天然氣輸差研究.pdf

1、天然氣是一種環(huán)境污染少的清潔能源，有利于人類的可持續(xù)發(fā)展。我國的天然氣儲量豐富，但氣源產(chǎn)地和消費(fèi)市場極度不平衡，因此需要進(jìn)行長距離管道輸送天然氣。而進(jìn)行長距離輸氣時(shí)難免會造成損耗，引起輸差，造成損失。為節(jié)約能源，降低輸送過程的天然氣損耗，需要對天然氣輸差進(jìn)行研究。天然氣在管道內(nèi)的流動為非穩(wěn)定流動，而對管道進(jìn)行不穩(wěn)定流研究，比穩(wěn)定流研究得到的結(jié)果更加精確。
　　首先，天然氣偏差系數(shù)是天然氣重要的物性參數(shù)之一，當(dāng)對天然氣進(jìn)行非穩(wěn)定流研

2、究時(shí)，需要精確計(jì)算天然氣偏差系數(shù)，因此查閱資料總結(jié)了國內(nèi)外計(jì)算天然氣壓縮系數(shù)的方法，然后分析研究出利用BWRS狀態(tài)方程計(jì)算天然氣偏差系數(shù)，該方法計(jì)算精度高，適合研究管段天然氣壓強(qiáng)4.0MPa，環(huán)境溫度278K的高壓低溫的工況。
　　其次利用氣體流動的連續(xù)性方程、動量方程和能量方程，結(jié)合氣體狀態(tài)方程和焓函數(shù)，建立天然氣管道穩(wěn)定流數(shù)學(xué)模型。忽略管道高差和時(shí)間項(xiàng)，同時(shí)為方便計(jì)算，引入質(zhì)量流量，對穩(wěn)定流數(shù)學(xué)模型進(jìn)行簡化，因此在計(jì)算天然氣管

3、道相關(guān)參數(shù)時(shí)，利用BWRS狀態(tài)方程計(jì)算天然氣密度。假設(shè)系數(shù)，將穩(wěn)定流模型轉(zhuǎn)化為一階線性微分方程，然后利用四階龍格-庫塔法計(jì)算系數(shù)，得到穩(wěn)定流方程組的解，然后代入研究管段實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，得到穩(wěn)定流研究管段沿線的溫壓變化。通過分析得到管線壓力和溫度隨管長逐漸下降，且分氣點(diǎn)附近溫壓下降速度加快，同時(shí)穩(wěn)定流計(jì)算結(jié)果可為非穩(wěn)定流計(jì)算提供初始條件。
　　然后建立天然氣非穩(wěn)定流數(shù)學(xué)模型，考慮到分氣點(diǎn)的存在，對非穩(wěn)定流數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正，然后對其簡化

4、，同時(shí)利用確定的非穩(wěn)定流數(shù)學(xué)模型的邊界條件和初始條件，得到四種方程組，選取適合研究管段工況的第三種方程組，然后利用傅立葉級數(shù)法，對方程組進(jìn)行求解，得到研究管段非穩(wěn)定流沿線的壓力分布，以及B、C兩站的流量擬合方程，以及兩站處在各時(shí)刻的的流量和壓力波動。最后根據(jù)管線非穩(wěn)定流研究結(jié)果，計(jì)算天然氣相對輸差，以天然氣相對輸差，考核研究管段輸氣的損耗率，并分析其影響因素，發(fā)現(xiàn)A-B管段和B-C管段產(chǎn)生天然氣輸差，兩段的天然氣相對輸差在10-4數(shù)量級