随着天然气的广泛使用和天然气输配管网规模的大型化,天然气经营部门为了增加经济效益和增大燃气管网的利用率,需要对天然气管网系统进行优化。由于城镇天然气系统工程的建设投资巨大,工程建成后不宜轻易改建或扩建,天然气管网设计需要合理化。本文针对城镇天然气管网优化的问题,在研究图论、燃气管网CAD的理论分析与应用等基础上,首先,提出了改进的Dijkstra算法,并将其与传统的Dijkstra算法进行分析对比,实现了城镇天然气管网气源节点合理优选,通过长庆燃气管网现场实验数据的仿真算例分析,验证了改进的Dijkstra算法的有效性；其次,在气源节点、用户位置确定的情况下,采用受限最小生成树算法对城镇天然气管网的布局进行优化,仿真算例验证了受限最小生成树算法的实用性。最后,再将改进Dijkstra算法和受限最小生成树算法应用于城镇天然气管网优化中,运用软件工程理论、混合编程技术开发了“城镇天然气管网优化系统”。通过现场数据分析,城镇天然气管网优化系统能有效地实现城镇天然气管网气源节点优选和管网布局优化,为城镇天然气系统工程投资的评估预测提供指导作用。