干線輸氣管道的工況分析與末段儲氣

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1、第八章干線輸氣管的工況分析與末段儲氣干線輸氣管是由壓氣站與站間管路組成的統(tǒng)一的水動力學(xué)系統(tǒng)。壓氣站的出口壓力就是該站間管路的起點壓力，該站間管路的終點壓力就是下一個壓氣站的進(jìn)口壓力，兩者的工況就是這樣密切相關(guān)。為了簡單起見，本章討論的是以穩(wěn)定流（也就是靜態(tài)分析）為基礎(chǔ)，以一條沒有沿途分氣的管道為例進(jìn)行。討論所得的結(jié)論對不穩(wěn)定流（動態(tài)）也具有相似的意義。1第一節(jié)多個壓氣站與干線輸氣管的聯(lián)合工作干線輸氣管存在多個壓氣站，每個站都要消耗一部分氣體，整條管線的輸氣量是逐段下降的，但就任一壓氣站而言，壓氣站的生產(chǎn)能力仍然等于隨后一個站間的輸氣量。假設(shè)：①輸氣管為水平管；②輸氣量不隨時間而變，為穩(wěn)定流；③

2、各站特性不同；④站間管路的D、L不同；⑤各站燃?xì)廨啓C(jī)用氣量為來氣量的某一固定百分比，即一定。2如圖8-5的干線輸氣管，每站的自用氣量可以認(rèn)為與輸氣量成正比，即自用氣量q=（1-M）Q。設(shè)首站與第一站間的輸氣量為Q，第二站與第二站間的輸氣量為MQ，第三站與第三站間的輸氣量為M2Q，…，x站與x站間的輸氣量為Mx-1Q，最后一個站與最后一段管路的輸氣量為Mn-1Q。3站1站2站3圖8-5干線輸氣管工況示意圖站n-1站nQ4根據(jù)公式（7-31）和（7-46）得各站的特性方程，綜合如下首站第一站間第二站第二站間第三站第三站間x站x站間最后一站最后一段（末段）管路（8-13）5由于干線輸氣管為統(tǒng)一的水動

3、力學(xué)系統(tǒng)，上述特性方程就組成了（8-13）方程組。令yi=Bi+Cili，由方程組中的每一對方程中可解出各站的進(jìn)口壓力與首站進(jìn)口壓力的關(guān)系：任一站的進(jìn)口壓力與首站進(jìn)口壓力的關(guān)系通式為(8-14)（8-15）6同理可得任一站出口壓力與首站進(jìn)口壓力的關(guān)系通式對于最后一段輸氣管（x=n+1），由式（8-15）可得末段的終點壓力(8-16)相當(dāng)于PZn+17所以干線輸氣管系統(tǒng)的起始流量為（8-17）8如果壓縮機(jī)站是同一類型的，站間管路的長度和管徑也相同（末段例外），即A1=A2=…=An=AB1=B2=…=Bn=BC1=C2=…=Cn-1=Cl1=l2=…=ln-1=ly1=y2=…=yn-1=y所以

4、yn-1=y≠yn且y＜yn910式（8-17）改寫為如果不考慮各站的自用氣量，M=1，則（8-18）（8-19）11若從首站的排出管匯開始計算，那么式（8-13）中減去第一個方程，則式（8-17）、（8-18）和（8-19）相應(yīng)為（8-20）12（8-21）（8-22）和13式（8-20）、（8-21）和（8-22）適用于首站沒有壓縮機(jī)車間的情況。從式（8-17）至式（8-22）可以得出，干線輸氣管系統(tǒng)的輸氣量Q首先取決于輸氣首站的壓力pZ1或pQ1，由于A>>1，首站進(jìn)、出口壓力pZ1或pQ1稍有下降，對整條管道系統(tǒng)的輸氣量都會有較明顯的影響。相反，輸氣管的終點壓力pZ，即使在較大范圍內(nèi)變

5、化，對整個系統(tǒng)輸氣量的影響也不大。站數(shù)愈多，pZ1、pQ1的影響愈大，pZ的影響愈小。14式（8-15）、（8-16）可用于確定任意一站進(jìn)出口壓力。若全線各站類型一致，站間管路相同，該二式可簡化為（8-23）（8-24）15若M=1，則由上述公式可知，即使站間管路一樣，各壓氣站類型相同，各站的吸入壓力pZX和排出壓力pQX也不相同。其根本原因除存在自用氣外，關(guān)鍵在于末段管路和末段的終點壓力與其它站間也不同。（8-25）（8-26）16前述任意站進(jìn)口壓力的平方值pZX2和出口壓力的平方值pQX2的有關(guān)公式，如式（8-15）、（8-16）、（8-23）、（8-24）、（8-25）、（8-26）都是

6、以首站進(jìn)口壓力pZ1為基準(zhǔn)推導(dǎo)而得。若以末段的終點壓力pZ為基準(zhǔn)，則pZX2和pQX2的公式如下（8-27）（8-28）17如果全線站間管路相同，各站類型一致，則（8-29）（8-30）18若略去自用氣，M=1，則（8-31）（8-32）19第六節(jié)　末段儲氣(extremitygasstorage)n站配氣站末段pZpQn干線輸氣管末段的起點就是最后一個壓氣站的出口，終點就是城市配氣站(distributionstation)的進(jìn)口，終點壓力就是城市配氣站進(jìn)站壓力。終點流量就是配氣站向城市的供氣量。末段終點壓力的變化，實際上只對最后一個壓氣站的進(jìn)、出站壓力產(chǎn)生影響，對輸氣管的系統(tǒng)流量并沒有什么

7、影響。可認(rèn)為最后一個壓氣站是以不變的流量向末段供氣。即末段起點的流量是不變的。20表9-4某輸氣管末段夜間的實際操作數(shù)據(jù)21從表中數(shù)據(jù)可以看出：末段終點流量增大時，末段起、終點壓力都要減小，相反，終點流量減小時，末段起、終點壓力都要增大。這說明城市氣體消耗少時，向城市的供氣量小于干線的流量（也就是末段起點的流量），多余的氣體積存在末段管路中，使末段的壓力上升；城市氣體消耗多時，向城市的供氣量大于干