枝狀火炬管網(wǎng)壓降計算的建模與仿真.pdf

1、火炬管網(wǎng)用于收集石化工藝裝置在開、停車及事故工況下排放的多余物料，在石化工業(yè)的安全生產(chǎn)中扮演重要角色。在工藝裝置的改造或擴建過程中，火炬管網(wǎng)的泄放點個數(shù)和泄放量發(fā)生改變，可能會導致安全泄放裝置的出口壓力超過其最大允許背壓，火炬氣無法排入管網(wǎng)。針對上述問題，以枝狀結構的火炬管網(wǎng)為研究對象，開展火炬管網(wǎng)壓降計算的研究。
　　本文的主要工作及成果如下:
　　(1)根據(jù)火炬系統(tǒng)的設計標準的要求，在安全泄放裝置的背壓限制條件和管道內(nèi)氣

2、體流速限制條件下，分別采用Romeo方程和Drwnchuk-Purvis-Robinson方程，對API521標準中氣體排放管道壓降計算公式的摩擦阻力系數(shù)和氣體壓縮因子計算方法進行改進。將改進公式應用于火炬管道的壓降計算，通過與其它管道壓降計算公式的案例分析對比，結果表明在一定管長范圍內(nèi)，各計算結果幾乎完全吻合。這證明在保證計算效率的前提下，所提出的火炬管道壓降計算方法合理可用。
　　(2)在對枝狀火炬管網(wǎng)進行抽象描述的前提下，利

3、用關聯(lián)矩陣建立了管網(wǎng)拓撲模型;將其與上述火炬管道壓降公式聯(lián)合，最終實現(xiàn)了對火炬管網(wǎng)壓降的求解。通過與其它管網(wǎng)軟件進行案例分析對比，結果表明計算誤差在5％以內(nèi)。
　　(3)為提高計算的精度和穩(wěn)定性，采用Crank-Nicolson隱式差分格式構造氣體管道瞬態(tài)模型的差分方程，建立了適用于火炬管道入口壓力動態(tài)分析的瞬態(tài)流動模型。通過與管網(wǎng)瞬態(tài)模擬軟件Pipeline Studio(PLS)進行案例分析對比，結果表明在管道壓力較大或者管道