许晓强李少波阳 杰

（1.合肥燃气集团，安徽 合肥 230075；2.合肥学院 安徽 合肥 230601）

计算机在燃气管道设计和施工中的应用

许晓强1李少波2阳 杰2

（1.合肥燃气集团，安徽 合肥 230075；2.合肥学院 安徽 合肥 230601）

随着计算机信息技术的迅猛发展，越来越多的计算机软件应用到工程和设计的热门领域，也逐渐引起电力工程、城市燃气管道工程、化工工程设计等偏冷专业领域的技术开发和应用设计手段发生变革，文章探讨了计算机软件技术应用于燃气工程管道设计的现状及发展趋势，并阐述典型的计算机软件在燃气工程管道设计从计算到绘图的过程。

燃气管道；应用；计算机软件

天然气是一种公认的清洁、高效、优质能源，在化工、电力、城市燃气等工业和民用领域正得到广泛的应用。城市燃气是现代化城市能源建设中的一个重要组成部分，也是必不可少的能源基础设施。21世纪是天然气世纪。中国经济的持续发展和能源政策的进一步调整，极大地促进了中国天然气产业的发展。中国能源结构将实现向“高效、经济、洁净、安全”合理转变的目标。随着西气东输和川气东送两大工程建设的推进，以及广东和福建海上LNG项目的实施，我国天然气工业乃至合肥城市天然气的建设和发展达到了前所未有的规模。大型供气企业按照需用量和所需压力将燃气输送和分配到城市各类用户。天然气作为保护大气环境的最理想的燃料在得到快速发展的同时也为人们带来了全新的生活理念，随着科技的发展，把更多的计算机软件应用在燃气管道设计和施工过程中，使燃气管道设计和施工更符合用户的需求，更安全，从而使整个城市的规划设计更加协调[1-2]。

1 国内管道工程设计软件应用现状及展望

目前在水电工程和石油燃气工业、炼油、油气加工等领域中广泛应用的工程设计和模拟模拟软件主要有：随着三维设计技术的不断发展，Revit MEP三维设计软件在管道设计中的应用已逐渐取代二维设计成为主要的设计手段；有基于SolidWorks的选煤厂管道设计软件，以及基于CAESARⅡ和SPS的埋地输油管道和UE电厂管道应力计算应力分析软件；有基于BIM技术的暖通设计软件与建筑性能化软件包括节能软件集成，综合解决环境与能耗问题，同时使模拟走向设计，对比设计流程、信息交换与设计流程的结合至关重要并有标准化和三维参数化趋势；英国ESI能源集团开发的城市高压燃气管道TGNET设计软件；国内大部分管道设计使用的是CAD软件，目前部分小企业使用的还是CAD二维软件，如：AutoDesk公司的AutoCAD、北航海尔的CAXA电子图板、开目公司的开目CAD、华软的InterCAD等；大部分中型公司使用三维CAD软件：如PTC公司的Pro/Engineer及Solidwork、UGS公司的UG及Solid Edge PDMS、北航海尔的CAXA工程师等，特别是中型工厂设计的三维设计软件CADWorx，CADWorx在三维参数环境下所具有的数据共享，图纸自动生成，应力分析等功能协调了各专业的设计工作，减少了设计差错，极大地提高了设计效率，降低了设计人员的劳动负荷。从管道设计应用的特点及实际需求来看，国内三维CAD管道设计软件逐渐取代了二维CAD设计软件。

2 国内管道工程模拟软件应用现状及展望

而一些工程流程模拟软件也得到较广泛的应用，如：美国Chemstations公司的ChemCAD主要用于对化学和石油工业、炼油、油气加工等领域中的工艺过程进行计算机模拟，为工艺开发、工程设计以及优化操作提供理论指导，设计更有效的新工艺；美国SimSci-Esscor公司的PROII，既可以进行综合工艺流程模拟，又可以应用于各种石油化工过程的质量和能量平衡计算，还可以用于流程的稳态模拟、物性计算、设备设计、费用估算、经济评价、环保评测以及其它计算。PROII可以模拟整个生产厂，从管道、阀门到复杂的反应与分离过程，几乎所有装置和流程都可以进行模拟，而且PROII图形界面所见即所得，用户可以很方便地建立并修改某个装置甚至是整个工厂的模型，而且允许以多种形式浏览数据和生成报表；美国Aspen Tech公司的Aspen Plus，是一款功能强大的化工设计、动态模拟及各类计算的软件，它拥有最严格和最新的计算方法，不但能进行单元和全过程的计算，提供准确的单元操作模型，还可以评估已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计。这几种软件各具特色，侧重于不同的应用领域，已在全世界范围内广泛使用。由于ChemCAD的数据库不是太大，计算上有一定误差；Aspen Plus计算最准确，数据库的建设最完善；PROⅡ介于二者之间。

3 计算机软件在燃气工程管道设计的应用实例

目前，在国内燃气管道工程设计行业内，使用最广泛的计算机软件就是CAD，在此，就结合作者工作实际和完成的民用工商业燃气管道工程设计项目，简要的说明计算机CAD软件在民用燃气管道工程设计中的应用。

以某住宅小区为例，该小区有6栋高层和1栋超高层，民用户共计1198户。因为燃气施工图是在小区总平图和建筑单体图基础上绘制的，故在接到燃气设计任务时，已通过直观、清晰的电子版CAD图纸对该项目有了整体把握，对燃气方案也有了初步设想。在随后的勘察现场阶段，燃气管道走向路由、户内燃气立管位置、计量表具等燃气设施的设置均与建设单位共同商定得以确定最终方案。

在高层及超高层的燃气设计中需要注意的问题有高层建筑的沉降对燃气引入管的影响，燃气立管附加压头的影响及燃气立管的应力影响。在该项目的燃气设计中采用引入管加设金属软管、30层以上每户安装低-低压调压器及在中间楼层设弓字弯加以缓解这些影响。《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）指出民用天然气灶具的额定压力为2000Pa，为避免灶具出现回火、脱火、噪音大等现象，需保证灶前允许压力波动范围在其额定压力的0.75倍~1.5倍内，也就是处于1500Pa～3000Pa之间。待设计思路清晰后，通过CAD可绘制出施工图纸从而完成该项目的设计任务。

4 结论

综上所述，随着信息技术和燃气工程工艺的迅猛发展，会有越来越多的计算机软件应用到管道工程和设计等热门领域，计算机CAD软件在管道工程设计领域的应用也会越来越深入，从而使燃气管道设计和施工更符合用户的需求，更安全，更科学，进而使整个城市的规划设计更加和谐。

[1] 谭贵宁.城市燃气管道完整性管理的理论与应用[J].中国石油和化工标准与质量,2012,(9):193,222.

[2] 李朝晖.高层住宅燃气管道设计及施工技术探讨[J].中国新技术新产品,2012,(3):134-135.

[3] 柴友刚.基于城镇的燃气室内工程施工与质量验收规范[J].化工管理,2014,(3):253.

[4] 于洋.城市燃气管道设计若干问题的探讨[J].煤气与热力,2007,(11):25-27.

Computer in the application and construction of gas pipeline design

With the rapid development of computer information technology, computer software is more and more applied to the hot field of engineering and design, also has caused the power engineering, city gas pipeline engineering, chemical engineering design slants cold professional field of technology development and application of design means change, this paper discusses the feasibility of application of computer software technology to project of gas pipeline design, and expounds the typical computer software design in gas engineering pipeline from the calculation to the drawing process.

Gas pipeline;application;computer software

TU9

A

1008-1151(2015)01-0046-02

2014-12-13

国家大学生创新创业训练计划项目（201311059144，201411059018）。

许晓强（1987－），女，合肥燃气集团工程师，从事燃气工程与工艺工作。

李少波（1963－），男，合肥学院讲师，研究方向为计算机化工模拟设计。