关于长输天然气管道水力计算的研究.pdf

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1、设备管理关于长输天然气管道水力计算的研究郑鹏飞夏妍曹艳萍王建文（内蒙古西部天然气管道运行有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯017000）摘要：输配气管网可以按照不同的方式进行分类。据用途系数与雷诺数的关系表达式如下：可以分成城市燃气管道、长距离输气管道、工业企业燃气管道1-(lgRe-5.63658)/0.25773=6.23468+3.11545e（1-1）λ等。还可以据不同的输送压力大小以及敷设方式进行分类。式中λ——水利摩阻系数；本文主要以长距离输气管道为重点进行水力计算研究。Re——对因流量下的

2、雷诺数，表达式如下；关键词：长输；天然气管道；水力计算4Qpo1.长输天然气管道水力计算公式的确定Re=πDμ（1-2）1.1天然气的水力摩阻系数式中p——标识下空气密度；o很多原因（管道粗糙与否、天然气的流态）都会对天然气管Q——标识下天然气输量，m3/s；流造成影响。因此多国在尼古拉兹实验和普朗特理论基础上D——管内径，m；提出了水力摩阻系数的计算公式,公式的变量便是管壁的粗糙μ——气体动力年度，Pa·s程度以及雷诺数。接下来的研究中将通过上述公式对水力摩阻系数进行计根据雷诺数的大小，流体的流

3、态分成紊流区、临界区和层算。流区。紊流区又分成混合摩擦区、水力光滑区、阻力平方区。1.2输气管流量方程阻力平方区即是长距离输气管道中天然气流态所处的流态区表2管道流量计算公式域。表1包含了长输管道工程实践中经常使用的阻力平方区水(P2-P2)管流基本公式QZ0.5Q=c()力摩阻系数公式。λZΔTL(P2-P2)表1阻力平方区水利摩阻系数公式威莫斯公式38QZ0.5Q=C1D()ZΔTL公式名称公式形式说明(P2-P2)潘汉德尔A式2.6182QZ0.5394Q=C2ED(0.8539)0.009

4、407D—管道内经，m，利用该公式计算出来ZΔTL威莫斯公式λ=13D的干线输气管要比实际的偏小(P2-P2)潘汉德尔B式2.53QZ0.51Q=C3ED(0.961)适用于管径从168.3mm到610mm，雷ZΔTL22潘汉德尔A式-0.1461诺数范围从5x106到14x106的天然气(P-P)λ=0.08472Re前苏联近期公式2.6QZ0.5Q=C5aϕED()管道ZΔTL潘汉德尔B式λ=0.01471Re-0.03922适用于管径大于610mm的天然气管道若假设：①管道中的气体质量流量不

5、会因距离和时间发生λ=0.383变化，气体稳定流动；②管道中的气体流动时，温度不发生变化，0.4æDö适合管内壁粗糙度较大（k-0.04mm左前苏早期公式è2kø右）的高雷诺数情况其流动是等温过程。选用管流基本公式，再结合管道的起点压2kö0.2k—管壁绝对粗糙度，目前美国取0.02，力、终点压力等各种物理量算出节点压力以及管段的流量。λ=0.067æ前苏近期公式èDø前苏联取0.03，我国取0.052.水力学模型中主要物性参数的计算相同的问题，公式不同，结果也有所不同。因此在运用中为经学者的研究

6、和多年的发展，已研究出多种实际气体的状了调整工作以及管线的设计，根据实际情况选用合适的计算公态方程，也都普遍被认可，如P-R状态方程、BWRS状态方程、式才可以获得准确的结果。温度、压力、管流量为已知参数，运行SRK状态方程等。而长输管道所处的是高压环境，其中BWRS方数据反算水力摩阻系数可以观察到雷诺数对其会造成明显的影程的准确度高适应性强，所以本文选用它来计算天然气的物性。响，所以上述公式中没有雷诺数的公式均不适用于长输天然气3.结语管道。表1中潘汉德尔A、B式是近年较为常用的水力摩阻系数本文

7、综述了水平长输管道的数学模型、物理模型及其求解公式，且公式中涉及到雷诺数，图1所示的是潘汉德尔Ａ、Ｂ式与办法，并总结了各国较为常用的水力摩阻系数与水平长输管道实际的部分水力摩阻系数的数据对比。从图中可观察到某些运流量的计算公式和方法。对长输管道工程实际运行的水力摩行管段较经常使用的公式与实际结果相比偏差较大，而水力摩阻系数进行反算和非线性拟合进行了论述，并对相对密度与天阻系数小，计算后偏差被放大，影响计算的准确性。然气密度，还有压缩因子和与求解压缩因子有关的BWRS方程均进行了综述。为后续研究奠定

8、了基础。参考文献：[1]冯良,夏星星等.天然气管道稳流水力计算公式的比较与分析[J].上海煤气,2010,(5):20-23.图1实际数据与理论公式结果对比[2]宋立群,李玉星等.低持液率湿天然气集输管道的水力计通过实践数据对上述关系进行非线性拟合，得出水利摩阻算模型[J].油气储运,2011,30(4):283-287.1362015年2月