【摘要】：多個(gè)長(zhǎng)距離輸氣管線工程的建設(shè)，推動(dòng)了中國(guó)天然氣下游市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展。目前，我國(guó)多個(gè)城市周邊均有長(zhǎng)輸管線敷設(shè)，且以管線供氣作為城市主要?dú)庠矗烊粴庾鳛楦鞔蟪鞘猩罴吧a(chǎn)的主要能源供應(yīng)，其消費(fèi)總量持續(xù)攀升，給上游供氣區(qū)造成一定壓力，同時(shí)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(shí)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(dān)部分儲(chǔ)氣功能。 城市高壓輸氣管道，也可看作長(zhǎng)輸氣管線末端的延伸，該管段內(nèi)氣體流動(dòng)受末端用戶用氣規(guī)律變化為不穩(wěn)定流動(dòng)，且具有輸氣和儲(chǔ)氣的雙重功能。本文就高壓管道的不穩(wěn)定流動(dòng)做了定性分析，并提出了以每個(gè)小時(shí)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算近似替代不穩(wěn)定計(jì)算的準(zhǔn)動(dòng)態(tài)計(jì)算方法。同時(shí)，以某市城市高壓管線工程為例，分別采用準(zhǔn)動(dòng)態(tài)分析、SPS軟件仿真模擬和TGNET軟件仿真模擬三種算法，對(duì)高壓管道內(nèi)的不穩(wěn)定工況進(jìn)行了模擬計(jì)算分析比較。此外，文中對(duì)高壓管道和高壓球罐這兩種調(diào)峰方法進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，通過(guò)建立管道儲(chǔ)氣量與金屬耗量的計(jì)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(jì)模型。 通過(guò)以上計(jì)算結(jié)果表明：高壓管道內(nèi)氣體流動(dòng)為不穩(wěn)定流動(dòng)，三種算法所得24小時(shí)內(nèi)節(jié)點(diǎn)壓力值與SCADA系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)值基本吻合，且誤差均在工程允許范圍之內(nèi)。其中，準(zhǔn)動(dòng)態(tài)分析法是在已知初始條件的情況下預(yù)測(cè)下一時(shí)刻節(jié)點(diǎn)壓力，并計(jì)算該時(shí)刻管內(nèi)天然氣存儲(chǔ)量。由準(zhǔn)動(dòng)態(tài)計(jì)算法所得節(jié)點(diǎn)壓力值與實(shí)測(cè)值誤差最大，計(jì)算管道儲(chǔ)氣能力最小；TGNET軟件模擬計(jì)算節(jié)點(diǎn)壓力值與實(shí)測(cè)值最接近，誤差僅0.19%，更接近實(shí)際工況，計(jì)算所得管內(nèi)儲(chǔ)氣能力最大。同時(shí)，高壓管道末端壓力和管內(nèi)儲(chǔ)氣量均受到用氣負(fù)荷規(guī)律的影響，即當(dāng)用氣量減少時(shí)，管段末端壓力增加，管內(nèi)儲(chǔ)氣量增加，反之則均減少，但最大終點(diǎn)壓力和最大儲(chǔ)氣量出現(xiàn)的時(shí)間均要比最小用氣負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間有所延遲。由灰色關(guān)聯(lián)度分析可知，對(duì)已建成的城市高壓管道，其儲(chǔ)氣能力受末端流量變化規(guī)律的影響程度要大于起點(diǎn)壓力波動(dòng)。當(dāng)末端流量增大，管網(wǎng)的調(diào)峰能力會(huì)大幅下降。通過(guò)建立管道儲(chǔ)氣量與金屬耗量的計(jì)算關(guān)系式，得出當(dāng)高壓管道起終點(diǎn)壓力比為2時(shí)，鋼材耗量最低，管網(wǎng)模型設(shè)計(jì)最優(yōu)化。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：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(dòng)態(tài)仿真進(jìn)行詳細(xì)介紹。S 動(dòng)態(tài)仿真S 模擬仿真軟件能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)輸管道的離線實(shí)時(shí)模擬計(jì)算還可進(jìn)際公認(rèn)的用于長(zhǎng)距離輸油（氣）管道設(shè)計(jì)、計(jì)算以及全線自動(dòng)度軟件，并已在國(guó)內(nèi)多項(xiàng)石油管道工程的研究與設(shè)計(jì)中應(yīng)用。S 軟 件 家 族 包 括 管 道 的 實(shí) 時(shí) 在 線 仿 真 （ Statefinder ） 、泄inder）、離線仿真（Simulator）、實(shí)時(shí)狀態(tài)預(yù)測(cè)（Predictor）和統(tǒng)（Trainer）5 個(gè)軟件模塊（見(jiàn)圖 4.1）[64]。其中，Statder 和 Predictor 是 SPS 軟件的在線產(chǎn)品，其運(yùn)行需要 SCADA 系。該軟件可以通過(guò)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(yùn)行的水力規(guī)律，通過(guò)第三方界模型的實(shí)時(shí)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(gè)報(bào)告，但可同時(shí)生成多個(gè)報(bào)RAFR 文件的同時(shí)，生成一個(gè)報(bào)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(dāng)運(yùn)行完 GRAFR RF 文件，查看已生成的驗(yàn)證報(bào)告。通過(guò)驗(yàn)證報(bào)告，可管網(wǎng)元件控制方式變化是否合理，以及有沒(méi)有出現(xiàn)不動(dòng)態(tài)仿真擬仿真軟件是英國(guó) ESI(Energy Solutions International)公道仿真軟件，能夠?qū)敋夤艿乐械膯蜗嗔鬟M(jìn)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(jìn)行分析，測(cè)試和評(píng)價(jià)輸氣管道的獲得優(yōu)化的系統(tǒng)性能[74]。

高壓管道承擔(dān)了各城鎮(zhèn)的全部日用氣儲(chǔ)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(zhǎng) 70.297Km，管道直徑 D 508mm，門站限流不定壓，高壓管道小時(shí)供氣量按各城鎮(zhèn)用氣負(fù)荷變化規(guī)律變化，取 2011 年 SCADA 系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行管網(wǎng)水力計(jì)算及儲(chǔ)氣量計(jì)算。上游高壓輸氣管線進(jìn)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(shí)間變化規(guī)律如圖 5.2 所示，下游

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2773824