庭院枝状燃气管网优化计算程序

第39卷第10期2019

煤气与热力GAS

&

HEATVol.

39

No.

10Oct.

201910

月庭院枝状燃气管网优化计算程序吴泽鑫，刘卓，邱冬亮，冼*欣，郑光耀

%佛山市华禅能燃气设计有限公司，广东

佛山528000）摘

要：提出基于AutoCAD软件自带的Visual

Lisp编辑器，开发适用于庭院枝状燃气管网

的优化计算程序（以管道造价最小为优化目标，对选取的某个由若干个管段组成的管路，进行管径

优化计算）。建立数学模型，选取寻优方法（穷举法）。结合算例，对某庭院枝状燃气管网最

管

路进行优化计算。关键词：庭院枝状燃气管网；管径优化；Visual

Lisp编辑器中图分类号：TU996.

6

文献标志码：A

文章编号：1000

-4416（2019）10

-0B18

-04开发适用于庭院枝状燃气管网的优化计算程序（以

燃气管网的水力计算是城市燃气管网设计中的

管

小为优化目标的管径优化计算程序），一项重要工作，特别是庭院枝状燃气管网工程，不仅

算

，

采用优化计算程序

不

管

进

工程数量多，而且要求设计速度快、误差小且方便校

核。目前，国内已经有了许多较为成熟的燃气管网

行优化计算的过程。2水力计算程序［1-2］，但大多难以满足庭院枝状燃气

管网的设计需求。2.1开发工具及数据交互文献［6］利用Visual

Lisp编辑器开发了适用于

燃气管道水

的辅助设计软件，

#文献［7］采用Visual Lisp编

Opendcl编制了文献［3）采用FORTRAN语言进行编程，设计了

一套管径速查表格。文献［4］采用AutoCAD内嵌的

VBA

语言， 数

，

燃气管网快速

件，提升了工作效率。基于此，笔者水力计算

#文献［5］用MATLAB进行燃气管

网水力计算，但MATLAB

采用Visual

Lisp编

AutoCAD二次开发，设计CAD

以于商业软件，购买庭院枝状燃气管道水力计算程序，

成

较高，

MATLAB与AutoCAD并不 ，Excel表格

。需要

程序进行数

，

，

MAT要通过①

Visual

Lisp与AutoCAD的数据交互LAB的应用比较

#

Visual

Lisp编

试。将多个命令

定义

是AutoCAD内嵌的二次开发其他工具，可以实时调Excel表进行

管径、管

内容，实成本,但该方

以

：①管长需要从CAD图中量

程序，包括编译器、调试

一起并用DEFUN函数进行命令则可在Auto­Excel表中，很难保，需要调为*

•

lsp文件后，

#②管网

，不

设计

CAD

中运行相应的命令集。②

Visual

Lisp与Excel的数据交互的参数比较多，工作繁重。③

软件使用

的编制的水力计算表

多样，不Visual

Lisp编

内置了一系列用于创建、控利于校核

校核。制ActiveX对象的函数。Visual Lisp编辑器可

：

vl

-

load

-

com函数加载ActiveX

笔者采用AutoCAD自带的Visual

Lisp编辑器，，针对庭院枝作者简介:吴泽鑫，男，助理工程师，学士，从事城镇燃气管网设计工作#收稿日期：2019

-03

-25；修回日期：2019

-

04

-

23•

B18

•

www.

gasheat,

cn吴泽鑫，等:庭院枝状燃气管网优化计算程序第39卷第10期状燃气管网优化计算程序编写接口函数，实

选

户平均流量时，对于一般的小区，供应

Excel表格的数据连接，

元格颜色、文字大小）、

Excel表格的新建、退出#数据写入（为每个单元格赋值）、格式美化（调

天然气，若户型为1间厨房+1间卫生间，取2.4

m'/h。若户型为1间厨房+2间卫生间，则取3.0

m3/h#②寻优方法庭院枝状燃气管网有以下特性：管段数量少#

2.2优化算法①数学模型于一个具有！条管段的管路（

装置出口管段编号为1，沿着燃气流向，管

编号依次增大），

第i条管段长度为厶，用户数为$,"1,2,3,

+

,!#

设定各管段可供选择的管子内直径有％种，第/种

选用的管径规格有限，常用的管径仅4~5种#前一

管段的管径大于或等于后一管段的管径#采用

算法［10］进行寻优，无法 管段内直径递减条件，需

进行

、筛选，最优内直径管子的单位长度

为',,=

1,2,3

,

+

,%#的概率较低，难以

#

，考虑采用

法第i条管段流量的计算式（=：所有可能的管径组合进行寻优#采用

优流程见图1#匸开始7法的寻总压力损失条件（局部阻力按沿程阻力的20%

计算）：APrnin

"El-

$*#

"

=

1I!2对于!条管段种管径，计算生成满足管段内

直径递减条件的所有管径组合单管段流速条件："+Ltx管段内直径递减条件：%n

I对于所有管径组合，计算总压损、流速、总成T总压损在允许范围内？否I剔除该管径组:

$

—+

1优化目标函数：—i是流速在允许范围内？是否I剔除该管径组:!式中（—第i条管段流量,m3/h（---I对所有符合条件的管径9：?照总造价从低到高排序I惬取造价最低的管径组合|单户平均流量,m'/hi条管段的用户数K—用户数为$

的同时工作系

数［8］177，每户按设置1台双眼灶、1台

$—第厂结朿7图1采用穷举法的寻优流程燃气热水器考虑APmin----------允许最小压力损失,Pt—第"条管段的单位长度压力损

失［8））（

,Pa/m33.1工程概况与条件设置以江门恩

个新建小区为例,庭院管道采用PE燃气管#燃气管

布置见图2#

中各管厶一第i条管段的长度,mAPmsx---------允许最大压力损失，Pa括号内数

为管

度，

表该管段所

的用户数，括号1为

装置所在位置#天然装置

+允许最小流速,m/sg（（,-）—第i条管段流量为（八内直径

为—时的流速⑼，m/s+允许最大流速,m/smin----------max----------气设计温度为20

X，密度取0.

802

kg/m3，运动黏度

12.6

x10'6

m2/s#

力设为

2.7kPa#3.2计算过程-—第i条管段的内直径,mm①计算程序架构计算程序

-+

1

—第i

+1条管段的内直径,mm'—第i条管段的单位长度

，元/m见图3#

为基

数设置、对象选取、运行参数设置、计算

・B

19・4个

#

第39卷第10期煤气与热力www.

gasheat,

cn1参数设置(256)24.0

m单户流量m3/h允许最大压损Pa允许最小压损Pa3.0400,224)3(192)4

(160)

5(64)12

(32)8.1 m(32)32.7

m(32)6.7

m16.6

m(32)22.0

m135.9

m5.4

m5.5

m(96)(32)1418.8

m11032.0

m15

6<

(32)

8.0

m'(32)'(5.564)7.7

m

m•168门9允许最大流速m/s允许最小流速m/s8®PEW

©镀锌管©钢管绝对粗糙度mm

—而厂

公称直径内径成本比B

DE315

279.2

DE200

177.2

3.33(32)71.6

m图2燃气管道平面布置1-16.节点编号|计算程序架构|2.00圃

DE160|

141.8

1.67E

DE1TO|

厂页L40團

■

|j)E90

73.6

團

|

DE63

51.4

1.231.03H

|

DE4O

||

帧

1|基础参数设置|

|对象选取|

|运行参数设置|

|计算结果|1■I管段选取1彳已有压损1T总压损|T允许压损范61L|户数选取1■1管段起始编号1T最大流速1彳可行解排名|-1总成本|L|允许流速范6

1运行状态1L|数据导出1」单户流量图4基础参数设置界面（截图）及用户数进行选取。优化计算程序主要

com­mand

命令调用AutoCAD中自带的图元选取命令,

实现按提示选

不利管

的管段。象选取按钮（

）见5。

管

选取按经

次选

，设计

图3计算程序架构不利管的管段。最不

管路（用

色线条表达）见6。管

②

基础参数设置选

，

户数选

按

次选

不小区内每户户型均为1间厨房+1间卫生

间，因此单户平均流量按2.4m3/h计算。允许最大

管路上各管段的用户数。对象选取

I管段选取4II戸数选取亠丨设为400

Pa,允许最小压损设为0

Pa。

气管道的允许最大流速不

燃高（本文取8

m/s）,允许最小流速取0

m/s。PE燃气管内壁绝

度为0.01mm。由于该小区均为高

，

燃气立管规格至少为DN

40

mm,

庭院燃气管的最管材供

，小

径应为63

mm。由于

大

径为160

mm。因此，庭院燃气管的

外径

为63

-

160

mm。基

数设置

（截）见

4。为满足不同工程的需求，除可输入PE管规格

外，可

。管的

度、规格、成本比对于该算例，笔者将公称外径为40

mm的PE

燃气管的单位长度

（取400 F/m）作为基准，其

他规格PE燃气管的单位长度造价采用成

图6最不利管路计④运行参数设置象选

成后，进行运行参数的设置，包括

已有、管段起始编号、

可行

算。③

对象选取基

，运行数设置

，

不 管

的管参数设置（

）见图7。•

B20

•

www.

gasheat,

cn吴泽鑫，等:庭院枝状燃气管网优化计算程序第39卷第10期已有

已有

为0#数是指已取管路前的已有

，由于最不利管路前为

装置

进行

不利管路的优化计算，

4，不管路前的总压损最大療速总成本391.7

丨

5^2

202.4数据导岀

以管路5_12_13为，应将管路1-2-3-4-5

的总

作为管路5-12-13的已有

作为输入

图8计算结果界面(截图)条件#管1

_2

_3

-4-5的总

可由优化计算

程序

不利管路进行优化计算

管段编号的

#管段起始编号是计算程序软件进行计算时对

,值，

为1#,基于Autolisp

算程序可减轻设计

的庭院枝状燃气管网优化计计算工作量，具有操作简便、用性广、性、校核方便的特点#参考文献可行

中输出管

算

中输出管

的解若设

为2,则计一般设定为1,

计算

：#：次之的2个，依此[1

)田贯三，张增刚，江亿.城镇天然气管网水力分析数

#学模型与计算方法[J]-天然气工业,2002(3)：96-

98.[2

]孙伟，王立峰.环状燃气管网优化计算的数学模拟

[J).煤气与热力,2001,21(6)

：494

-495,498.[3

]张增刚，陈维东,王学栋，等.低压枝状燃气管道水力

计算表的开发及应用[J].山东建筑工程学院学报,

2002(3)

：58

-61.[4

)鲁国文，冯良.基于AUTOCAD的燃气管网水力计算

图7运行参数设置界面(截图)系统的研究[J).

-29，38.气,2006(1

)：26计算结果⑤运行参数设置完成后中的

计算按钮优化计算程序进行优化计算#计算完成后将计算

，，，

[5

)欧阳曙光-应用MATLAB进行燃气管网水力计算

运行参数设置[J].广州化工，2011,39(24)：31-33.[6

]郑光耀，吴泽鑫,危唯.基于Visual

Lsp燃气管道水

(

)(见

8)中内嵌的com­优化计算助设计软件[J).煤气与热力，2019,39

(1)

:B16

-B19-总、最大流速、总成本，

mand

命令，在CAD图中相应管

的管径、

管

[7

]姚云鹏，崔一，田石柱，等-基于Visp和OpenDCL的

位为Pa最大流速单位为m/s总成

总成

。由总成

为80

960元的数

(202.4)

PE燃气管单位度基

(400元/m)，可计算得到管道总#需

数据则可

，#

，8中，总

的箱梁桥BIM设计方法

[J].广西大学学报(自为然科学版),2019,44(2)

：470

-476-[8

]中国市政工程华北设计研究院.城镇燃气设计规范:

GB

50028—2006[

S]-北京：中国建筑工业出版社,

2006.格方便校核

校核#，按钮将优化计算

，，[9

]刘鹤年.流体力学[M].北京：中国建筑工业出版

计算结果界面中为Excel表[10]

社，2001

：49.:,段常贵，于碧涌.基于遗传算法的枝状燃气管网布局优化[J].煤气与热力,2005,25(4)

：1

-4.6・B21・

www.

gashest.

cnAbstracts

and

Key

Words第39卷第10期three

typicyl

feult

conditions

l

sure,

low

peak

pres­sure

and

high

-peak

pressure,

A RIMA

modet

is

es­tablished

by

using

IBM

SPSS

Statistics

V21.

0

soft­ware.

The

outlet

pressure

of

the

gas

reaulator

is

predic­ted

,and

the

effect is

good.

A

lug

intelliaent diaanosis

system

of

gas

reaulator

is

built

according

to

ARIMA

modet.

The

results

show

that

application

of

the

ARIMA

modet

is

reliable

for

fault

diaanosis

ot

gas

reaulator.

The

modet

con

accurately

describe

the

variation

of

the

outlet

pressure

with

time

when

the

gas

reaulator

iils.

The

ARIMA

model

con

predict

the

outlet

pressure

of

the

reaulator

in

a

short

period

of

tirne.

B

has

the

ad­vantages

ot

simple

modeling

and

accurate

prediction.

The

fault

intWliaet

diaanosis

system

l

gas

regulator

based

on

ARIMA

model

con

judge

and

warn

faults in

a

short

period

of

01!^.Key

words:

autorearessiva

intearated

moving

avarage

(

ARIM

A

%

model;

pressure

reaulator

；

fault

di-

aanosisol

potential

of the

pineline

only

by

detecting

the

ener-

gceatcon

woris:

power-ofl

potential

；

law

l

IR

drop;

test

probe;

remote

transmission

；

cathodic

pre-

tectcon

etectOptimization

Calculation

Program

for

Coutyar

Branch

Gas

Pipe

Network

WU

Zein,

LIN

Zhuo,

QIN

Dongliang,XIANYuecn,

ZHENGGuangyaoAbstract:

The

Visual

Lisp

editor

based

on

Au­toCAD

so

ttwa

e

cs

p%oposed.

The

opt

cm

ceat

con

caecuea-

tson p%ogam

sustabeeto%thecou%tya%d

b

anch

gaspspe

netwo%k

ssdeaeeoped

(

Taksngthemsnsmum

costotthe

pspeesneastheoptsmseatson

goae,

thepspedsamete%op-

tsmseatson

caecueatson

otaseeected

pspeesnecomposed

of

several

pipe

seaments

is

pefooned

%

.

The

mathemat-

scaemodeessbuset,

and

theoptsmseatson

method

(

ee-

haust

sae

method%

ed

wsth

theee-

ampee,

theoptsmseatson

caecueatson

otmostuntaaoeabee

pspeesneotacouetyaed

beanch

gaspspenetwoek

sscae-

esed

woris:

courtyyrd

branch

gas

pipe

net-woek；

pspedsameteeoptsmseatson；

VssuaeLssp

edstoeRemote

Transmission

Application

and

Monitoring

Data

Analysis

of

Urdan

Gas

Cathodic

ProtectionZHANG

Yuxing,XING

Linlin,

REN

Jianxin,

LI

Xiaei,

MA

XuqingAbstracr:

Cathodic

protection

power-oft

poten­tial

is

the

key

parameter

to

evaluate

the

effect

ot

cs-

thodic

protection.

The

cathodic

protection

remote

transmission

system

can

Sfectively

Siminte

the

IR

drop

and

accurately

measure

the

power-off

potential

ot

pipSines.

The

composition

and

instaHation

process

of

cathodic

protection

remote

transmission

system

are

in­troduced.

Cathodic

protection

data

ot

30

km

pipeline

in

an

area

is

collected

by

cathodic

protection

remote

transmission

system,

and

cathode

protection

feet

e-

valution

and

dta

analysis

are

carried

out.

For

stray

current

interference

points,

it

is

recommended

to

moni-

Wr

the

current

density

to

further

d—ify

whether

drain­age

measures

are

needed.

For

under-protection

points,

it

is

recommended

to

add

a

sacrificial

anode

locally.

For

suspected

under-protection

points,

it

is

recommen­ded

to

continue

to

focus

on

it.

Although

relevant

re­searches

on

the

law

of

IR

drop

haw

been

carried

out

at

home

and

abroad,

the

analysis

l

the

fielg

data

shows

that

there

is

no

obvious

law

in

the

monthly

average

IR

drop

and

the

daily

IR

drop

in

d-Ferent

seasons

in

the

study

area,

and

it

is

not

feasible

to

etirndW

the

power-

Liquefed

Natural

GasLNG

Power

Renovation

of

Fishing

Vessels

and

Analysis

on

Col

Energy

UtilizationWUHusAbstract: The

LNG

powered

ship

diesel/LNGduaetueesystem

otatsshsngaeseesseenoaated,

and

estoeage

suppeysystem

sseenoaated

tomeetduaetueeeequsee-

ments.

It

is

calculated

that

the

amount

of

BOG

pre-

duced

sn

theLNG

stoeagetank

sssmaeand

ssteeated

bydseectcombustson

sneadopts

diesel/LNG

dual

fuel

mode,

Weichai

6170

series

dual

tueeengsnessseeected,

and

themaseatsoottueeto

LNG

is

3

:7.

The

LNG

cold

eegy

utilization

system

is

dessgned

toutseseeLNG

coed

eneegytoetssh

peeseeaa-

tion.

The process

of

LNG

col/

ener-y utilization

system

is

introduced.

The

reflgerant

is

R717.

It

is

calculated

thatwhen

LNG

coed

eneegss

u#ed

toecooesng,

thea-

mount

of

Ish

that

can

be

frozen

ever-

12

h

-1

5X3.5

kg,

whsch

meetsthecoed

stoeagedemand

ottsshsngaes-

sees.

Fo

ethe

dange

eous

aeea o

t

tsshsng

ae

sees,

the

satet

conteoeschemessdessgned

teom

theaspectsot

・B

45・