干线输气管道的工况分析与末段储气

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1、第八章干线输气管的工况分析与末段储气干线输气管是由压气站与站间管路组成的统一的水动力学系统。压气站的出口压力就是该站间管路的起点压力，该站间管路的终点压力就是下一个压气站的进口压力，两者的工况就是这样密切相关。为了简单起见，本章讨论的是以稳定流（也就是静态分析）为基础，以一条没有沿途分气的管道为例进行。讨论所得的结论对不稳定流（动态）也具有相似的意义。1第一节多个压气站与干线输气管的联合工作干线输气管存在多个压气站，每个站都要消耗一部分气体，整条管线的输气量是逐段下降的，但就任一压气站而言，压气站的生产能力仍然等于随后一个站间的输气量。假设：①输气管为水平管；②输气量不随时间而变，为稳定流；③

2、各站特性不同；④站间管路的D、L不同；⑤各站燃气轮机用气量为来气量的某一固定百分比，即一定。2如图8-5的干线输气管，每站的自用气量可以认为与输气量成正比，即自用气量q=（1-M）Q。设首站与第一站间的输气量为Q，第二站与第二站间的输气量为MQ，第三站与第三站间的输气量为M2Q，…，x站与x站间的输气量为Mx-1Q，最后一个站与最后一段管路的输气量为Mn-1Q。3站1站2站3图8-5干线输气管工况示意图站n-1站nQ4根据公式（7-31）和（7-46）得各站的特性方程，综合如下首站第一站间第二站第二站间第三站第三站间x站x站间最后一站最后一段（末段）管路（8-13）5由于干线输气管为统一的水动

3、力学系统，上述特性方程就组成了（8-13）方程组。令yi=Bi+Cili，由方程组中的每一对方程中可解出各站的进口压力与首站进口压力的关系：任一站的进口压力与首站进口压力的关系通式为(8-14)（8-15）6同理可得任一站出口压力与首站进口压力的关系通式对于最后一段输气管（x=n+1），由式（8-15）可得末段的终点压力(8-16)相当于PZn+17所以干线输气管系统的起始流量为（8-17）8如果压缩机站是同一类型的，站间管路的长度和管径也相同（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）改写为如果不考虑各站的自用气量，M=1，则（8-18）（8-19）11若从首站的排出管汇开始计算，那么式（8-13）中减去第一个方程，则式（8-17）、（8-18）和（8-19）相应为（8-20）12（8-21）（8-22）和13式（8-20）、（8-21）和（8-22）适用于首站没有压缩机车间的情况。从式（8-17）至式（8-22）可以得出，干线输气管系统的输气量Q首先取决于输气首站的压力pZ1或pQ1，由于A>>1，首站进、出口压力pZ1或pQ1稍有下降，对整条管道系统的输气量都会有较明显的影响。相反，输气管的终点压力pZ，即使在较大范围内变

5、化，对整个系统输气量的影响也不大。站数愈多，pZ1、pQ1的影响愈大，pZ的影响愈小。14式（8-15）、（8-16）可用于确定任意一站进出口压力。若全线各站类型一致，站间管路相同，该二式可简化为（8-23）（8-24）15若M=1，则由上述公式可知，即使站间管路一样，各压气站类型相同，各站的吸入压力pZX和排出压力pQX也不相同。其根本原因除存在自用气外，关键在于末段管路和末段的终点压力与其它站间也不同。（8-25）（8-26）16前述任意站进口压力的平方值pZX2和出口压力的平方值pQX2的有关公式，如式（8-15）、（8-16）、（8-23）、（8-24）、（8-25）、（8-26）都是

6、以首站进口压力pZ1为基准推导而得。若以末段的终点压力pZ为基准，则pZX2和pQX2的公式如下（8-27）（8-28）17如果全线站间管路相同，各站类型一致，则（8-29）（8-30）18若略去自用气，M=1，则（8-31）（8-32）19第六节　末段储气(extremitygasstorage)n站配气站末段pZpQn干线输气管末段的起点就是最后一个压气站的出口，终点就是城市配气站(distributionstation)的进口，终点压力就是城市配气站进站压力。终点流量就是配气站向城市的供气量。末段终点压力的变化，实际上只对最后一个压气站的进、出站压力产生影响，对输气管的系统流量并没有什么

7、影响。可认为最后一个压气站是以不变的流量向末段供气。即末段起点的流量是不变的。20表9-4某输气管末段夜间的实际操作数据21从表中数据可以看出：末段终点流量增大时，末段起、终点压力都要减小，相反，终点流量减小时，末段起、终点压力都要增大。这说明城市气体消耗少时，向城市的供气量小于干线的流量（也就是末段起点的流量），多余的气体积存在末段管路中，使末段的压力上升；城市气体消耗多时，向城市的供气量大于干