天然气集输管网瞬态模拟软件TGNET及其应用
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。
基于TGNET软件的天然气管网动静态模拟分析
基于TGNET软件的天然气管网动静态模拟分析基于TGNET软件的天然气管网动静态模拟分析摘要：天然气管网是能源行业中重要的交通基础设施之一，对于天然气输送和分配起着重要作用。
本文利用TGNET软件，对天然气管网进行了动静态模拟分析。
通过分析模拟结果，我们可以了解管网的工作状态及对其进行优化改进的方向。
1. 引言天然气是一种清洁、高效、多功能的能源资源，广泛应用于工业、民用等领域。
为了有效输送和分配天然气，需要建立起完善的管网系统。
而天然气管网的运行状态及优化改进则需要通过模拟分析来实现。
2. TGNET软件简介TGNET软件是一种专业的天然气管网模拟分析工具，具有全面的功能和高度的灵活性。
它可以对管网进行动态和静态模拟，包括流体物理特性的模拟、压力和温度的分析等。
通过输入管道信息、起始和终点等参数，可以得到管网在不同条件下的运行状态。
3. 动静态模拟分析方法首先，通过TGNET软件建立管网模型，输入相关的管道参数、阀门信息等。
然后，设定起始点和终点，设置输送要求。
接着，通过对模型进行时间步长的设定，进行动静态模拟。
在动态模拟中，可以观察管网运行过程中的压力、温度变化等。
4. 模拟结果与分析通过对天然气管网进行动静态模拟，我们可以得到管网的运行状态以及可能存在的问题。
比如，模拟结果显示在某一区域的压力过高，可能导致泄漏风险。
此时可以通过增加阀门、降低流量等方式进行优化改进。
另外，模拟结果还可以用于预测管网在不同条件下的工作状态，为管网的设计和维护提供参考，减少风险。
5. 应用案例本文以某天然气管网为例进行了应用案例研究。
通过对该管网进行动静态模拟分析，得到了管网运行过程中的压力、温度变化等信息。
通过分析模拟结果，我们发现在某一段管道中存在压力异常的问题。
通过对阀门进行适当调整，压力问题得到了解决。
这个案例表明TGNET软件在管网优化中的作用。
6. 结论本文利用TGNET软件对天然气管网进行了动静态模拟分析，通过分析模拟结果，我们可以了解管网的工作状态及对其进行优化改进的方向。
TGNET培训讲义
概述 7
2 TGNET与SPS的区别
主要差异
动静态模型的模拟速度有所差别。对大型环状复杂管网，TGNET的仿真模拟 速度明显不如SPS快,特别是动态模拟。因此,对于大型复杂的管网建议使用SPS 软件进行仿真计算。 建立模型方式不同。两者模型建立好后,均提供了有效性检验,即查错模式,方便 使用者快速查找出模型中的错误。TGNET一旦有效性检验通过后,便可进行动静 态模拟;但SPS在模型建好,通过有效性检验后,仍然不能进行计算,因为完整的 SPS模型还需要一个非常重要的INTRAN文件,该文件需要使用者按照SPS自定义 的语言进行编程,才能进行模拟计算。 结果查看方式不同。TGNET静态模拟过程中不能随时查看结果,SPS在动静态 模拟过程中均能查看结果,但在动态时其结果随时间变化快不易查看,需要通过建 立INGRAF文件,运行GRAF后,才能查看软件自行生成了OUTGRAF结果文本文档 (静态也一样);TGNET则不需要编写任何程序,可以直接查看结果趋势和表。
总体而言， TGNET软件界面友好，操作方便，不必编写程序，在管道规划 、方案比选、设计等前期阶段建议采用TGNET。 SPS软件操作较复杂，可在线 仿真，瞬态模拟功能强大，在复杂管网瞬态计算、逻辑控制和二次开发、生产 运行等后期阶段建议采用SPS。
概述 3 软件的人机界面
•主视窗：控制按钮、标题条、菜单条、工具条、工作区、状态条。
编辑动 态脚本
查看趋 势图
沿程变化 曲线向导
软件的人机界面—工具条 21
倒回到初 态 / 前进 到末态
启动 / 停 止 /暂停 动态模拟
按指定步 数模拟
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。
TGNET在输气管道瞬态变化中的应用
TGNET在输气管道瞬态变化中的应用摘要：传统设计主要是基于稳态工况下的设计，未考虑变负荷或事故工况对管网系统的冲击影响。
本文基于TGNET软件，结合工程案例，对不同工况进行动态模拟，分析管网系统运营的稳定性和事故的响应能力，并提出相应的运维措施。
关键词：输气管道；变负荷；事故工况；动态模拟；运维措施Application of TGNET in transient change of gas pipelinesLu Tao1,Yang Jiang2(Xi'an Branch of Shanghai Municipal Engineering Design and Research Institute (Group) Co., Ltd)Abstract: The traditional design is mainly based on the design under steady-state conditions, and the impact of variable loads or accident conditions on the pipeline system is not considered.Based on TGNET software and combining engineering cases, this paper dynamically simulates different working conditions, analyzes the stability of pipeline system operation and the response ability of accidents, and puts forward corresponding operation and maintenance measures.Keywords: Gas pipeline; Variable load; Accident conditions; Dynamic simulation;Operation and maintenance measures随着经济的快速发展，城市的现代化进程越来越快，对各项配套设施要求也越来越高，尤其是天然气等清洁能源的利用。
在线管网仿真系统在天然气行业中的应用
4 产业化应用4.1 高弹改性沥青制备方法将基质沥青原料加热到185±10℃，通过上料系统添加SBS 原料与基质沥青在水平预混器内搅拌混合均匀，采用浓缩比(SBS ：基质沥青)为13%～15%的高浓缩过磨生产工艺，基质沥青与SBS 混合物一起经过胶体磨研磨，先后进入中间罐和成品罐，在成品罐内用较低温度的基质沥青降温5～10℃，并强力搅拌稀释让SBS 均匀分散在沥青中，使其SBS 的浓度保持在(4.2±0.4)%发育。
当SBS 改性沥青在成品罐中发育4～5h ，然后确认SBS 均匀分散在沥青中后，通过稳定剂胶料装置向成品罐中添加稳定剂。
添加稳定剂这一过程是硫化反应，使SBS 改性沥青不发生离析，成为一个稳定体系。
用气泵通过管线向成品罐中均匀注入液态癸二酸二辛酯，在加注的过程中速度不宜过快，开启搅拌使其与改性沥青均匀反应。
以上过程完成4～6h 后，取样分析产品的软化点、针入度、延度等指标。
4.2 高弹改性沥青生产工艺生产高弹改性沥青的工艺流程如图1所示。
图1 高弹改性沥青工艺流程图5 结语癸二酸二辛酯分子式为：C 26H 50O 4，分子量426.66，沥青的相对分子量在1000左右，根据相似相容原理两者很容易溶合，并且还具有不溶于水，溶于醇、醚、芳香烃等有机溶剂，可与聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、合成橡胶等相容的特性。
同时，它还能够促进SBS 丁苯橡胶与改性沥青的溶和。
癸二酸二辛酯沸点为248℃(1.20kPa)，闪点为277℃，具有优良的耐热性、低温柔软性及耐久性，所以添加到高温的改性沥青中其挥发性低，生产出来的高弹改性沥青产品具有很好的高低温性能。
癸二酸二辛酯低毒，对生产人员的职业健康危害很小，有利于投入工业生产使用。
试验证明每添加1%的癸二酸二辛酯能够提高10～13cm 的高弹沥青延度，延度提高幅度很大，并对软化点、针入度的影响较小，较传统生产工艺有明显优势。
参考文献：[1] JTGE20—2011T0604—2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].[2] JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].在线管网仿真系统在 天然气行业中的应用王进举(河北燃气有限公司，河北 石家庄 050001)摘要：文章在简要介绍推进管网仿真系统建设必要性和系统基本功能的基础上，详细介绍了管网仿真系统在省级管网运行中的应用，最后提出了系统应用发展的方向和系统实施过程中应注意的事项。