高效、清洁的天然气越来越多的应用到城市居民生活中去，燃气管网日益复杂和庞大，本文是燃气工程论文，文章主要依据节点方程法，在单气程序编制开发的基础上，开发了多气源水力计算程序。
【摘 要】随着城市人口的增加，燃气管网日益复杂和庞大，这对多气源燃气管网水力计算程序的编制的要求也越来越高。
【关键词】燃气工程论文,多气源燃气管网,水力计算程序,开发编制
水力计算程序是燃气管道设计、运行的重要理论依据，在燃气管网运输中的作用非同一般。当前，我国通过人工对管网的节点与管段进行编号、而后将数据对应编号顺序依次输入依然是计算多气源环状管网的主要手段，这种编程方法在小型管网的应用尚可，但是一旦面临大型管网，由于工作量过大，极易造成错误。而且一旦燃气管道改建，会造成节点的编号发生变化，还需要进行重新的编号、数据输入工作，异常繁琐。因此，开发编制高效、准确、方便的多气源燃气管网水力计算程序显得十分必要。
1、节点法程序的编制
1.1.节点法平差的步骤
(1)绘出计算草图，标出主要基础数据，对各节点管段进行编号。编号时要注意，必须要把一个气源点做为“压力基准点"，并将其编号编在最后。
(2)确定“零点"位置，决定气流方向。
(3)计算节点流量。
(4)计算管段流量。
(5)确定回路允许压降、单位允许压降。
(6)选择管径、计算阻耗。
(7)计算导纳y矩阵各元素。
(8)利用公式Q=GP求解管段流量。
(9)检查精度，如不满足，则利用计算出的管段流量重新计算阻耗，再进行平差计算，这样循环进行，直到满足精度要求为止。
1.2多气源时的平差计算
但在实际工程设计中，经常会遇到多气源的情况，例如在低压管网中，调压站不止一座，出口压力可能不一样，在高、中压管网中，不仅有制气厂而且还有储配站或高、中压调压站等气源。这些气源的配置，可能有三种情况：除压力基准点外，全部气源给定流量;全部气源给定压力部分气源给定压力，部分气源给定流量。
(1)给定全部气源流量：首先选择某个气源当作“基准点”，把其它气源按一般节点对待，只是将给定的流量以负值输入，表示这些节点的流量是流入而不是流出。
(2)给定全部气源压力：为了计算方便，把基准点气源节点的编号排列在其它节点之后(“压力基准点”编号最大)。如果除“基准点"外，有矿个已知压力气源，由于节点流量均为未知数，而它们相对于“基准点”,q的压降为已知，在这种情况下，在解节点方程组时，只要解(n-W)个方程即可(n打为节点总数)，也就是说，代表已知压力气源的节点压降方程可不必参加计算，这点可以从矩阵分块乘法规则中加以证明.
把系数矩阵按K(K=n-W)行、W行，K列、W列分别小四块，把列向量p和q也都分成两段时，则节点线性方程组有如下形式：
按矩阵分块乘法规则可得到：
有上式得
上式就是把管网给定压力气源的节点(k+1)～n全部看作“基准点”肘的线性方程组。从公式中可以看出，只要把与节点(k+1)～n相邻的各节点上的节点流量作适当修改。
1.3节点流量
在城市燃气环网计算中，节点流量是由管段途泄流量及工业或大型公共建筑等集中负荷换算而来。途泄流量是由小区居民用气量决定的，可由下式计算：
式中 Q1——小区用气量;g——居民用气指标;n——小区人口数，对于小区人口数字不详时，可以根据小区面积及规划人口密度计算。
1.4 编程
30：FOR T=1 TO EN
32：S=XL(T)
34：FOR I=1 TO AN
36：IF A(I，S)=O GOTO 47
38：IF A(I，S)>0 GOTO 42
40：QQ(I)=QQ(I)+QE(T)*(L(S)一EL(T))/L(S)
41：GOTO 46
42：QQ(I)=QQ(I)+QE(T)*EL(T)/L(S)
43：IF PH>1 GOTO 47
对于低压及中压配气，当集中负荷不在节点上时，还应将负荷计入管段流量。
44：IF EL(T)=0 GOTO 47
45：IF EL(T)=L(S)GOTO 47
46：Q(s)=Q(S)+QE(T)
47：NEXT I
48：NEXT T
1.5多气源时节点流量的调整
在多个气源给定压力的情况下，平差前，要将与压力气源节点相连管段另一端的节点流量进行调整。如有一给定压力的气源，节点编号为N，有一编号为M的管段，一端与N节点相连，另一端与W节点相连，根据公式，W节点的节点修正流量为，式中gM为管段M的导纳，pN为该气源压力与标准气源压力之差。关于给定压力气源与标准气源之差：对于低压为标准气源压力减给定气源压力之差;对于高、中压为两个气源的压力平方差。
2、结论
多气源燃气管网水力计算程序编制中使用解节点方程法不但能够绘制管网计算图时直接采用可视化界面、管道节点通过计算机直接自动编号。而且，即便是燃气管网结构发生改建，计算机依然可以对管网结构进行重新编号，并且，为了实现管网节点房产的有效求解，可以将气源点编号居后排列，基准点编号为最大。这样能够将数据与管网二者紧密的结合起来，做到方便操作、管理。
【参考文献】：
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【2】张宁.解东来.田贯三.柯智杰.多气源燃气管网水力计算程序的开发[J].煤气与热力, 2009, (6).
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