干线输气管道的工况分析与末段储气(精选)
干线输气管道的工况分析与末段储气
最后一段（末段）管路
p2 Qn
An
p2 Zn
BnM Q 2(n1) 2
p2 Qn
pZ2
CnlnM Q 2(n1) 2
4
由于干线输气管为统一的水动力学系统，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 pZ1的关系：
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 M Q出 Q进 一定。
i2
（8-15）
5
同理可得任一站出口压力
p
Q
与首站进口压力
x
pZ1
的关系通式
x
p2 Qx
A1
A2
Ax
p2 Z1
[
Ai Ai1 Ax yi1M 2(i2) Bx M 2(x1) ]Q2 (8-16)
i2
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
n
pZ2
A1
A2
n
( i2
Ai ) C1
l1
ynM
2 ( n 1)
（8-20）
11
Q
An1
p2 Q1
pZ2
An1M 2 AM 2(n1) A M 2
y
An1 C l
yn M 2(n1)
输气管线末端管存量影响因素分析
Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2023, 45(1), 21-28 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/jogt https:///10.12677/jogt.2023.451004输气管线末端管存量影响因素分析付 林1*，康 瑄1，徐高峰21贵州天然气管网有限责任公司，贵州 贵阳 2浙江中控技术股份有限公司，浙江 杭州收稿日期：2023年1月3日；录用日期：2023年3月1日；发布日期：2023年3月8日摘要天然气长输管线下游市场用气具有不均匀性，使得调峰的要求越来越高，目前我国天然气长输管线调峰主要还是依靠长输管线末端管存量调节，故很有必要对不同压力、管径管存量的影响因素进行定性的研究并总结规律。
本文中基于陕京一线西气东输一线的设计参数用SPS 仿真软件建立一管段，并仿真出不同管段长度、起点压力、管径、输气量以及高程差计五个因素的管存量并总结规律。
规律显示：起点压力、管段长度和管径对管存量影响较大，而管输量与高程差对管存量影响较小；管线设计参数等级不同时，相同影响因素下管存量变化速率不一样。
这些规律将会有助于判断不同设计参数天然气末端管段的管存量，继而对天然气长输管线下游用气调峰提供有效的帮助。
关键词输气管线末端，管存量，影响因素，SPS 软件，调峰The Analysis for Gas Inventory Influence Factors in Terminal PipeLin Fu 1*, Xuan Kang 1, Gaofeng Xu 21Guizhou Natural Gas Pipeline Network Co., Ltd., Guiyang Guizhou 2Zhejiang Zhongkong Technology Co., Ltd., Hangzhou ZhejiangReceived: Jan. 3rd , 2023; accepted: Mar. 1st , 2023; published: Mar. 8th, 2023AbstractThe inhomogeneity of the long-distance gas pipeline downstream gas market makes the demand of the downstream gas peaking more and more increasing, China mainly use gas inventory in ter-*通讯作者。
输气管道设计与管理：第九章 第2节 输气管道末段储气
第九章输气系统的调峰与
末段储气
1
对给定输气管，末段储气能力根据平均压力计算。
图9-19 输气管末段的压力变化
储气开始时压力曲线；C-储气结束时压力曲线
9
平均压力中有四个参数，其中p 1max 及p 2min 已知，另两个采用管路特性方程求解：
储气开始A 点（Q =q ）
储气结束C 点（Q =q ）
221min 2min Z p p Cl Q =
+2
22max 1max Z p p Cl Q =−22212p p ClQ
=+图9-19 输气管末段的压力变化
A-储气开始时压力曲线；C-储气结束时压力曲线
已知
已知
减小；
图9-19 输气管末段的压力变化
A-储气开始时压力曲线；C-储气结束时压力曲线
输气管末段储气能力
15
可见平均压力是末段起点与终点可由图表查出，与曲线
()ϕεε。
长输管线末段储气系统的研究
即储 气 结 束 时终 点 压 力 ，ａＰｍ 为 管 道 起 点 最 低 压 Ｐ ； ｌｉ ｎ
力， 即储 气开 始 时 起点 压 力 ， ａ ｐ ｍ 为 管 道 终 点 最 低 Ｐ ； ２ｉ
段 管道 恒定 的起 点 流量 ， 多余 的燃气 就 积 存 在 末 段 管
路中； 当城市 用气 处 于 高 峰 时 ， 市 的用 气量 （ 段 管 城 末 道 终点 流量 ） 于 末 段 管 道 恒 定 的起 点 流 量 ， 足 的 大 不
流 量也 和其 他各 站 间管 段 一 样 保 持不 变 ， 而其 终 点 流
量 却是 变化 的 ， 等 于 城 市 的用 气 量 。 当城 市 用 气 处 并 于低 峰 时 ， 市 的用 气 量 （ 段 管道 终 点 流 量 ） 于末 城 末 小
时管 道 内平 均压 力 ， ａ ｐ 一 为管 道 起 点 最 高 压 力 ， Ｐ；ｌ 即 储气 结束 时起 点压 力 ， ａ ｐ 一 为 管 道 终 点 最 高 压 力 ， Ｐ ；２
值 为 ２３Ｋ； ７ Ｔ为天 然气 实际温 度 。
由上式计算出 Ｖ值后， 可根据式 Ｖ ｛７ 来 ＝ ｒＬ Ｄ
确 定管 道 内径 （ 和管 束 根数 （ Ｄ） 由管 束 总 长 ￡来 定 ） 。 根 据实 际运 行情 况 ， 以把管 束 的体积 适 当增大 。 可
４ 末 段 管道储 气
关 键词 ： 段管 道 ； 然气 ； 输 管线 ； 末 天 长 管束 中 图分 类 号 ： Ｕ ９ Ｔ ９６ 文献 标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ４—９ １ （０ ５ ０ —０ ０ —０ １０ ６ ４ ２ ０ ）６ ０ １ ２
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ Ｌ ｎ － ｉｌ ｎ ｅ Ｐｉ ｅｉ ｅ Ｅ ｄ Ｓ ｇ ｎ ｔ ｒ ｇ Ｇａ ｙ ｔ ｍ ｓ ａ ｃ ｆｔ ｏ ｇ ｄｓ ａ ｃ ｐ ｌ ｎ ｅ ｍｅ ｔＳ ｏ ｉ ｓ Ｓ ｓ ｈ ｎ ｎ ｅ Ｍ Ａ ａ ｇ ｔ ｏ， ＮＧ ｉｌ Ｌｉｎ － ａ ＹＡ Ｈａ － ｎ ｉ
干线输气管道的工况分析与末段储气
（8-18）
如果不考虑各站的自用气量，M=1，则
No Image
（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
n 2 2 A p p i Q Z 1 i 2 2 ( i 2 ) 2 ( n 1 ) A y M ( A ) C l y M j j i 1 i 1 1 n i i 2 i 3
2 2 2 p A p y Q Z 1 Z 1 2 1
p Z 1 的关系：
2 2 2 2 p A A p ( A y y M Q (8-14) Z 1 2Z 2 1 2 ) 3 1 2 2 2 42 p A A A p ( A A y A y M y M Q Z 1 2 3 Z 2 3 1 3 2 3 ) 4 1
最后一站
最后一段（末段）管路
5
2 2 2 ( n 1 ) 2 2 2 2 ( n 1 ) 2 p p C l M Q p A p B M Q Q nZ n Q Z n n n n n
由于干线输气管为统一的水动力学系统，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
供气量大于干线的流量，不够的气体由末段中积存的气体
来弥补，使末段压力下降。
22
末段各处的压力和流量随着城市耗气的多少而时刻变化 着，这个变化是受着一定限制的，即末段起点的最高压
力等于或小于最后一个压气站的出口压力 p1max ，末段
终点的最低压力p2min应不低于配气站所要求的供气压力。
第四节 各种运行工况对干线输气管道影响
Ax 1 1 2 ΔpZx = y (Q 2 Qc2 ) > 0 A 1
Ax 1 1 y + B (Q 2 Qc2 ) > 0 Δp = A 1
2 Qx
上两式说明，停运站以前的各站进出口压力pZx、pQx均将 上升，其增加量△p2Zx、△p2Zx (或△pZx、△pQx)随站的标号x的 增大而增大，即愈靠停运站c则压力上升得愈多，故 ΔpQc1 和
2 2 pQc = Ac pZc BQc2 Ac = 1 Bc = 0
2 2 An 1 pZ 1 pZ An 1 A y + An c Cl + yn A 1
2 2 An 2 pQ1 pZ
Qc =
(8-43)
以 pQ1 表示为：Qc =
An 2 A y + ( An 2 + An c )Cl + yn A 1
Δ p Zc c 为最大。
8
c站停止工作时最大允许流量： (c-1)~n站，c站停运，c-1站出站压力 pQc1 = [ p] 时，由下式求 出c-1站的流量。
Qc =
2 2 An 2 pQ1 pZ
An 2 A y + ( An 2 + An c )Cl + yn A 1
令n=n-c+2, pQ1 = [ p] 得到c站停止工作时最大允许流 量值：
[Qc ] =
2 An c [ p]2 pZ An c A y + 2 An c Cl + yn A 1
流量调节依据
9
2）停运站以后管段的压力变化: (c+1)站~n站，各站进出口压力：
1 Ax n 2 2 x ( n +1) 2 x ( n +1) pZx = A pZ + y+ A yn Qc A 1
输气管道站场故障工况分析
输气管道站场故障工况分析刘文泉2013年10月工况分析1：某管线有连续三个中间压气站，分别为1#、2#、3#，2#站值班人员发现（并确认）进站压力降低较快，请分析工况。
1.压力表或变送器引压管漏气，引起的误信号；2.1#压气站压缩机组停机；3.1#、2#压气站之间线路截断阀关闭；4.1#、2#压气站之间管线泄漏；5.1#、2#压气站之间管线堵塞，因管线中水合物或清管作业清管器发卡形成堵塞工况分析2：某管线有连续三个中间压气站，分别为1#、2#、3#，2#站值班人员发现（并确认）出站压力上升较快，请分析工况。
1.3#压气站压缩机组停机；2.2#、3#压气站之间线路截断阀关闭；3.2#、3#压气站之间管线堵塞，因管线中水合物或清管作业清管器发卡形成堵塞。
工况分析3：压缩机站停运或压缩机组停机对输气干线工况有何影响，请分析工况。
1.工作点流量：中间某站部分机组或全部机组停运，全线由于压缩比减小，流量减小。
2.中间站停运（部分机组或全部），停运后流量减小，停运站越靠近首站，流量减少越多；3.停运站前各站停运后进出口压力均上升，停运站越靠近首站，各站进出口压力上升越多；4.停运站后各站停运后进出口压力均下降，停运站越靠近首站，各站进出口压力下降越多。
工况分析4：输气干线分气或集气对干线工况有何影响，请分析工况。
1. 分集气对流量的影响当分气时，分气点以前管内流量要增大，分气点以后管内流量要减小；当分气量越大，上述变化趋势越明显；当集气时，集气点以前管内流量要减小，集气点以后管内流量要增大；当集气量越大，变化趋势越明显。
2.分气对沿线压力的影响分气点以前管内压力均将下降；越靠近分气点，压力变化越明显；分气后各管段压力均下降。
3.进气对沿线压力的影响进气点以前，流量将比进气前的流量减小，进气点之后流量将要增加；进气之后，全线压力将要上升，越接近进气点，压力上升得越多，距进气点越远，压力上升得越少。
工况分析5：某输气站场值班人员发现过滤器上下游压差过大，请分析可能原因。
学习
Px² =P1² -(P1² )X/L -P2²
由此可绘出输气管线压力变化曲线。压力降曲线表 示输气管线内天然气压力的变化规律，在输气管理 工作具有重要意义。把实测管线压力降曲线与理论 计算压力降曲线相比较，可以发现输气管线是否正 常，哪些管段正常，哪些不正常，哪些管段有堵塞 或漏气，以便及时采取措施，排除故障。
.
• (5) 各交通要道及重要地区必须专人守卫，试压期间断 绝交通行人。 • (6) 管线两侧各50 米的居民都要离开，火种要熄灭。 • (7) 要逐步缓慢升压，大口径管线每小时升压速度不超 过1MPa/h。 • (8) 仪表要灵敏、准确，一般使用0.5 级标准表. 温度表 的分度值小于1C. • (9) 在线路上检查时要用检查仪器进行细致检查. （10）巡逻人员要机智勇敢, 但没有检查命令时不要在线 路上停留或行走，检查时要认真仔细.
2、应当尽量提高和保持管道的输送能力。 3、管道从建成之日起就应当采取有效的防腐措施， 尽量延长管道的使用寿命。 4、管道的维修工作应当以维持管道和管道设备的 高度完好状况，充分发挥管道的输送能力，确保 长期安全生产为中心任务 。 5、应当根据实际需要，采用先进技术和管理方法， 不断提高生产技术水平和管理工作质量及效率， 降低各项经营费用
⑸管线内天然气置换合格，各用户停止供气 （没有外输气量）。 •⑹根据实际情况沿线选用经过鉴定合格的精密 压力表一般精度为0.5级，温度表分度值不超 过1℃。关闭沿线不能满足量程要求的压力表 和变送器。 ⑺隔离不能试压的系统、设备、管件和仪器仪 表。
2.天然气试压的步骤及有关计算 (1）强度试压 强度试验压力值应为设计压力的1.25倍。 准备工作完成后，试压工作分步进行。 试验压力应均匀缓慢上升，每小时升压 速度不得超过1MPa。
长输高压天然气管道末端储气能力
2015年第8期 积存的气体。所有压缩机均应在不超过其最大允许功率的条件 下工作。 2）管道末段的起点压力，即最后一个压气站出口压力不 应高于压缩机站最大工作压力，并且应在钢管强度的允许范围 之内。 3）末段的终点压力不应低于城市配气管网的最小允许压 力。
2.3 高压管道储气
高压管道储气是利用本身需要建设的各种输气管道，在满 足输气能力的同时，适当增加管径，使其具有一定的储气能 力。 高压管道储气包括长输管线末段储气和城市高压管道储 气。长输管道末段储气是利用分输站至门站之间的长输管线径 向储气；城市高压管道储气是利用敷设在城市的高压管道进行 储气。 长输管线末段储气只限于管道末段，在城市外围高压储气 应用较多。高压管道储气充分利用长输管道末段压力较高的特 点，并且具有管径小，承压高的特点，高压管道末段储气节约 了地下建设空间，利用原有的输送管道具有输气和储气功能， 无需耗用其它费用，具有较好的经济性。但是高压管道储气要 根据高压输气管网的敷设长度、最高允许运行压力等决定其储 气能力，如果长度有限，压力不高时，一般只能作为储气设施 的补充。
The Storage Capacity of The Terminal of The Pipe in Long-distance Carriage of the high pressure Gas
Wang Lihua Baoji China Gas Development Co.Ltd Shaanxi Baoji 721000 Abstract：In order to settle the maldistribution on the urban gas delivering，the storage range needs to be adjusted regionally.The adjustment for the storage range on the latter part is both efficient and economical.The length，diameter and storage capacity need to be determined in optimization. Keywords：long-distance high pressure pipeline；natural gas；safe range；pipe diameter；pipe length；storage capacity 随着人们生活水平的不断提高及环保意识的增强，天然气 的需求量增长较快，利用天然气替代煤炭用于城市取暖、交通 运输和工业燃料等领域，由于城市化进程的加快，城市规模的 扩大，工业、商业及居民用气量增长较快，其城市周边的干、 支线输气管的逐步增多，为了满足城市用气提供保证。 月高峰系数为1.2，燃气空调运行时每日是相对稳定的，确定 日高峰系数为1.05，燃气空调的时不均匀系数与其运行时间有 关，大型公建中，宾馆、商场开启时间较长，符合大小通过变 频设备自动调节，商场在营业的10小时内运行，办公楼集中在 上班时间运行，综合考虑燃气空调运行按每天10小时计算，小 时高峰系数取1.8。 K月=1.20 K日=1.05 K时=1.80 4）天然气汽车不均匀系数 燃气汽车加气站用气受季节影响较小，其月、日用气比较 均匀，可近似认为月和日的不均匀系数都为1，汽车加气存在 着较大的时不均匀性，受加气站的储气容积、压缩机运行时 间、公交车和出租车的运行时间及交接班习惯的影响，根据城 市汽车加气站的运行情况，汽车加气每天的工作时间按16小时 计算，确定汽车加气站小时高峰系数为1.5。 K月=1.00 K日=1.00 K时=1.50 根据各类用户用气量的确定，最终确定年平均日用气量， 由于气源的供应量不能完全随用气量的变化而变，要考虑供气 和用气之间的平衡，这就是要考虑调峰问题。
浅谈天然气集输干线运行中存在的主要问题和对策探讨
2018年10月浅谈天然气集输干线运行中存在的主要问题和对策探讨张志鹏（长庆油田公司第六采气厂，陕西西安710000）摘要：近年来伴随着油气田的高速发展和社会用气需求的增加，各类型管网在各个地区中密集分布。
天然气管道的安全稳定运行关系着人民生活和生产活动乃至国家和社会的稳定。
天然气集输管道系统的每一次故障都有可能给社会造成无法估量的损失。
所以，保证天然气管道系统安全运行是天然气集输管理部门的首要任务之一。
对此，为了更好的提高天然气集输管网的运行安全性，本文分析了天然气集输干线运行存在的主要问题和对策。
关键词：天然气集输干线；主要问题；对策伴随着节能环保理念的普及，清洁能源显得越发重要，天然气是安全、高效的的清洁能源，加大天然气的开发和使用，能够改善能源消费结构，缓解环境污染的压力，而要保障天然气资源充足供应就必须要建设更多高效的天然气集输管道。
随着天然气集输管道建设工作的不断推进，集输管道覆盖面积也随之扩大，集输管道系统也越加复杂化。
集输管道呈现点多、面广、沿线地形地貌复杂多变等特征。
同时，天然气集输干线由于具有高压高能、易燃易爆、有毒有害、连续作业、点多线长、环境复杂等特点，同时具备较强的扩散性能，危害性较大，所以在天然气集输干线的安全问题显得非常重要，加强对天然气集输干线存在的问题及危险性分析，并采取相应的安全对策，对天然气集输干线安全运行具有重要的意义。
1天然气集输干线运行中的常见问题（1）管线管理缺乏规范性、违章占压、第三方施工损伤问题突出近些年，伴随着集输管线规模不断扩大，县镇、乡村地区的管线不断增多，尽管石油天然气管道保护法对管道占压有明确的规定。
但是，一些单位和个人为了自己的利益，常常忽视管线的安全生产和管理，在管道上方和管道附近修建公路、房屋及其它建筑物等，违章占压现象的大量存在，导致压管、安全距离不够等，而且一旦发生管线天然气泄露，极易造成爆炸伤亡事故，造成经济损失和人员伤亡，使管线运行存在巨大的安全隐患；同时，在管线管理方面缺乏规范性，导致许多第三方部门或者相关油气企业为了谋取便利或利润，在已有管线附近或者上方进行铺设油气水管道、打井、建筑施工等方面不根据规范进行，经常会出现损坏甚至铲破天然气集输管道的现象，再加上安全意识的薄弱，给天然气集输管道的安全运行造成很大的风险和隐患[1]。