高(中)压燃气输送干管的漏气判别及漏气点确定方法

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1、高(中)压燃气输送干管的漏气判别及漏气点确定方法　常见的城市燃气输送系统是多级的，其中，城市门站与区域调压室之间用高(中)压输气干管相连，构成一级管网，担当起输气的任务。管网的工作可靠性对于城市供气系统的可靠性是尤为重要的，其可靠性的重要表征是干管漏气事故的防止及漏气事故的及时发现。防止漏气可以在安装时以一定的技术要求作保证，而漏气发生后的及时发现则是靠完备的检测系统和准确的检测数据以及完善的管网运行数据资料来完成的。从一般运行管理的角度而言，往往较多的关注城市门站的燃气流量和压力，而并不关注区域调压室的流量，而且，即

2、使有所关注，其目的也只是出于判断供给用户的用气量是否满足，基本上设有对管网的漏气状况予以判断，这显然是运行管理工作中的一种不足。　　一、干管内气体泄漏时输气参数的变化　　1.管内气体的稳态流动特征　　以简单的支管构造来分析，参见图一，通过千管的输气量与干管始，末端的压力之间存在如下关系：　　　Pa2-Pb2=aQ2　　　　其中：　　Pa—干管的始端压力　　　　　　　Pb—干管的末端压力　　　　　　　a—管道的阻抗(与管道长度有关)　　　　　　　Q—管道的流量　　2.漏气事故发生时管道输气参数的变化　　假定图一所示的输气

3、系统中，干管某处出现漏气事故，这意味着其中某一点出现气体分流，如图二．考察此时输气参数的变化，　　正常工况　　P12-P22=aQ2　　　　　　　　　(1)　　事故工况　　P1s2-P2s2=asQs2　　　　　(2)　　其中：　p1，P1s—正常和事故工况下干管始端压力　　　　　　P2，P2s—正常和事故工况下干管末端压力　　　　　　a，as—正常和事故工况下干管阻抗　　　　　　Q，Qs—正常和事故工况下干管流量　　　　式(2)与式(1)难以比较，但如果作如下简化，便可作出比较：　　①对于起点有调压装置的系统，可以认

4、为正常工况和事故工况下的干管起点压力维持不变，即：P1=P1s；(3)　　②把对输气干线系统写出的气体流动特性方程变成对整个系统写出，即将末端延至大气，因为高(中)压干管后续的低压管网或高(中)压燃烧装置的气体终点都是大气。　　这样，正常工况下有：　　　　　　　　　　　　P12-P22=aQ2　　　　　　　　　　　　P22-PO2=a1Q2　　即　　　　　　　　　P12-PO2=(a+a1)Q2　　　　　　　(4)　　其中：　　a1—干管末端到用户末端的总阻抗　　　　　　　PO—大气压　　事故工况下，有：P1s2-PO

5、2=as,Qs2　　　　　　　　(5)　　联合式(3)，比较式(4)和式(5)，则有：　　　　　　　　　　　　as,Qs2=(a+a1)Q2　　　　分析式(6)，将事故工况下管网的阻抗用图三表示，　　　　干管A-B的阻抗由于事故点S的出现而分成两部分：　　　　　　　　　　a=aA-s+aS-B　　设事故点到大气的阻抗为a2，根据并联阻抗的计算原则，有　　　　　　　as,=aA-s+as-C　　　　又　　　　　从式(7)不难看出，aS,＜a+a1总是成立。即总有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Qs＞Q　

6、　　　　(8)　　这就是说，漏气事故发生时最显著的输气参数变化就是干管的输气流量增加，而引起这一变化的主要原因是管道系统阻抗的变化。　　3.判断漏气点位置的数学模型　　考察漏气的位置时，参见图二，若在A、B之间的S点出现漏气，设S点距A点的距离为X，那么干管的气流能量方程式在正常工况下式(1)仍然成立，事故工况下则有：　　　　　　　　　　　　P1s2-PX2=aA-sQA-s2　　　　　　　　　　　　　　　　(9)　　　　　　　　　　　　PX2-P2s2=as-BQs-B2　　　　　　　　　　(10)　　即：　　　　　

7、　　　P1s2-P2s2=aA-sQA-s2+as-BQs-B2　　　　　　(11)　　且：　　　　　　　　aA-s=aOX　as-B=aO(L-X)　　其中：　　　　　　　L—干管总长　　　　　　　　　　　　X—漏气点离干管起点之距　　　　　　　　　　　　QA-s—起点至事故点的管段流量　　　　　　　　　　　　Qs-B—事故点至于管末端的的管段流量　　　　　　　　　　　　PX—事故点的压力　　　　　　　　　　　　aO-与长度无关的管道阻抗　　则有：　　　　　　　P1s2-P2s2=aOXQA-s2+aO(L-X)Qs

8、-B2　　　　　　　　　　　　　　式(12)反映了在漏气事故发生时，干管始、末端的流量和压力变化与漏气点之间的关系。　　二、漏气及漏气点的判断方法　　1.依据总流量变化的判断方法　　根据上述分析，判断干管是否漏气，从理论上讲是不难的，简单的判断方法就是事故工况下的供气量大于正常工况下的供气量。即式(8)成立，可以称这一方法为依据总