2、天然气管道储存-23解析.ppt

唐建峰 中国石油大学燃气工程系 天然气管道储存技术 唐建峰 中国石油大学（华东）储建学院 调峰对象 解决日不平衡的措施之一 A~C：管线始末端压力均由最小值上升到最大值 随耗气负荷不断变化，管内燃气流动参数和储气量不断发生变化，储气和耗气过程交替出现 1、动态末段储气量计算 连续性方程： 运动方程： 能量方程： SHBWR真实气体状态方程 管线瞬态仿真模型 对于任一微元段： 2、静态末段储气量计算 目前工程上经常使用的储气量计算方法 利用稳定流计算程序计算管道储气量 １)目前工程上经常使用的储气量的计算方法 （１）如果具体确定了管道始端的最高工作压力P1max，可按照给定的流量用下式算出相应的终端最高工作压力P2max （２）算出储存终了时的管道平均压力 （３）根据确定了的管道终端最低允许工作压力P2min，算出管道起点最低工作压力P1min （４）算出消耗终了时的管道平均压力 （５）求得管道储气量 ２)利用某稳定流计算程序计算管道储气量 稳定流数学模型： 步骤： (1)算出管道起点压力为P1max时沿线各点参数值Pimax (2)利用(1)所得各点参数值算出储存终了时管道沿线各微元段平均压力Pimmax (3)算出管道终点压力为P2min时沿线各点参数值Pimin (4)利用(3)所得各点参数值算出消耗终了时管道沿线各微元段的平均压力Pimmin 步骤： (5)求得各微元段管道储气量 (6)求得管道储气量 各输气点处压力随时间变化图 与用气量的变化趋势相反，并滞后于用气量变化；离用气点越远的节点，这种滞后现象越明显（见波峰波谷的出现）；离用气点越远的节点，其压力变化受用气点用气量变化的影响也越小。 管道内储气量随时间变化的曲线 极值情况下压力变化曲线图 静动态储气量比较 选管道起点压力为1.7MPa静态计算，以其计算所得沿线各点参数值作为初值进行动态计算，得到： 起点最高压力： P1max=1970346.25Pa； 起点最低压力： P1min=1390022.75Pa； 不稳定流储气量： Vr1=678658.4Nm3； 在相同的P1max 和P1min情况下分别进行两种稳定流储气量计算，得到： 本文稳定流计算程序所得储气量： Vr2=646726.4Nm3； 按设计手册计算得稳定流储气量： Vr3=625560.4Nm3； 温度的考虑与否造成误差大小 在同样的条件下，改变管道起点输气温度等于沿线土壤温度，利用本文程序进行类似等温工况的计算，计算结果与前面的计算结果进行比较 由图可以看出，温度的影响只限于起点附近，其他的输气点压力变化曲线几乎重合。各极值状态及储气量的变化情况见表。 管道沿线高程的考虑与否造成误差的大小 在管道沿线高程都按起点高程113m情况下,计算结果管道储气量为679498.9Nm3，增大了0.1％，也就是说，对于本管线，工程计算中可以不考虑沿线高程的影响。 * * 天然气管道储存技术 长输管道末段储气 城市高压外环储气 高压管束储气 一、长输管道末段储气 瞬态仿真模型 连续性方程 运动方程 能量方程 SHBWR 状态方程 实际气体 焓方程 边界条件 初始条件 差 分 方 程 隐式有限差分法 计算 结果 Netwon-Rapshan 迭代法 静态仿真结果 t1时刻管线 沿线流动参数 动态仿真程序计算 t2时刻管线 沿线流动参数 t3时刻管线 沿线流动参数 tn时刻管线 沿线流动参数 …… t1时刻管内 瞬时气量VN1 t2时刻管内 瞬时气量VN2 t3时刻管内 瞬时气量VN3 …… tn时刻管内 瞬时气量VNn 动态储气量V 微元段计算结果累加，并转换成标况 动态调峰 将实际状态转换成标准状态： 整条管道瞬时气量： 末段储气量： 起点最高 工作压力 终点最高 工作压力 储存终了管 道平均压力 终点最低 允许压力 起点最低 工作压力 消耗终了管 道平均压力 静态 储气量 静态调峰 管线静态仿真模型 瞬态仿真模型 连续性方程 运动方程 能量方程 SHBWR 状态方程 实际气体 焓方程 边界条件 静 态 仿 真 模 型 不考虑 时间项 计算 结果 四阶龙格-库塔法 Runge-Kutta 1点参数P11max 1点参数P12min 静态仿真程序计算 1段平均压力P1mpj 1段平均压力P1mpj …… 起点压力为 P1max 终点压力为 P2min …… 两种工况下各 微元段平均压力 两种工况下 沿线各点参数 2点参数P21