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【摘 要】我国城市建设规模不断扩大，天然气输配系统作为城市建设重要组成部分，也应优化、发展，才能提高燃料供应效率。以此，本文就关于天然气输配系统的优化设计要点进行分析，以供参考。
【关键词】天然气输配系统；优化设计
目前，天然气已成为我国主要能源，提高其使用效率已经成为社会发展的趋势。在城市，天然气利用效率，已经成为衡量经济发展的重要指标。要提高天然气使用效率，需要优化天然气输配系统。该系统具有众多环节，并涉及到许多机械设备，要优化，需要对其设计要点进行全面分析，才能使优化工作更加具有针对性。以此，本文就然气输配系统的优化设计要点进行如下分析。
1.天然气输配系统概况
天然气输配系统具有复杂结构，但主要部分有两个，其一，输配管网，其二，调压站。前者根据供气是压力不同，又分为高压管网及低压管网。在天然气供应中，低压管网和燃气器具、燃气流量等紧密相连，并受到它们的限制；而高压管网则和管网末端的燃气流量相联系。在天然气输配系统优化时，需要对两个环节给予重视，分别为，调压站数量和高压管网末端压力。为了提高天然气使用效率，需要对调压站作用半径进行调整，并利用一些设计试验机数学模型，设计出高效、合理、经济的输配管网系统。
2.天然气输配系统的优化设计要点解析
2.1优化高压管网的压降
天然气输配系统的主干管网，通常为高压管网，其管径直接关系到整个输配网施工造价，也关系到压缩机型号的选用。以前，高压管网管径确定时，通常按照管网始末端的压力差值。这种方式主要根据燃气在单位管道中的压力降来求得，计算方式较为繁琐，已经很少使用。以此，应优化管径计算方式，才能提高燃气供应效率。已有的研究结果表明，单位压降和管网投资费用呈反比，但和燃料终年耗费呈正比。如果降低管道压降，将会提高管网投资费用，但会降低终年耗资费用。在天然气输配系统具有自身的压降值，施工管理人员需要根据其结构和施工规模，计算出合适的压降值，才能准确计算出管网管径大小，才能降低施工投资，提高燃料供应效率。
2.2调压站优化
调压站是天然气管网系统中调节压力的设备，由调压器、过滤器、安全设置及其它一些测量仪表组成。是天然气输配系统的重要环节，分为地上式和地下式两种规格。随着天然气输配网系统结构不断复杂化及扩大化，调压站运行能力也应提高，才能满足现阶段人们对燃料的使用要求。以下就调压站优化措施进行简单介绍。
第一，优化调压站作用半径。调压站作为调节天然气输配管道压力的主要设备，其数量和安装位置直接关系到管网的使用效率。此外，它也是连接中低管网的重要设备，所以，应具有合适的作用半径，才能发挥自身优势。一般情况下，作用半径应控制在0.5km-1km之间。用传统方式确定作用半径时，虽然方便简单，但并没有结合施工所在地的实际情况，没有对管网结构进行合理分析，更没有考虑到一些外界影响因素，所以，确定结果缺乏可信性。随着天然气输配系统结构不断复杂化，需要采用科学合理的方法，确定调压站作用半径，才能使系统结构更加合理，才能降低工程投资费用。
研究表明，调压站作用半径和管网造价具有密切关系。如当作用半径增加之后，调压站造价费用会降低，但整个管网系统造价则提高；反之，当作用半径减小之后，将会将会增加调压站施工费用，但会降低管网造价。所以，作用半径不能太大，也不能太小，应适当，才能使管网造价控制在合理范围之内。所以，管理人员在施工之前，应计算好调压站最优作用半径，才能使管网系统造价更加合理。
第二，调压站数目确定。目前，调压站在天然气输配系统中的数量仍旧不能准确计算，只能靠近似法计算。在天然气输配系统施工事前，需要制订较多的调压站布局方案，然后相互比较，最终确定合理的方案。这样才能提高系统运行效率，减少施工投资，但由于燃料输配网系统结构复杂，该工作具有一定难度。由于输配系统的最终目的是，将天然气输送给用户，而调压站的最终目的是，将燃料通过最短的距离，供应给用户。以此，应采用中位点的方式，来确定调压站在天然气输配系统中的合理位置。
2.3优化管网系统设计
这种优化指的是，在原来的管网设计基础之上，采用合适的管径，设置合理的节点流量，并调节合适压力，使管网造价达到最小。在优化时，需要涉及到一些数学问题，也涉及到一些管理学方面的内容，但最重要的是，将管网中燃气流压力及阶段流量方程作为约束条件，才能计算出最最小的目标函数。利用这种方式，能够将管网设计和数学方程式联系在一起，是的设计内容数量化，从而提高了设计准确性。
2.4优化燃气输配自动控制系统
优化天然气输配自动控制系统的主要方式为开发软件，使软件和自动控制系统有效结合在一起，提高输配系统的运行效率。软件开发和天然气输配具有密切联系：①采用软件，能够实现天然气输配管网设计，并使设计方案通过特定程序检测，实现优化效果。②能够自动读取管网中天然气浓度及在管壁上产生的摩阻系数。③能够将用户在规定时间内的用气情况做合理分析，然后给出分析方案。此外，通过采用软件，能够使天然气输配系统实现自动化管理，从而提高了管理效率。④通过软件，工作人员能够将读取的管径数据做平差计算。
第一，软件功能界面分析。由于天然气是一种混合物，所以管网设计中的软件，应具有多种功能，如适应多种燃料、能够承受不同压力、能够对多种输入方式进行处理。为了提高处理能力，软件界面通常采用 菜单方式。
第二，程序计算功能分析。能够准确计算流入管网的燃气密度及和燃气和管壁的摩擦系数；能够合理分析管道结构，并在合理分析用户分布情况的前提下，计算出节点流量；能够使整个管网输配系统进行优化；能够对安装的管网管径进行差异性分析。
第三，程序处理分析。软件数据输入方式具有多样性，如可以通过摩擦系数计算得到，也可以直接输入；燃气节点流量既可以通过节点流量计算，也可以直接输入。在节点信息输入时，如果采用直接方式，点坐标可以通过数字化仪来完成；在管段信息输入时，需要的信息内容为管段号、节点号、管段长度等；在燃气摩擦系数确定时，需要输入的信息是，管壁的摩察系数、燃气流动速度、燃气密度及管径大小等；在节点流量确定时，需要输入的信息为管网管道横截面积及面积流量等。
第四，数据输出处理分析。通过软件输出的数据，具有以下几个方面，管段长度、管段直径、管段燃气流量及压力降值等。这些数据能够以表格的形式输出。如果不采用这种方式输出，还可以借助AUTOCAD，使数据以差图的方式输出。第五，CAD实现分析。计算机图形处理软件能够使管网数据能够以图形的方式输出，显得更加直白、简洁，从而满足了施工需要。目前常用的图形处理软件为AUTOCAD，它具有适应性强，应用范围广泛等特点，在燃气管网输配系统施工中被广泛应用。由于燃气管网设计中涉及到的都是数据，为了将它们转化成图形，需要引进点坐标及节点编号。当带有坐标的数据被输入到AUTOCAD之后，该软件便会自动将数值以坐标的形式，标注在设计图中，从而提高了数据的直观性。
3.结语
我国城市化建设进程不断推进，天然气输配系统作为城市建设中的重要组成部分，应优化其自身设计，才能提高燃料供应效率，才能满足现阶段人们的对燃料的需求。本文就关于天然气输配系统的优化设计要点进行分析，希望具有参考价值。
参考文献：
[1] 林广利. 城市燃气输配管网系统危机管理的研究[J]. 城市燃气，2009，10（8）：13-17.
[2] 陈坤明. 天然气输配管网优化调度与管理综述[J].城市燃气，2008，11（10）：11-14.
【关键词】天然气输配系统；优化设计
目前，天然气已成为我国主要能源，提高其使用效率已经成为社会发展的趋势。在城市，天然气利用效率，已经成为衡量经济发展的重要指标。要提高天然气使用效率，需要优化天然气输配系统。该系统具有众多环节，并涉及到许多机械设备，要优化，需要对其设计要点进行全面分析，才能使优化工作更加具有针对性。以此，本文就然气输配系统的优化设计要点进行如下分析。
1.天然气输配系统概况
天然气输配系统具有复杂结构，但主要部分有两个，其一，输配管网，其二，调压站。前者根据供气是压力不同，又分为高压管网及低压管网。在天然气供应中，低压管网和燃气器具、燃气流量等紧密相连，并受到它们的限制；而高压管网则和管网末端的燃气流量相联系。在天然气输配系统优化时，需要对两个环节给予重视，分别为，调压站数量和高压管网末端压力。为了提高天然气使用效率，需要对调压站作用半径进行调整，并利用一些设计试验机数学模型，设计出高效、合理、经济的输配管网系统。
2.天然气输配系统的优化设计要点解析
2.1优化高压管网的压降
天然气输配系统的主干管网，通常为高压管网，其管径直接关系到整个输配网施工造价，也关系到压缩机型号的选用。以前，高压管网管径确定时，通常按照管网始末端的压力差值。这种方式主要根据燃气在单位管道中的压力降来求得，计算方式较为繁琐，已经很少使用。以此，应优化管径计算方式，才能提高燃气供应效率。已有的研究结果表明，单位压降和管网投资费用呈反比，但和燃料终年耗费呈正比。如果降低管道压降，将会提高管网投资费用，但会降低终年耗资费用。在天然气输配系统具有自身的压降值，施工管理人员需要根据其结构和施工规模，计算出合适的压降值，才能准确计算出管网管径大小，才能降低施工投资，提高燃料供应效率。
2.2调压站优化
调压站是天然气管网系统中调节压力的设备，由调压器、过滤器、安全设置及其它一些测量仪表组成。是天然气输配系统的重要环节，分为地上式和地下式两种规格。随着天然气输配网系统结构不断复杂化及扩大化，调压站运行能力也应提高，才能满足现阶段人们对燃料的使用要求。以下就调压站优化措施进行简单介绍。
第一，优化调压站作用半径。调压站作为调节天然气输配管道压力的主要设备，其数量和安装位置直接关系到管网的使用效率。此外，它也是连接中低管网的重要设备，所以，应具有合适的作用半径，才能发挥自身优势。一般情况下，作用半径应控制在0.5km-1km之间。用传统方式确定作用半径时，虽然方便简单，但并没有结合施工所在地的实际情况，没有对管网结构进行合理分析，更没有考虑到一些外界影响因素，所以，确定结果缺乏可信性。随着天然气输配系统结构不断复杂化，需要采用科学合理的方法，确定调压站作用半径，才能使系统结构更加合理，才能降低工程投资费用。
研究表明，调压站作用半径和管网造价具有密切关系。如当作用半径增加之后，调压站造价费用会降低，但整个管网系统造价则提高；反之，当作用半径减小之后，将会将会增加调压站施工费用，但会降低管网造价。所以，作用半径不能太大，也不能太小，应适当，才能使管网造价控制在合理范围之内。所以，管理人员在施工之前，应计算好调压站最优作用半径，才能使管网系统造价更加合理。
第二，调压站数目确定。目前，调压站在天然气输配系统中的数量仍旧不能准确计算，只能靠近似法计算。在天然气输配系统施工事前，需要制订较多的调压站布局方案，然后相互比较，最终确定合理的方案。这样才能提高系统运行效率，减少施工投资，但由于燃料输配网系统结构复杂，该工作具有一定难度。由于输配系统的最终目的是，将天然气输送给用户，而调压站的最终目的是，将燃料通过最短的距离，供应给用户。以此，应采用中位点的方式，来确定调压站在天然气输配系统中的合理位置。
2.3优化管网系统设计
这种优化指的是，在原来的管网设计基础之上，采用合适的管径，设置合理的节点流量，并调节合适压力，使管网造价达到最小。在优化时，需要涉及到一些数学问题，也涉及到一些管理学方面的内容，但最重要的是，将管网中燃气流压力及阶段流量方程作为约束条件，才能计算出最最小的目标函数。利用这种方式，能够将管网设计和数学方程式联系在一起，是的设计内容数量化，从而提高了设计准确性。
2.4优化燃气输配自动控制系统
优化天然气输配自动控制系统的主要方式为开发软件，使软件和自动控制系统有效结合在一起，提高输配系统的运行效率。软件开发和天然气输配具有密切联系：①采用软件，能够实现天然气输配管网设计，并使设计方案通过特定程序检测，实现优化效果。②能够自动读取管网中天然气浓度及在管壁上产生的摩阻系数。③能够将用户在规定时间内的用气情况做合理分析，然后给出分析方案。此外，通过采用软件，能够使天然气输配系统实现自动化管理，从而提高了管理效率。④通过软件，工作人员能够将读取的管径数据做平差计算。
第一，软件功能界面分析。由于天然气是一种混合物，所以管网设计中的软件，应具有多种功能，如适应多种燃料、能够承受不同压力、能够对多种输入方式进行处理。为了提高处理能力，软件界面通常采用 菜单方式。
第二，程序计算功能分析。能够准确计算流入管网的燃气密度及和燃气和管壁的摩擦系数；能够合理分析管道结构，并在合理分析用户分布情况的前提下，计算出节点流量；能够使整个管网输配系统进行优化；能够对安装的管网管径进行差异性分析。
第三，程序处理分析。软件数据输入方式具有多样性，如可以通过摩擦系数计算得到，也可以直接输入；燃气节点流量既可以通过节点流量计算，也可以直接输入。在节点信息输入时，如果采用直接方式，点坐标可以通过数字化仪来完成；在管段信息输入时，需要的信息内容为管段号、节点号、管段长度等；在燃气摩擦系数确定时，需要输入的信息是，管壁的摩察系数、燃气流动速度、燃气密度及管径大小等；在节点流量确定时，需要输入的信息为管网管道横截面积及面积流量等。
第四，数据输出处理分析。通过软件输出的数据，具有以下几个方面，管段长度、管段直径、管段燃气流量及压力降值等。这些数据能够以表格的形式输出。如果不采用这种方式输出，还可以借助AUTOCAD，使数据以差图的方式输出。第五，CAD实现分析。计算机图形处理软件能够使管网数据能够以图形的方式输出，显得更加直白、简洁，从而满足了施工需要。目前常用的图形处理软件为AUTOCAD，它具有适应性强，应用范围广泛等特点，在燃气管网输配系统施工中被广泛应用。由于燃气管网设计中涉及到的都是数据，为了将它们转化成图形，需要引进点坐标及节点编号。当带有坐标的数据被输入到AUTOCAD之后，该软件便会自动将数值以坐标的形式，标注在设计图中，从而提高了数据的直观性。
3.结语
我国城市化建设进程不断推进，天然气输配系统作为城市建设中的重要组成部分，应优化其自身设计，才能提高燃料供应效率，才能满足现阶段人们的对燃料的需求。本文就关于天然气输配系统的优化设计要点进行分析，希望具有参考价值。
参考文献：
[1] 林广利. 城市燃气输配管网系统危机管理的研究[J]. 城市燃气，2009，10（8）：13-17.
[2] 陈坤明. 天然气输配管网优化调度与管理综述[J].城市燃气，2008，11（10）：11-14.