天然氣管網(wǎng)特征線法動(dòng)態(tài)仿真分析.pdf

1、天然氣與煤炭、石油等能源相比，具有無廢渣廢水、熱值高、安全性好、清潔度高等優(yōu)勢，所以在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的時(shí)代背景下，天然氣的使用備受青睞。管道作為天然氣的主要運(yùn)輸方式，正朝著長距離、大口徑、高壓力和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，逐漸形成了大型、復(fù)雜的供氣系統(tǒng)。由于天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)日趨大型化和復(fù)雜化，增加了人們準(zhǔn)確了解和掌握其運(yùn)行規(guī)律的難度，限制了天然氣管網(wǎng)優(yōu)化方案的制定，使對天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)突發(fā)工況的分析和處理變得更加困難，并嚴(yán)重阻礙了天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的合理

2、規(guī)劃設(shè)計(jì)、安全調(diào)度管理以及精確操作控制。所以，為了準(zhǔn)確研究大型復(fù)雜天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)，天然氣管網(wǎng)仿真技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它揭示了在不同設(shè)計(jì)、調(diào)度和操作方案下，天然氣管網(wǎng)內(nèi)的流動(dòng)工藝和水力、熱力分布，描述不同操作、變化和事故條件下的水力、熱力變化趨勢和過程，是天然氣管網(wǎng)實(shí)施各種決策方案的支撐技術(shù)。因此，本文的研究對天然氣管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、有效管理、合理調(diào)度、可靠運(yùn)行具有重要意義。
　　本文調(diào)研了大量國內(nèi)外文獻(xiàn)，緊跟國內(nèi)外天然氣管網(wǎng)動(dòng)態(tài)仿真的研究

3、成果，對天然氣管網(wǎng)特征線法動(dòng)態(tài)仿真進(jìn)行了分析。
　　首先，針對目前天然氣管網(wǎng)動(dòng)態(tài)仿真過程中忽略對流項(xiàng)、慣性項(xiàng)和中立項(xiàng)等問題，本文基于適用任意流體的連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程，結(jié)合真實(shí)氣體的狀態(tài)方程以及焓方程，建立了具有普遍適用性的天然氣管道動(dòng)態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型;
　　其次，采用BWRS氣體狀態(tài)方程，通過拋物線法迭代求解，大幅度提高了氣體狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算速度和精度，并編制了氣體物性包程序，為管網(wǎng)動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算奠定了基礎(chǔ);選取適用范

4、圍廣、精度高的Colebrook公式，并采用弦截法計(jì)算管道摩阻系數(shù)，將摩阻系數(shù)與管道流量關(guān)聯(lián)起來，從而減小了摩阻系數(shù)因定值輸入產(chǎn)生的誤差;
　　再次，引入黎曼不變量n和m，以及微分算子S、M和N，建立了天然氣管網(wǎng)特征線法動(dòng)態(tài)仿真狀態(tài)空間模型，并結(jié)合初始條件和邊界條件，通過逆步進(jìn)法和線性內(nèi)插值法對管網(wǎng)動(dòng)態(tài)仿真模型進(jìn)行求解，使得求解過程的實(shí)現(xiàn)更加便利;
　　最后，以C++ Builder XE6.0為開發(fā)平臺(tái)，采用C++語言對天