随着我国经济和城市化进程的快速发展,燃气管网纵横交错、日益复杂,这对燃气管网系统的安全性、可靠性和经济性要求也非常高。我国城市燃气管网普遍存在以下特点,多气源供气,枝状管网、环状管网并存,管线管材、管径种类多,建设年代跨度大,质量参差不齐,管线腐蚀老化程度不同。近年来,燃气管网事故频发,其主要原因是未能精确掌握燃气管网的实际运行工况,研究局限于实验室,无法应用于实践。利用管网模拟仿真技术研究分析管网系统的水力工况和运行规律,可为管网优化设计、运行调度和监控预警等提供理论依据,对提高管网运行的可靠性、稳定性和经济效益有着重要的现实意义。基于此,本文主要做了以下工作:一是针对燃气管网水力计算模型分析对比了摩擦阻力计算方法的优劣性,并通过仿真对比实验进行验证;二是分析对比了黄金分割法、模拟退火算法、基本遗传算法和改进遗传算法的优劣性,着重研究了这几种算法的收敛速度和收敛精度,并通过比实验结果进行验证,得出改进的遗传算法更适合于运用到天然气水力工况模拟系统;三是根据有限元节点法,利用visual studio 2017编制管网水力计算仿真模拟系统,基于采集的实测数据,利用改进的遗传算法对过气能力系数中当量粗糙度进行辨识,进而更好地对燃气管网运行工况进行模拟仿真;四是以某城市天然气输配管网为案例,进行管网水力工况模拟仿真,仿真结果表明:1、该模拟系统的管网系统总流量可达到平衡,适用于多环、多气源点、环状、枝状管网的水力计算,可有效地解决燃气管网计算过程收敛速度慢或不收敛的问题,运算速度快,迭代次数少,大大提高了计算精度和工作效率;2、本研究用当量粗糙度的理论值和辨识值分别代入系统进行水力计算,并将计算结果分别与气源厂和部分节点实测值进行对比,得出按辨识值计算的实验结果比按理论值计算的实验结果更接近实测值,因此使用改进遗传算法辨识当量粗糙度来实现管网水力工况模拟仿真合理,操作速度快,操作效果好。本课题研究表明,对于燃气管网水力工况的模拟和研究,可以为管网优化设计、运行调度和监控预警提供有力的技术支撑。