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1、ISSN1000-0054清华大学学报(自然科学版)2008年第48卷第8期w15CN11-2223/NJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2008,Vol.48,No.8http://qhxbw.chinajournal.net.cn城市燃气管网的故障传播模型黄超,翁文国,吴健宏(清华大学工程物理系,公共安全研究中心,北京100084)摘要:燃气管网的局部破裂可能导致大片区域发生停气生停气事故,从而使该区域居民的生活和工业企业事故。为了模拟城市燃气管网破裂泄漏的故障传播范围及影用户的生产受到巨大影响。目前关于城市燃气管网响程度,进而为事故的预防工作提供科学的依据,该文综合方面的研
2、究主要集中在以下3个方面:一是燃气管研究了2种情况,即燃气管网节点破裂和管段破裂,把管段[1-3]网及其水力计算软件的设计及优化,二是燃气及节点计算流量子模型、燃气泄漏子模型以及管网压力分布[4-5]管网上气体泄漏的原因及危险性分析,三是燃计算子模型有机结合起来,建立了城市燃气管网的故障传播[6-8]气管网的风险评估。另外,一些研究者也做管网模型。并在此基础上进行了实际燃气管网的计算与分析。结[9]果表明:该模型能够有效地预测燃气管网破裂泄漏的故障安全性实时监控方面的研究。传播范围和影响程度。这些工作能够从特定的角度探讨和解决燃气管关键词:故障传播;燃气管网;破裂泄漏;水力计算;压力网上存在的
3、安全问题,但是并没有涉及燃气管网上分布局部泄漏故障对整个管网上用户的影响,在某种意义上来说,这种影响可能会对整个城市的生活生产中图分类号:X937;X913文献标识码:A造成巨大损失。本文以这个问题为切入点,建立管段文章编号:1000-0054(2008)08-1283-04及节点计算流量子模型、燃气泄漏子模型、燃气管网压力分布计算子模型,并把它们有机地结合起来,建Failurepropagationmodelforcity立燃气管网故障传播模型。gaspipelinenetwork1燃气管网故障传播模型的建立HUANGChao,WENGWenguo,WUJianhong本模型的建立思想为:燃
4、气管网在计算流量的(CenterforPublicSafetyResearch,DepartmentofEngineeringPhysics,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)工况下(由管段及节点计算流量子模型计算得到),Abstract:Acrackinagaspipelinenetworkcandisruptgassupplies结合燃气泄漏子模型和燃气管网压力分布计算子模toalargearea.Afailurepropagationmodelforacitypipeline型,模拟计算管网在某一节点或管段发生破裂泄漏networkwasdev
5、elopedtosimulatethescopeofthefailure情况下整个管网的压力分布,根据用户的需求压力,propagationtoprovideascientificbasisforaccidentprevention.Themodelcombinedpipe-nodeflowmodel,gasleakagemodel,and判断破裂泄漏对整个燃气管网上用户的影响。pipelinenetworkpressuredistributionmodelwasdevelopedbasedon在建立模型之前,需要确定燃气网络的节点和takingbothnodecrackandpipecrac
6、kintoconsideration.Analysesofactualgaspipelinenetworksindicatethatthemodelcan管段。在本文模型中,选择节点的依据是:1)根据successfullypredictthescopeofthefailurepropagationinagas图论理论,对整个燃气管网的连通性影响重大的元pipelinenetwork.部件。2)燃气管网上本身具有的重要设施。因此,Keywords:failurepropagation;gaspipelinenetwork;crack我们选取以下元部件作为节点:a)接收站;b)储leakage;
7、hydrauliccalculation;pressuredistribution配站;c)燃气调压室;d)小区燃气入口处;e)集收稿日期:2007-11-06燃气管网作为城市生命线的一部分,为维系城基金项目:清华大学工程物理系科学研究基金项目(110041706)市的功能发挥着重要的作用,但这种规模巨大的网作者简介:黄超(1985—),男(汉),江西,硕士研究生。络应对蓄意攻击很脆弱。在燃气管网
