燃气输配简答题_百度文库
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燃气输配简答题
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提要表文对燃气长输管线末段储气问题根据流体动力学规律建立长输管线的不稳定流动的数学模型，进行数值求解，可用于有变管拄和有分辅气的燃气长输管线的水力I况计算以及末段储气量的计算。实例计算结果表明按不稳定流动方法计算的末段储气量比按稳定方法计算的值高出13
城市用气有季节、日、时的不均衡性，而气源生产一般是均衡的。这种在燃气系统中的供需不平衡使长输管线末段具有一定的储气功能。用气低谷时，多余的燃气储存在管道内，用气高峰时储存的燃气供向用户。若长输管道末段储气量不足以平衡用气的不平衡性，则需另设调峰气源或建储气设施以保证可靠供气。1
长输管线不稳定流数学模型燃气在长输管线中的流动属于不稳定流动，长输管线末段储气的能力正是由于不稳定流动而形成。计算机技术的发展，使复杂的长输管线的不稳定流动计算成为可能。长输管线工程开友、建设较早的国家对长输
管线用不稳定流动方法研究起步较早。我国长输管线工程较少，时间也不长。在以往的设计中均采用稳定流动的计算方法。在哈依煤气工程中采用了不稳定流动方法计算，但没有考虑压缩因子的影响．而且使用的是美国“黑
箱”软件。国内对石油长输和水输送不稳定流动问题的研究较多，对燃气的长输研究则进行得较少。上海煤气司采用手算和电算方法对天然气长输管道不稳定流动方程的计算方法进行了定的探讨
]，西南石油学院采用有限付立叶变换法，以三角插值函数作为边界情况，以分段抛物线表示初始条件，讨论了输气干线不稳定工况定解问题的解析解
，后来又采用贝塞尔方程对天然气在管道内不稳定流动的解析解进行了一定的探讨_9]。哈尔滨建筑大学对燃气长输管线不稳定流动进行了系统的理论研究，特别是在探讨了解析解的同时着重研究了数值解法，开发了相应的计算程序
。同时对长输管线末段储气问题进行了分析，对温度、压缩因子和摩阻系数等参数的影响和取值进行了细致的研究。燃气在管线内的流动遵循气体动力学规律，连续性方程以及气体状态方程。
文献[中将此线性化方法与最小二乘法线性化方法进行了计算比较，结果表明两种方法相差不大；都能满足工程精度要求。本文采用较为简单的恰尔内线性化方法由文献
2 中第四章的计算分析，可以取长输管线沿线地温的平均温度为计算温度。将燃气流速w 转换成标准状况下的体积流量Q。
2 数学模型求解
对长输管线不稳定流动工况的懈析解法十分复杂。对于实际的工程问题，需要采用数值解法。最早应用并且仍在普遍应用的方法是有限差分法。其基本原理是将偏微分方程中的待求函数本身进行空间和时间的离散化，把方程中的各阶偏微商用适当的相应阶的有限差商代替，从而把求解偏微分方程的问题归结为求解代数方程组，得出偏微分方程的近似解。本文采用改进的尤拉折线法进行差分
4 实例计算
对得出的数学模型进行编程，以哈尔滨一依兰燃气输送管线(哈依管线)为例进行计算
。该线各分输站输气量及末端用气量见图1、图2。将计算结果绘制成图，进行分析。
(1)图3中曲线1到6分别是啥依管线沿途达连河、高楞、方正、宾县、阿城、哈尔滨各输气点处压力随时间变化曲线，曲线变化规律与文献[
中理论分析吻合。起点压力波动比末端压力波动在时间上滞后。由图4变化详图可看出这种滞后时间约3小时，各输气点处流量随时间变化情况与压力随时间变化情况类似，见图5。
107-121时压力随时问变化详圈圈5各输气点流量随时问变化圈1一达连耐；2一高愣；3一方正；4一宾县；5一阿城16一哈尔滨
(2)长输管线上压力、流量沿长度方向发生变化的情况。本文选用一组供气量从大于甩气量过渡到小于用气量，再从小于用气量过渡到大于用气量的一段变化过程如图6、图7。圈6不同时捌流量措程分布圈
· 20 煤气与热力
1997年5月从图中可看出：供气量和用气量从不平衡到平衡，再从平衡到不平衡的过渡过程中．流量沿程变化曲线凹向与供气量是大于用气量还是小于用气量相对变化趋势有关，而且各分输站之间管段流量变化曲线曲率不同。从这两图中充分显示出起点压力(流量)沿程变化滞后于末端压力(流量)变化。同时据此特性曲线图可判断出长输管线沿线是否发生漏气以及漏气地点。圈7末同时劐压力册程分布图
(3)在相同起点最高压力、最低压力下，对哈依长输管线末段储气量进行计算，并与按稳定流动方法计算结果进行比较：稳定流动方法计算结果为：71．4万
；不稳定流动方法计算结果为：81．0万 ；按供气、用气不均匀性计算．哈依长输管线工程所需储气量为80．2万
。实际流动情况下，燃气在管中为不稳定流动，按不稳定流动方法计算值高出l3．39％；管线末段储气量大于所需储气量。不必另设储罐储气．若按稳定流方法计算，为满足供气可靠性．需另设8．8万储气罐。
从以上分析可看出．所研究的计算模型可用于长输管线设计计算以及事故工况分析，可用于供气系统自控运行管理。
1 博布罗夫斯基C A等天然气管路输送石油出版社l9
2 橱立民燃气长辅管线末段储气的研究与计算哈尔滨建筑
大学硬士论文1995
3 西安交通大学．计算方法
4 徐士良编．FORTRAN 常用算法程序集清华大学出版杜
5 石油工业部管道勘察设计院．哈尔滨煤气工程初步设计
6 h口H A H ．Oc~hI I'aaoBo8 A㈣HKH r0c HaAjT
7 翟宏寿等．不稳定流动计算的探讨煤气与热力．1982．
8 曾伟等．树枝状输气干线简化散学模型的解及应用天然气
工业．第9卷第4期1989
9 李长俊等天然气在管道内不稳定流动分析．天然气工业，
第l2卷第4期1992
10 隋元春等复杂燃气长精管道不稳定流动计算方法的研究．
暗尔滨建筑工程学院
11 隋元春等长输管道末端排气 堵塞”现象分析．哈尔滨建
筑工程学院．1987
12 福克斯A．管网中不稳定流动的水力分析、石油工业出版
TRANSM ISSION PIPELINE ANALYSIS
AND END PIPELINE GAS SToRAGE
Duan Changgui "fang Limin Yah Mingqing Zhang Hong'wei
ABSTRACT This article presents a mathematical model of
transmission pipeline unsteady flow [or
hydraufic calculation of the pipeline with branches and tubes
of variety of diameters and end pipeline
gas storage problem ．Case study shows that for end pipeline
gas storage capacity．cakulation result of
unsteady flow is great than that of steady flow．
KEY WORDS transmission pipeline，end pipeline gas
storage，unsteady flow
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