TGNET软件特点及在天然气长输管道中的应用
ipelinestudioTgnet应用指南

Pipelinestudio(Tgnet)应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio(Tgnet)是经过使用证明的,历史悠久的输气体管道离线模拟软件,能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析,测试和评价管道的输送/改建/扩建方案,最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互(互动)方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析,测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置,最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面:1)设计管道,管径、输气量研究;2)确定管线尺寸,压缩机规格;3)评价因为操作改变导致的管道工况;4)模拟供气中断、压缩机故障及意外事故,评价事故影响及采取的恢复行动;5)进行供需平衡、调峰、管存量分析,进行操作优化;6)进行管道战略性规划和分析,确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2 管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道内流动,随着压力下降,密度逐渐变小,流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换,温度会逐步降低,在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态)下,更导致压力、流量和温度的变化。
因此,描述气体管内流动状态的主要参数有:压力P 、密度、流速v 和温度T 。
求解有关参数的方程主要是:连续性方程:)()(=+x t v A A ρρ其中:0;0≥≤≤t L x运动方程:)2()(=++++v v D f gh P vv v i x xx t ρ其中:0;0≥≤≤t L x能量守恒方程:)()4()(2)()(3g iw i x x t v T T D U v D f v T P T vT T c --+⎭⎬⎫⎩⎨⎧∂∂-=+ρρρ以上方程中符号意义如下:L管道长度g重力加速度x距离f摩阻系数t时间Di管道内径A管道横断面积T气体温度ρ气体密度Tg地温P气体压力Uw总传热系数v气体流速Cv气体热容h管道高程气体状态方程:为了正确模拟气体的水力学特性,需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
TGNET在天然气管道建设中的应用

TGNET在天然气管道建设中的应用鞠志忠【摘要】随着国内天然气管道建设的加快,天然气管网系统日益复杂化,利用TGNET软件开展了中国南疆地区高压天然气管网系统建设的研究.TGNET软件广泛应用于天然气管道调峰分析计算,通过建立南疆地区管网模型开展仿真模拟计算,利用软件的稳态模拟技术优选管网管径,以及进行管道末端储气能力和事故工况适应能力分析.结果表明,在规划设计阶段TGNET软件对于天然气管道规格确定、管道调峰分析及末端储气能力分析具有很好的辅助作用,为方案的决策提供了技术依据.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2018(037)009【总页数】3页(P98-100)【关键词】TGNET软件;动态模拟;输气管道;事故工况;末端储气能力【作者】鞠志忠【作者单位】大庆油田有限责任公司重庆分公司【正文语种】中文近年来,随着西气东输一线、二线、三线等天然气管道的相继投产,我国天然气管道的建设达到了一个高峰期[1-2]。
南疆地区积极开展了高压输气管道建设,这对提高当地居民生活水平、保护环境意义重大[3]。
然而在高压输气管道规划设计过程中,输气管网管径的选择是制约投资的一个重要因素[4],本文结合南疆地区高压输气管道建设的实际情况,介绍TGNET软件在管道规划设计中的应用。
1 TGNET软件TGNET软件是英国ESI能源集团开发的业界领先的Pipeline Studio软件,能够对输气管道中单相流进行稳态模拟和动态模拟,是用于管道规划设计管径选择、末段储气分析及调峰分析的软件之一。
该软件可模拟简单的单管输送模型,也可模拟包括多个气源和用户及其他影响管网操作和运行参数的设备阀门等在内的区域性集输系统[5]。
2 实例分析南疆某区域内各站场主供气气源为处理厂1,该区域内已建高压输气管道情况见表1。
表1 某区域内输气管道建设情况处理厂1—站场A输气管道站场A—站场B输气管道站场A—站场C输气管道355.6 159 159 6.3 3.0 3.0 180 30 25 200 18 22 近年来,随着该区域内用气市场的扩大,站场D、E、F、G、H将纳入管道供气范围。
Pipelinestudio(Tgnet)应用指南

Pipelinestudio(Tgnet)应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio(Tgnet)是经过使用证明的,历史悠久的输气体管道离线模拟软件,能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析,测试和评价管道的输送/改建/扩建方案,最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互(互动)方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析,测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置,最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面:1)设计管道,管径、输气量研究;2)确定管线尺寸,压缩机规格;3)评价因为操作改变导致的管道工况;4)模拟供气中断、压缩机故障及意外事故,评价事故影响及采取的恢复行动;5)进行供需平衡、调峰、管存量分析,进行操作优化;6)进行管道战略性规划和分析,确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2 管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道内流动,随着压力下降,密度逐渐变小,流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换,温度会逐步降低,在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态)下,更导致压力、流量和温度的变化。
因此,描述气体管内流动状态的主要参数有:压力P、密度 、流速v 和温度T。
求解有关参数的方程主要是:● 连续性方程:)()(=+x t v A A ρρ 其中:0;0≥≤≤t L x● 运动方程:其中: 0;0≥≤≤t L x● 能量守恒方程:以上方程中符号意义如下:L 管道长度g 重力加速度 x 距离f 摩阻系数 t 时间 Di 管道内径A 管道横断面积 T 气体温度ρ 气体密度 Tg 地温P 气体压力 Uw 总传热系数v 气体流速Cv 气体热容 h 管道高程● 气体状态方程:为了正确模拟气体的水力学特性,需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
Pipelinestudio(Tgnet)应用指南

Pipelinestudio(Tgnet)应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio(Tgnet)是经过使用证明的,历史悠久的输气体管道离线模拟软件,能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析,测试和评价管道的输送/改建/扩建方案,最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互(互动)方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析,测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置,最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面:1)设计管道,管径、输气量研究;2)确定管线尺寸,压缩机规格;3)评价因为操作改变导致的管道工况;4)模拟供气中断、压缩机故障及意外事故,评价事故影响及采取的恢复行动;5)进行供需平衡、调峰、管存量分析,进行操作优化;6)进行管道战略性规划和分析,确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2 管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道内流动,随着压力下降,密度逐渐变小,流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换,温度会逐步降低,在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态)下,更导致压力、流量和温度的变化。
因此,描述气体管内流动状态的主要参数有:压力P、密度 、流速v 和温度T。
求解有关参数的方程主要是:● 连续性方程:)()(=+x t v A A ρρ 其中:0;0≥≤≤t L x● 运动方程:其中: 0;0≥≤≤t L x● 能量守恒方程:以上方程中符号意义如下:L 管道长度g 重力加速度 x 距离f 摩阻系数 t 时间 Di 管道内径A 管道横断面积 T 气体温度ρ 气体密度 Tg 地温P 气体压力 Uw 总传热系数v 气体流速Cv 气体热容 h 管道高程● 气体状态方程:为了正确模拟气体的水力学特性,需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
Pipelinestudio(Tgnet)应用指南

Pipelinestudio(Tgnet)应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio(Tgnet)是经过使用证明的,历史悠久的输气体管道离线模拟软件,能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析,测试和评价管道的输送/改建/扩建方案,最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互(互动)方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析,测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置,最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面:1)设计管道,管径、输气量研究;2)确定管线尺寸,压缩机规格;3)评价因为操作改变导致的管道工况;4)模拟供气中断、压缩机故障及意外事故,评价事故影响及采取的恢复行动;5)进行供需平衡、调峰、管存量分析,进行操作优化;6)进行管道战略性规划和分析,确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2 管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道内流动,随着压力下降,密度逐渐变小,流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换,温度会逐步降低,在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态)下,更导致压力、流量和温度的变化。
因此,描述气体管内流动状态的主要参数有:压力P、密度 、流速v 和温度T。
求解有关参数的方程主要是:连续性方程:)()(=+x t v A A ρρ 其中:0;0≥≤≤t L x● 运动方程:其中: 0;0≥≤≤t L x● 能量守恒方程:以上方程中符号意义如下:L 管道长度g 重力加速度 x 距离f 摩阻系数 t 时间 Di 管道内径A 管道横断面积 T 气体温度ρ 气体密度 Tg 地温P 气体压力 Uw 总传热系数v 气体流速Cv 气体热容 h 管道高程● 气体状态方程:为了正确模拟气体的水力学特性,需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
TGNET软件特点及在天然气长输管道中的应用

TGNET软件特点及在天然气长输管道中的应用文章首先介绍了TGNET软件中所用的水力计算公式的特点,其次以天然气长输管道“独山子-克拉玛依风城油田输气管道”为例,应用TGNET软件对该工程做模拟计算,通过计算过程以及结果对TGNET软件特点进行分析。
标签:TGNET软件;水力计算;模拟;特点分析1 概述Pipeline Studio是用于气体和液体管网稳态和瞬态水力分析的现代化软件,其中有TGNET(气体)及TLNET(液体)两个模块,本文主要介绍TGNET(气体)模块。
TGNET软件是目前天然气输气管道工艺分析的常用软件,在天然气管道工程的前期研究、设计、运行管理的稳态瞬态分析中得到了广泛的应用。
本文以“独山子-克拉玛依风城油田输气管道”为例,对该项目做了水力计算模拟分析。
2 TGNET中公式及其特点TGNET中所涉及的摩阻计算公式及特点见表1。
TGNET中所涉及的气体状态方程及特点见表2。
3 TGNET软件模拟分析实例3.1 实例概况独山子-克拉玛依风城油田输气管道线路长度为254km,共分两段:独山子-金龙段,线路全长约150km;金龙-风城段,线路全长约104km。
全线共设置3座工艺站场,8座线路截断阀室。
全线设计输量1456×104Nm3/d。
起点来气压力:8.2~11.7MPa,其中金龙分输站压力<6.3MPa。
3.2 模拟前准备(1)气体状态方程的选择。
TGNET模型中气体方程有以下几种:Sarem、BWRS、Peng。
Sarem方程,适用于气体参数少,只需要相对密度,热值和CO2含量,所以在此不适用;Peng方程和BWRS方程都有较宽的适用范围,但在计算方面BWRS方程的精确度要比Peng方程的高。
综上所述,本项目选择BWRS气体状态方程。
(2)摩阻计算公式的选择。
摩阻计算公式中Colebrook White公式为经典公式,适用于紊流的三个区(光滑区、混合摩擦区、阻力平方区),并且在比较宽的使用范围内达到较高的准确度,在此适用;Panhandle A公式和Panhandle B把粗糙度看成为常数,计算没有Colebrook White公式精确;Weymouth 公式适用于小管径、输量不大、净化程度较差的矿区技术管网和干线;AGA公式认为摩阻系数与雷诺数无关,计算精度低于Colebrook White公式。
G—net在燃气输配课程设计中的应用与实践

G—net在燃气输配课程设计中的应用与实践作者:张鹏马红艳吴晓南来源:《科技资讯》2015年第28期摘要:在燃气输配课程设计中引入G-net仿真进行辅助设计,可以优化管网方案,提高水力计算速度。
通过对应用实例的分析,这种教学方法可以加深学生对燃气输配管网基本概念及基本分析方法的理解,提高课程设计教学质量,对培养学生的实践能力和创新能力起到非常重要的作用。
关键词:燃气输配 G-net仿真课程设计中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)10(a)-0000-00作者简介:张鹏(1979-),女,西南石油大学土木工程与建筑学院讲师,硕士,主要研究方向为城市燃气工程。
基金项目:2013年国家安全生产监督管理总局安全生产重大事故防治关键技术科技项目“城市燃气输配管网分区模式下的水力可靠性研究”(部712)资助;2014年西南石油大学青年教师教学研究项目“虚拟仿真实验在《燃气输配》课程教学中的应用探索与实践”(2014JXYJ-07)资助。
燃气输配课程设计是建筑环境与能源应用工程专业培养计划中重要的实践教学环节之一,具有综合性强和实践性强的特点。
课程设计要求学生综合应用所学基础理论知识和燃气输配专业知识,在教师指导下独立、全面地完成规定的课程设计任务。
通过课程设计,巩固、深化课堂知识,培养学生严谨的科学态度和良好的作风。
通过绘图,掌握图面布置和绘图技能,提高工程语言的表达能力。
重点培养学生独立工作及设计创新的能力。
课程设计既是对燃气输配课程教学效果的检验,也是进一步提高学生综合素质的重要环节。
了解管网运行规律、变工况下能够判断水力参数的变化趋势是燃气输配课程的教学目标之一,传统教学方式难以简洁直观地全面展示城市管网的运行规律和工况变化过程及相关设备、站场工作原理、工艺流程等,借助虚拟仿真手段可有效解决这一问题。
管网仿真是对管道系统的特性进行描述的一种手段,它可自动地将系统的压力、流量与管线各截面的流动特性联系起来,在设计阶段用做方案比较和优化设计。
TGNET软件在城市高压燃气管道设计中的应用_孙佩奇

管道11
调节阀 管道12
管道14
用户10
用户11
用户04 管道04
用户05
管道05
用户06
管道06
管道07
图1 采用TGNET软件建立的管网模型图
管段编号 管道01 管道02 管道03 管道04 管道05 管道06 管道07
管径(mm) 610×11.9 610×11.9 610×11.9 610×11.9 610×11.9 610×11.9 610×11.9
(3)相关约束性条件 两个气源点的供气压力均为3.6MPa,气源01最大 小时供气能力为14×104Nm3/h;气源02最大小时供气
能力为8×104Nm3/h,且按照总日供气量24h平均均匀 供气。至用户11的最低压力不低于3.5MPa,至其余用 户的最低压力不低于0.6MPa。 3.3 模拟计算结果
图4 最不利用户(用户06)48h流量-压力曲线
参考文献
1 城镇燃气设计规范 GB50028-2006 2 输气管道工程设计规范 GB50251-2003 3 王松汉.石油化工设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2001 4 段常贵,王民生.燃气输配(第三版)[M].北京:中国建 筑工业出版社,2001
本 文 结 合杭 州市 高压 燃 气管 道 建 设计中的 应用。
2 TGNET软件简介
本文所采用的TGNET软件是英国ESI能源集团开 发出品的业界领先的Pipeline Studio软件,是经过使用证 明的、历史悠久的气体管道离线模拟软件,能够对输气 管道中的单相流进行稳态模拟和动态模拟;可以模拟 简单的单管输送模型,也可以模拟包括多个气源和用 户,多个复杂的环状管网、多台压缩机和冷却器以及其 他影响管网操作和运行参数的设备阀门等在内的大型 区域性集输系统,已经在全世界得到了广泛的应用。
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1概述
P i p e l i n e S t u d i o 是用于气体和液体管网稳 态和瞬态水力分析 的 现代化软件 , 其 中有 T G N E T ( 气体 ) 及T L N E T ( 液体 ) 两个模块 , 本文 主要介绍 T G N E T ( 气体 ) 模 块 。T G N E T软 件 是 目前 天然 气 输 气管 道 工艺分析 的常用软件, 在天然气管道工程的前期研究 、 设计 、 运行管 理 的稳 态 瞬 态 分析 中得 到 了广 泛 的应 用 。 本 文 以“ 独 山 子一 克 拉玛 依 风城油 田输气管道 ” 为例 , 对该项 目做了水力计算模拟分析。 2 T G N E T中公 式 及其 特 点 T G N E T中所 涉及 的摩 阻计 算公 式 及 特 点见 表 1 。 表 1摩 阻公式特点小结
l 3 0 M P a _ J
L一
3
4
图 1( 6 1 0 , 5 o 8 )  ̄ 力 曲线 图
方案 ( 技术上) 独一 克段干线管径 ( m m ) 克一 风段干线 管径 ( m Ⅲ )
管道设计压力 ( E O a )
5
方案一 方案二 方案三 方案四 备注 7 1 1 6 1 O
6 . 3
T G N E T中所涉及 的气体状态方程及特点见表 2 。 表 2 气体 方程 特 点 小结
序 号
6 6 0 5 5 9
8 . O
6 l 0 5 0 8
l 0
5 5 9 2 5 4 h r 5 0 8
l 2
1
2
特 点 优 点 :正常 运 行压 力范 围 内精 度高 , 描 述 气体 参 数 S a r e m 少 ( 只 需相 对密 度 ,热值 ,C O 2 含 量 )缺 点:低 压 区 无效 ,靠 近相 变区 结果 不 正确 P e n g — Ro b i n 优点: 在 较 大 的压 力温 度范 围 内比较精 确 ,相 变 区 或 接近 相变 区 比较精 确 ,可 作 气体 组分跟 踪 ,计 算 S O n 量 少于 B WR S 。缺 点 :需要 输 入所 有气 体组 分 。
2 0 1 7 年 第8 期I 科技创新与应用
T G N E T 软件特点及在天然气长输管道中的应用
王安 鹏 冯 玉 华 刘 旭 丁 川
( 新疆石油工程设计有限公 司, 新疆 克拉玛依 8 3 4 0 0 0 )
摘 要: 文章首先介绍 了T G N E T软件 中所用的水力计算公式的特 点, 其次以天然气长输 管道“ 独山子一 克拉玛依风城油田输气管 道” 为例, 应用 T G N E T软件对该工程做模拟计算 , 通过计算过程以及结果对 T G N E T软件特点进行分析。 关键词 : T G N E T软件 ; 水力计算; 模拟 ; 特点分析
:
( 3 ) 模型软件的约束条件和设定值。模拟条件中末站 的接收输 气量为定值 , 约束条件为最大流量控制 , 而沿线 的各个预 留气 口和 分 输 站 的输 量 也 有要 求 , 故 沿线 采用 最 大 流 量 控制 , 因首 站 压 力 可 控, 故 末 站采 用 压力 控 制 。 ( 4 ) 启动模型 、 输 出结 果 。根据 管 道末 点 流 速 及 工程 的经 济性 , 初 步设 定 四种 工 艺 方 案 ( 设计压力 6 . 3 M P a 、 8 . 0 M P a 、 1 0 MP a 、 1 2 M P a ) , 来 确定 输 气压 力 和 干线 管 径 。 为避 免 天然 气 流速 太 快对 管 道 冲蚀 严 重, 一 般 长输 管道 末 点 流速 控 制 在 1 5 r r d s 以 内 。根据 工 程 实 际 运 行 条件及要求分析得出最优方案 的压力 曲线。 图1 为最优方案压力曲 线图 , 表 3为方案 比选参数表。
盆盏 嚣, 恐曼
公 式名 称
\ \
墓 薹
I团 场 t 、 输 点 l
、 \ Y 2 l P a l \
厂 …k / 弹 i 4 9 MP a
2
点 ・ 5 M P a I
1 . . . 一
…
\ . , /
\
… n
I 风 城 末 l
序 号 1 特 点 有两 种说 法 :1 )适 用态 。 当 O N < 7 0 0时摩 阻 偏大 ,Q” < Q 。 e y m o u t h 2 )适用 管 径小 、输量 不大 、净化 程 度差 的矿 区 集气 管 网 。 C 0 I e b r o o k 推 荐采 用 公 式 ,考 虑 了不 同管 子 的 管 壁 粗 糙 度情 Wh j t c 况 ,适 用 于紊 流三 个 区 ,有 较 高的模 拟精 度 。其他 公式 必 须在 一定 条件 下 才 会有 如此 高 的模 拟精 度 。 该公 式 认 为高流 速 时摩 阻 系数 与雷 诺 数无 关 , 只 跟 A G A 管 内壁 粗糙 度有 关 , 在低 流速 时摩 阻系 数与 雷诺 数 有关 粗糙 度 不 在 考 虑 范 围看 成 常数 ,摩 阻 与雷 诺 数 有 P a n h a n d l e A 关 。在 1 5 0 < D N < 6 0 0 、5 0 0 0 0 0 0 < R e < 1 4 0 0 0 0 0 0 时 精 度高 。 把粗 糙度 看成 常 数 ,摩 阻与 雷诺 数有 关 ,但 相对 于 P a n h a n d l e B P a n h a n d l e A 公 式雷 诺数 影响较 小 。 适 用于 D N > 6 0 0 长输 天然 气管 道 。
公式 名 称