完整。
同时，数据库最好可以与gis 系统相整合，这样可以将用户的负荷信息准确地对应到管网模型节点中。
二、管网仿真系统在城市燃气管网输配调度中的应用分析
日前，随着管网仿真系统技术的不断提高与完善，越来越多的燃气公司对该系统的应用越来越重视。
在此，笔者结合某城市天然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。
提出建模过程主要概括为以下三大步骤：（一）管网水力模型的建立。
首先，对gis管网的基础数据进行处理。
由于该城市管网较大较复杂，其数据处理工作量相对比较大。
因此，需要结合仿真建模对gis数据的要求，对gis燃气管网图档系统开展二次功能开发，从而实现批量基础数据的预处理。
其次，提取并生成数据文件。
参考现有的水力计算软件来定义中间数据的格式，根据格式及实际数据需求给出所需要的管网图元数据，并附带上需要的属性信息，生成管网基础属性文件。
第三，利用数据文件进行模型建立并对稳态模型进行调试。
依据水力计算软件编写出特定的指令文件，利用数据管理功能将管网属性数据文件读入，建立起模型并对模型的运行条件进行设定，最后调试模型直到调试完成。
最后，利用稳态及动态模型进行分析计算。
通过利用调试运行后的管网水力模型开展模拟计算工作，结合实际分析需要对压力流量参数进行调整，利用稳态模型对管网现状、规划改造以及运行方案设计等方面进行分析；利用动态模型对管网储气调峰系统布局及其合理性进行分析；通过对事故工况、正常工况及调峰系统的稳态动态模型分析，找出存在问题，提出改造方案，为以后对于管网规划提供模型基础。
（二）在线动态模型的建立。
为了很好地实现管网仿真模型的气源跟踪分析、在线调整以及压力流量实时情况分析等功能，可以利用建立好的稳态仿真模型以及scada监控系统采集的实时测量数据，创建在线动态仿真模型。
在线模型能够在线调整管效率等参数并输出文件，在稳态模型中应用，能够使模型最大化地接近实际的管网运行状况与工况，以提高模拟仿真的精确度与准确度。
（三）模拟仿真结果采集及发布。
为达到管网仿真模型运算结果有效共享的目的，该燃气集团建立了仿真数据发布系统，管网工况工程师通过该系统能够实现在线、离线动态仿真以及稳态仿真结果的采集与web发布，以便调度人员借此对工况进行调整，也方便领导进行决策。
该燃气集团还建立了多个稳态模型，首次完成了管网仿真系统与scada监控系统在实时数据库上的链接，实现了在线实时仿真系统在我国国内燃气领域中的首次运用，成功指导了燃气输配调度运行。
结束语：为了加强管网设计以及在调度运行上的安全性、可靠性和科学性，建设将管网属性数据与管网运行工况数据有机结合的管网仿真系统对于城市燃气输配公司来说显得十分的重要，已经迫在眉睫，建立起管网模型以对整个管网开展科学分析与预测活动。
目前，scada监控系统、gis地理信息系统及仿真系统已成为当下燃气输配公司调度管理工作中必不可少的手段。
在线仿真的实现对于城市燃气管网的智能运行和优化调度具有十分重要的意义，我们
要结合应用实际，不断对系统进行改进和完善，不断引进先进技术，以有效促进城市燃气的输配调度工作的顺利发展。
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