城市天然气管网规划设计
|
摘要
天然气是高效清洁的能源，也是理想的城市气源。城市燃气作为城市重要的公用基础设施是现代文明城市的重要标志之一，同时又是国家能源建设的重要组成部分。发展城市燃气是实现城市可持续战略、优化能源结构、保护环境的重要举措。因此进行城市管网规划设计的研究具有重大的实际意义。
本文运用图论的知识和原理对城市天然气管网进行最优化布局，运用节点法进行管网的水力计算，并充分地考虑了管径的优化问题。本论文从建立数学模型到模型的解法都作了详尽的阐述，较好地解决了城市天然气管网布局最优化问题和(各节点)压力、(各管段)流量及管径等参数的设计问题。
论文使用Visual C++6.0语言编制了城市天然气管网规划设计软件，可以实现管网的布局最优化和各参数设计的功能，也可以进行管网的水力计算。经实例计算取得了令人满意的结果。
Natural gas is high efficient and sanitary energy source. So it is the ideal gas source for city. Nowadays, city natural gas is regarded as the city major public fundamental facilities and the important part of national energy sources' construction. Therefore city natural gas is one of the great sign of modern civilized cities. The continuous development of city natural gas will not only realize the cities' objective strategy, but also optimize the structure of energy source and protect our environment. So it is very important to study the optimum design of city natural gas pipeline network system.
The Graph theory and method were applied in this paper. The method of joint was also put to use in the paper. The knowledge can resolve the problem of the optimum layout of city natural gas pipeline network system. The hydraulic calculation and the optimization of the pipe diameter design were solved as well. From setting up mathematical model solving the models were expounded elaborately in this paper. It solves the question of optimization layout of city natural gas pipeline network system and the parameter design of flow, pressure, pipeline diameter.
Visual C++6.0 was used in this paper to program the pipeline network system program and design software. Example in a city natural gas pipeline network calculated with the softare indicates satisfactory results.
本文运用图论的知识和原理对城市天然气管网进行最优化布局，运用节点法进行管网的水力计算，并充分地考虑了管径的优化问题。本论文从建立数学模型到模型的解法都作了详尽的阐述，较好地解决了城市天然气管网布局最优化问题和(各节点)压力、(各管段)流量及管径等参数的设计问题。
论文使用Visual C++6.0语言编制了城市天然气管网规划设计软件，可以实现管网的布局最优化和各参数设计的功能，也可以进行管网的水力计算。经实例计算取得了令人满意的结果。
Natural gas is high efficient and sanitary energy source. So it is the ideal gas source for city. Nowadays, city natural gas is regarded as the city major public fundamental facilities and the important part of national energy sources' construction. Therefore city natural gas is one of the great sign of modern civilized cities. The continuous development of city natural gas will not only realize the cities' objective strategy, but also optimize the structure of energy source and protect our environment. So it is very important to study the optimum design of city natural gas pipeline network system.
The Graph theory and method were applied in this paper. The method of joint was also put to use in the paper. The knowledge can resolve the problem of the optimum layout of city natural gas pipeline network system. The hydraulic calculation and the optimization of the pipe diameter design were solved as well. From setting up mathematical model solving the models were expounded elaborately in this paper. It solves the question of optimization layout of city natural gas pipeline network system and the parameter design of flow, pressure, pipeline diameter.
Visual C++6.0 was used in this paper to program the pipeline network system program and design software. Example in a city natural gas pipeline network calculated with the softare indicates satisfactory results.
引文
1．姚光镇主编，《输气管道设计与管理》，北京：石油大学出版社，1991
2．江茂泽等编著，《输配气管网的摸拟与分析》，北京：石油工业出版社，1995
3．〖联邦德国〗R·埃贝哈德等主编，赖敬文译，《燃气供应技术手册·燃气输配(第二版)》，四川石油管理局勘察设计研究院，1992
4．中华人民共和国建设部，《城镇燃气设计规范GB50028-93(S)》，北京：中国计划出版社，1998
5．邓渊主编，《煤气规划设计手册》，中国建筑工业出版社，1992
6．姜正侯主编，《燃气工程技术手册》，同济大学出版社，1993
7．卢开澄著，《图论及其应用》，北京：清华大学出版社，1981
8．谢政等，《网络算法与复杂性理论》，国防科技大学出版社，1995
9．陈森发著，《网络模型及其优化》，东南大学出版社，1992
10．盛昭瀚等，《最优化方法基本教程》，东南大学出版社，1992
11．袁亚湘，孙文瑜著，《最优化理论与方法》，科学出版社，1997
12．徐成贤等著，《近代优化方法》，科学出版社，2002
13．陈景良，陈向晖著，《特殊矩阵》，北京：清华大学出版社，2001
14．哈尔滨建筑工程学院等，《燃气输配》，中国建筑大学出版社，1984
15．浦再明编著，《网络法基本原理及应用》，北京：金盾出版社，1985
16．陈永武·中国21世纪初期天然气工业发展展望·天然气工业·2000．20(1)：P1-4
17．邱中建·中国天然气工业[大发展的时代] 即将到来·世界石油工业·2000．5：P31-34
18．李士伦等·西部大开发中的天然气工业·天然气工业·2001．21(1)：P1-4
19．严铭卿等·我国城市燃气的发展模式·油气储运·2001．20(7)：P10-12
20．刘爽等·长距离输气管道优化设计·天然气与石油·1998．16(3)：P1-5
21．汪玉春·输气管优化设计新方法·天然气与石油·1993．13(6)：P64-69
22．赵洪激，刘扬·油气集输系统优化设计软件·天然气与石油·2000．18(1)：P10-14
23．李海梁·北方地区燃气输配系统形式的选择·煤气与热力·1999．19(4)：P27-29
24．陈森发·一种复杂城市供水管网系统的简化方法·中国给水排水·1994．10(6)：P5-8
25．郑清高等·无压气站输配气管网方案优化·天然气工业·1993．13(3)：P72-76
26．刘扬，赵洪激·油气集输管网节点参数矩阵方法研究·石油规划设计·1999．10(6)：P30-31
27．康正凌，袁宗明·树枝状天然气管网优化设计·天然气工业·2001．21(3)：P76-78
28．张其敏·有分枝天然气管线优化设计·天然气与石油·2000．18(1)：P7-9
29．赵洪激，刘扬·埋地长输管道大修开挖长度优化方法·天然气与石油·2000．18(2)：P5-7
30．李树平等·给水管网水力计算模型数据库的开发·给水排水·2000．26(12)：P81-84
31．廖有均·反比分摊法用于中压管网水力计算的探讨·城市煤气·1995．8：P3-6
32．陈森发·城市排水管网系统布局的优化设计·运筹与管理·1997．6(2)：P37-41
33．陈森发．城市供水管网系统布局的优化·控制与决策·1992．7(6)：P461-465
34．姜东琪等·燃气管网水力计算及水力计算图的绘制·煤气与热力·2001．21(5)：P453-455
35．田贯三等·城镇天然气管网水力分析数学模型与计算方法·天然气工业·2002．22(3)：P96-98
36．刘伟等·城市燃气管网水力计算软件的开发·油气储运·2002．21(1)：P25-27
37．向廷海·城镇燃气管网的水力计算·重庆建筑·2001．2：P33-36
38．朱文建·燃气输配管网系统优化设计·上海煤气·2001．2：P29-34
39．陈宝军，林建军·图论在环状管网水力计算中的应用·给水排水·1994．8：p5-7
40. A.A.M.Yassin等·Medium-Pressure Township Gas Distribution System Design·paper SPE17736 Presented at the SPE GAS Technology Symposium Meeting,·Dallas.TX,June. 13-15,1988
41. (Gregg)sandercock·Union Gas Applies Expert system to Optiminze Pipeline·Pipeline Industry, Sep. 1994, P37-40
42. John C. Heideman·Optimal Development of a Natural Gas Transmission System·SPE3980—Orin Flanigan·Constrained Dervatives in Natural Gas Pipeline System Optimization·Journal of Petro-leum Technology, May, 1972
43. A.P.Cheaaseman·How to OptimizeGas Pipeline Design by Computer·Oil and Gas journal,Dec.20.1971
44. S.Bhaskaran and F.J.M.Salzborn·Optimal Diameter Assignment for Gas Pipelne Networks·Journal of Australia Mathematics Society,21(Series). 1979
45. S.Bhaduri and R.K.Talachi·Optimization of Natural Gas Pipeline Design·ASMEPetroleum Division, P67-76,1988
46. Jianbo CAI and Georg Thierauf·Dicrete optimization of structures using an improved penalty function Method·Eng.Opt,Opt, 1993, Vol.21
47．谭昌厚·节点法一些具体问题的处理·煤气与热力·1993．13(5)：P22-25
48．李猷嘉·燃气管网水力计算公式的分析与比较·煤气与热力·2001．20(5)：P323-328
49．谢伟光·城市燃气管道水力计算公式的简化·煤气与热力·2001．20(4)：P251-255
50．李猷嘉·分区法燃气管网的优化设计·煤气与热力·1992．6：P25-34
51．孙伟·环状燃气管网优化计算的数学模拟·煤气与热力·2001．21(6)：P494-495
52．王训俭等·煤气管网优化设计程序的研究·煤气与热力·1989．6：P44-47
53．胡吉士·燃气管网水力计算中摩阻系数计算公式的选用·煤气与热力·1990．20(5)：P17-23
54．谢伟光·牛顿法在燃气管网节点压力计算中的应用·煤气与热力·1998．18(6)：P24-25
55．薛世达·燃气管网平差计算中若干问题的探讨·煤气与热力·1991．12：P24-29
2．江茂泽等编著，《输配气管网的摸拟与分析》，北京：石油工业出版社，1995
3．〖联邦德国〗R·埃贝哈德等主编，赖敬文译，《燃气供应技术手册·燃气输配(第二版)》，四川石油管理局勘察设计研究院，1992
4．中华人民共和国建设部，《城镇燃气设计规范GB50028-93(S)》，北京：中国计划出版社，1998
5．邓渊主编，《煤气规划设计手册》，中国建筑工业出版社，1992
6．姜正侯主编，《燃气工程技术手册》，同济大学出版社，1993
7．卢开澄著，《图论及其应用》，北京：清华大学出版社，1981
8．谢政等，《网络算法与复杂性理论》，国防科技大学出版社，1995
9．陈森发著，《网络模型及其优化》，东南大学出版社，1992
10．盛昭瀚等，《最优化方法基本教程》，东南大学出版社，1992
11．袁亚湘，孙文瑜著，《最优化理论与方法》，科学出版社，1997
12．徐成贤等著，《近代优化方法》，科学出版社，2002
13．陈景良，陈向晖著，《特殊矩阵》，北京：清华大学出版社，2001
14．哈尔滨建筑工程学院等，《燃气输配》，中国建筑大学出版社，1984
15．浦再明编著，《网络法基本原理及应用》，北京：金盾出版社，1985
16．陈永武·中国21世纪初期天然气工业发展展望·天然气工业·2000．20(1)：P1-4
17．邱中建·中国天然气工业[大发展的时代] 即将到来·世界石油工业·2000．5：P31-34
18．李士伦等·西部大开发中的天然气工业·天然气工业·2001．21(1)：P1-4
19．严铭卿等·我国城市燃气的发展模式·油气储运·2001．20(7)：P10-12
20．刘爽等·长距离输气管道优化设计·天然气与石油·1998．16(3)：P1-5
21．汪玉春·输气管优化设计新方法·天然气与石油·1993．13(6)：P64-69
22．赵洪激，刘扬·油气集输系统优化设计软件·天然气与石油·2000．18(1)：P10-14
23．李海梁·北方地区燃气输配系统形式的选择·煤气与热力·1999．19(4)：P27-29
24．陈森发·一种复杂城市供水管网系统的简化方法·中国给水排水·1994．10(6)：P5-8
25．郑清高等·无压气站输配气管网方案优化·天然气工业·1993．13(3)：P72-76
26．刘扬，赵洪激·油气集输管网节点参数矩阵方法研究·石油规划设计·1999．10(6)：P30-31
27．康正凌，袁宗明·树枝状天然气管网优化设计·天然气工业·2001．21(3)：P76-78
28．张其敏·有分枝天然气管线优化设计·天然气与石油·2000．18(1)：P7-9
29．赵洪激，刘扬·埋地长输管道大修开挖长度优化方法·天然气与石油·2000．18(2)：P5-7
30．李树平等·给水管网水力计算模型数据库的开发·给水排水·2000．26(12)：P81-84
31．廖有均·反比分摊法用于中压管网水力计算的探讨·城市煤气·1995．8：P3-6
32．陈森发·城市排水管网系统布局的优化设计·运筹与管理·1997．6(2)：P37-41
33．陈森发．城市供水管网系统布局的优化·控制与决策·1992．7(6)：P461-465
34．姜东琪等·燃气管网水力计算及水力计算图的绘制·煤气与热力·2001．21(5)：P453-455
35．田贯三等·城镇天然气管网水力分析数学模型与计算方法·天然气工业·2002．22(3)：P96-98
36．刘伟等·城市燃气管网水力计算软件的开发·油气储运·2002．21(1)：P25-27
37．向廷海·城镇燃气管网的水力计算·重庆建筑·2001．2：P33-36
38．朱文建·燃气输配管网系统优化设计·上海煤气·2001．2：P29-34
39．陈宝军，林建军·图论在环状管网水力计算中的应用·给水排水·1994．8：p5-7
40. A.A.M.Yassin等·Medium-Pressure Township Gas Distribution System Design·paper SPE17736 Presented at the SPE GAS Technology Symposium Meeting,·Dallas.TX,June. 13-15,1988
41. (Gregg)sandercock·Union Gas Applies Expert system to Optiminze Pipeline·Pipeline Industry, Sep. 1994, P37-40
42. John C. Heideman·Optimal Development of a Natural Gas Transmission System·SPE3980—Orin Flanigan·Constrained Dervatives in Natural Gas Pipeline System Optimization·Journal of Petro-leum Technology, May, 1972
43. A.P.Cheaaseman·How to OptimizeGas Pipeline Design by Computer·Oil and Gas journal,Dec.20.1971
44. S.Bhaskaran and F.J.M.Salzborn·Optimal Diameter Assignment for Gas Pipelne Networks·Journal of Australia Mathematics Society,21(Series). 1979
45. S.Bhaduri and R.K.Talachi·Optimization of Natural Gas Pipeline Design·ASMEPetroleum Division, P67-76,1988
46. Jianbo CAI and Georg Thierauf·Dicrete optimization of structures using an improved penalty function Method·Eng.Opt,Opt, 1993, Vol.21
47．谭昌厚·节点法一些具体问题的处理·煤气与热力·1993．13(5)：P22-25
48．李猷嘉·燃气管网水力计算公式的分析与比较·煤气与热力·2001．20(5)：P323-328
49．谢伟光·城市燃气管道水力计算公式的简化·煤气与热力·2001．20(4)：P251-255
50．李猷嘉·分区法燃气管网的优化设计·煤气与热力·1992．6：P25-34
51．孙伟·环状燃气管网优化计算的数学模拟·煤气与热力·2001．21(6)：P494-495
52．王训俭等·煤气管网优化设计程序的研究·煤气与热力·1989．6：P44-47
53．胡吉士·燃气管网水力计算中摩阻系数计算公式的选用·煤气与热力·1990．20(5)：P17-23
54．谢伟光·牛顿法在燃气管网节点压力计算中的应用·煤气与热力·1998．18(6)：P24-25
55．薛世达·燃气管网平差计算中若干问题的探讨·煤气与热力·1991．12：P24-29