發(fā)布時間：2020-07-29 10:19

【摘要】：多個長距離輸氣管線工程的建設(shè)，推動了中國天然氣下游市場的蓬勃發(fā)展。目前，我國多個城市周邊均有長輸管線敷設(shè)，且以管線供氣作為城市主要氣源，而天然氣作為各大城市生活及生產(chǎn)的主要能源供應(yīng)，其消費總量持續(xù)攀升，給上游供氣區(qū)造成一定壓力，同時使得城市內(nèi)部供需矛盾不斷加大。因此，為更好解決這一矛盾，實現(xiàn)資源的合理優(yōu)化配置，充分利用上游供氣壓力，可利用城市高壓管道首末壓差，承擔部分儲氣功能。 城市高壓輸氣管道，也可看作長輸氣管線末端的延伸，該管段內(nèi)氣體流動受末端用戶用氣規(guī)律變化為不穩(wěn)定流動，且具有輸氣和儲氣的雙重功能。本文就高壓管道的不穩(wěn)定流動做了定性分析，并提出了以每個小時的穩(wěn)態(tài)計算近似替代不穩(wěn)定計算的準動態(tài)計算方法。同時，以某市城市高壓管線工程為例，分別采用準動態(tài)分析、SPS軟件仿真模擬和TGNET軟件仿真模擬三種算法，對高壓管道內(nèi)的不穩(wěn)定工況進行了模擬計算分析比較。此外，文中對高壓管道和高壓球罐這兩種調(diào)峰方法進行了技術(shù)經(jīng)濟比較，通過建立管道儲氣量與金屬耗量的計算關(guān)系式，提出在給定調(diào)峰比例的情況下，優(yōu)化天然氣高壓外環(huán)網(wǎng)設(shè)計模型。 通過以上計算結(jié)果表明：高壓管道內(nèi)氣體流動為不穩(wěn)定流動，三種算法所得24小時內(nèi)節(jié)點壓力值與SCADA系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)實測值基本吻合，且誤差均在工程允許范圍之內(nèi)。其中，準動態(tài)分析法是在已知初始條件的情況下預(yù)測下一時刻節(jié)點壓力，并計算該時刻管內(nèi)天然氣存儲量。由準動態(tài)計算法所得節(jié)點壓力值與實測值誤差最大，計算管道儲氣能力最�。籘GNET軟件模擬計算節(jié)點壓力值與實測值最接近，誤差僅0.19%，更接近實際工況，計算所得管內(nèi)儲氣能力最大。同時，高壓管道末端壓力和管內(nèi)儲氣量均受到用氣負荷規(guī)律的影響，即當用氣量減少時，管段末端壓力增加，管內(nèi)儲氣量增加，反之則均減少，但最大終點壓力和最大儲氣量出現(xiàn)的時間均要比最小用氣負荷出現(xiàn)的時間有所延遲。由灰色關(guān)聯(lián)度分析可知，對已建成的城市高壓管道，其儲氣能力受末端流量變化規(guī)律的影響程度要大于起點壓力波動。當末端流量增大，管網(wǎng)的調(diào)峰能力會大幅下降。通過建立管道儲氣量與金屬耗量的計算關(guān)系式，得出當高壓管道起終點壓力比為2時，鋼材耗量最低，管網(wǎng)模型設(shè)計最優(yōu)化。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU996
【圖文】：

TGNET(Pipeline Studio)軟件。本章節(jié)就以上兩種專業(yè)軟件在高壓氣工況的動態(tài)仿真進行詳細介紹。S 動態(tài)仿真S 模擬仿真軟件能夠?qū)崿F(xiàn)長輸管道的離線實時模擬計算還可進際公認的用于長距離輸油（氣）管道設(shè)計、計算以及全線自動度軟件，并已在國內(nèi)多項石油管道工程的研究與設(shè)計中應(yīng)用。S 軟 件 家 族 包 括 管 道 的 實 時 在 線 仿 真 （ Statefinder ） 、泄inder）、離線仿真（Simulator）、實時狀態(tài)預(yù)測（Predictor）和統(tǒng)（Trainer）5 個軟件模塊（見圖 4.1）[64]。其中，Statder 和 Predictor 是 SPS 軟件的在線產(chǎn)品，其運行需要 SCADA 系。該軟件可以通過管道數(shù)據(jù)基礎(chǔ)建立該管道的數(shù)學(xué)模型，利用各種水力模擬仿真，掌握管道運行的水力規(guī)律，通過第三方界模型的實時數(shù)據(jù)交換，建立管網(wǎng)正常工況和非正常工況下的離線

FR 文件必須至少包含一個報告，但可同時生成多個報RAFR 文件的同時，生成一個報告文件，內(nèi)容為在規(guī)定置的模型元件參數(shù)的所有變化值。當運行完 GRAFR RF 文件，查看已生成的驗證報告。通過驗證報告，可管網(wǎng)元件控制方式變化是否合理，以及有沒有出現(xiàn)不動態(tài)仿真擬仿真軟件是英國 ESI(Energy Solutions International)公道仿真軟件，能夠?qū)敋夤艿乐械膯蜗嗔鬟M行穩(wěn)態(tài)模擬全功能的圖形界面、穩(wěn)定的數(shù)字求解技術(shù)、完備的設(shè)法和多約束條件設(shè)定、溫度跟蹤、氣體屬性跟蹤等特常工況和事故工況進行分析，測試和評價輸氣管道的獲得優(yōu)化的系統(tǒng)性能[74]。

高壓管道承擔了各城鎮(zhèn)的全部日用氣儲氣調(diào)峰量。管網(wǎng)和調(diào)壓站布置如圖5.1 所示。圖 5.1 管網(wǎng)和調(diào)壓站布置圖Fig. 5.1 Pipelines and regulator stations arranged高壓管道敷設(shè)全長 70.297Km，管道直徑 D 508mm，門站限流不定壓，高壓管道小時供氣量按各城鎮(zhèn)用氣負荷變化規(guī)律變化，取 2011 年 SCADA 系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)進行管網(wǎng)水力計算及儲氣量計算。上游高壓輸氣管線進入綜合門站后，一路調(diào)壓至中壓 A 輸入市區(qū)輸配管網(wǎng)，供市區(qū)內(nèi)用氣用戶使用，一路高壓出站連接下游各城鎮(zhèn)調(diào)壓站。某日綜合門站高壓出站壓力隨時間變化規(guī)律如圖 5.2 所示，下游

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李長俊,汪玉春,王元春;輸氣管道系統(tǒng)仿真技術(shù)發(fā)展狀況[J];管道技術(shù)與設(shè)備;1999年05期

2 馬良濤;楊海林;;長輸管線末段儲氣系統(tǒng)的研究[J];管道技術(shù)與設(shè)備;2005年06期

3 蔣洪;蔣俊杰;李宏玉;;燃氣輸配管網(wǎng)調(diào)峰過程的動態(tài)模擬分析[J];管道技術(shù)與設(shè)備;2011年06期

4 李亞軍;趙剛;王華;徐建;;在MATLAB圖形用戶界面設(shè)計中使用ActiveX控件[J];計算機與數(shù)字工程;2006年12期

5 隋元春,薛世達;沿途有分輸?shù)拈L輸燃氣管道不穩(wěn)定流計算[J];煤氣與熱力;1988年04期

6 李猷嘉;長輸管道末段儲氣量的計算與分析[J];煤氣與熱力;2002年01期

7 宋萍;城市天然氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)[J];煤氣與熱力;2002年02期

8 王學(xué)軍,林敬民,沈永良;管道儲氣調(diào)峰的投資與經(jīng)濟分析[J];煤氣與熱力;2003年04期

9 蔣浩,盧成剛;高壓管道儲氣在燃氣輸配系統(tǒng)的使用條件[J];煤氣與熱力;2003年11期

10 吳創(chuàng)明;城市天然氣輸配方案的選擇[J];煤氣與熱力;2004年05期

本文編號：2773824