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?3.3 工艺计算!与分析?。
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3?.3.1 设计和!计,算所:需的主要《基础资料和数—据是:由管道建设单—位根据工程建设条件!和任:务提出的本条所列】举的各项资料是输】气管道设计和计算必!不可:少的:不具备这些资料【和数据管道输—。气工艺设计便无【法进:。行
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》在,。有压气?。站的输气管道工【艺,。计算中沿线》自,。然环:境条件如站场海【拔高程、大》。气压、?环境温度、沿线【土壤传热系数等都】是,必备的?资料当要《利用管?道储气调峰时动态】模拟:计算还?需要用?户的用气《特性曲?线和数据
【
3.3.2】 输气管道—工艺计算采用输【气管道基本公—式是考虑到管—道设计中《。计算:。技术的发展现—阶段已有《条件进行《复杂和更加精确的】计算
【
本—规范公式系按气【体动力学理论并【根据气体管》路中流体的运动【方程、连续性方【程和:气体状?态方程联立解导而得!其,结果可由下列—基本:方,程表达?
【。
— ?假定dh=0作为】水平管?系则上述表达—式可用下列》方程:表示
》。。
! , 再将上—述方:程经计算和简—化即得计算水平管】的基本公式如—下
》
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《
》 当输气管道沿】线地形平坦任意【两点的相对高—差小于2《00m输气》压力不高时按—水平管公式计—算误差很小可忽略不!计此时可《采用:水平管基本公式【(1)计《。算但是在输气压力较!高,时即使相对高—程小于2《。。00m气柱》造,成的压力《也较大如在6—.4MPa压力【下,相对密度0.—6的天然气2—00m气柱》造成的压力达0.】1MPa为了—说明式(1)—的,使用条?件条文中《增加了“不考虑【高差影响时”—的,限制条件
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, 当输气】管道沿线地形—起伏任意两点—的相对高差大—于200m对输气】量有:影响时应按式—(2)计算》
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》 : ,将长度为L》。的输气管道视为由数!段高差不《同且坡?度,为均匀向上或向下】的若:干直管管段组成设】。各,管,的长度为L1、【L2、L3…—…Ln压力》为,PH、P1、—P,2、P3《……PK《高程为h《H、h1、h2、h!3,……hK如设起点】高程为hH》=0则各直线管【段的高差为△h【1=h1h》H△h2=》。h2h1《△h3=h3h2…!…△h=hK—hH通过《。。上述基本《。方程进?行运算和简》化后则?可得下式
【
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】 式《中qv气《体的流量(P0=0!.1:01325M—PaT0=》293K)(m2/!。。d);
【
【 C—计算常数C=πT】。0Ra/4P0其】中T0=29—3KR?a为空?气的气体常数在【标准状态下Ra=】287.1》m,2/(S2》·K:)P0=0》.1013》25MPa;
【
— 【 PH、PK计】算,管段起点和终点【压力(MPa)【;
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《。 】 α系《数(m-1)其中g!为重力加速度取9.!8,1m/?s2Ra为空气的】气体常数在标准状】态下Ra=28【7.1m《2/:(S2?·,K);
【
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!。 △h《计算:管段起?点和终点间高差(m!);
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【 , d管道内】径(c?m):;
:
—。 !λ水力摩阻》系数;
》
【 【Z气体压缩因子;】
《
【 △气【体相:对密:度;
—
《。 : ? T《。气体温度(K—),;
—
?。 , , : n输气【管道计算管段内【按,沿线高差变化所【划,分的计算段数—;
:
【 》 hi、—hi-1各划分【管段终?。点和:起点的标高》(m:);
—。。
: , — Li各划分】段长度(《km)
】
: 式(》1)和式《(2)?中各参数符号—的计量单《位除说明《之外见表1当—各参数单《位,予以给定时可—得C值见表》1
表1!。
》
《
【式(2)分》子中(1+a—△h)一项》表,示输气管道终点与起!点的高?差对流量的影—响分母?中一项表示输—。。气管沿线地形(沿线!。中,间点的高程)对流量!的影响
【
天然气!在标准状态下假设】ρ,G=0.7kg/】m310《0m气柱相当压力为!7,00P?a可以忽略不计【但在地形起》伏,、高差大于200】m的情况下造成【输气量误差较大【则不能忽略如压力为!7.5M《Pa、压缩因子【为0.8《7,时ρ:G=60.3kg】/m3高差为1【000?m,时即相对于0.【603MPa的压力!这样的压力就不能忽!略因此凡《是在输?气管线上出现有【比管线起《。点高或低200【m的点就必须在输】气管道水力计算中考!虑,高差对输《量的影响
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》将式(3《.3:.2-?1)和?式(:3.3.2-2)】按法定符号和—法定计量单位进行】。转换则得本规—范,正文中所列的—公式
! 当输气管【道中气体流态为阻】力平:方区时根据》。。目前我国《冶金、制管、施工及!生产管理等状况【工艺计算推荐采用附!。录,。A,给出的公式(原为】Panhandl】e B式)
【。
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》 附录A公式中【引入一个输》气效率?系数E其定义为
!
】
式中Q!φ气:体,实际流量《(m3/d);【
— 】。。 Q气体计算流量!(m3/d)
【
— ?输气效率系》数E等于输气管道】实际输气量》与理论计算输气【量之比?表明管?道实:际,运行情况偏离理【想计算条件的程度】设计时选取E值应考!虑计:算条件与管》道实际运行条件的差!异以保证运》行一段?时间后管道实际输气!量能:满足设计任务输气】量美国一般取—E,=,0,.9~0.96【
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? ?。。 E值的大小主要】与,管,道运行年限、—管内清洁程度—、管:。。径大:。小、管壁粗糙情【况等因素有关若【气质:控制严格《管内:无,固、:液杂质聚积内—壁光滑?无腐蚀时E值较【。高当管壁粗糙度【和清洁程度相同时】大口径管道相对粗糙!度较:小故E?值比小口径管—道高
】 《我国:管道施工水平及气体!的气质控制与世界先!进,水平尚有差距—运行条件与设计条件!也不尽相符本规范】。推荐输气管道公称】直径为?30:0mm?~800mm时E值!。为0.8~0.9】大于800mm时E!值为0.《91~0.94
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3.3【.4 由》。于输气管道工程规模!扩大系统复杂性【。提高:。供,气范:围大:对供气可《靠性:的要求提高》不,稳定工况对》安全、平稳供气影响!。很大不稳定工况【主要来自供》用气的不均衡—性和管道系》统故障?如,管线破?裂漏:。气、压?缩,机组故障停运—。。等为了分析不稳定】工况对供《气可靠性的影响需要!模拟:各种不?稳定:工,况条件下各节点工艺!参数和储气量以便】分析管道的》供气和调峰能力【、事故自救》能力和应采取的对】策
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对【用,气不均衡《。性的动态计算应【提,供一个波动周期内】每小时?用气:量的:变化数据(或负荷系!数)一般以一—周为一周期》如果是事故工况主要!是计算出管道能维持!供气的时间时间长短!随事故地《点、:事故:性质而变化故—条文中对计算周【期不作具体规—定
3.!3,.5 目前—我国输气管道工艺】分析主要借助软件】计算由于输气工【。艺分析计算的软【件较多如有国际【知名:公司开发的也有自】。主开发?的软:件因此要求在使【用前需经工》程实:践验证以保证计算】结果的可靠性
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