徐哲
哈尔滨市燃气工程设计研究院 黑龙江150000
摘要：建立管网最优初分流量模型对燃气环状管网各管段流量进行初分，采用解环法算法对最优流量的环状管网进行平差计算。算法具有收敛性好、迭代速度快、精度高等特点。
一、前言
城市燃气管网的水力计算快速精确与否对燃气管网设计、运行管理及调度具有重要的意义。随着不断的发展，城镇燃气管网逐渐具有大型化、复杂化、多样化等特点。传统的手算平差法面对多气源多环的大型管网计算周期长，满足不了当前的设计管理需求。本文基于最优化理论对燃气环状管网初分流量，通过解环法求解燃气管网水力计算模型，有效提高运算速度及计算精度，改善城镇燃气管网的设计及管理调度质量。
二、燃气管网水力计算模型
（一） 燃气管网水力分析数学模型
燃气环状管网供气时需满足三个水力计算方程即管道压降公式、节点流量方程和环能量方程。假设环状管网具有管段数为 ，节点数为 ，环数为 ，则管段数、节点数和环数存在下列关系： 。通过分析可知，对该环状管网可以建立 个管段压降计算公式， 个节点流量方程， 个环能量方程。
（1）管段压降方程
（二）初分流量法
对环状燃气管网进行平差计算时，需对管网各管段分配初始流量，初始流量的分配影响管网平差计算的迭代速度。传统的计算一般根据经验对各管段流量进行初分，这就增加了管网平差迭代的次数且如果分配不好可能影响平差计算导致平差计算不收敛。
采用最优化思想建立燃气管网流量初分模型。通过分析可知，最优的初始分配流量为在满足各节点流量平衡的情况下各管段水头损失最小时的流量。由于初分流量仅为得出环状管网各管段最优流量值，为方便计算令管段压降方程1中的 ，则最优分配模型为：
为控制各管段前后两次修正后得管段流量差，满足一定的计算要求为止，迭代结束后，根据管段压降计算式算出各管段的压降，从给定压力的基准点推算出各节点压力等参数。
三、结论
本文采用最优化方法建立燃气环状管网流量最优分配模型对管段流量进行初分，基于初分管段流量采用解环法求解管网平差。经验证，采用最优化初分流量的解环法平差计算比单一依靠设计经验的管网计算提高23%计算速度，算法收敛性更好。
参考文献
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论文作者:徐哲
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年3月上
论文发表时间:2018/11/19
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