天然气输气管道放空时间的计算_吴渊
20℃燃气管道放散时间的计算
放散始表压P1 Pa 30000 放散末表压P2 Pa 0 管径D mm 204.6 管道长度L m 500 孔口系数n 0.7 放散点系数E 1.15
参数
放散始燃气密度ρ 放散末燃气密度ρ Kg/m³ Kg/m³ 0.930528923 L≥500m或D≥ DN250管径时放散 置换系数K 0.717647657
放散管d 放07 （min） 2.5 多放散点放散时间T2 13.27 放散 （min） 单放散点放散时间T1 时间 L＜500m或D＜ 20.30 （min） DN250管径时放散 2.2 多放散点放散时间T2 置换系数K 11.67 （min） 说明：气体密度均按20℃时考虑，放散后气体密度按1个大气压下的气体密度取值；因 现场实际采用管口未砸扁的放散管，故孔口系数n(一般取0.5～0.7)取0.7；放散点系数 E(一般取1.1～1.2)取1.15；放散置换系数K(一般取2～3)。
对管线内天然气放空时间及放空量的探讨
２ 实例计算
Ｍ一放空气体的相对分子质量； Ｒ一８４８公斤×米／公斤×Ｋ； Ｋ一绝热指数；Ｋ＝Ｃ，／Ｃｖ，天然气：Ｋ一１．３，空气： Ｋ一１．４ Ｆ一放空阀全开时截面积（ｍ２）； ｐ一阀门开启度（横坐标）；根据阀门开启高度及管 径之比（ｈ／ｄ坐标）查图１。 Ｐ．、Ｐ：一放空前后管线绝对压力（ＭＰａ）； Ｔ一管线温度Ｋ，ｇ一９．８ Ｚ一天然气压缩系数。
化速肌沌一誓一器．Ｐ’由ｖ２可以看出；随着
１）若放空后的天然气状态为工程标准状态时，即： 放空管内压力Ｐ的下降，单位时间内的放空量减少。
Ｐ：＝Ｐ。时，Ｐｏ、Ｖ。、Ｚ。、Ｔ。均为工程标准状态（即２０℃，
经过上述公式的推导及实际计算结果可知在放空
１个标准大气压）下的参数
阀的开启度不变的情况下：
器＝精ｊ％＝笔警
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《云南化工》２００６年征订启事
《云南化工》于１９７３年创刊，是国内外公开发行的化学化工综合性科技期刊。刊号ＩＳＳＮｌ００４～２７５Ｘ／
由于ｐ一群 （２）
将（２）式代人（１）式得出：
ｗ器一僦￡
放空
（３）
得出的公式，分别计算了两阀室间管段的放空情况，通
放散所需时间的计算
放散所需时间的计算在整个置换工程中，管网置换与燃具置换需要紧密配合，而放散时间是管网置换时间的重要组成部分，对放散时间进行估算有利于置换工作的合理安排。
加快置换速度。
燃烧放散时间与燃烧器的种类有密切的关系，准确的理论计算很难实现。
经经验测试与理论结合。
可对直接放散的时间进行估算，计算公式如下：管道换气时间估逄公式［1］：通过放散孔的气体流速v[1]:其中：ν-放散孔LI气体流速(m／s)；p-管内气体的压力(Pa)；ρ-管内气体的密度(kg／m3)；n-孔口系数(取O.5～0.7)。
由于随着放散时间的延续，管内气体的压力和密度不断地变化，故单个放散口放散时间的计算公式：其中：T-单个放散口放散时间(h)K-放散置换系数(一般取2～3)；ρl-放散开始时管内气体的密度(kg／m3)；p2-放散结束时管内气体的密度(kg／m3)；P1-放散开始时管内气体的表压(Pa)；P2-放散结束时管内气体的表压(Pa)；V-放散管道内气体的体积(m3)；A-放散孔口的截面积：ν-放散孔口气体流速(m／s1。
设管径为D、管长为L，放散管管径为d，对放散时间进行积分：放散时间调查及公式计算见表1。
由表1可看出，放散置换系数K与放散管道的长度和管径大小有关。
当管道长度大于等于500m或管径大于等于DN250时，放散置换系数K可取2.5：其余，放散置换系数K 取2.2。
对于比较长的管线进行放散时通常要设多个放散点以加快放散的进程。
但实际放散时间因放散点数量多少、位置不同及放散的相互影响，并不是简单的算术平均，而应考虑放散点系数，故多个放散点理论所需的放散时间即为：其中：T′-多个放散点所需的放散时间；T-单个放散点所需的放散时间；N-放散点的个数：E-放散点系数(取1.1～1.2)例如，按表1所示，采用本文所推导的公式(2)计算益田路市政管接驳时单个放散点所需的放散时间：说明：表中所示气体压力均为表压；气体组份按丙烷与异丁烷体积比为4:6计；气体密度均按20℃时考虑，放散后气体密度按1个大气压下的气体密度取值；因现场实际采用管口未砸扁的放散管，故n取0.7；放散置换系数K分别取2.2和2.5；且放散点系数E取1．15。
天然气放空操作流程
天然气放空操作流程
先把天然气的总阀门关掉，其次把天然气灶的开关打开，让天然气灶一直燃烧，当天然气灶自动熄火的时候，就代表天然气管里面的空气被排放干净了。
先把天然气的总阀门关掉，其次将天然气灶和天然气管之间的连接口断开，这样空气就可以从接口位置排放出来，一般只要等待3分钟左右，就可以把空气排放干净了。
先将二氧化碳或者是水或者是氮气灌入到天然气管道中，然后把气阀打开进行放水，这样管道里面的空气就会被排放出来了。
【精品】输气管道站场泄放系统的计算-2019年文档
输气管道站场泄放系统的计算-2019年文档输气管道站场泄放系统的计算放空系统是天然气站场的重要系统之一，放空系统不仅可以在工程投产、维抢修时有组织的将管线和设备中的天然气引致放空立管或火炬，还可以在站场或上下游管线发生事故时及时泄放掉管线和设备内的天然气，以防止事故的滋生和蔓延。
一、天然气长输管道站场放空系统计算的构成分解放空系统的计算为：设备、容器安全阀放空计算，站场事故放空计算，进出站管线放空计算，放空汇管尺寸计算，放空立管和放空火炬计算。
（一）安全阀放空计算。
放空系统中安全阀的计算主要是用来协助安全阀的选型，计算内容主要包括最大泄放量计算、安全阀喉管面积的计算。
1、安全阀的选型计算。
安全阀的选型计算可按照该思路进行：估算被保护设备、容器或管线的有效容积――依照API RP 521规定求解事故工况时允许的最小最大泄放量（15min内将设备或容器内的压力泄放至0.69MPa，具体计算可采用HYSYS、VISUAL FLOW等软件）――安全阀喉管面积计算（根据安全阀以允许的最大泄放量泄放时阀出口处马赫数不超过0.9反算喉管面积）――安全阀选型（依据计算喉管面积选择合适尺寸的安全阀）――校核采用所选安全阀时的最大泄放量和出口马赫数是否满足要求（若满足15min内可泄放至0.69MPa和出口处马赫数不超过0.9则计算结束，否则重新选型核算）。
2、阀前管径计算。
为了防止过大压损产生震动，造成对泄放装置的危害，需要限制该压损的大小。
按照APIRP520规定，该段压损不得高于安全阀设定压力的3%，以此为边界条件反算最大泄放量时可允许的最小阀前管径，但最终选取管径不得小于安全阀入口口径。
3、阀后管径的计算。
阀后管径的计算思路为：阀后允许背压大小的确定（依据选用安全阀的类型、设定压力及系统中其他有可能同时泄放的安全阀的设定压力合理确定。
API RP521规定：在确定放空管系尺寸时，应使可能同时泄放的各安全阀后的累积回压在该安全阀定压的10%左右）――阀至放空终端间管线的允许压降（安全阀最大允许背压减去附加背压）――求得阀后管线允许最小管径（据该段管线的允许压降、最大泄放量和API中阀后出口管线流速低于1Ma、干管及总管流速低于0.7Ma的要求反算管径）――圆整计算管径并校核选用管径管线放空时阀后背压的实际值。
天然气长输管道放空时间的探讨
天然气长输管道放空时间的探讨1. 引言1.1 背景介绍天然气长输管道被广泛应用于天然气资源的输送和分配。
在天然气长输管道系统中，为了确保运行安全和管道的正常运行，需要定期进行放空操作。
放空是指将管道中的气体排放到大气中，以便进行维护、修理或其他操作。
天然气长输管道的放空时间会影响到管道系统的运行效率和安全性。
随着天然气资源的不断开发和利用，天然气长输管道放空时间的研究变得越来越重要。
通过对放空时间进行探讨和研究，可以有效地提高管道系统的运行效率，减少资源和能源的浪费，降低环境污染和安全风险。
对于天然气长输管道放空时间的探讨具有重要的理论和实践意义。
本文将就天然气长输管道放空时间的原因、方法、影响因素、优化方法以及实际应用进行探讨和总结，旨在深入了解天然气长输管道放空时间的研究现状和发展趋势，为相关领域的研究和实践提供参考依据。
1.2 研究意义天然气长输管道放空时间的探讨引言天然气长输管道是天然气从生产地到消费地长距离输送的重要设施，而管道放空作为管道运行过程中的一项必要操作，对管道安全和运行稳定性具有重要意义。
研究天然气长输管道放空时间的意义主要体现在以下几个方面：随着天然气长输管道的建设和运营规模不断扩大，管道放空时间的长短会直接影响到管道系统的正常运行。
合理控制放空时间能够有效减少管道内气体的混合和氧气的含量，减少事故发生的可能性，提高管道输送的安全性和稳定性。
天然气长输管道放空时间的研究对于提高管道系统的运行效率具有重要意义。
合理控制放空时间可以减少过程中的能量消耗，降低运行成本，提高生产效率。
研究天然气长输管道放空时间还可以为管道设备的设计和改进提供参考依据，进一步提高管道系统的可靠性和安全性。
研究天然气长输管道放空时间具有重要的工程实践意义和学术价值，对于保障天然气长输管道系统的安全、稳定运行具有积极的促进作用。
2. 正文2.1 天然气长输管道放空的原因管道维护和检修是天然气长输管道放空的主要原因之一。
天然气长输管道站场放空系统计算
３ 进 出站管 线放 空
进 出站 管 线 上 Ｂ Ｖ阀 的选 型 同站 场 事 故 放 空 Ｄ 管 线 上 Ｂ Ｖ阀 的 计 算 ，区别 在 于 最 大 泄放 量 的 确 Ｄ 定 。计 算 思 路 为 ：确 定 事 故 时所 需 Ｂ Ｖ阀 的 最 大 Ｄ
照 Ｇ ０８ — ０４中的公 式 。计 算 思 路 为 ：分析 火 Ｂ５１ ３ ２０ 泄放量 ；按 最大泄放量 和调节 阀 Ｃ 值的计算公式 炬周 围 的设施 及环 境状 况 ，确定 敏 感点 （ 虑 辐射 考 计算所需 ｃ， ；依据 Ｃ 值和最大泄放量选择合适 算 （ 火焰 长度 可
的泄 压保 护 ，还 可 以节省 Ｔ 程建 设 费用 ，方 便 日后
运 营管 理 。
１ 安全 阀放 空
（ ）选 型 计算 。安全 阀 的选 型计 算可 按 照 以下 １ 思 路进 行 ：估 算被 保 护设 备 、容 器或 管线 的有 效 容 积 ；依 照 Ａ Ｉ Ｐ５ １ Ｐ ２ 规定 求解 事 故Ｔ 况 时允许 的最 Ｒ 小 、最 大泄 放 量 ；安 全 阀喉管 面 积计算 ；安全 阀选
（ ）尽 量缩 短安 全 阀前 管线 的长 度 以及安 全 阀 ２
５ 放 空 立管
（ ）管 径计算 。放空 立管 管径 主要 取 决于 放空 １
立管的放空量和出口处允许的马赫数 ，可通过提高 至 放空 立管 或火 炬 问 的管 线 长度 。缩 短安 全 阀前 管 出口处气体 的马赫数来减小放空管径 ，但马赫数偏 线长度可以降低该段管线 的压力损失 ，从而减小震 动 ；缩 短安 全 阀至放 空立 管 或火炬 间的 管线 长度 可 高 会导 致 放 空 噪声 过 大 。根 据 规范 Ｇ ０８ — ０４ Ｂ５ １３ ２０ 以降低安全 阀的背压 ， 使被保护设备 、容器或管线 规 定 ，事 故 状 态 下 ， 出 口处 马 赫 数 不 高 于 ０５马 ． 在 超压 时 ，安全 阀可 以及 时 迅速起 跳 ，并 以设 计 量 赫 。 因此 ，在 计 算 时 ，可 以 根 据 出 口处 马 赫 数 为
天然气长输管道放空时间的探讨
天然气长输管道放空时间的探讨【摘要】天然气长输管道放空时间是管道运行中一个重要的环节，影响着管道的安全运行和环境保护。
本文通过探讨需要考虑的因素、放空时间的计算方法、放空时间对管道安全的影响、放空时间的优化方案以及放空时间与环境保护的关系，来深入分析该问题。
放空时间的合理安排能够减少事故风险，提高运行效率，同时也有利于保护环境。
我们需要深刻认识天然气长输管道放空时间的重要性，同时也需要在未来的研究中更加重视这一方面，以保障管道运行的安全和环保效果。
在这篇文章中，我们对放空时间进行了全面的探讨，希望能够引起更多人的重视并促进相关领域的研究与发展。
【关键词】关键词：天然气长输管道、放空时间、探讨、因素、计算方法、安全影响、优化方案、环境保护、重要性、未来研究方向、总结1. 引言1.1 天然气长输管道放空时间的探讨天然气长输管道是将地下埋设的天然气输送到各个城市和工业区域的重要设施。
在管道运行的过程中，由于管道内的天然气可能会受到污染或需要进行维护保养，这时就需要进行放空操作。
放空操作的时间长短直接影响到管道的安全运行，因此对天然气长输管道放空时间的探讨显得尤为重要。
天然气长输管道放空时间需要综合考虑多个因素，包括管道内气体性质、管道长度、管道直径、放空速度等。
需要根据这些因素来确定最合适的放空时间，以确保在放空过程中能够有效排除管道内的有害物质。
在计算放空时间时，可以采用数学模型来模拟管道内气体的流动情况，从而得出最佳的放空时间。
还需要考虑到实际运行中可能出现的异常情况，提前制定相应的安全预案。
放空时间对管道安全有着直接的影响，过长或过短的放空时间都会带来不利后果。
需要在保证管道安全的前提下，尽量优化放空时间，提高工作效率。
未来在天然气长输管道放空时间方面的研究还有很多待探讨的地方，例如如何进一步提高放空操作的精准度、如何降低放空过程中的能耗、如何优化放空设备等。
通过不断的研究探讨，可以更好地保障天然气长输管道的安全运行。
天然气长输管道放空时间的探讨
天然气长输管道放空时间的探讨随着天然气的广泛应用和需求的增加，天然气长输管道的建设也日益重要。
由于管道运输过程中存在着一定的泄漏风险，为了保证运输安全和管道的正常运行，需要定期进行放空操作。
本文将从放空时间的选择和影响因素两个方面对天然气长输管道放空时间进行探讨。
一、放空时间的选择天然气长输管道的放空时间一般包括自然放空和人工放空两个阶段。
自然放空是指在管道封闭后，由于管道本身负压力和管道连接点的泄漏，管道内的天然气逐渐释放到大气中；人工放空是指通过人为操作，将管道内剩余的天然气进行排放。
放空时间的选择既要考虑到放空的完整性，又要充分利用时间和提高工作效率。
一方面，放空时间过长会造成能源浪费，影响工作进度；放空时间过短则可能导致管道内残留的天然气无法完全排放，存在一定的安全隐患。
在选择放空时间时，需要综合考虑以下几个因素：管道长度、管道直径、管道材质、管道运输介质等。
1. 管道长度：管道越长，放空时间越长。
因为天然气的泄漏速度与管道长度成正比，所以对于较长的管道，建议适当延长放空时间，以确保天然气完全排放。
2. 管道直径：管道直径越大，放空时间越短。
由于管道直径的增大可以提高放空速度，所以对于直径较大的管道，放空时间可以适当缩短。
3. 管道材质：管道材质的不同也会影响放空时间。
一般而言，具有较高的导热系数和导热面积的材质可以加快放空速度，在选择管道材质时，可以考虑选用导热性能较好的材料。
4. 管道运输介质：不同的天然气运输介质对放空时间也有一定的影响。
液态天然气的放空速度要快于气态天然气，所以在运输液态天然气的管道中，可以适当缩短放空时间。
二、放空时间的影响因素天然气长输管道放空时间的选择还会受到一些其他因素的影响。
1. 管道设计参数：管道的设计参数包括管道的工作压力、流量等。
这些设计参数直接影响到管道的泄漏速度和泄漏量。
一般而言，设计参数越高，泄漏速度越快，所需要的放空时间就越短。
2. 管道泄漏率：管道的泄漏率是指管道在正常工作状态下的天然气泄漏量与总流量之比。
天然气长输管道放空时间的探讨
天然气长输管道放空时间的探讨摘要：随着我国环境保护力度不断加大，对于新型能源的开发和利用，成为当前重点研究对象。
在目前使用的能源中，将天然气作为人们生活常用能源，同时也在许多领域起到至关重要的作用。
随着科学技术的发展，对于天然气的使用和开采，具有十分成熟的技术。
但是对于输送阶段管道放空时间，还需要采取更多的有效措施。
本文围绕天然气放空阶段的时间问题，对于在输送管道运行时间展开讨论，不仅能够有效提升利用率，同时对于出现的安全事故能够争取更多的时间，为今后的天然气放空时间提供参考价值。
关键词：天然气;长输管道;天然气放空;放空时间;放空量1 天然气长输管道的特点分析在目前的天然气输送过程中，通常将输送管线地下安装，并且不受到周围环境的影响，同时具有较高的输送能力，最重要的就是能够使整个输送过程，具有安全稳定的环境，确保天然气的输送能够符合使用要求。
随着科学技术的发展，为天然气管道的输送创造更多的条件，增加多种监管和管理措施，使其具有智能化和自动化的特点，同时也会收获很好的经济效益。
2 放空过程中气体流动的水力特性根据场站管道施工流程分析，由于放空管道会受到气体流动的影响，从而导致水力对其放空过程产生影响，所以需要按照不同的方式，能够进行正确的施工：①由于放空管道距离要小于场站管道，所以会承受巨大的压强;②由于放空管道的距离较短，会受到环境温度的影响，使放空天然气的密度和流动速度发生很大的变化;③当天然气在放空管道时，不能形成稳定的流动状态，同时在不同管道气体流动时，随着时间的推移从而有不同形式的出现。
在目前天然气进行放空时，通常会出现以下三种情况：在放空管道内，天然气会出现壅塞流状态。
这是由于在放空开始时，在管道的入口位置，会有受到较大的压力影响，并且会直接导致气体流动速度发生变化。
3 常见的几种放空时间计算方法针对天然气管道放空过程，由于放空所需时间具有重要的作用，在目前的计算方法中，通常按照三种方式进行。
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fL / d
0.5 1 1 0 .5( 1)M 2 2 M ach 2 ln ach1 1 0 .5( 1)M 2 M2 ach 2 ach1
式中： fL / d —放空管路的阻力因子;
—气体等熵指数；
M ach —马赫数。
时间进行精确量化是管道运行单位值得深入研究的问题。本文对管道内天然气放空时间的计算方法进 行研究，找出相应的计算公式。并将所得公式应用于某条管线两阀室间的放空作业，得出的结论对生 产调度决策，气量调配，合理计划施工时间，组织事故抢修，从理论上提供了依据。 关 键 词：天然气； 长输管道； 天然气放空； 放空时间； 放空量 中图分类号：TE 832 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2014）09-1207-03
收稿日期： 2014-03-06 作者简介： 吴渊(1987-)，男，助理工程师，毕业于西安石油大学油气储运工程专业，现从事天然气长输管道生产调度工作。
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辽
宁
化
工
2014 年 9 月
一种方法计算过程简单，由于模型得到了简化，未 考虑阀门及放空管路的摩阻作用，因此计算出的放 空时间可能比实际放空时间短，其适用于紧急情况 例如事故状态下放空时间的计算。
ln
P 1 P 2
式中：t —放空时间，s； V —放空管段容积，m3； M —放空气体的相对分子质量； R =848 kg·m/kg·k； K —绝热指数； F —放空阀全开时的截面积，m2； Z —压缩系数； μ —阀门开启度； P1，P2 —放空前后管线绝对压力，MPa； T —管线温度，K。
然后通过分别计算放空管中三种流态（超临界 流、临界流、亚音速流）下不同的瞬时放空量，最 终通过梯形法进行数值积分算得总的放空时间。这 种模型考虑了阀门及放空管路管壁粗糙度对气体流 动的阻碍作用。 其物理模型是一个完整的放空系统， 如图 3 所示。 目前，这三种计算方法在天然气放空计算中都 得到了广泛应用，但都有其适用的环境与条件。第
V t F M ZRT 2 Kg K 1
k 1 k 1
1 放空过程中气体流动的水力特性
相比场站工艺管道， 放空管道中气体流动的水力 特性具有极大的不同点： 一、放空管道较短，放空过程中压降极大； 二、 在短距离大压差的条件下， 管道内轴向天然 气的温度、密度、流速差异极大； 三、 天然气放空过程属于非稳定流动， 放空管道 中任一点的各流动参数均随时间变化。 放空过程分为三种状态： （1）壅塞流状态即超临界流，放空前期，放空 管道入口处压力很高，出口处压力远大于环境大气 压力，天然气在出口处达到临界流速（当地音速） 。 （2）临界流状态，随着放空继续，放空管道入 口压力和出口压力逐渐下降，出口压力恰好等于环 境大气压力，放空流速仍为临界流速，放空天然气 处于临界流状态。 （3）亚音速状态，随着放空继续，气体流动越
（上接第 1199 页） 参考文献：
［1］程世庆.化学水处理设备与运行［M］.北京:中国电力出版社,2008． ［2］周英，赵欣刚.锅炉水处理实用技术［M］.北京:地震出版社,2002．
［3］李瑞扬,吕薇.锅炉水处理原理与设备［M］.哈尔滨:哈尔滨工业大学 出版社,2003． ［4］王鼎臣.水处理技术与工程实例［M］.北京.化学工业出版社,2008．
失对气体流动的影响不容忽视，管道出口气流处于 亚音速状态的时间可能对整个放空时间的影响较 大，实际放空时间往往长达数小时，因此在需要对 放空时间进行精确计算时，应选择第三种压缩流体 有摩擦绝热一维流动模型进行编程计算，或采用较 为成熟的商业软件进行模拟计算。
参考文献：
［1］ 叶学礼. 天然气放空管路水力计算[J] . 天然气工业, 1999, 19(3) : 77-81. ［2］ 李方圆，等. 川气东送管道放空参数的计算[J]. 油气储运, 2010, 29( 6) : 427-429. ［3］ 孔吉民. 对管线内天然气放空时间及放空量的探讨[J]. 石油化工 应用, 2005, 4 : 18-20. ［4］ 余洋，等. 天然气站场放空系统有关标准的解读及应用[J]. 天然 气与石油, 2011, 29(5): 11-14.
Calculation of Gas Venting Time of Natural Gas Pipeline
WU Yuan，JIN Jin
（Shaanxi Provincial Natural Gas Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710016，China） Abstract: Natural gas venting is an essential part of long distance gas pipeline operation units in the production process. The precise quantification of the natural gas venting time is worthy of further study. In this paper, calculation methods of gas pipeline venting time were studied, the corresponding calculation formula was determined. The formula was applied to calculate venting operation of two valve chambers in a pipeline, calculated results could provide the theoretical basis for the production scheduling decision, gas regulation and reasonable construction organization. Key words: natural gas; long distance pipeline; natural gas venting; venting time; venting amount
对于天然气长输管道运行单位来说，在生产运 行过程中涉及到天然气放空的环节主要有输气场站 设备计划检修、维修放空（如压缩机检修、阀门更 换） 、场站排污放空、计划性改线碰口放空、新管道 投产置换放空及紧急性抢修放空等。而计划性改线 碰口放空与紧急性抢修放空相对于其他环节来说放 空量较大，且对周围环境影响大，因此有必要对这 两种放空作业过程中放空时间及放空量进行确定， 这对合理计划施工时间、有效组织事故抢修有着重 要意义，并且可以将对外部环境影响及放空损耗降 至最低。
第 43 卷第 9 期 2014 年 9 月
辽 宁 化 工 Liaoning Chemical Industry
Vol.43，No. 9 September，2014
天然气输气管道放空时间的计算
吴 渊，金 金
（陕西省天然气股份有限公司， 陕西 西安 710016）
摘
要：天然气放空是天然气长输管道运行单位生产过程中必不可少的一个环节。对天然气放空
该公式是基于放空全过程均为临界流来计算 的，未考虑亚音速流态。并且忽略放空管路了的摩 阻损失。其物理模型为主管道+出气口，未考虑放 空阀组和放空管路的摩阻影响。见图 1。 第二种是考虑放空阀摩阻损失的计算公式：
1 3 0.5 2 Zd 2 t 0.191974 P 1 G D LF /
图 1 临界流计算的物理模型
该公式摘自美国天然气工程书籍，与第一种公 式相比，它增加了阀门阻力因子 F，考虑了阀门对 放空气体的阻流作用。若删去 F，不考虑阀门的影 响，则求得放空时间结果与第一种公式一致。其物 理模型见图 2 所示。
图 3 摩擦绝热一维流动模型
图 2 考虑放空阀摩阻影响的物理模型
第三种计算模型是将整个放空过程可视为可压 缩流体有摩擦绝热一维流动。为简化分析，将放空 考虑成理想气体在等截面水平放空管路中的流动。 建立理想气体在等截面水平管内有摩擦绝热一维流 动方程式（范诺方程） 。
3 临界流模型在计算中的应用
介于上述三种方法的优缺点，第一种临界流模 型计算方法较为简便，适用于实际生产中进行放空 时间的估算。下面将结合实际生产工况，对某段管 线中的两座阀室之间管道出现事故时，紧急状态下 的放空时间进行计算。 已知管线规格为φ426×7 mm，长度为 30 km， 管内压力为 3.5 MPa， 温度 17 ℃， 放空管规格φ108 ×6 mm， 阀门开启高与管径比 h/d=1.0， 现计算： （1） 把管线内天然气全部放空至与大气压力相等时的放 空时间。 （2）放空至管内压力为 1.5 MPa 时的放空 时间。利用第一种方法的计算公式算的结果为： （1） 经过计算把管内天然气全部放空只大气压 力相等时的放空时间 t1 =128 min。 （2） 放空至管内压力为 1.5 MPa 时的放空时间 t2 =50 min。
第 43 卷第 9 期
吴
渊，等：天然气输气管道放空时间的计算
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4 结
论
本文对目前常见的天然气放空管气体流动特性 进行研究， 并对放空时间的计算方法进行分析对比， 得出以下结论： （1） 天然气放空过程并非一个稳态过程， 其整 个放空过程从开始到结束共要经历三个阶段：超临 界状态、临界流动及亚音速流动。 （2） 目前常见的天然气放空计算方法有各自的 优缺点，在实际生产过程中，可根据现场需求情况 选择不同的计算方法进行计算。 （3） 由于天然气集输工程中， 出于对环境保护 和安全的考虑，放空管经常引出站外，距离主管线 几百米的空旷点，且设置有节流阀等过流部件及弯 头等。放空过程中这些管道、阀门、弯头的摩阻损
Research on Ways to Remove Oxygen From Hot Water Boiler Feedwater
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