【正文】 中相對(duì)集中的區(qū)域。從分區(qū)目的和分區(qū)方法對(duì)供水管網(wǎng)進(jìn)行了闡述。 王鑫在分析和研究最新給水管網(wǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上 [11]，對(duì)天然氣管網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)。 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)分區(qū)模式國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)外管網(wǎng)分區(qū)模式研究現(xiàn)狀 目前燃?xì)夤芫W(wǎng)的研究集中在負(fù)荷預(yù)測(cè)；穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)模擬；建模、優(yōu)化；安全評(píng)價(jià)、可靠性分析、完整性管理； GIS 相關(guān)設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程控制等方面。大面積的環(huán)網(wǎng)被認(rèn)為水力可靠性最好，事故時(shí)流量減少不多，對(duì)供氣的影響最小，因此是首選的配氣管網(wǎng)模式。一些研究提出了一些算法，并編寫了程序，能夠在事故時(shí)準(zhǔn)確、快速的搜索出需關(guān)閉的隔離閥 [8,9]，但是不能從根本上解決環(huán)網(wǎng)放散區(qū)域大，放散時(shí)間長(zhǎng)的問題。枝狀管網(wǎng)，因?yàn)榱飨虼_定，動(dòng)火點(diǎn)的上下游非常明確，需關(guān)閉的隔離閥容易確定，一般放散區(qū)域較小，放散量不多。只要采用二級(jí)管網(wǎng)，并且調(diào)壓站布置在外圍，這個(gè)情況就不可避免。很多城市缺乏改造管網(wǎng)，完善燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的辦法，多數(shù)停留在查找水力工況瓶頸，根據(jù)故障頻率更換管道等層面。 城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)分區(qū)模式下的水力可靠性研究 2 表 12 2020~2020 年我國(guó)天然氣產(chǎn)量及增長(zhǎng)率統(tǒng)計(jì) [3] 年份 當(dāng)年產(chǎn)量 （ 3810m? ） 增長(zhǎng)率 （ %） 2020 500 2020 586 2020 693 2020 761 2020 830 表 13 我國(guó)天然氣發(fā)展趨勢(shì) [4] 事項(xiàng) 趨勢(shì)分析 氣化率 截至 2020 年底，我國(guó)氣化率為 %，預(yù)計(jì) 2020 年全國(guó)城鎮(zhèn)氣化率將達(dá)到 60%以上 擴(kuò)大用途 天然氣作為低碳低污染的清潔燃料，在公共交通燃料方面的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大 工業(yè)燃料 工業(yè)企業(yè)使用天然氣燃料進(jìn)程將會(huì)加速 發(fā)電 天然氣發(fā)電將成為未來 10 年我國(guó)天然氣利用量增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力 化工用料 化工原料用天然氣所占比例進(jìn)一步降低 隨著天然 氣的快速發(fā)展，出現(xiàn)了諸多問題，其中天然氣的管道系統(tǒng)包括上游的礦場(chǎng)集輸系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)，中游的長(zhǎng)輸管道和下游的城市配氣管網(wǎng)，這三大系統(tǒng)把天然氣輸送過程的采、凈、輸、儲(chǔ)、配五大環(huán)節(jié)緊密的聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個(gè)封閉的、連續(xù)的、統(tǒng)一的天然氣輸送系統(tǒng)。這其中，作為優(yōu)質(zhì)清潔能源的天然氣發(fā)展前景最為廣闊。 71 About author 59 Pressure lower source gas 55 Chapter 5 The operation management based on the hydraulic reliability of partition model 45 The summary of this chapter 43 Hydraulic reliability analysis 42 The analysis of gas work topology results 41 Node hydraulic reliability 27 The introduction of hydraulic calculation software monly used 21 The hydraulic calculation of city gas pipeline work 19 Chapter 3 The hydraulic calculation and working condition analysis of the city gas pipeline work partition model 18 The summary of this chapter 12 Chapter 2 The prediction of the gas consumption for city gas pipeline work 11 The technical route 68 結(jié)論 61 城市燃?xì)夥謪^(qū)管網(wǎng)模式的閥門設(shè)置 59 氣源壓力降低 40 城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)水力可靠性的特點(diǎn) 29 水力計(jì)算結(jié)果及工況分析 15 高峰系數(shù)的確定 13 總用氣量預(yù)測(cè) 12 創(chuàng)新點(diǎn) 5 國(guó) 內(nèi) 外 管網(wǎng)分區(qū)模式研究現(xiàn)狀 介紹了燃?xì)夤芫W(wǎng)可靠性管理的概念，對(duì)管網(wǎng)全生命周期的各階段可靠性管理內(nèi)容進(jìn)行了探究。 大型集中型管網(wǎng)存在低壓點(diǎn)集中在管網(wǎng)中部、門站及各調(diào)壓站供氣范圍不明確、停氣放散面積大、 設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理不能有效結(jié)合 等問題。分區(qū)模式 適用于集中型管網(wǎng)、壓力級(jí)制為高 （ 次高 ） 壓 中壓二級(jí)管網(wǎng) 、有 2 個(gè)及以上高 （ 次高 ） 壓 中壓區(qū)域調(diào)壓站，分區(qū)時(shí)以各區(qū)域調(diào)壓站為中心 各成 獨(dú)立系統(tǒng) ， 并且 為保證事故工況，管網(wǎng)不能完全隔 斷，各區(qū)域之間用管道連通，連通管上安裝隔離閥，正常工況下隔離閥關(guān)閉，事故時(shí)打開。 Hydraulic Calculation。 5 管網(wǎng)分區(qū)模式目前研究的不足 16 管網(wǎng)計(jì)算流量的確定 17 增長(zhǎng)率法預(yù)測(cè) 21 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)分區(qū)原則 25 分區(qū)管網(wǎng)水力計(jì)算特點(diǎn)及求解步驟 71 攻讀碩士生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果 1 The necessity and significance of research 15 The determination of peak coefficient 25 The characteristics of hydraulic calculation partition work 29 The city gas pipeline work profiles of southwest 31 The analysis and parison for accident hydraulic conditions 59 The management methods of hydraulic reliability based on the partition model 68 Acknowledgments 我國(guó)天然氣主要用于民用、商用、工業(yè)、交通運(yùn)輸、化工、發(fā)電等，發(fā)改委頒布的天然氣利用政策確定了天然氣發(fā)展的原則，未來天然氣使用結(jié)構(gòu)將不斷趨于優(yōu)化。城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的壓力級(jí)制通常有一級(jí)系統(tǒng)、二級(jí)系統(tǒng)、三級(jí)系統(tǒng)以及多級(jí)系統(tǒng)，其中高 （ 次高 ） 壓 中壓二級(jí)系統(tǒng)應(yīng)用最為普遍。而對(duì)于 大型燃?xì)夤芫W(wǎng)而言，存在著低壓點(diǎn)集中在管網(wǎng)中部、門站及各調(diào)壓站供氣范圍不明確、事故時(shí)放散面積大等問題，管網(wǎng)越大，這些問題越嚴(yán)重 [6]。對(duì)于多氣源集中式管網(wǎng)，目前還不能明確各氣源的供氣范圍。另外閥門如果存在內(nèi)漏等問題，在停氣動(dòng)火時(shí)就不能徹底關(guān)閉，會(huì)使微量燃?xì)庑孤度雱?dòng)火操作區(qū)域，引發(fā)安全事故，這樣，多一個(gè)閥門就多一個(gè)安全隱患。因此燃?xì)夤芫W(wǎng)的設(shè)計(jì)思路還不夠開闊。這些問題是由管網(wǎng)結(jié)構(gòu)造成的，是難以避免的?？偨Y(jié)了牛頓 拉夫遜法、擬牛頓法、蒙特卡羅方法以及延拓法這幾種算法的特點(diǎn)，并用這些算法對(duì)同一實(shí)例進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析節(jié)點(diǎn)方程法數(shù)學(xué)模型的求解。在可靠性計(jì)算中利用了推導(dǎo)出來的可用度公式，同時(shí)采用了圖論理論，即求解圖的最小路并進(jìn)行不交化處理。 另一種燃?xì)夤芫W(wǎng)分區(qū)是因?yàn)楣芫W(wǎng)歸屬不同的運(yùn)營(yíng)公 司。采用分區(qū)模式，不影響管網(wǎng)壓力級(jí)制，不改變高壓 （ 次高壓 ） 管網(wǎng)參數(shù)，不影響門站或調(diào)壓站的位置及供氣量。采用分區(qū)模式，每個(gè)小區(qū)域的大小和形狀可以控制，可以在管網(wǎng)布置時(shí)，將調(diào)壓站置于負(fù)荷中心，并且將最不利環(huán)路長(zhǎng)度控制的比較小，這樣就可以使相同條件下，系統(tǒng)壓力降較小 ，最低點(diǎn)壓力得到提高。 管網(wǎng)分區(qū)模式目前研究的不足 刁克功對(duì)分區(qū)管理模式給水管網(wǎng)的水力分析與模擬技術(shù)進(jìn)行了研究 [31]，提出了一種基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)演化的給水管網(wǎng)自動(dòng)分區(qū)方法； 提出了基于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的校核方法來服務(wù)于分區(qū)模式管網(wǎng)；通過對(duì)分區(qū)模式下管網(wǎng)流量特性的分析，同時(shí)采用了峰值流量系數(shù)中不同的方法，提出了關(guān)于分區(qū)模式下管網(wǎng)改造及設(shè)計(jì)的可行性建議。陶其育等對(duì)城市給水管網(wǎng)實(shí)用分區(qū)進(jìn)行了探討與實(shí)踐 [35]，闡述了給水管網(wǎng)實(shí)用優(yōu)化分區(qū)步驟，包括選擇區(qū)域系統(tǒng)階層數(shù)、劃定區(qū)域規(guī)模、確定進(jìn)水點(diǎn)數(shù)目和 位置 、劃定區(qū)域邊界等。 研究的內(nèi)容 論文所提出來的燃?xì)夤芫W(wǎng)分區(qū)是針對(duì)中壓管網(wǎng)，以門站和調(diào)壓站為中心， 通過對(duì)某中壓燃?xì)夤芫W(wǎng)進(jìn)行分區(qū)供氣管理。 論文研究的方法 由于本 論文 的研究對(duì)象是 城市燃?xì)夤芫W(wǎng) ，若采用傳統(tǒng)的 安全分析 方法會(huì)使模型 適用性不強(qiáng) ， 同時(shí)所建立的可靠性模型運(yùn)用價(jià)值得不到體現(xiàn) 。 用氣指標(biāo)法 城市各類燃?xì)庥脩舻男栌霉r及用氣變化規(guī)律是不均勻的，它隨月、日、時(shí)而變化，表現(xiàn)為月不均勻性、日不均勻性和時(shí)不均勻性，用相應(yīng)的不均勻系數(shù) K K2和 K3表示。 公商業(yè)用氣 根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)， 2020 年城區(qū)公商。 各類用戶用氣量的確定 居民用氣 1) 居民用戶耗氣定額 目前，該市城區(qū)居民生活用氣定額約 Nm3/人 .日 ， 隨著人民生活水平的提高，家用采暖設(shè)備的增加及家用燃?xì)鈶?yīng)用領(lǐng)域的拓展 ， 居民生 活用氣定額將緩慢增加，根據(jù)該市用氣情況，并參照同類城市耗 氣 定額，確定 2020 年、 2025 年主城區(qū)居民耗氣定額為 。 城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)分區(qū)模式下的水力可靠性研究 12 研究的技術(shù)路線 論文通過收集相關(guān)資料，進(jìn)行調(diào)研數(shù)據(jù)，對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)；從各方面找出城市燃?xì)庀到y(tǒng)中存在的問題；提出采用分區(qū)的模式解決上述問題；應(yīng)用工程實(shí)例，通過對(duì)管網(wǎng)分區(qū)與環(huán)網(wǎng)的各方面進(jìn)行對(duì)比研究，得出燃 氣 管網(wǎng)分區(qū)模式的各種特點(diǎn)和可行性結(jié)論。所研究的燃?xì)夤芫W(wǎng)分區(qū)，是符合燃?xì)庖?guī)劃要求的，要充分考慮到管網(wǎng)的水力工況、事故影響、可靠性、運(yùn)行等各方面。 城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)分區(qū)模式下的水力可靠性研究 10 表 15 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)與給水管網(wǎng)的聯(lián)系與特點(diǎn) 管網(wǎng)類別 城市燃?xì)夤芫W(wǎng) 城市給水管網(wǎng) 介質(zhì) 介質(zhì)為天然氣、人工煤氣及液化石油氣，密度 比空氣小，易燃易爆 介質(zhì)為液態(tài)水，密度比空氣大，危害性小 壓力 從上游的高壓逐級(jí)降壓供氣的密閉管網(wǎng)系統(tǒng)，各氣站有相應(yīng)的調(diào)壓設(shè)備，壓力等級(jí)明顯，各壓力等級(jí)之間的穩(wěn)壓措施要