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燃气工程设计中燃气分配管网的方案设计

日期:2021-10-16 09:00:01


燃气输配管网系统在此主要是指城镇燃气的分配管网系统。对其方案设计从总体上讲,要依据城镇的气源条件,城镇的燃气用户的分布和燃气需求(负荷量和用气工况);从制定方案的内容来讲,则需要从管网结构因素分别加以考虑。管网结构因素包含如下几方面:网络图式,压力级制,气源及调压站设置,路由、管网型式(及环网密度),管段管径配置,截断阀门配置。而管网设计水平的高低,则可由方案的可实施性(路由,施工条件等建设条件),综合经济性(综合造价与管网的压力储备),方案的供气可靠性水平等予以衡量。


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燃气分配管网的方案设计一直以来都是一种凭经验进行的工作。管网的方案设计步骤一般是,对一个目标城市即按用户分布布置管道,适当连接成环;按压力级制明确管网起、終点压力,初步确定管段流量,按相同的比压降计算管径;进行管网水力平差分析。由水力平差结果对管段管径进行调整使管网压力都满足规定要求,管网流量分配比较合乎预期。或者对管网的管材的金属用量进行统计,用以衡量其经济性。管网设计方案的优劣与设计人员的经验相关。一般除水力计算结果外,很少有定量指标。


在上述的若干结构因素中,目前,阀门配置、管道流量分配动态规划,管网优化,供气可靠性评价等都是可用以定量表征管网结构的某一方面特性。在关于它们逐项课题研究的基础上,提出从定量方面对管网设计方案进行思考和衡量。这种途径无疑可使管网方案设计工作由经验提高到更理性的科学的水平。同时可以看到,在上面列举的各结构因素的深入研究中,仍然存在值得进行工作的重要课题。


从上述各结构因素的现有研究成果看,都有便于使用的计算方法和公式。例如:


①最不经济的管段配置


0


②管网截断阀门配置


理论配置阀门数(理论配置定理)


J=B+H-1


式中  J ——理论配置阀门数;


B——管网管段总数


    H——管网环数。


理论上,对管网进行阀门完全规则配置可以产生的管段组数为:


0 (7)


式中 Z——m级完全规则配置,理论上可以得到的管段组数;


B——管网管段总数


T——管网中的支管数;


m——规则配置级别(即一个管段组内的管段数),自然数:2,3…。


0 (6)


对管网规则配置的阀门数为:


0 (4)


③管网综合优化


0 (3)


指标;

0 (8)——造价最省管网(枝状管网)方案的造价指标;


管网方案综合造价指标为


0 (5)


④管网可靠性评价


管网供气可靠度计算公式为:



并且,这种对设计方案结构性多角度的考察可以推广到其他的类似专业管网设计中。



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