动态模拟在输气管道工艺设计中的应用

《动态模拟在输气管道工艺设计中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、动态模拟在输气管道工艺设计中的应用李彤民　吴长春　梁　江　　摘　要　概述了动态模拟在输气管道工艺设计中的作用和意义，阐述了传统的工艺稳态设计方法的局限性，提出了动态设计方法的基本原则与步骤。通过实例对稳态和动态设计的结果进行了对比分析，指出动态模拟是提高输气管道工艺设计水平的关键。　　主题词　输气管道　动态模拟　工艺设计　应用一、引　言　　工艺设计是输气管道设计中的最基本内容。工艺设计方案优劣的选择在很大程度上影响输气管道运行的可靠性和投资效益。在干线输气管道设计中，对工艺设计方案的基本技术要求是：能比较可靠地满足目标用户需求，具有较大的

2、运行灵活性。此外，在满足技术要求的前提下，工艺设计方案还应有较好的经济性。　　在70年代以前，由于设计手段的限制，输气管道工艺设计方案的确定基本上是以稳态工艺计算为基础的。自70年代以来，计算机技术的发展为输气管道设计提供了强有力的手段。特别是进入80年代后，国外输气管道工艺模拟软件的发展相当迅速，目前已有多种商业软件在世界各地使用，其中比较著名的有Stoner、SIMONE、TGNET、Gregg、LIC等。这些商业软件均同时具有稳态工况模拟和动态工况模拟的功能，设计人员可以利用这些软件对输气管道的工艺设计方案进行任何工况下的动态模拟，

3、从而对方案的可行性、可靠性、灵活性和合理性做出更客观的评价，并根据对多种方案的比选和评价结果选出较好的方案。多年来，这些软件已在全世界许多输气管道的设计中得到了应用，既提高了输气管道工艺设计方案的质量，又在很大程度上改变了工艺设计人员传统的稳态设计观念。二、稳态设计方法的局限性〔1〕〔2〕　　稳态设计是输气管道工艺设计的基本方法，其出发点是假设管道在设计流量下按稳态工况运行。然而，输气管道的实际流量往往是变化的。这种变化不仅来源于运行寿命期内管道年输气量的变化，而且在年输气量一定的前提下，管道在一年中的实际流量往往随季节、月份、周、日而变

4、化，即使在一日之中也会随小时而变化。例如，北京市在某一年的用气高峰周的最大用气量为26.54×104　Nm3／h，最小用气量为2.24×104Nm3动态模拟在输气管道工艺设计中的应用李彤民　吴长春　梁　江　　摘　要　概述了动态模拟在输气管道工艺设计中的作用和意义，阐述了传统的工艺稳态设计方法的局限性，提出了动态设计方法的基本原则与步骤。通过实例对稳态和动态设计的结果进行了对比分析，指出动态模拟是提高输气管道工艺设计水平的关键。　　主题词　输气管道　动态模拟　工艺设计　应用一、引　言　　工艺设计是输气管道设计中的最基本内容。工艺设计方案优劣

5、的选择在很大程度上影响输气管道运行的可靠性和投资效益。在干线输气管道设计中，对工艺设计方案的基本技术要求是：能比较可靠地满足目标用户需求，具有较大的运行灵活性。此外，在满足技术要求的前提下，工艺设计方案还应有较好的经济性。　　在70年代以前，由于设计手段的限制，输气管道工艺设计方案的确定基本上是以稳态工艺计算为基础的。自70年代以来，计算机技术的发展为输气管道设计提供了强有力的手段。特别是进入80年代后，国外输气管道工艺模拟软件的发展相当迅速，目前已有多种商业软件在世界各地使用，其中比较著名的有Stoner、SIMONE、TGNET、Gr

6、egg、LIC等。这些商业软件均同时具有稳态工况模拟和动态工况模拟的功能，设计人员可以利用这些软件对输气管道的工艺设计方案进行任何工况下的动态模拟，从而对方案的可行性、可靠性、灵活性和合理性做出更客观的评价，并根据对多种方案的比选和评价结果选出较好的方案。多年来，这些软件已在全世界许多输气管道的设计中得到了应用，既提高了输气管道工艺设计方案的质量，又在很大程度上改变了工艺设计人员传统的稳态设计观念。二、稳态设计方法的局限性〔1〕〔2〕　　稳态设计是输气管道工艺设计的基本方法，其出发点是假设管道在设计流量下按稳态工况运行。然而，输气管道的实

7、际流量往往是变化的。这种变化不仅来源于运行寿命期内管道年输气量的变化，而且在年输气量一定的前提下，管道在一年中的实际流量往往随季节、月份、周、日而变化，即使在一日之中也会随小时而变化。例如，北京市在某一年的用气高峰周的最大用气量为26.54×104　Nm3／h，最小用气量为2.24×104Nm3／h。因此，在对输气管道进行稳态设计时，一个最基本的问题是确定管道的设计流量。　　如果管道的年输气量在设计寿命内有较大幅度的变化，通常需要根据年输气量的具体变化情况选择多个设计流量，并针对这些流量分别进行管道的稳态设计或稳态校核。由于同一条管道要适

8、应多种设计流量，因此在进行稳态设计时要对各种设计流量进行统一协调，以使得同一种设计方案能满足多种设计流量下的稳态运行要求。此外，在考虑多个设计流量的情况下，为了使所设计的管道在其设计寿命内达到