管存氣計(jì)算方法參考模板

1、如何計(jì)算管道氣存儲(chǔ)能力例題：壓力在2MPa-3MPa之間.管徑為300,長(zhǎng)度約15.6KM.如何計(jì)算管內(nèi)的氣量.1、管容=0.3*0.3*3.14/4*15.6*1000氣量(標(biāo)準(zhǔn)立方米)=壓力（bar）*管容（立方米）1MPa=10bar一般這樣就可以了，再精確點(diǎn)就再除以一個(gè)壓縮因子。2、長(zhǎng)輸管線距離長(zhǎng)、管徑大、輸送壓力較高，管線具有一定的儲(chǔ)氣能力，長(zhǎng)輸管線中間設(shè)有加壓站時(shí)，按最末一個(gè)加壓站至城市配氣站的管段計(jì)算其儲(chǔ)氣能力；設(shè)有中間加壓站的長(zhǎng)輸管線，可按全線計(jì)算其儲(chǔ)氣能力。城市天然氣輸配系統(tǒng)往往利用大口徑輸氣管線儲(chǔ)存一定氣量作為高峰負(fù)荷時(shí)增加用戶氣量之用，其儲(chǔ)氣能力為儲(chǔ)氣終了時(shí)與儲(chǔ)氣開始時(shí)輸

2、氣管中存氣量之差、一條已投產(chǎn)的輸氣干管的長(zhǎng)度、容積、管線起點(diǎn)允許最高工作壓力、終點(diǎn)允許最高工作壓力、終點(diǎn)用戶要求的最低供氣壓力及該管線正常輸氣量等都是已知的，可按下列步驟計(jì)算其儲(chǔ)氣量：(1)根據(jù)壓氣站的最高工作壓力或管線強(qiáng)度允許壓力，確定儲(chǔ)氣終了時(shí)管線起點(diǎn)壓力。由起點(diǎn)壓力和正常輸氣量按下式算出儲(chǔ)氣終了時(shí)的管線終點(diǎn)壓力：式中Q天然氣通過能力(m3/d)；(20，101，3kPa)D輸氣管內(nèi)徑(cm)；P1輸氣管線的起點(diǎn)絕對(duì)壓力(106Pa)；P2輸氣管線的終點(diǎn)絕對(duì)壓力(106Pa)；S天然氣相對(duì)密度；Tf天然氣平均絕對(duì)溫度(K)；L輸氣管線長(zhǎng)度(km)；Z天然氣平均壓縮因子。(2)求儲(chǔ)氣開始時(shí)起

3、點(diǎn)壓力式中P1min儲(chǔ)氣開始時(shí)起點(diǎn)絕對(duì)壓力(106Pa)； P2min儲(chǔ)氣開始時(shí)終點(diǎn)絕對(duì)壓力(106Pa)；P1max儲(chǔ)氣終了時(shí)起點(diǎn)絕對(duì)壓力(106Pa)；P2max儲(chǔ)氣終了時(shí)終點(diǎn)絕對(duì)壓力(106Pa)；(3)計(jì)算管線的容積V=(/4)D2 / 92L(4)儲(chǔ)氣開始時(shí)的平均壓力 (5)儲(chǔ)氣終了時(shí)的平均壓力(6)儲(chǔ)氣量 式中Q。輸氣管線儲(chǔ)氣量(m3);(20，101.3kPa)V輸氣管線容積(m3)；To293(K)；Tm天然氣平均溫度(K);Po標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力(101.3kPa);Z1、Z2在Pm2、Pm2下的壓縮因子;Pm1儲(chǔ)氣終了時(shí)的平均壓力(106Pa);Pm2儲(chǔ)氣開始時(shí)的平均壓力(1

4、06Pa)。一、天然氣管道系統(tǒng)的分類    目前，天然氣的供應(yīng)主要向管道輸氣方向發(fā)展，由長(zhǎng)輸管道的高壓管道輸配系統(tǒng)和城市管道輸配系統(tǒng)組成。    “西氣東輸”工程的天然氣管道采用高壓輸氣技術(shù)，提供給下游各城市的天然氣壓力較傳統(tǒng)壓力有很大的提高。而隨著城市天然氣供應(yīng)規(guī)模的擴(kuò)大、用戶的增多，原有城市管網(wǎng)的中、低壓輸配系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足日常的調(diào)峰，因此，城市的天然氣輸配系統(tǒng)已經(jīng)向多級(jí)壓力級(jí)的配氣系統(tǒng)發(fā)展，逐步形成城市外圍一級(jí)高壓天然氣輸氣管道、城市二級(jí)中、低壓天然氣管道和高壓球罐混合調(diào)峰系統(tǒng)，有利于滿足不同用戶的壓力需求，同時(shí)降低城市內(nèi)部輸配

5、管網(wǎng)的運(yùn)行壓力，增加管網(wǎng)氣量調(diào)度能力等。目前國(guó)內(nèi)一些大城市輸配系統(tǒng)已經(jīng)嘗試采用多級(jí)系統(tǒng)，以保證滿足用戶的不均勻用氣。二、天然氣用量的不均勻性    在城市燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)中城市用氣量隨著城市民用、工業(yè)等用戶的用氣特點(diǎn)，每月、每日、每時(shí)都在變化，高峰、低谷相差懸殊。另外還存在著發(fā)生突發(fā)事件所引起的用氣短缺。為了解決用氣不均衡的矛盾，城市必須建立儲(chǔ)氣設(shè)施。    1、生產(chǎn)周期的不均勻    城市天然氣輸配系統(tǒng)中用戶的用氣量，會(huì)隨季節(jié)、行業(yè)的周期生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備、人們的日常生活習(xí)慣等因素發(fā)生波動(dòng)。其中居民用氣具有用氣

6、穩(wěn)定，波動(dòng)不大，用量較小的特點(diǎn)，易于預(yù)測(cè)和調(diào)節(jié)，只要合理配置少量?jī)?chǔ)氣設(shè)施，城市燃?xì)夤灸軌蜃孕刑幚砣?、時(shí)調(diào)峰。而工業(yè)用戶則不同，用氣量較大，在生產(chǎn)旺季的用氣量往往是淡季的幾倍以上，一般生產(chǎn)周期很難預(yù)測(cè)。如果僅僅靠城市燃?xì)庀到y(tǒng)解決，這就需要很大的投資，而且閑置率過高。這關(guān)系到月、季度等長(zhǎng)期的峰值調(diào)節(jié)，這是管道生產(chǎn)調(diào)度中首要考慮的。    2、事故的不可預(yù)測(cè)    長(zhǎng)輸管道在向城市天然氣輸配系統(tǒng)供氣時(shí)，因管道、設(shè)備損壞以及無(wú)法抗拒的因素而引起的非正常停、限氣，都將直接影響下游的供氣可靠性，因此需考慮氣源的事故調(diào)峰。三、天然氣的調(diào)峰和儲(chǔ)存&

7、#160;   1、城市天然氣輸配系統(tǒng)    城市天然氣輸配系統(tǒng)中時(shí)、日調(diào)峰一般采用儲(chǔ)氣設(shè)施儲(chǔ)存一定量的天然氣來解決。儲(chǔ)氣設(shè)施根據(jù)儲(chǔ)氣壓力的不同，可分為低壓儲(chǔ)氣和高壓儲(chǔ)氣，高壓儲(chǔ)氣又可分為高壓球罐儲(chǔ)氣、高壓管束或高壓管道儲(chǔ)氣和地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣。對(duì)于天然氣來講，由于上游長(zhǎng)輸管道的供給壓力較高，為充分利用其壓力，一般采用高壓儲(chǔ)氣，包括管道和儲(chǔ)罐存氣，也就是通過城市的外圍一級(jí)管網(wǎng)建設(shè)來調(diào)峰。    1.1、高壓管道儲(chǔ)氣    長(zhǎng)輸管道有一定的儲(chǔ)氣能力，可以補(bǔ)償城市用氣高峰用氣量。 &

8、#160;  城市天然氣輸配系統(tǒng)中的用氣量是不均勻的，它是隨著時(shí)間變化的，當(dāng)城市燃?xì)庥脷饬看笥诠饬繒r(shí)，管道壓力下降，彌補(bǔ)供氣量的不足。當(dāng)城市燃?xì)庥脷饬啃∮诠饬繒r(shí)，管道壓力上升，儲(chǔ)存多余的天然氣量。當(dāng)?shù)剡x擇管道的起終點(diǎn)壓力的波動(dòng)范圍和管道直徑，可使其具有一定的儲(chǔ)氣調(diào)峰能力。    高壓管道儲(chǔ)氣計(jì)算公式：    V=(Vg×To)/(Po×T)×(Pm1/Z1-Pm2/Z2)    Pm1=2/3×P1max+P2max2/(P1max+ P2max)&#

9、160;   Pm2=2/3×P1min +2/(P1min+ P2min)    式中：Vg 、T分別為管道的幾何體積、管道內(nèi)氣體平均溫度；    Z1指氣體在平均壓力Pm1時(shí)的壓縮系數(shù)；    Z2氣體在平均壓力Pm2時(shí)的壓縮系數(shù)；    Pm1最高平均壓力，即儲(chǔ)氣結(jié)束時(shí)管道內(nèi)平均壓力；    Pm2最低平均壓力，即儲(chǔ)氣開始時(shí)管道內(nèi)平均壓力；    Pm1最高平均壓力，即儲(chǔ)氣結(jié)束時(shí)管

10、道內(nèi)平均壓力；    P1max管道起點(diǎn)最高壓力，即儲(chǔ)氣結(jié)束時(shí)起點(diǎn)壓力；    P2max管道終點(diǎn)最高壓力，即儲(chǔ)氣結(jié)束時(shí)終點(diǎn)壓力；    P1min管道起點(diǎn)最低壓力，即儲(chǔ)氣開始時(shí)起點(diǎn)壓力；    P2min管道終點(diǎn)最低壓力，即儲(chǔ)氣開始時(shí)終點(diǎn)壓力；    根據(jù)上述管道儲(chǔ)氣能力的計(jì)算公式，分別分析管道直徑、管道長(zhǎng)度、起點(diǎn)壓力、終點(diǎn)壓力對(duì)高壓管道儲(chǔ)氣的影響：隨著管道輸氣量的增加，儲(chǔ)氣量逐漸減小。這是因?yàn)檩敋饬吭黾?，阻力損失增大，儲(chǔ)氣壓差減小，因此管道儲(chǔ)

11、氣量逐漸減小。起點(diǎn)壓力越高，口徑越大，儲(chǔ)氣量就越大。因此，提高管道的運(yùn)行壓力，可以大大提高管道的儲(chǔ)氣能力以及輸氣能力。    1.2、高壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)氣    城市天然氣輸配系統(tǒng)中的用氣量隨著時(shí)間變化的，當(dāng)城市燃?xì)庥脷饬看笥诠饬繒r(shí)，通過高壓儲(chǔ)罐來彌補(bǔ)供氣量的不足。當(dāng)城市燃?xì)庥脷饬啃∮诠饬繒r(shí)，高壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存多余的天然氣量。恰當(dāng)?shù)卮_定高壓儲(chǔ)罐的進(jìn)出口壓力和幾何容積，可使城市燃?xì)庀到y(tǒng)本身具有一定的儲(chǔ)氣調(diào)峰能力。    高壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)氣計(jì)算公式：    V=Vc(P-Pc)/Po 

12、   參數(shù)說明：V儲(chǔ)氣罐的有效儲(chǔ)氣容積(m3)；    Vc儲(chǔ)氣罐的幾何容積(m3)；    P最高工作壓力(MPa)；    Pc儲(chǔ)氣罐最低允許壓力(MPa)；    P0大氣壓(MPa)。    2、高壓管道儲(chǔ)氣與高壓球罐儲(chǔ)氣的比較    由于地上儲(chǔ)罐需要占用城市土地，單位儲(chǔ)量基建費(fèi)用和其他儲(chǔ)氣方式相比又比較高，因此在國(guó)外的大城市中，特別是需要儲(chǔ)氣量很大的城市，已逐漸用其他方式，如地下儲(chǔ)氣庫(kù)和

13、管道儲(chǔ)氣代替。    目前，國(guó)內(nèi)制造的高壓球罐最大容積為5000立方米，如有進(jìn)口鋼材，可以加工制造1萬(wàn)立方米球罐。    天然氣管道運(yùn)行壓力起始?jí)毫?.0Mpa，輸出壓力1.0Mpa，DN1000管道，長(zhǎng)度為60公里，緩沖儲(chǔ)存能力在40W方左右；    高壓球罐幾何容積1000立方米，進(jìn)口壓力1.6Mpa，出口壓力0.8Mpa，儲(chǔ)氣量約為0.8萬(wàn)立方米。如果在城市輸配管網(wǎng)中使用的話，可以降至0.2Mpa，也就是其調(diào)峰范圍在1.4W方左右。四、管道的調(diào)峰必要性和可行性    城

14、市天然氣輸配系統(tǒng)與氣源、長(zhǎng)輸管線和城市管網(wǎng)供應(yīng)方面的關(guān)系主要表現(xiàn)在城市門站的供氣條件和調(diào)峰等方面。長(zhǎng)輸管線采用的高壓管道可以參與城市日、時(shí)調(diào)峰，合理分配和調(diào)度可以實(shí)行對(duì)季度和月用氣量的調(diào)峰。     1、長(zhǎng)輸管線的調(diào)峰能力     在燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中因?yàn)橛脩粲脷鈺r(shí)刻波動(dòng)，所以需要合理配置儲(chǔ)氣調(diào)峰設(shè)施，以保證不間斷的、穩(wěn)定的向用戶供氣，保證公司和用戶的正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。     城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中的日、時(shí)調(diào)峰如果有一定的儲(chǔ)存設(shè)施可以由城市燃?xì)夤咀孕薪鉀Q，長(zhǎng)輸管線不參與解決城市供氣短期調(diào)峰問題。一般日用量不超過1

15、0萬(wàn)Nm3的城市可建立12個(gè)100m3高壓儲(chǔ)罐就可以解決，但是對(duì)于用量上百萬(wàn)的城市就需要建立較大的儲(chǔ)存設(shè)施。如天津大港油田利用油田的油氣層結(jié)構(gòu)，建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)。進(jìn)行天然氣加壓反注采油儲(chǔ)氣，用于解決城市供氣的季節(jié)調(diào)峰。     目前國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)天然氣供應(yīng)的城市只能通過建設(shè)大量的高壓球罐來解決城市用氣的日、時(shí)調(diào)峰。季節(jié)調(diào)節(jié)只能依靠長(zhǎng)輸管線和控制大的工業(yè)用戶的生產(chǎn)周期來調(diào)節(jié)。    季節(jié)調(diào)峰問題，大多數(shù)城市受條件(資金、環(huán)境等)所限無(wú)法自行解決，因此在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的形勢(shì)下，應(yīng)依靠長(zhǎng)輸管線，合理處理好上下游的供應(yīng)和提取的銜接，充分利用長(zhǎng)輸高壓管線的能

16、力，實(shí)現(xiàn)上、中、下游資源的合理配置，共同解決城市的供氣壓力和調(diào)峰。     2、長(zhǎng)輸管線參與城市日、時(shí)調(diào)峰     天然氣供應(yīng)需要形成管網(wǎng)，以便合理調(diào)度并形成連續(xù)、穩(wěn)定、安全的供氣保障。天然氣供需預(yù)測(cè)表明，2010年前后，我國(guó)除開發(fā)利用國(guó)內(nèi)天然氣資源外，需進(jìn)口管輸天然氣400億立方米，到2020年進(jìn)口量將大幅增加。為此需建設(shè)輸氣干線，構(gòu)建大量支線供氣管網(wǎng)，根據(jù)全國(guó)天然氣輸氣管網(wǎng)的規(guī)劃及建設(shè)計(jì)劃，全國(guó)的天然氣供應(yīng)最終將形成區(qū)域化和網(wǎng)絡(luò)化，長(zhǎng)輸干線不僅可以解決下游城市的季節(jié)性用氣不均衡問題，而且為長(zhǎng)輸管線參與城市日、時(shí)調(diào)峰提供了可能。 &

17、#160;   3、隨著城市燃?xì)夤?yīng)規(guī)模的擴(kuò)大，各類用戶的增多，輸配系統(tǒng)往往需要采用三級(jí)系統(tǒng)(高壓、中壓、低壓)及多級(jí)系統(tǒng)(超高壓、高壓、中壓、低壓)才能滿足要求。采用三級(jí)以上壓力級(jí)制有利于滿足不同用戶的壓力需求，降低城市內(nèi)部輸配管網(wǎng)的運(yùn)行壓力，增加管網(wǎng)氣量調(diào)度能力，提高儲(chǔ)氣的經(jīng)濟(jì)性等。來氣壓力一般不低于1.0MPa，對(duì)于多級(jí)系統(tǒng)，來氣壓力一般不低于2.5MPa，甚至可以高達(dá)5.0MPa以上。目前國(guó)外一些大城市輸配系統(tǒng)普遍采用多級(jí)系統(tǒng)，超高壓城市外環(huán)管網(wǎng)作為滿足流量輸送和部分儲(chǔ)氣的需要的手段而建設(shè)。而且超高壓外環(huán)的壓力級(jí)制和高壓管網(wǎng)的壓力級(jí)差一般較大。  

18、0;  另外，在城市燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)中，必須解決供需平衡問題，做為城市上游長(zhǎng)輸管線一般解決城市季節(jié)不均衡和部分日用氣不均衡，而城市小時(shí)用氣不均衡目前主要通過城市自身解決。建設(shè)一定規(guī)模的儲(chǔ)氣設(shè)施是解決日、時(shí)不均衡的主要手段。目前常用的儲(chǔ)氣手段是高壓球罐儲(chǔ)氣和城市高壓外環(huán)儲(chǔ)氣等，主要依據(jù)上游長(zhǎng)輸管線輸送壓力來確定方案。     3.1、高壓球罐對(duì)上游輸送壓力的要求     壓力(P)：1.0MPa<P<1.6MPa     如壓力低于1.0MPa，將降低球罐的有效利用率，增大儲(chǔ)罐站的投資。

19、    3.2、城市高壓外環(huán)儲(chǔ)氣對(duì)上游輸送壓力的要求     壓力一般不低于1.6MPa，最好高于3.0MPa。如果來氣壓力高于3.0MPa，采用高壓外環(huán)儲(chǔ)氣比高壓球罐具有明顯的經(jīng)濟(jì)性。     所以上游來氣壓力對(duì)城市輸配系統(tǒng)的影響很大，城市方面希望上游長(zhǎng)輸管線能提高輸送壓力。 五、總結(jié)    1、西氣東輸?shù)裙艿拦こ淌墙趪?guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)工程，在天然氣的計(jì)劃和提取中應(yīng)作好上下游銜接，在一定的壓力波動(dòng)下，可以作為一個(gè)大型的儲(chǔ)氣設(shè)施，滿足下游各城市的調(diào)峰需要。     2、長(zhǎng)輸管道供給量一般可以滿足需求量，但是城市燃?xì)庀到y(tǒng)應(yīng)該有一定的儲(chǔ)氣設(shè)施建設(shè)，以彌補(bǔ)可預(yù)計(jì)的天然氣供應(yīng)和需求量之間產(chǎn)生的調(diào)峰波動(dòng)、以及在長(zhǎng)輸管道搶維修的時(shí)候滿足短期內(nèi)做為一個(gè)氣源供氣。     3、用戶用氣量是不