第十章 天然氣管網(wǎng)穩(wěn)定流水力計算

1、10 穩(wěn)定流燃氣管網(wǎng)計算方法與模型10.1燃氣管網(wǎng)水力計算數(shù)學模型與方法10.1.1 燃氣管網(wǎng)水力計算的數(shù)學模型用計算機進行燃氣管網(wǎng)水力計算，首先需要把管網(wǎng)的信息輸入到計算機中去，這就必須用數(shù)學的語言描述管網(wǎng)的結(jié)構，這一任務可借助圖論來完成，圖10-1為一簡單的管網(wǎng)示意圖。12345678（1）（2）（6）（10）（9）（3）（4）（5）（8）（7）Q6Q8Q7Q4Q1Q2Q3Q5q1q2q6q10q9q3q4q5q7q8IIIIII 圖10-1 管網(wǎng)示意圖圖1管網(wǎng)示意圖圖中 1，2，10接點編號； （1），（2），（10）管段編號； ，環(huán)編號； Q1，Q2，Q10節(jié)點流量； q1，q2，q1

2、0管段流量。由圖論可知，任何環(huán)狀管網(wǎng)在管段為p，節(jié)點數(shù)數(shù)為m，環(huán)數(shù)為n的情況下，其管段數(shù)、節(jié)點數(shù)和環(huán)數(shù)存在下列關系： p=m+n-1燃氣管網(wǎng)供氣時，在任何情況下均需滿足管道壓降計算公式，節(jié)點流量方程和環(huán)能量方程，其中后兩個方程稱為基本方程。10.1.1.1管段壓力降計算公式 j=1,2,p (101)式中 管段的阻力系數(shù)； 管段的壓力降； 管段j的流量； 常數(shù)。 可列出p個管段壓降計算公式。10.1.1.2節(jié)點流量連續(xù)方程對燃氣管網(wǎng)任一節(jié)點i均滿足流量平衡，可用下式表示： i=1,2,m （10-2）式中 管段j與節(jié)點i的關聯(lián)元素，管段j與節(jié)點i關聯(lián)，且是管段的起點，管段j與節(jié)點i關聯(lián)，且是管

3、段的終點，管段j與節(jié)點i不關聯(lián)。 可建立個獨立的方程10.1.1.3環(huán)能量方程對于燃氣管網(wǎng)中任一環(huán)路均應滿足壓降之和為零，可用下式表示： i=1,2,n (103)式中 bij管網(wǎng)環(huán)路與管段的關聯(lián)元素，bij=1管段j在第i個環(huán)中，且管段j的方向與環(huán)的方向一致，bij= -1，管段j在第i個環(huán)中，且管段的方向與環(huán)的方向相反，bij=0，管段j不在第i個環(huán)中。 可建立n個獨立的環(huán)能量方程。10.1.2三種計算方法總之，對于一個管網(wǎng)，當管徑已知時，每條管段有壓降和流量兩個未知數(shù)，共有2p個未知數(shù)，可列出的方程數(shù)為： （10-4）這樣未知數(shù)與方程的個數(shù)相等，可以進行求解，方程組為非線性的，直接求解困

4、難，一般可通過以下三種方法求解。10.1.2.1 解環(huán)方程法 在滿足連續(xù)方程組（10-2）的條件下，用求解各環(huán)校正流量的方法，來間接解出各管段流量的方法叫解環(huán)方程法，也就是Hardy Cross法。對第i環(huán)列出能量方程，最初確定的管段設計流量一般不能滿足能量方程，其能量可用下式表示： i=1，2，n （105）式中： pi第i環(huán)的壓降不閉合差。為了使各環(huán)的壓降閉合差達到允許的計算精度，保證節(jié)點流量平衡，引入環(huán)校正流量來消除各環(huán)的閉合差，對每環(huán)的閉合差引入校正流量qi（i=1，2，n），則第i環(huán)的能量方程可以改寫為： i=1，2，n （10-6）式中 第i環(huán)校正流量，其正負號與bij一致； 第i

5、環(huán)第j管段鄰環(huán)校正流量，其正負號與bkj相反。將式（10-6）括號內(nèi)多項式展開為麥可勞林級數(shù)，因為qi，qk與qj相比甚小，故只取展開式的前兩項。 （10-7）將式（10-7）代入式（10-6）得： i=1，2，n （10-8）將所有的各環(huán)能量方程聯(lián)立，則形成求解（i=1，2，n）的線性方程組，其方程組的矩陣表示形式為： （10-9）式中 B由元素bij組成的環(huán)路關聯(lián)矩陣；BT矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣；q由（i=1，2，n）組成的向量； q由管段流量qj（j=1，2，p）組成的向量； R由組成的對角矩陣。計算步驟：首先確定出各管段的初始計算流量q（0），形成線性方程組（10-9），求解得出各環(huán)校正流量q

6、（1），對q（0）進行校正得q（1），判斷q（1）是否滿足計算精度要求，未滿足要求再重新形成線性方程組（10-9），求解校正流量q（2），對q（1）進行校正，其管網(wǎng)流量校正通式為： （10-10）進行循環(huán)校正，直到第l次校正后的（j=1，2，p），滿足精度要求為止，在計算過程中，把控制每環(huán)的壓降殘差來達到計算精度要求，轉(zhuǎn)化為控制各管段前后兩次修正后的管段流量差滿足一定的計算要求為止，迭代結(jié)束后，根據(jù)管段壓降計算式算出各管段壓降，從給定壓力的基準點推算出各節(jié)點壓力等參數(shù)。不考慮鄰環(huán)的影響時，稱為單一回路法；考慮鄰環(huán)影響時，稱為聯(lián)立回路法。10.1.2.2解節(jié)點方程法 以節(jié)點連續(xù)方程為基礎，把方程

7、中的管段流量通過管段壓降計算公式，轉(zhuǎn)化為用管段兩端的節(jié)點壓力表示，這樣連續(xù)方程轉(zhuǎn)化為滿足能量方程，以節(jié)點壓力為變量的方程組，通過求解方程組便可得各節(jié)點壓力，此法稱為節(jié)點法。 節(jié)點發(fā)按其解法分為有限元節(jié)點法和聯(lián)立節(jié)點法。 （A）有限元節(jié)點法 對燃氣管網(wǎng)進行水力計算，要求滿足以下三個方程組 （a）節(jié)點流量連續(xù)方程組Aq+Q=0 （b）管段壓力降方程組ATP=p （c）管段流量方程組q=C·p由上述三式可得，求解節(jié)點壓力的方程組。 A·C·AT·P+Q=0 （10-11）式中 A由元素aij組成的節(jié)點關聯(lián)矩陣； C由元素組成的節(jié)點對角矩陣； P節(jié)點壓力向量；

8、Q節(jié)點流量向量； q管段流量向量； p管段壓降向量； AT矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣。 計算步驟：首先初設管段流量q（0），形成方程組（10-11），求解節(jié)點壓力p（1），計算出q（1）；q（1）不滿足要求進行修正，再形成方程組（1011）進行逐次逼近，直到第K+1次的q（K+1）與q（K）差的絕對值滿足計算精度要求為止。 （B）聯(lián)立節(jié)點法聯(lián)立節(jié)點法也稱為牛頓拉普森法，求解節(jié)點方程的數(shù)學模型為： i=1，2，m （10-12）將上式按臺勞級數(shù)展開，為了簡化計算，取一次項來逼近。 i=1，2，m （10-13）這就是聯(lián)立節(jié)點法所求解的方程組，實際計算中應寫成下述迭代形式。 i=1，2，m （10-14）其方

9、程組的矩陣表示形式為： （10-15）式中 pi，p1第i管段的起點壓力和終點壓力； pi節(jié)點i的壓力修正值； R（k）由形成的對角矩陣； 第k+1次求解方程組的解向量。求解出節(jié)點壓力修正值后，按下式進行修正。 （10-16） 按給出的迭代形式進行迭代求解，最后解得滿足計算精度要求即可。10.1.2.3解管段方程法將節(jié)點連續(xù)方程和環(huán)能量方程聯(lián)立形成有p個獨立方程的方程組，其個數(shù)為管網(wǎng)管段數(shù)，將其轉(zhuǎn)化為以管段流量為變量的方程組。由于能量方程為非線性方程，難以直接求解，因此可以通過線性化進行迭代逼近，其數(shù)學過程表示如下： (10-17)設 則（3-17）式可表示為: (10-18) 式中 C由元素

10、cij組成的矩陣;當im-1時,i>m+1時,l=i-m+1; j=1,2,p。計算步驟：首先設各管段初始流量，形成線性化方程組（10-18），求解q（1），當q（1）不滿足計算精度要求時，對管段流量按下式修正后進行迭代求解。 （10-19）式中 形成線性化能量方程系數(shù)的管段計算流量； 流量修正系數(shù)，取00.5。 當?shù)綕M足精度要求，計算出管網(wǎng)其它參數(shù)，輸出計算結(jié)果即可。10.2三種算法的比較與評價10.2.1 方程組矩陣的性質(zhì) 三種算法方程組的系數(shù)矩陣均為稀疏矩陣，其中解環(huán)方程法和解節(jié)點方程法的系數(shù)矩陣為正定對稱矩陣，解管段方程法的系數(shù)矩陣為一般大型稀疏矩陣，三種算法的系數(shù)矩陣均可壓

11、縮一維貯存，節(jié)省計算機內(nèi)存。解環(huán)方程法和解節(jié)點方程法的方程組易形成，編程簡單，解管段方程法的方程組形成較復雜，編程難度大，且占內(nèi)存多。10.2.2 計算工作量 三種算法的方程個數(shù)分別為管網(wǎng)的環(huán)數(shù)、節(jié)點數(shù)減1和管段數(shù)，所以三種算法的工作量依次為：解環(huán)方程法最小，解節(jié)點方程法居中，解管段方程法最大。10.2.3 對計算初值的要求 解環(huán)方程法需設管段流量的初值，要求管段流量初值必須滿足節(jié)點連續(xù)方程。有限元節(jié)點法是求解各節(jié)點壓力，需初設各管段流量，對管段流量初值要求不高；聯(lián)立節(jié)點法是求解各節(jié)點壓力修正值，需初設各節(jié)點壓力，對各節(jié)點壓力初值要求較高。解管段方程法需初設各管段流量初值，對管段流量初值要求不

12、高。10.2.4收斂速度與計算精度 解環(huán)方程法中的聯(lián)立回路法收斂性好，計算精度較高，單一回路法收斂速度慢，計算精度低。有限元節(jié)點法和聯(lián)立節(jié)點法的收斂性和計算精度都比較好，單在使用聯(lián)立節(jié)點法時如節(jié)點壓力初值選取不當，則有限元節(jié)點法在計算精度和收斂速度上優(yōu)于聯(lián)立節(jié)點法。節(jié)點法在平差時，如遇到大管徑低摩阻的管段，收斂速度和計算精度都降低。這是因為各管段的流量是由兩端的壓差求得，當大管徑管段壓差很小,對節(jié)點壓力影響的靈敏度與相鄰管段不同時，所求得管段流量難以滿足計算精度要求。解管段方程法收斂速度快,計算精度高，可以用它的計算結(jié)果作為標準，來衡量其它兩種算法的精度。10.2.5原始數(shù)據(jù)準備工作量 三種方

13、法均需輸入節(jié)點數(shù)、管段數(shù)、每條管段的起點號、終點號、管長、管徑。解環(huán)方程法和解管段方程法需要環(huán)的信息，輸入環(huán)與管段的關聯(lián)矩陣。因此節(jié)點法的原始數(shù)據(jù)準備工作兩最少。 綜上所述，在一般情況下進行燃氣管網(wǎng)平差應優(yōu)先選用節(jié)點法或解環(huán)方程法，在計算精度要求高時，應選用解管段方程法。10.3大管徑低摩阻不收斂問題的研究在燃氣管網(wǎng)水力計算過程中，當燃氣管網(wǎng)中的某管段的管徑過大或流量過小時，存在不收斂或收斂精度低，影響水力計算的準確性。國內(nèi)外有關文獻均報導過，但未找出原因。本項目通過深入多年的研究，找出了原因，并提出了解決的辦法。10.3.1 不收斂的原因在燃氣管網(wǎng)水力計算過程中，國標GB50028-93規(guī)定

14、根據(jù)燃氣在管道中不同的運動狀態(tài)，其摩擦阻力系數(shù)一般按下列格式計算：10.3.1.1 低壓燃氣管道（1）層流狀態(tài) （2）臨界狀態(tài) （3）湍流狀態(tài) 鋼管 鑄鐵管 式中 雷諾數(shù)； 管道內(nèi)表面的當量絕對粗糙度，對于鋼管取0.2mm；燃氣管道的摩擦阻力系數(shù)；運動粘度（m2/s）；管道內(nèi)徑（mm）；燃氣管道的計算流量（m3/h）。10.3.1.2高中壓燃氣管道國標GB50028-93規(guī)定高中壓管道的流態(tài)按湍流考慮。鋼管 鑄鐵管 而根據(jù)燃氣設計手冊推薦的謝維列夫公式：對于新鋼管水力光滑區(qū) 過度區(qū)（） 阻力平方區(qū)（） 對于新鑄鐵管水力光滑區(qū)（ ） 過度區(qū)（） 阻力平方區(qū)（）對于舊管水力光滑區(qū) 過度區(qū)（） 阻力

15、平方區(qū)（） 式中：管道內(nèi)燃氣流動速度（m/s）；考慮實驗室和實際安裝管道的條件不同的系數(shù)，取1.15；考慮由于焊接接頭而使阻力增加的系數(shù)，取1.18。對于塑料管 10.3.1.3 各流態(tài)區(qū)分界點的摩擦阻力系數(shù)不連續(xù)dd圖10-3 層流區(qū)與臨界區(qū)分解點的差異圖10-4 臨界區(qū)與湍流區(qū)分解點的差異（鋼管）dd 215臨界區(qū)與湍流區(qū)分解點的差異（鑄管）圖6光滑區(qū)與過度區(qū)分解點的差異d21 d塑料管圖10-7過度區(qū)與阻力平方區(qū)分解點的差異圖10-8過度區(qū)與阻力平方區(qū)分解點的差異通過圖10-2至圖10-8可看出：在層流區(qū)與臨界區(qū)、臨界區(qū)與紊流區(qū)、光滑區(qū)與過度區(qū)、過度區(qū)與阻力平方區(qū)的分解點，摩擦阻力系數(shù)是

16、不連續(xù)的，存在一定的誤差，誤差范圍在3%70%之間，鋼管最小，鑄鐵管居中，塑料管最大。當在管網(wǎng)水力計算疊代過程中，雷諾數(shù)在分解點兩測振蕩，則產(chǎn)生疊代值也處于振蕩狀態(tài)，這是造成當燃氣管網(wǎng)中的某些管段的管徑過大或流量過小時，用數(shù)值疊代法進行管網(wǎng)水力計算存在不收斂或收斂精度低的主要原因。1231 焦爐煤氣2 天然氣3 液化石油氣wd1231 焦爐煤氣2 天然氣3 液化石油氣wd圖10-9 層流區(qū)與臨界區(qū)分解點流速與管徑的關系圖10-10 臨界區(qū)與湍流區(qū)分解點流速與管徑的關系圖10-9為層流區(qū)與臨界區(qū)分界點三種燃氣流速與管徑的關系，小直徑的管道流速可能處于層流區(qū)，少量的較大直徑的管道在低峰時刻也處于層

17、流區(qū)。圖10-10為臨界區(qū)與湍流區(qū)分界點三種燃氣流速與管徑的關系，小直徑的管道流速可能處于臨界區(qū)，某些大直徑的管段在低峰時刻也處于臨界區(qū)。所以在用疊代法進行管網(wǎng)水力計算時，摩擦阻力系數(shù)應分區(qū)計算。10.3.2 不收斂的解決方法本項目提出用插值法解決這一問題，即在分界點處兩側(cè)各劃出一定范圍，在這一范圍內(nèi)的摩擦阻力系數(shù)利用兩個公式進行插值計算，計算公式如下： 式中 為去的范圍，本研究工作取100。10.4定壓多氣源點管網(wǎng)水力計算 在實際工程中，許多燃氣管網(wǎng)是由調(diào)壓站進行定壓供氣。設一燃氣管網(wǎng)有K（K>1）個調(diào)壓站，且壓力已知，由于管網(wǎng)中每條管段的流量和兩端的壓力滿足壓力降計算公式，因此每一個

18、節(jié)點的壓力和流量都受各管段的流量和壓降的制約，這兩類參數(shù)只能先確定一個，另一個通過平差計算確定，當K個供氣點的壓力為定值時，則供氣點應通過平差計算來確定。雖然各個調(diào)壓站的供氣量未知，但是個調(diào)壓站的總供氣已知，即為管網(wǎng)的總供氣量，這樣可以利用的氣源點流量連續(xù)方程的個數(shù)減為(K-1)個。為了保證管網(wǎng)平差過程中基本方程的個數(shù)不變，必須補充(K-1)個獨立方程才能進行平差計算，否則平差計算就不能進行。BA12561015Q6Q15Q8Q1Q5Q10Q73478911121314Q2Q4Q3Q6Q13Q14Q12Q9圖10-11 定壓多氣源點管網(wǎng)示意圖目前使用解環(huán)方程法進行平差計算時，把調(diào)壓器當作既定壓

19、力又定流量的節(jié)點，破壞了管段兩端壓力應滿足管道壓降計算公式的要求，未考慮供氣點連續(xù)方程的減少，使平差計算的方程個數(shù)減少，造成虛平衡現(xiàn)象。如圖10-11所示。 通過分析可以發(fā)現(xiàn)，由于各氣源點壓力已知，因此每兩個已知壓力的氣源點間列一個壓力平衡方程。設A、B兩個已知壓力氣源點的壓力分別為:PA、PB。 則 PA-PB=Sq2 （10-20）式（20）中，Sq2是A、B兩點任一通路上各管段的壓降之代數(shù)和，在通常情況下PA=PB 。對于K個已知壓力的氣源點可列出(K-1)個獨立的壓力平衡方程。將這(K-1)個獨立方程補充到基本方程中，保證了基本方程的個數(shù)不變。對于兩個已知壓力的氣源點間可能有多條通路，

20、可列多個壓力平衡方程，本文所指兩個已知壓力節(jié)點間的壓力平衡方程為取兩節(jié)點間最短通路所列出的方程。為了計算上的方便，給出如下定義。 定義：對于具有K（K>1）個已知壓力氣源點的燃氣管網(wǎng)，可建立(K-1)個獨立的兩個已知壓力點間的壓力平衡方程，這些方程稱為開環(huán)能量方程，其圖論表示方法與閉環(huán)相同。 本文把環(huán)路能量方程和開環(huán)能量方程統(tǒng)稱為能量方程。引入開環(huán)能量方程后，再用解環(huán)方程法進行平差計算將消除虛平衡現(xiàn)象，同時也使得解管段方程法能計算多源點定壓平差問題，下面分別介紹三種算法對多源點定壓供氣管網(wǎng)平差的處理方法。（1）解環(huán)方程法求解：用解環(huán)方程法對多源點定壓供氣管網(wǎng)平差時，引入開環(huán)能量方程，把開

21、環(huán)能量方程按一般的閉環(huán)能量方程進行計算，只是環(huán)方程個數(shù)增加了（K1）個，本文所推導的環(huán)校正能量計算公式或教材及設計手冊上的環(huán)校正流量公式都可沿用，計算步驟同單氣源點管網(wǎng)，只是調(diào)壓站的計算流量為平差后的所連管段流量之和。實際上開環(huán)能量方程的作用就是合理分配調(diào)壓站的供氣量，其平差結(jié)果就不會出現(xiàn)虛平衡現(xiàn)象。（2）解管段方程法求解：用解管段方程法進行定壓供氣管網(wǎng)平差時，只需把減少的（K-1）個連續(xù)方程，補充（K-1）個獨立的開環(huán)能量方程即可。需把式重新定義如下： 當時， 當時， （3）用節(jié)方程點法求解：用節(jié)點法進行定壓供氣管網(wǎng)計算時，表面上雖不需直接引入開環(huán)能量方程，但在平差計算過程中用到了已知氣源點

22、的壓力，因此兩個已知壓力氣源點間的壓力平衡關系已隱含在計算過程中。聯(lián)立節(jié)點法可直接求解，只是最后按節(jié)點連續(xù)方程計算出各定壓供氣點的供氣量。有限元節(jié)點法把求定壓供氣點的節(jié)點壓力方程改寫為求解節(jié)點流量方程即可。10.5壓縮機供氣管網(wǎng)水力計算 目前國內(nèi)對壓縮機供氣管網(wǎng)平差計算的步驟是：確定各節(jié)點的流量，進行平差計算，計算出各管段的壓降和流量后，以氣源所選用的壓縮機額定壓力為起點壓力，再推算出管網(wǎng)各節(jié)點的壓力。當用計算機計算時可先根據(jù)壓縮機的額定壓力確定各氣源點的供氣壓力，通過計算機用節(jié)點有限元法計算出各氣源點的供氣量和各節(jié)點的壓力分布。 從表面上看在壓縮機供氣管網(wǎng)平差過程中似乎考慮了壓縮機的工作壓力

23、，但實際上并未考慮。因為確定的供氣壓力雖然是壓縮機的額定工作壓力，由于壓縮機臺數(shù)是離散的，所確定的氣源點供氣量不可能正好等于投入運行壓縮機的額定流量，因此實際運行過程中不能保證平差計算的壓力與流量。這是因為沒有把壓縮機的實際工作狀態(tài)結(jié)合到平差計算過程中去，平差所計算出的供氣壓力和供氣量不滿足壓縮機的實際工作狀態(tài)，平差結(jié)果與管網(wǎng)實際運行狀況不符，所以平差結(jié)果是不可靠的，這樣的平差結(jié)果既不能用來指導燃氣管網(wǎng)供氣調(diào)度，又影響管網(wǎng)的設計質(zhì)量，因此有必要對這一問題進行研究，提出更符合實際的算法。 從壓縮機的工作原理可知，壓縮機的排氣量與排氣壓力存在一個函數(shù)關系：P=f（Q），這一函數(shù)關系可以用多項式進行

24、擬合，一般可用二次多項式進行擬合。 P=A+A1Q+A2Q2式中：Q壓縮機的排氣量； P壓縮機的排氣壓力； A，A1，A2常數(shù)，用最小二乘法確定。 QQ0PQ曲線0P0 (Q0 ,P0)額定工作點 圖10-12 壓縮機PQ曲線圖 這一關系式對單臺或多臺壓縮機并聯(lián)均適應，這里壓縮機的排氣量就是氣源點的供氣量，排氣壓力就是氣源點的供氣壓力。壓縮機的排氣壓力和排氣量的關系可以用圖10-12來說明。 本文把氣源點壓縮機的排氣壓力與總排氣量的關系曲線稱為PQ曲線。用常規(guī)的方法對壓縮機供氣管網(wǎng)進行平差，當確定的各氣源點的（Q，P）點偏離PQ曲線越遠，則平差計算結(jié)果與管網(wǎng)實際運行結(jié)果相差越大，因此應設法使平

25、差確定的氣源點的壓力與流量（P，Q）在該氣源點投入運行壓縮機的PQ曲線上。此問題應作為氣源點變流量變壓力的問題來處理。 綜合上述，氣源點的流量與壓力均為變量，這樣使平差計算過程中的未知數(shù)增多，因此在平差計算過程中影響應增加方程的個數(shù)，氣源點的供氣壓力和供氣量受整個管網(wǎng)水利工況和壓縮機的特性工作曲線共同制約的。因此可把氣源點擬定投入運行的壓縮機PQ曲線的函數(shù)關系作為獨立的方程結(jié)合到平差計算的方程組中，使方程的個數(shù)與變量的個數(shù)相等，對管網(wǎng)進行準確的平差計算。 如何把PQ曲線的函數(shù)關系結(jié)合到平差的方程組中？平差計算所涉及的公式、方程都是描述管段、環(huán)、節(jié)點的特性的，如果把描述壓縮機PQ曲線的函數(shù)也轉(zhuǎn)化

26、為描述類似管段、環(huán)、節(jié)點的特性的形式，使得計算就能進行?？梢酝ㄟ^引入虛管段和虛氣源點的方法來解決這一問題。其思路是：雖然各個氣源點的供氣范圍已定，但具體供氣量未知，而整個管網(wǎng)的供氣量是一定值，假定是由一虛擬氣源點提供的，虛氣源點與氣源點之間用虛管段連接，每條虛管段的流量即代表相應氣源點的供氣量，令虛管段的壓降是由壓縮機PQ曲線所確定的壓力，也就是相應氣源點的供氣壓力，而氣源點就轉(zhuǎn)化為零或某一常數(shù)的普通供氣節(jié)點，其整個過程可用圖10-13表示。圖10-13 壓縮機供氣管網(wǎng)水力計算示意圖圖中： 氣源廠 儲配站 虛氣源點 調(diào)壓室 虛管段 中壓管道 通過上述處理后，可對管網(wǎng)示意圖12采用常規(guī)的平差方法

27、進行計算。計算過程中以虛擬氣源點為基準點，取絕對壓力為零，這樣虛管段的壓降與虛流量的方向相反，因此虛管段的壓降計算公式為：P虛= P = （A+A1Q+A2Q2） （10-21）式中P虛虛管段的壓力降。 這樣平差計算出的虛管段流量即相應氣源點的供氣量，氣源點的壓力就是壓縮機的排氣壓力，在計算過程中，應注意虛管段與實際管段的區(qū)別。 在實際工程中，氣源廠、儲配站的壓縮機往往是多臺并聯(lián)工作，可以用壓縮機的運行數(shù)據(jù)擬合出不同并聯(lián)臺數(shù)的PQ曲線，也可以采用壓縮機說明書上的數(shù)據(jù)擬合，按本文提出的方法進行平差，所得結(jié)果反映管網(wǎng)的實際運行工況。10.6小結(jié)(1) 找出了是當燃氣管網(wǎng)中的某些管段的管徑過大或流量

28、過小時，存在不收斂或收斂精度低，影響水力計算的準確性的原因，并提出了用插值法解決的辦法。(2) 用解環(huán)壯方程法對定壓多氣源管網(wǎng)進行水力分析，存在虛平衡現(xiàn)象，即計算出的起源點壓力與實際設定壓力不同，本課題提出了增加開環(huán)能量方程的解決辦法，并建立了相應的計算模型。(3) 對壓縮機供氣管網(wǎng)考慮壓縮機運行的壓力流量特性曲線，并結(jié)合到計算疊代方程組中去，使計算運行工況與實際工況相符，可用于具有壓縮機系統(tǒng)的管網(wǎng)供氣調(diào)度計算。參考文獻1 劉桂玉等，工程熱力學，北京，高等教育出版社，1981，P352-361；2 馬元等，熱力學，北京，高等教育出版社，1984，P63-76；3 蔡祖恢，工程熱力學，北京，高等

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