天然氣主干網沿程節點(進站點)壓力計算

上海天然氣管網有限公司 沈世杰

天然氣主干網上的節點壓力隨時跟著管網用氣量、管道中的流量在變化，夜高峰時段的這種變化程度尤為明顯，調度人員就此用當時SCADA系統提供的數據與昨日對應的比對(SCADA系統提供的壓力數據，都只是一個壓力測量值，相互之間無關系)，或者是用總的小時供氣量、用氣量、輸氣管道儲氣變化量和管容等參數，作一些簡單的計算，以此來判斷下跌中的節點壓力值正常與否。

水力計算是研究一定的輸氣管道的流量與壓力之間的關系，按照這種關系，用計算得到的正確壓力值與SCADA的壓力測量值之間差值的大小對壓力正常與否作判斷，具有簡單、直觀、準確度較高優點。

1 輸氣管道壓力計算公式

輸氣管道的水力計算基本公式是以質量守恒、動量守恒、能量守恒的氣體在管道中流動的基本方程為基礎，忽略一些對計算結果影響不大的因素變形、整理后得到的。

方程式成立的條件：

(1)一維流動，即管道截面上的壓力、流速等參數分布均勻；

(2)穩定流動，即流動參數不隨時間變化；

(3)等溫，即埋地管道沿線溫度變化小。

氣體在管道中流動的基本方程式為：

式中：p—管道中氣體壓力，Pa；

x—沿管長變量，m；

ρ—氣體的密度，kg/m3；

ν—氣體的流速，m/s；

g—重力加速度，m/s2；

θ—管道與水平面間的傾角，rad；

λ—水力摩阻系數；

D—管道內徑，m；

Z—氣體壓縮系數；無因次；

T—管道中氣體平均溫度，K；

R—天然氣的氣體常數，m2/(s2·K)。

輸氣管道水力計算基本公式為：

把標準大氣壓p0= 101.325× 103Pa代入(4)式，把(4)式中的壓力單位 Pa、流量單位 m3/s、管道內徑單位m分別換算成Pa、m3/h、mm，去掉(4)式中的Z/Z0項(對計算結果影響不大)，變形、整理后得到如下高中壓輸氣管道壓力計算公式(換算過程略)?！?br>