輸氣管道工藝計(jì)算探析

牛元鎮(zhèn)

(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤(pán)錦 124010)

輸氣管道工藝計(jì)算探析

牛元鎮(zhèn)

(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤(pán)錦 124010)

輸氣管道設(shè)計(jì)主要包括工藝站場(chǎng)設(shè)計(jì)和線路設(shè)計(jì)，工藝專(zhuān)業(yè)根據(jù)氣源條件和用氣市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，自然地理?xiàng)l件調(diào)研資料，考慮管道管材市場(chǎng)價(jià)格因素，用氣區(qū)域長(zhǎng)遠(yuǎn)期用氣發(fā)展預(yù)測(cè)，提出管徑、壓力的比選方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后，推薦合理的工藝方案。本文將通過(guò)案例，介紹工藝計(jì)算中輸氣量、管徑、壓力的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選方法。

輸氣管道；工藝計(jì)算；管徑；壓力；技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選

1 案例分析

某省規(guī)劃由A市至B、C兩市新建輸氣管道工程，氣源位于某長(zhǎng)輸管道干線的A市分輸站，分輸站出口氣源壓力6.3MPa，要求C市末站進(jìn)站壓力不低于4.0MPa。

氣源地A市到B市 120公里，B市到C市 100公里，B、C兩市2018至2027年天然氣需求量預(yù)測(cè)見(jiàn)表1。

表1 2018～2027年天然氣配置表 (單位：×108Nm3/a)

(1)所需基礎(chǔ)資料 ①氣體組分；②供氣氣源數(shù)量、位置、供氣量及其變化范圍；③氣源的壓力、溫度及其變化范圍；④沿線用戶(hù)對(duì)供氣壓力、供氣量及變化區(qū)間的范圍；⑤沿線自然環(huán)境條件和沿線管道埋設(shè)地溫。

(2)計(jì)算公式和軟件 計(jì)算公式按照《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50251-2015)(不考慮高差影響)，根據(jù)公式，可分析考慮各參數(shù)對(duì)輸量的影響。計(jì)算軟件采用STONER 公司的SPS軟件。

(3)輸氣工藝計(jì)算 ①工藝方案。全線設(shè)計(jì)輸量10.0×108Nm3/a，設(shè)計(jì)壓力6.3MPa，按照高月高日高時(shí)輸量(136905 Nm3/h)初算，列出以下管徑組合方案進(jìn)行水力分析：

方案一： A市至B市管徑DN400mm，B市至C市管徑DN400mm；方案二： A市至B市管徑DN450mm，B市至C市管徑DN350mm；方案三： A市至B市管徑DN450mm，B市至C市管徑DN400mm。

②水力計(jì)算模型。水力計(jì)算模型圖如下：

（4）工藝方案計(jì)算結(jié)果 根據(jù)水力計(jì)算模型，結(jié)合工藝參數(shù)，三種方案計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 方案比選計(jì)算表

由表2看出，方案一C市末站壓力低于4.0MPa，不滿(mǎn)足要求，方案二和方案三滿(mǎn)足C市末站最低進(jìn)站壓力要求。對(duì)方案二、三進(jìn)行最大輸氣能力分析，見(jiàn)表3和表4。

①在滿(mǎn)足C市末站進(jìn)站壓力不小于4.0MPa，且B市分輸不小于5.4億方/年的情況下。

表3 最大輸氣能力分析計(jì)算表

②在滿(mǎn)足C市末站進(jìn)站壓力不小于4.0MPa，且C市分輸不小于4.6億方/年的情況下。

表4 最大輸氣能力分析計(jì)算表

(5)比選結(jié)果 由表2、表3、表4計(jì)算結(jié)果得出，在滿(mǎn)足按照高月高日高時(shí)輸量的情況下，方案二和方案三管徑組合均能滿(mǎn)足C市末站進(jìn)站壓力不小于4.0MPa的要求。考慮到本工程線路長(zhǎng)度較長(zhǎng)，管道的管徑對(duì)管道工程的總投資的影響較大，在滿(mǎn)足輸氣量要求的情況下，同時(shí)兼顧未來(lái)發(fā)展需要，推薦本項(xiàng)目采用方案二管徑組合，即A市至B市管徑DN450mm，B市至C市管徑DN350mm。此案例考慮了線路長(zhǎng)度的影響，如果線路長(zhǎng)度較短，考慮管材統(tǒng)一定貨方便和將來(lái)的區(qū)域市場(chǎng)發(fā)展等因素，可采用統(tǒng)一管徑的方案。

2 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)案例分析，簡(jiǎn)單介紹了工藝計(jì)算中輸氣量、管徑、壓力的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選思路。在滿(mǎn)足長(zhǎng)遠(yuǎn)期輸氣量和起末點(diǎn)壓力要求的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)不同的管徑組合方案分析，考慮線路長(zhǎng)度對(duì)管材投資的影響，從而推薦合理的管徑組合方案。

[1]石油和化工工程設(shè)計(jì)工作手冊(cè)編委會(huì).石油和化工工程設(shè)計(jì)工作手冊(cè)(第五冊(cè))輸氣管道工程設(shè)計(jì)[S].中國(guó)石油大學(xué)出版社,2010.7.

[2]諶貴宇,等.GB50251-2015 輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)計(jì)劃出版社,2015,2.

牛元鎮(zhèn)(1984-)，男，山東新泰人，工程師，2007年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)油氣儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事油氣田地面工程設(shè)計(jì)工作和油氣管道工程設(shè)計(jì)工作。