城市燃气管道设计方法比较.pdf

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1、第46卷第1期化工设备与管道Vo1．46No．12009年2月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGFeb．2009·管道与管件·城市燃气管道设计方法比较舒安庆，刘小丽，吴开斌，魏化中(武汉工程大学机电工程学院，武汉430073)摘要：与长输燃气管道相比，城市燃气管网具有自己的特点，这需要在建设城市管网的过程中采用不同的设计方法。对概率性设计方法、极限压力设计方法、应变极限状态设计方法三种城市管道设计方法进行讨论，并针对每种方法如何进行计算进行介绍。关键词：城市燃气管道；概率性设计方法；

2、极限压力设计方法；应变极限状态设计方法中图分类号：TQ055．81文献标识码：A文章编号：1009．3281(2009)01-0042-03ComparisonofDesignMethodsforTownGasPipingSHUAn·qing，LIUXiao-li，WUKai-bin，WEIHua—zhong(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，WuhanUniversityofEngineering，Wuhan430073，China)Abs

3、tract：Comparedwithlongtransportationgaspipeline，thepipingnetfortowngashasitsownfeatures，SOthat，itisnecessarytousedifferentdesignmethod．Inthisarticle，threedesignmethodsfortowngaspipingnet，thatareprobabilitymethod，limitpressuremethodandstrainlimitmetho

4、d，werediscussed，andtheapplicationofeachmethodinthecalculationwasalsointroduced．Keywords：towngaspipeline；probabilitydesignmethod；limitpressuredesignmethod；strainlimitdesignmethod与长输燃气管道相比，城市燃气管网具有自己变化因素的统计特性。的特点，表现为：(3)系统中各个部分的可靠性必须保持一致。(1)城市燃气管道为天然气管

5、道的终端，压力从可靠性工程的角度来讲，设计中纳入了可靠性指低，径厚比大，容易变形；标，提高了安全性水平。(2)城市燃气管道纵横交错，由于用户的需要，概率性的设计方法中，基本设计准则是规定设接头和阀门较多，容易在这些地方出现泄漏事故；计寿命下的目标安全性水平，通常用“失效概率”或(3)城市燃气管道一般为埋地管线，但由于安“最小可靠度”表示。在这种设计方法中，要考虑两装方便往往埋地浅，有些就在城市主干道的附近，受方面的问题，一是推导或假设随机变量的概率分布，地表车辆载荷、建筑物沉陷的影响大；提出功能

6、函数，进行可靠性分析；二是给定目标安全(4)为了保证安全、可靠连续地向用户供气，主性水平，并用可以接受的判据检验。要采用地面储罐和地下储气库进行调峰供气，短期例如，用特征载荷F和特征阻力尺表示的功能调峰(日调峰和周调峰)则利用管道末端及地下管函数为：束储气来实现。g()=F—R(1)鉴于以上特点，城市燃气管道的设计方法与长失效概率计算式为：输管道略有不同，常用的方法包括。：概率性设计P=P(g()<0)=P((F—R)<0)(2)方法；极限压力设计方法；应变极限状态设计方法。通过统计分析，可以建

7、立和F的分布函数。1概率性设计方法收稿日期：2008-09—25采用概率性设计方法的理由：作者简介：舒安庆(1964一)，男，浙江宁波人，副教授，硕士生导师，(1)工程问题的出现往往具有随机性。博士在读。主要从事压力容器压力管道、流体机械和搅(2)为了达到预期的设计效果，需要考虑各种拌设备的研究开发、新型高效过程装备及仿真技术研究。2009年2月舒安庆，等．城市燃气管道设计方法比较·43·设载荷F为一连续随机变量，有概率密度函数为_厂F；阻力R亦为一连续随机变量，有概率密度函数为。那么：P=[d

8、】dF(3)2极限压力设计方法极限压力与天然气管道材料性能(屈服强度、÷f1：1一(8)最大拉伸强度)、几何形状(管径、壁厚)以及缺陷类型密切相关。通常，极限压力与材料性能和管道壁厚成正比，而与管径成反比。精确预测管道极限压"lT力可使结构设计得到优化，最大限度地降低建设成PcRafI+荽黧l『J(9)本。同时，对由腐蚀及外部损伤造成的管道结构缺陷，如表面裂纹、穿透裂纹等，极限压力也可提供安全运行压力范围，避免爆破等灾难性事故的发生，为结构完整性研究提供重要的分析参数。3应变极限状态设计方法极限