TGNET 軟件在多氣源用戶復雜長輸管網中的應用分析

（山東萊克工程設計有限公司，山東 東營 257000）

一、引言

某天然氣管輸項目管道全長100.1km，主要包括一條輸氣干線，管線設計輸量為24×108m3/a，設計壓力為6.3MPa。

本工程氣田外輸管網系統包括兩條干線和兩條支線，四條管線全長230km。輸氣管網系統有多處氣源，是典型的多氣源用戶復雜長輸管網。本文希望通過運用TGNET 軟件進行輸氣管道管徑的比選以及核算管網最大輸氣能力。

二、主要工藝參數

（一）天然氣組分

本工程輸送介質為氣田所產天然氣，氣田氣經凈化處理后進入長輸管道。

表2.1-1 凈化廠來氣組分和主要物性參數

（二）管道設計輸量

根據資源與市場平衡分析，進入氣田整個外輸供氣管網氣量51×108m3/a，其中本項目管道預估市場量18×108m3/a，用戶正常用氣量10.6×108m3/a，最小用氣量6.36×108m3/a，其余方向發展用氣量7.43×108m3/a。

三、管道輸氣能力計算及分析

TGNET 軟件是世界公認的用于氣體管道水力學計算、儲氣能力分析、日常操作決策和計算分析的高精度軟件[1]。

（一）計算公式

TGNET 軟件通常采用Sarem、BWRS、Peng、Peng-78、SRK5 種方程[3]。本工程計算選用BWRS 計算公式模型：

P1—管道計算段的起點壓力（絕），MPa；

P2—管道計算段的終點壓力（絕），MPa；

d—管道內徑，cm；

λ—水力摩阻系數；

Z—壓縮因子；

Δ—相對密度；

T—管道內氣體的平均溫度，K；

L—管道計算段的長度，km；

α—系數，m-1；

Ra—氣體常數，標況下Ra ＝287.1m2/（s2·K）；

Δh—管道計算段終點對起點標高差，m；

n—分管段數。

hi—分管段終點標高，m；

hi-1—分管段起點標高，m；

Li—分管段長度，km；

g—重力加速度，g ＝9.81m/s2。

（二）管道輸氣工藝分析

已建集輸管網干線管徑DN600、首站1～閥室支線管徑DN300，凈化廠4至清管站2 管線管徑DN500、凈化廠4 至清管站2 管線管徑DN500、凈化廠3至閥室管線管徑DN400，設計輸送任務51×108m3/a，設計壓力6.3MPa。

1.管道管徑比選及最大輸氣能力核算

考慮到本管道系統設計壓力6.3MPa，由此運用TGNET 軟件進行管徑計算，選用DN600 管徑進行核算，計算結果見表3.2-1。

表3.2-1 工藝計算結果（DN600 管徑）

根據核算結果，結論如下：

采用DN600 管徑時最大輸氣能力21×108m3/a，滿足要求。

2.集輸管道最小輸量時，末站1 及整個外輸管網輸氣能力核算

考慮末站2 初期僅給廠區供氣，且廠區裝置運行負荷僅達到60%，此時新建管道輸氣能力最小，輸氣量為6.36×108m3/a。選用DN600 管徑核算此工況下末站1 及整個氣田外輸管網最大輸氣能力，計算結果見表3.2-2 及圖3.2-2。

表3.2-2 工藝計算結果

根據核算結果，得出如下結論：

1.當集輸管道最小輸量6.36×108m3/a 時，清管站1 至末站1 管線最大輸氣能力為42.8×108m3/a，整個氣田外輸管網最大輸氣能力為49.16×108m3/a。

2.該狀況下，且首站1、首站2所需最高外輸供氣壓力為5.1MPa、4.63MPa，均低于凈化廠1、凈化廠2 最高供氣壓力5.1MPa。

四、結論

1.在運用TGNET 軟件計算輸氣能力時，在確保管網最高運行壓力不超過設計壓力的條件下，應首先進行管徑比對，結合設計輸量選擇最適合的管徑。

2.管網工藝計算需根據上游氣田開發方案、結合下游市場建設進度，編制逐年供用氣計劃，做好進口、出口的供用氣量平衡和壓力平衡。