社区输气管网设计及优化开题报告

全文总字数：9220字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1. 研究背景

天然气是一种无色、无味、燃烧稳定、热值高、清洁的优质、高效、环保的能源当前，为避免日益恶劣的生态环境和气候性灾难，减少温室气体的排放，治理环境污染，发展低碳经济，大力开发利用天然气，已经成为我国发展低碳经济的必然选择，天然气行业进入了快速发展时期。

随着我国城市化进程的快速发展，燃气作为城市发展的重要资源被受到广泛关注，燃气是现代化城市的重要基础设施，密切影响着人们生产与生活。使用优质、高效、清洁的天然气可以促进经济的可持续发展、方便人民生活、提高人民的生活质量、改善城市的能源结构、节约减排、改善环境质量。规划与发展城市燃气工程不仅是城市总体规划的需要，也是顺应城市燃气市场健康发展的必然要求，既促进城市快速发展又使得城市资源得到合理配置。

1.2. 国内外研究现状

1.2.1.用气量预测研究

国外学者对城市燃气用气量预测方面研究的时间较早。前苏联c.a.博布罗夫斯基^[1]对燃气消费量进行分析和预测，并提出可将燃气用气量时序列分为三个分量：趋势项、周期项和随机项。khotanzad^[2]提出用结合自组织型神经网络和前馈型神经网络组合模型的方法预测燃气用气量，并与最小二乘法、均值法和模糊逻辑等算法的结果进行比较分析。gil^[3]创建了长期和短期用气量预测模型用于预测城市燃气用气量。vajk^[4]等提出了基于时间序列的燃气用气量非线性统计预测模型。此外，park等，daneshdoost等，mourad^[5]等对电力系统负荷进行预测，运用相同的理论可以对城市燃气用气量进行预测。

2. 研究的基本内容与方案

2.1. 基本内容和方案

2.1.1.社区燃气管网水力计算模型的建立

社区燃气管网运行中，低压管道环状管网比枝状管网具有更安全稳定供气的特点，一般城市燃气管网均采用环状布置。在实际的城市燃气管网系统中，其结构是错综复杂的，影响天然气在城市燃气管网流动的因素有许多，比如压力、密度、流速和温度等因素。因此，建立城市燃气管网水力计算模型以及研究模型的求解方法，对描述天然气在城市燃气管网的流动状态具有十分重要的意义。

以天然气管流基本方程为基础，研究社区燃气管道在不同压力，不同流态和不同管材下的水力计算公式。为方便社区低压燃气管网水力计算，研究运用数学中的图论理论，构建社区燃气管网结构，用矩阵的方法描述管网的各个参数之间的关系，并通过水力计算公式研究管网节点压力、管段压降、节点流量和管段流量等参数的描述方式。

2.1.2.社区燃气管网优化与模拟

社区燃气管网的布置主要取决于用户需求与燃气公司业务发展的需要，其管道主要敷设在城市道路下方，因此难以对社区燃气管网线路进行优化。在保证燃气管网安全和可靠运行并满足用户用气需求的前提下，为避免燃气管网投资中不必要的浪费，可以对燃气管网管径进行优化。

3. 研究计划与安排

第5－10周：进行社区需用量及供需平衡计算、管网水力计算、优化设计、技术经济分析等工作。

第11－14周：完成相关图纸、论文和外文翻译工作。

第15周:准备论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] ca博布罗夫斯基.天然气管路输送[m].北京:石油工业出版社,1985.

[2] khotanzad a,elragal h,lu t.combination of artificial neural-network forecasters for prediction of naturalgas consumption[j]. ieee transactions on neural networks,2000,11(2): 464-473.

[3] gil s,deferrari j. generalizedmodel of prediction of natural gas consumption[j]. journal of energy resourcestechnology,2004,126(2):90-98.