随着社会经济的快速发展, 我国对天然气能源的应用越来越广、需求量越来越多, 天然气管道产业获得了非常大的进步, 输气管道网络初具规模, 输气管道管存计算及应用日趋增多。管存计算的主要作用是统计输气管道中的存气量, 同时, 管存在输气管道运营公司日常运行管理中也有较为广泛的应用。
1 长距离输气管道管存计算
实际气体状态方程是管存计算的主要依据, 按照质量守恒定率的标准记进行换算, 可以将实际状态下的 (天然气) 气体体积转变为标准状态体积。具体的计算公式如下所示:V=Σin, i=1 (Zo×Pi×Vi×293.15K) / (Ti×Zi×101325Pa) 。上述公式中, V表示的是总管存, 其单位为立方米;Zo可取1, 表示的是标准状态下气体的压缩因子;Pi表示的是管段i中气体的平均压力, 其单位为帕斯卡;Vi表示的是管段i的管容, 其单位为立方米;Ti表示的是管段i中气体的平均温度, 其单位为开尔文;Zi表示的是管段i中的气体在平均温度、平均压力下的压缩因子。
有很多方法可以对压缩因子进行计算, 可以采用专门的方程式或者经验公式对压缩因子进行计算。比较常用的方程式主要有以下几种:DPR方程、SRK方程以及R~K方程, 还有计算更为精确的一种方程式——BWRS公式, 在进行粗略计算时, 可以采用通用的压缩因子图法。可以根据对计算精度的具体要求、气体的性质选择合适的方程式对压缩因子进行计算。
一般情况下, 上述管存计算公式仅适用于进行初步计算, 若直接应用于进行管存计算不仅难度很大, 也比较复杂。总结来说, 管存计算方法主要有两种, 其一, 利用专用的管存计算系统进行计算, 例如, 中石化川气东送管道利用的是张超等人 (《管存计算在川气东送三维管道GIS系统中的研究和应用》, 2012) 研究出的专门的管存计算系统对管道管存进行计算;中石油北京油气调控中心对管道管存计算时使用的是PPS。 其二, 利用模拟软件进行计算。我国比较常用的模拟软件主要有两种, 即SPS 、Pipeline Studio, 这种模拟软件配备有管存计算的模块, 从而能够方便快捷的计算出管道管存。
不管使用哪种计算方法, 实际气体状态方程依然是管存计算的主要依据。这些计算方法的主要差别在于数据取样方法、管段划分方法以及压缩因子求解方法有所不同。越为精细的管道划分, 过程越为复杂, 消耗的时间也越长, 但是其精准度也越高。管存计算需要动态数据与静态数据, 动态数据是由SCA⁃DA系统采集的, SCADA系统, 也就是数据采集与监视控制系统, 其采集数据的及时性、准确性以及全面性对管存计算的时效性、准确度有着非常大的影响;静态数据就是管道管容, 静态数据具有良好的稳定性, 可以通过修正管道竣工图得到。
2 长距离输气管道管存的应用
管存在输气管道运营公司日常运行管理中的也非常多应用, 在很多不同场合需要对管存进行计算, 为长距离输气管道的日常运行管理提供一定的参考。
2.1 在日常维护与救灾决策提供参考
管存是整个长距离输气管道的综合指标, 其体现了输气管道的实际运行情况, 管存波动也能够充分体现管道运行参数发生的变化。因此, 管存计算在管道事故预警、管线正常运维、救灾决策等方面发挥着非常重要的作用。管存计算可以发挥作用的关键在于监控人员、SCADA系统对运行数据进行了及时地采集与整合。利用管存计算预测管段的运行情况, 从而可以及时发现并解决管段内的安全隐患。
2.2 确定合理的运行参数
长距离输气管道具有分输站多、压气站多、距离长的特征, 因此, 运行参数的合理性对输气管道的经济运行具有非常重要的意义。管存是整个长距离输气管道的综合指标, 能够被当作储气库注采气、上游气源进气以及下游用户分输的控制依据, 在不同运行配置的情况下确定合理管存, 能够促进管网系统的平衡、输气管道的经济运行以及压气站的稳定。
2.3 做到临时供气应急
平稳的、安全的向用户供应天然气是长距离输气管道最为重要的任务, 而合理的管存能够满足分输供气点、分转供气点的峰谷值变化, 也能保证长距离输气管道在限定的操作压力范围之内安全运行通过管存计算, 能够确定应急供气量, 从而使长距离输气管道具有良好的应急储备能力, 做到临时供气应急。
3 结语
综上所述, 管存在输气管道运营公司日常运行管理的各个方面有着广泛的应用, 发挥着重要的作用。管存是整个长距离输气管道中的一个综合指标, 反映着输气管道的运行状况与整个管道网络的平衡情况, 具有非常重要的意义。
摘要：自进入二十一世纪以来, 我国社会主义市场经济得到了非常大的进步。我国对天然气能源的应用越来越广、需求量越来越多, 天然气管道产业在我国有着良好的发展前景。长距离输气管道是天然气运输方式中的一种, 目前已经基本形成了庞大的输气管道网络, 承担着许多重要的天然气运输任务。管存计算在输气管道运营公司的运行管理中具有重要的作用。本篇论文主要对长距离输气管道管存的计算及应用进行了研究。
关键词：长距离,输气管道,管存计算,应用,研究
参考文献
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