天然气输差分析.pdfVIP

中 文 摘 要 天然气是一种环境污染少的清洁能源，有利于人类的可持续发展。 我国的天然气储量丰富，但气源产地和消费市场极度不平衡，因此需要 进行长距离管道输送天然气。而进行长距离输气时难免会造成损耗，引 起输差，造成损失。为节约能源，降低输送过程的天然气损耗，需要对 天然气输差进行研究。天然气在管道内的流动为非稳定流动，而对管道 进行不稳定流研究，比稳定流研究得到的结果更加精确。 首先，天然气偏差系数是天然气重要的物性参数之一，当对天然气进 行非稳定流研究时，需要精确计算天然气偏差系数，因此查阅资料总结 了国内外计算天然气压缩系数的方法，然后分析研究出利用BWRS 状态 方程计算天然气偏差系数，该方法计算精度高，适合研究管段天然气压 强4.0MPa ，环境温度278K 的高压低温的工况。 其次利用气体流动的连续性方程、动量方程和能量方程，结合气体 状态方程和焓函数，建立天然气管道稳定流数学模型。忽略管道高差和 时间项，同时为方便计算，引入质量流量，对稳定流数学模型进行简化， 因此在计算天然气管道相关参数时，利用BWRS状态方程计算天然气密 度。假设系数，将稳定流模型转化为一阶线性微分方程，然后利用四阶 龙格-库塔法计算系数，得到稳定流方程组的解，然后代入研究管段实际 运行数据，得到稳定流研究管段沿线的温压变化。通过分析得到管线压 力和温度随管长逐渐下降，且分气点附近温压下降速度加快，同时稳定 流计算结果可为非稳定流计算提供初始条件。 然后建立天然气非稳定流数学模型，考虑到分气点的存在，对非稳 定流数学模型进行修正，然后对其简化，同时利用确定的非稳定流数学 模型的边界条件和初始条件，得到四种方程组，选取适合研究管段工况 的第三种方程组，然后利用傅立叶级数法，对方程组进行求解，得到研 究管段非稳定流沿线的压力分布，以及B 、C 两站的流量拟合方程，以及 两站处在各时刻的的流量和压力波动。最后根据管线非稳定流研究结果， 计算天然气相对输差，以天然气相对输差，考核研究管段输气的损耗率， 并分析其影响因素，发现A-B 管段和B-C 管段产生天然气输差，两段的 -4 天然气相对输差在 10 数量级上，其造成的损耗不容忽视，且天然气相 对输差在B 、C 两站处的流量压力产生剧烈波动时增大，波动越剧烈，天 然气相对输差增加的越快，同时B-C 管段的天然气相对输差高于A-B 管 段，表明天然气相对输差和管长有关。分析可知这是由于当管段压力波 动剧烈时，管段越长，管段管存量变化越大，从而导致天然气相对输差 越大。 关键字：天然气输差；压缩系数；稳定流；非稳定流；相对输差 ABSTRACT Natural gas is a less pollution ，environmental and clear energy and it is benefit for sustainable development. Natural gas resource in our country is rich, but its producer and consumer market distribution is imbalance, therefore natural gas need to be transported by long-distance pipe. Because of long-distance pipeline, there will be loss. So natural gas transmission difference need to be studied to save energy and reduce economic loss. The natural gas flow in pipe is unsteady flow. So unsteady flow calculation research is more accurate than steady flow . Firstly, compressor factor is one of important physica