城市燃气输配管网分区模式下的水力可靠性研究Word格式.docx

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因此本文提出了燃气管网分区模式，希望能对燃气管网模式提出新的思路。

本文研究的主要内容如下：

1）阐述了指标法预测燃气用量的详细过程，以西南某市燃气管网为例，进行了燃气用量的计算，同时采用增长率预测法和经济预测法对该市燃气用量进行预测，经比较认为指标法指标选取合理，统计分析科学，是适合的燃气用量预测方法。

2）提出了燃气管网采用分区模式的条件及分区方法。

分区模式适用于集中型管网、压力级制为高（次高）压-中压二级管网、有2个及以上高（次高）压-中压区域调压站，分区时以各区域调压站为中心各成独立系统，并且为保证事故工况，管网不能完全隔断，各区域之间用管道连通，连通管上安装隔离阀，正常工况下隔离阀关闭，事故时打开。

3）阐述了分区管网模式的水力计算方法，详细介绍了解环方程法的原理和计算步骤。

4）基于节点的可靠性、管段水力可靠性和燃气管网拓扑结构的加权和，采用系统网络结构可靠性分析方法，进行管网的系统可靠度研究。

介绍了燃气管网可靠性管理的概念，对管网全生命周期的各阶段可靠性管理内容进行了探究。

提出了管网分区模式提高可靠性的措施。

5）以西南某市燃气管网为例，对其进行了环网和分区两种模式的水力计算、事故工况分析、可靠度计算、阀门数量比较等工作，从各方面对两种模式进行了比较，得出了分区模式的可行性结论。

关键词：

燃气管网；

分区模式；

水力计算；

事故工况；

可靠性

Abstract

Withtheincreasinguseofnaturalgas,citygaspipelinenetworkbecomeslargerandmorecomplex.Inordertoensurethereasonableandreliablegasnetworkdesign,operation,andeffectivelydealwithdifferentaccidents,it’sinevitabletounderstandthegasnetworkoperationlaw.Sincetheproblemsoflarge-scalecentralizedpipelinenetwork,suchas,lowpressurepointsconcentrateinthemiddleofthepipelinenetwork,gatestationsandregulatorstations’divisionoflaborarenotclear,diffusionareaistoolarge,designandrunningofpipelinescannoteffectivelycombine,arecausedbythenetworkstructurethatareunabletobesolvedbyoptimizationcalculationanddesignofgaspipelinenetwork.Anadequatewaytosolvetheseproblemsistoputforwardanewnetworkstructure,therefore,inthispaper,weintroduceapartitionmodelofgaspipelinenetwork,hopingtoproposesomenewideasofgaspipelinenetworkmodel.Themaincontentsofthispaperareasfollows:

1.Weexpoundthedetailedprocessofindexmethodtopredictgasconsumption,andapplythismethodtoonesouthwestcity,thencomparetheresultswiththegasconsumptionpredictionsofthiscitybygrowthratepredictingmethodandeconomicforecastingmethod.Itshowsthatindexmethodisaneffectivegasconsumptionpredictionmethod.

2.Inthispart,theauthorsproposetheconditionswhentousepartitionmodelandthepartitionmethod.Partitionmodelisavailableinacentralizedpipenetwork,orahigh（sub-high）–mediumpressuretwolevelpipelinenetwork,orasystemwithtwoandabovehigh（sub-high）-mediumpressureregionalregulatorstations.Theregionalregulatorstationwillbecenterofeachindependentsystemwhenpartitioned,andtoensuretheaccidentcondition,thepipelinenetworkcannotbecompletelycutoff,allregionsareconnectedbypipeswhichhaveinstalledisolationvalves.Thesevalvesareclosedundernormalconditionsandopenwhenaccidentshappened.

3.Wewillpresentthehydrauliccalculationmethodofthepartitionpipelinenetworkmodel,andintroducetheprincipleandcalculationstepsoftheringequation.

4.Basedonthenodereliability,pipehydraulicreliabilityandweightedsumofgaspipelinenetwork’stopologystructure，wechoosethesystematicnetworkstructuralreliabilityanalysismethodtoresearchthereliabilityofpipelinenetworksystem.Inthissection,wealsointroducetheconceptionofreliabilitymanagementofgaspipelinenetwork,andmakeaninvestigationaboutitthroughoutthedifferentstagesofpipelinenetwork’slifecycle.

5.Herewetakethegaspipelinenetworkofonesouthwestcityasanexample.Weapplybothringnetworkandpartitionmodesonit.Adetailedcomparisonofthesetwomodesisconductedthroughhydrauliccalculation,accidentanalysis,reliabilitycalculation,andthenumberofvalves.Andweconcludethatthepartitionmodeisindeedfeasible.

Keywords:

gasnetwork;

partitionmodel;

hydrauliccalculation;

Accidentcondition;

reliability

目录

第1章绪论1

1.1研究背景1

1.2研究的必要性和意义2

1.3城市燃气管网分区模式国内外研究现状5

1.3.1国内外管网分区模式研究现状5

1.3.2管网分区模式目前研究的不足9

1.4论文研究的目的10

1.5研究的可行性分析10

1.6研究的内容11

1.7论文研究的方法11

1.8研究的技术路线12

1.9创新点12

第2章城市燃气管网用气量预测13

2.1用气指标法13

2.1.1各类用户用气量的确定13

2.1.2总用气量预测15

2.1.3高峰系数的确定16

2.1.4管网计算流量的确定17

2.2增长率法预测17

2.3经济预测法预测18

2.4本章小结19

第3章城市燃气管网分区模式水力计算及工况分析21

3.1城市燃气管网分区原则21

3.2燃气管网水力计算23

3.2.1水力计算管内流动的基本方程23

3.2.2水力计算状态方程的选择25

3.3分区管网水力计算特点及求解步骤25

3.3.1分区管网水力特点25

3.3.2分区环状管网求解方法26

3.3.3解环方程法计算步骤27

3.4常用水力计算软件介绍27

3.5计算实例29

3.5.1西南某市天然气管网概况29

3.5.2水力计算结果及工况分析31

3.5.3事故工况水力分析及比较34

3.5.4各种事故工况综合对比37

3.6本章小结39

第4章基于分区模式管网水力可靠性模型计算40

4.1城镇燃气管网水力可靠性的特点40

4.2城镇燃气管网水力可靠性分析计算41

4.2.1水力可靠性的状态分析41

4.2.2节点水力可靠度42

4.2.3管段水力可靠度42

4.2.4燃气管网拓扑结果分析42

4.2.5燃气管网的网络系统可靠度分析43

4.3水力可靠性分析43

4.3.1计算工况可靠性比较43

4.3.2事故工况45

4.4本章小结55

第5章基于分区模式管网水力可靠性的运行管理56

5.1城市燃气管网的可靠性管理概述56

5.1.1可靠性管理概念56

5.1.2可靠性过程管理58