动态模拟在燃气环网储气调峰设计中的应用

天然气管道环网沿线用户用气量经常变化，尤其将天然气作为调峰电厂的燃料时，管网系统会出现输气不均衡现象。利用管道储气技术，通过动态模拟计算方法可以调整和优化设计，解决系统供需矛盾，向用户安全、稳定供气。动态模拟方法是基于流体力学原理，用数学分析方法对输气管网系统运行参数进行描述，以调整和优化管网系统设计。结合工程实例，采用动态模拟方法计算了管网系统储气调峰能力，并对储气量进行了校核，所得结果符合调峰电厂的储气调峰要求。     

燃气长输管道动态模拟及末段储气研究

输气管道的发展方向是大管径、高压力、长距离和调峰要求高，迫切需要对输气管道不稳定流动进行研究。基于流体力学基本原理推导的连续性方程、动量方程、能量方程以及ＳＨＢＷＲ真实气体状态方程，建立了燃气长输管道不稳定流动数学模型，采用隐式中心有限差分法编制了该模型的通用数值计算程序，结合哈－－依燃气管道工程，将计算结果进行了整理、分析和验证，并在此基础上，对燃气长输管道末段储气量进行了研究。     

燃气长输管道动态模拟及未段储气研究

输气管道的发展方向是大管径、高压力、长距离和调峰要求高,迫切需要对输气管道不稳定流动进行研究。基于流体力学基本原理推导的连续性方程、动量方程、能量方程以及SHB-WR真实气体状态方程,建立了燃气长输管道不稳定流动数学模型,采用隐式中心有限差分法编制了该模型的通用数值计算程序,结合哈—依燃气管道工程,将计算结果进行了整理、分析和验证,并在此基础上,对燃气长输管道末段储气量进行了研究。     

输气管道静态模拟及管道末段储气量计算

在对稳定流动理论分析的基础上，建立了较真实反映管内气体稳定流动的基本数学模型，该模型包括连续性方程、动量方程、能量方程和状态方程。采用四阶龙格-库塔法编制了该模型的通用数值计算程序，以陕甘宁至北京长输管道为例进行验证，并在此基础上，对稳定流动工况输气管道末段储气量进行了详细研究和计算。     

动态模拟在输气管道工艺设计中的应用

概述了动态模拟在输气管道工艺设计中的作用和意义,阐述了传统的工艺稳态设计方法的局限性,提出了动态设计方法的基本原则与步骤。通过实例对稳态和动态设计的结果进行了对比分析,指出动态模拟是提高输气管道工艺设计水平的关键。     

城市燃气管道泄漏的CFD模拟

通过建立3D和2D的CFD模型,对城市燃气管道遭受破坏后燃气的泄漏情况进行模拟,结果表明:风速与障碍物对燃气的扩散影响显著。风速越大,风沿下风向对燃气的输送作用越强,使燃气扩散加剧;障碍物前聚集的气体达到一定程度将漫过障碍物,从而在障碍物周围形成很大的危险区;当处于街道以下的燃气管道破裂时,街道峡谷效应对燃气扩散的影响较大。CFD模型具有较好的实际应用价值,可以更好地为城市燃气管道的安全管理、风险评估、事故调查、应急措施等提供依据。     

气体管网的动态仿真

综合分析了气体管网动态仿真的各种方法，指出了各种方法的优缺点。针对当前较为成熟的隐式法和特征线法，给出了它们的动态仿真模拟以及初始条件、边界条件、各类元件和节点的表示与处理方法。针对实际气体管网，分别给出了隐式法和特征线法的仿真结果。     

城市燃气管道稳态泄漏数值模拟

针对城市燃气管道分布与建筑物距离较近的特点,综合考虑风速、建筑物对燃气管道泄漏后气体分布情况的影响,建立城市燃气管道泄漏模型并对其进行网格划分,利用计算流体力学软件对天然气、人工煤气和液化石油气3种城市燃气的稳态泄漏过程进行数值模拟,考察风速分别为1 m/s和5 m/s情况下,泄漏时间为5 s、20 s、60 s和240 s时3种燃气在建筑物附近的分布情况.结果表明:风速越大,风对燃气向下风向的输送作用越强;燃气易在建筑物周围和街道峡谷内长时间堆积,形成较大危险区域.研究结果可为合理规划城市燃气管网和事故救援提供理论依据.     

模拟软件在长输天然气管道上的应用

以陕京管道为例,介绍了模拟软件系统三大部分的功能,阐述了模拟软件在长输天然气管道上应用的必要性、应用情况以及在应用中应注意的几个问题.     

高压管道储气调峰在城市配气设计中的应用

以宜兴市城市天然气工程为例，对利用高压管道解决城市用户的日调峰、小时调峰问题的可行性进行了研究。通过利用SynerGEE软件对高压管道进行动态模拟，证明该研究在技术上是可行的，在经济性、安全性上同高压球罐的储气方式相比都具有优越性。     

有分支天然气管道的优化设计

管道系统的优化设计,即注管径、壁厚、压缩机参数等主要工艺参数的最佳组合,使系统在技术上可行,经济上合理。考虑到沿线有分支天然气管道,进分气会导致各段管径,壁厚等参数的变化,同时根据技术经济学原理,引入终值费用作为管道的经济指标,建立了优化数学模型。利用混合离开变量优化方法进行求解,结果结果证明了该设计方法具有可行性。     

龙忠输气管道应用复合干燥法的可行性

介绍了输气管道投产使用的真空干燥法、干空气吹扫干燥法和甲醇扫线干燥法及其原理、工艺、技术要点.以龙门-忠县输气管道为例,对三甘醇和干燥天然气吹扫的复合方法用于管道投产前的干燥的可行性进行了研究,提出该管道应用复合干燥法的建议,并对该管段干燥所需的时间进行了预测.     

钻爆法隧道在忠武输气管道穿越中的应用

忠县长江穿越工程位于三峡工程水库区，管道穿越设计难度较大。通过对大开挖、钻爆隧道、盾构隧道三个穿越方案进行比较，决定忠县长江穿越工程采用钻爆隧道穿越方案进行穿越，该施工方案技术成熟、难度低、工程投资较省，并介绍了穿越施工中防治水的设计及施工要求。     

输气管网稳态运行优化计算方法

应用油气管道输送理论和最优化技术对管网系统的稳态运行进行了分析,建立了基于压缩机站的最小能耗费用数学模型,对管网的拓扑结构进行分解简化后,在动态规划算法的基础上结合网络最小费用流理论对其进行求解。结果表明,该计算方法对树形、环形管网均适用,而且优化效果好于一般的方法。     

西气东输管道漂浮法穿越江南水网

介绍了西气东输管道工程施工中首次采用漂浮法穿越江南水网的施工工艺，这种方法具有缩短工期和降低工程造价的特点，总结了该方法的施工经验，可为类似该水网地质条件的管道施工提供参考。     

管道末段储气调峰分析方法

在复杂输气管道稳定过程分析方法的基础上,建立了输气管道储气能力分析方法.该方法可以根据管道起点或终点的压力限制条件和稳态输量,确定管道末段储气调峰的能力和用储气库参与小时调峰的需求,能够系统地分析复杂输气管网工艺过程,确定管道末段储气调峰能力,是一种简便、实用的近似方法.在瞬态分析前,可对管网系统末段储气调峰能力进行预测和判断.经计算比较,提出的方法与SPS系统分析结果吻合很好,可用于预测管道的储气能力.在实际应用中,特别是在管道可行性研究和设计阶段具有重要的价值.     

提升低压输气管道操作压力的方法

为适应气田开发和川气东输调配需求,改善威五输气管道长期低于设计压力运行的现状,根据美国ASME B31.8-1997标准和现场实际,确定了在役管道提升操作压力的施工工序,并结合其具体施工步骤,指出了在提升管道压力施工中应采取的安全技术措施和注意事项.     

气体管网系统的仿真

分析了天然气在管道中的流动状态，建立了描述其流动的守恒型数学模型。根据该模型，讨论了动态仿真的隐式法和静态仿真法。由于气体在管道中的不稳定流动通常属于慢瞬变流，采用隐式差分法进行动态仿真时可增大仿真时步，在同时考虑稀疏矩阵编程的基础上，研制了气体管道静，动脉仿真软件ＥＧＰＮＳ。