許曉強(qiáng)李少波陽 杰

（1.合肥燃?xì)饧瘓F(tuán)，安徽 合肥 230075；2.合肥學(xué)院 安徽 合肥 230601）

計算機(jī)在燃?xì)夤艿涝O(shè)計和施工中的應(yīng)用

許曉強(qiáng)1李少波2陽 杰2

（1.合肥燃?xì)饧瘓F(tuán)，安徽 合肥 230075；2.合肥學(xué)院 安徽 合肥 230601）

隨著計算機(jī)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的計算機(jī)軟件應(yīng)用到工程和設(shè)計的熱門領(lǐng)域，也逐漸引起電力工程、城市燃?xì)夤艿拦こ?、化工工程設(shè)計等偏冷專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用設(shè)計手段發(fā)生變革，文章探討了計算機(jī)軟件技術(shù)應(yīng)用于燃?xì)夤こ坦艿涝O(shè)計的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并闡述典型的計算機(jī)軟件在燃?xì)夤こ坦艿涝O(shè)計從計算到繪圖的過程。

燃?xì)夤艿?；?yīng)用；計算機(jī)軟件

天然氣是一種公認(rèn)的清潔、高效、優(yōu)質(zhì)能源，在化工、電力、城市燃?xì)獾裙I(yè)和民用領(lǐng)域正得到廣泛的應(yīng)用。城市燃?xì)馐乾F(xiàn)代化城市能源建設(shè)中的一個重要組成部分，也是必不可少的能源基礎(chǔ)設(shè)施。21世紀(jì)是天然氣世紀(jì)。中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和能源政策的進(jìn)一步調(diào)整，極大地促進(jìn)了中國天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國能源結(jié)構(gòu)將實現(xiàn)向“高效、經(jīng)濟(jì)、潔凈、安全”合理轉(zhuǎn)變的目標(biāo)。隨著西氣東輸和川氣東送兩大工程建設(shè)的推進(jìn)，以及廣東和福建海上LNG項目的實施，我國天然氣工業(yè)乃至合肥城市天然氣的建設(shè)和發(fā)展達(dá)到了前所未有的規(guī)模。大型供氣企業(yè)按照需用量和所需壓力將燃?xì)廨斔秃头峙涞匠鞘懈黝愑脩?。天然氣作為保護(hù)大氣環(huán)境的最理想的燃料在得到快速發(fā)展的同時也為人們帶來了全新的生活理念，隨著科技的發(fā)展，把更多的計算機(jī)軟件應(yīng)用在燃?xì)夤艿涝O(shè)計和施工過程中，使燃?xì)夤艿涝O(shè)計和施工更符合用戶的需求，更安全，從而使整個城市的規(guī)劃設(shè)計更加協(xié)調(diào)[1-2]。

1 國內(nèi)管道工程設(shè)計軟件應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

目前在水電工程和石油燃?xì)夤I(yè)、煉油、油氣加工等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的工程設(shè)計和模擬模擬軟件主要有：隨著三維設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展，Revit MEP三維設(shè)計軟件在管道設(shè)計中的應(yīng)用已逐漸取代二維設(shè)計成為主要的設(shè)計手段；有基于SolidWorks的選煤廠管道設(shè)計軟件，以及基于CAESARⅡ和SPS的埋地輸油管道和UE電廠管道應(yīng)力計算應(yīng)力分析軟件；有基于BIM技術(shù)的暖通設(shè)計軟件與建筑性能化軟件包括節(jié)能軟件集成，綜合解決環(huán)境與能耗問題，同時使模擬走向設(shè)計，對比設(shè)計流程、信息交換與設(shè)計流程的結(jié)合至關(guān)重要并有標(biāo)準(zhǔn)化和三維參數(shù)化趨勢；英國ESI能源集團(tuán)開發(fā)的城市高壓燃?xì)夤艿繲GNET設(shè)計軟件；國內(nèi)大部分管道設(shè)計使用的是CAD軟件，目前部分小企業(yè)使用的還是CAD二維軟件，如：AutoDesk公司的AutoCAD、北航海爾的CAXA電子圖板、開目公司的開目CAD、華軟的InterCAD等；大部分中型公司使用三維CAD軟件：如PTC公司的Pro/Engineer及Solidwork、UGS公司的UG及Solid Edge PDMS、北航海爾的CAXA工程師等，特別是中型工廠設(shè)計的三維設(shè)計軟件CADWorx，CADWorx在三維參數(shù)環(huán)境下所具有的數(shù)據(jù)共享，圖紙自動生成，應(yīng)力分析等功能協(xié)調(diào)了各專業(yè)的設(shè)計工作，減少了設(shè)計差錯，極大地提高了設(shè)計效率，降低了設(shè)計人員的勞動負(fù)荷。從管道設(shè)計應(yīng)用的特點及實際需求來看，國內(nèi)三維CAD管道設(shè)計軟件逐漸取代了二維CAD設(shè)計軟件。

2 國內(nèi)管道工程模擬軟件應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

而一些工程流程模擬軟件也得到較廣泛的應(yīng)用，如：美國Chemstations公司的ChemCAD主要用于對化學(xué)和石油工業(yè)、煉油、油氣加工等領(lǐng)域中的工藝過程進(jìn)行計算機(jī)模擬，為工藝開發(fā)、工程設(shè)計以及優(yōu)化操作提供理論指導(dǎo)，設(shè)計更有效的新工藝；美國SimSci-Esscor公司的PROII，既可以進(jìn)行綜合工藝流程模擬，又可以應(yīng)用于各種石油化工過程的質(zhì)量和能量平衡計算，還可以用于流程的穩(wěn)態(tài)模擬、物性計算、設(shè)備設(shè)計、費用估算、經(jīng)濟(jì)評價、環(huán)保評測以及其它計算。PROII可以模擬整個生產(chǎn)廠，從管道、閥門到復(fù)雜的反應(yīng)與分離過程，幾乎所有裝置和流程都可以進(jìn)行模擬，而且PROII圖形界面所見即所得，用戶可以很方便地建立并修改某個裝置甚至是整個工廠的模型，而且允許以多種形式瀏覽數(shù)據(jù)和生成報表；美國Aspen Tech公司的Aspen Plus，是一款功能強(qiáng)大的化工設(shè)計、動態(tài)模擬及各類計算的軟件，它擁有最嚴(yán)格和最新的計算方法，不但能進(jìn)行單元和全過程的計算，提供準(zhǔn)確的單元操作模型，還可以評估已有裝置的優(yōu)化操作或新建、改建裝置的優(yōu)化設(shè)計。這幾種軟件各具特色，側(cè)重于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，已在全世界范圍內(nèi)廣泛使用。由于ChemCAD的數(shù)據(jù)庫不是太大，計算上有一定誤差；Aspen Plus計算最準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)庫的建設(shè)最完善；PROⅡ介于二者之間。

3 計算機(jī)軟件在燃?xì)夤こ坦艿涝O(shè)計的應(yīng)用實例

目前，在國內(nèi)燃?xì)夤艿拦こ淘O(shè)計行業(yè)內(nèi)，使用最廣泛的計算機(jī)軟件就是CAD，在此，就結(jié)合作者工作實際和完成的民用工商業(yè)燃?xì)夤艿拦こ淘O(shè)計項目，簡要的說明計算機(jī)CAD軟件在民用燃?xì)夤艿拦こ淘O(shè)計中的應(yīng)用。

以某住宅小區(qū)為例，該小區(qū)有6棟高層和1棟超高層，民用戶共計1198戶。因為燃?xì)馐┕D是在小區(qū)總平圖和建筑單體圖基礎(chǔ)上繪制的，故在接到燃?xì)庠O(shè)計任務(wù)時，已通過直觀、清晰的電子版CAD圖紙對該項目有了整體把握，對燃?xì)夥桨敢灿辛顺醪皆O(shè)想。在隨后的勘察現(xiàn)場階段，燃?xì)夤艿雷呦蚵酚?、戶?nèi)燃?xì)饬⒐芪恢?、計量表具等燃?xì)庠O(shè)施的設(shè)置均與建設(shè)單位共同商定得以確定最終方案。

在高層及超高層的燃?xì)庠O(shè)計中需要注意的問題有高層建筑的沉降對燃?xì)庖牍艿挠绊?，燃?xì)饬⒐芨郊訅侯^的影響及燃?xì)饬⒐艿膽?yīng)力影響。在該項目的燃?xì)庠O(shè)計中采用引入管加設(shè)金屬軟管、30層以上每戶安裝低-低壓調(diào)壓器及在中間樓層設(shè)弓字彎加以緩解這些影響。《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》（GB50028-2006）指出民用天然氣灶具的額定壓力為2000Pa，為避免灶具出現(xiàn)回火、脫火、噪音大等現(xiàn)象，需保證灶前允許壓力波動范圍在其額定壓力的0.75倍~1.5倍內(nèi)，也就是處于1500Pa～3000Pa之間。待設(shè)計思路清晰后，通過CAD可繪制出施工圖紙從而完成該項目的設(shè)計任務(wù)。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著信息技術(shù)和燃?xì)夤こ坦に嚨难该桶l(fā)展，會有越來越多的計算機(jī)軟件應(yīng)用到管道工程和設(shè)計等熱門領(lǐng)域，計算機(jī)CAD軟件在管道工程設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用也會越來越深入，從而使燃?xì)夤艿涝O(shè)計和施工更符合用戶的需求，更安全，更科學(xué)，進(jìn)而使整個城市的規(guī)劃設(shè)計更加和諧。

[1] 譚貴寧.城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼睦碚撆c應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012,(9):193,222.

[2] 李朝暉.高層住宅燃?xì)夤艿涝O(shè)計及施工技術(shù)探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012,(3):134-135.

[3] 柴友剛.基于城鎮(zhèn)的燃?xì)馐覂?nèi)工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范[J].化工管理,2014,(3):253.

[4] 于洋.城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計若干問題的探討[J].煤氣與熱力,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

國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（201311059144，201411059018）。

許曉強(qiáng)（1987－），女，合肥燃?xì)饧瘓F(tuán)工程師，從事燃?xì)夤こ膛c工藝工作。

李少波（1963－），男，合肥學(xué)院講師，研究方向為計算機(jī)化工模擬設(shè)計。