环状管网管段计算流量的程序计算方法及其在实际工程中的应用

计算公式为：
ｎ
Ｑｚ＝
∑（
ｉ＝１
ＱＴｉ＋ＱＺｉ） ｍ
……………
②
公式求出各管段的计算管径并转换为
式中：Ｑｚ——供气管段的转输流量
公称管径。
⑹进行校正计算，即水力平差计
算。
在进行第⑹步水力平差计算之前，
所需取得的最重要的数据一是管段的
计算流量，二是管段的内径。管径的计
算可根据水力计算公式以试算法编程
计算，此过程较简单，在此不再赘述。
（作者单位：广西城乡规划设计院）
２７ ２００４·１０
关键词：环状管网 计算流量 途 泄流量 转输流量 水力平差
我们在进行城市管道燃气的规划 设计过程中，往往需要进行大量的数据 处理及复杂的计算，其中环状管网的水 力平差计算又是其中最繁琐的。因此环 状管网的水力平差计算现在均已采用计 算机程序自动进行，大大减轻了工作人 员的计算量并极大提高了计算结果的精 确度。由于已有大量文章对此问题作过 专门论述，本文不再涉及。但是人们往 往容易忽略的是环状管网水力平差计算 前的数据准备工作。在实际设计工作 中，计算环状燃气管网的步骤如下：
下面以一个实际工程——防城港市群
星开发区详细规划之燃气规划为例，
谈谈环状管网管段计算流量的程序计
算方法。
由公式①得知，计算流量由途泄
流量和转输流量两部分组成，其中途
泄流量可由步骤⑴、⑵求得。转输流量
２６ ２００４·１０
技术推广与应用
Ci ti es a nd Tow ns C on stru ctio n in Gua ng xi
４．９
７
８０
４．５
ｎ的管段上，同时将这些管的管段号记 录；若有一根管的转输流量值未知则跳 过，进行下一轮查找。如此进行，直至 求出所有管段的转输流量。
根据上述步骤，将防城港市群星开 发区的资料经过绘制计算图（见图６）， 编制输入数据（见附表 １）并上机计算 后得出结果，数据附后（见附表２）。
由于数据过多，在此仅以１环数据 做简要说明（见表 １，表 ２）。
⑴在已知用户用气量和已定管网 布置图的基础上，计算整个供气范围内 集中负荷的用气量和单位长度的途泄流 量。
⑵计算各管段的途泄流量。
以往是手工计算，通过列表法求出，其
⑶确定环状管网各管段中的燃气 计算过程是从供气零点开始，与气流相
流向。
反方向推算至供气点。对于一个节点，
⑷计算环状管网中各管段的转输 其供气情况有一对一（如图１），一对多
⑴找出所有与零点相连的管段，
⑷如果起点号为ｎ的所有管段的转
将其转输流量值（为 ０）记入数组，同 输流量值是已知的，则可根据公式②将
时记录这些管段的管段号和数目。
转输流量值求出并分摊至所有终点号为
⑵在所有已知转输流
量的管段中依次循环，每 次一根，并设该管段的起 点号为ｎ。
管段号 ３ ４
⑶在输入数据中查找， ５
流量，并根据公式求出各管段的计算 （如图２），多对一（如图３）和多对多（如
流量，计算公式为：
图 ４）等四种。当供气管段数大于 １时，
Ｑ Ｊ ＝ ０．５５Ｑ Ｔ ＋ Ｑ Ｚ……………①
式中：Ｑ Ｊ ——管 段 计 算 流 量
按供气管的数目将总转输流量平摊至各 供气管。经归纳总结，得出转输流量的
（ｍ３／ｓ）；Ｑ Ｔ——管段途泄流量（ｍ３／ｓ）； Ｑ Ｚ——管段转输流量（ｍ３／ｓ）。 ⑸已知计算流量后，用水力计算
找出所有起点号或终点号 ６
１ 环计算入口数据表 表 １
环号 邻环号 管长 起点号 终点号 流向
１
０
４５
１
２
１
１
５
７０
１
９
－１
１
４
５５
９
４
－１
１
２Байду номын сангаас
６５
４
３
－１
为ｎ的管段并分别记录。
２１
１
０
１２５ ２
３
－１
１ 环计算结果表 表 ２
环 管段号 途 泄 流 转 输 流 计算流量
环状管网管段计算流量的计算公式 并不复杂，其程序实现方法也相对简 单，但利用计算机实现环网管段计算流 量的自动计算却有着非常现实的意义。 该程序所起的是“桥梁”式的承上启下 的作用，有了它，工作人员就只需准备 最基本的入口数据就可以上机，无需像 以前一样为了上机求管径和进行水力平 差计算就必须先用列表法将途泄流量、 转输流量、计算流量等一一求出再上 机。如此一来可将工作人员从繁琐重复 的计算中解放出来，进行更有意义的设 计工作，而且人不参与计算也使计算结 果的准确性因排除了人为因素的影响而 得到提高。
号
量（ｍ３／ｓ） 量（ｍ３／ｓ） （ｍ３／ｓ）
管径（ｍｍ） 平差后计算 闭合差 流量（ｍ３／ｓ） （％）
３
０．９０
５．７
６．２
７０
－３．８
４
２．８０
４８．２
４９．７
１００
－５４
５ １
６
２．７５ ３．９０
３３．８ ３．２
３５．３ ５．３
１００
－２７．８
０
７０
－０．１
２１
２．５０
３．２
４．６
５０
７
１５
３．８０
（ｍ３／ｓ）；ＱＴｉ——接受供气管段的途泄 流量（ｍ３／ｓ）；ＱＺｉ——接受供气管段的 转输流量（ｍ３／ｓ）；ｎ——接受供气的管 段数；ｍ——供气管段数；ｉ——管段编 号。 例如图４所示，若当前计算管编号 为 １－６，则 ｍ＝３，ｎ＝２，其转输流量的计 算式为： Ｑｚ（１－６）＝ ［ （ ＱＴ（１－４）＋ＱＺ（１－４）） ＋ （ ＱＴ（１－５）＋ Ｑ ） Ｚ（１－５） ］／３ 在编程计算转输流量时，计算的 基本思路与手工计算是大致相同的， 即从供气零点开始计算。由于与零点 相连的供气管段的转输流量为０是隐含 已知的，因此可根据公式②沿着与气 流方向相反的方向一步步向供气点推 算，最后得出全部管段的转输流量。 以下是实际设计中的基本计算步 骤： ⑴绘制计算图（如图６所示，图中 需标出环号、管段号、管长、节点号及 气流方向）； ⑵程序所需入口数据的编制（如 附表１所示）。 入口数据是一个容量为总管段数 量×７的二维数组，以管段为单位，每 根管段有７个属性值，每个属性值的含 义依次为：管段编号、管段所在环号、 邻环号、管段长度、起点号（气流在本 管段流向的起始点）、终点号（气流在 本管段流向的终止点）、流向（以管段 所在环为准，顺时针为正以１表示，逆 时针为负以－１表示）。 ⑶上机输入数据后求得计算结果。 计算程序的基本流程如图５所示。 其中转输流量部分的流程简述如下：
技术推广与应用
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环状管网管段计算流量 的程序计算方法
及其在实际工程中的应用
◆ 彭建良
摘 要：本文主要论述环状管网 （简称环网）中管段计算流量的程序计
算方法。通过对计算流量的人工计算方 法的分析，归纳总结出适合于在计算机 程序中应用的计算流量的计算公式，并 运用适当的程序编制方法编制程序，从 而实现环状管网管段计算流量的程序自 动计算，以达到提高工作效率的目的。