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TGNET软件特点及在天然气长输管道中的应用

发布时间:2018-09-14 22:07:03 文章来源:福建师范大学闽南科技学院    

王安鹏+冯玉华+刘旭+丁川

摘 要:文章首先介绍了TGNET软件中所用的水力计算公式的特点,其次以天然气长输管道“独山子-克拉玛依风城油田输气管道”为例,应用TGNET软件对该工程做模拟计算,通过计算过程以及结果对TGNET软件特点进行分析。

关键词:TGNET软件;水力计算;模拟;特点分析

1 概述

Pipeline Studio是用于气体和液体管网稳态和瞬态水力分析的现代化软件,其中有TGNET(气体)及TLNET(液体)两个模块,本文主要介绍TGNET(气体)模块。TGNET软件是目前天然气输气管道工艺分析的常用软件,在天然气管道工程的前期研究、设计、运行管理的稳态瞬态分析中得到了广泛的应用。本文以“独山子-克拉玛依风城油田输气管道”为例,对该项目做了水力计算模拟分析。

2 TGNET中公式及其特点

TGNET中所涉及的摩阻计算公式及特点见表1。

TGNET中所涉及的气体状态方程及特点见表2。

3 TGNET软件模拟分析实例

3.1 实例概况

独山子-克拉玛依风城油田输气管道线路长度为254km,共分两段:独山子-金龙段,线路全长约150km;金龙-风城段,线路全长约104km。全线共设置3座工艺站场,8座线路截断阀室。全线设计输量1456×104Nm3/d。起点来气压力:8.2~11.7MPa,其中金龙分输站压力<6.3MPa。

3.2 模拟前准备

(1)气体状态方程的选择。TGNET模型中气体方程有以下几

种:Sarem、BWRS、Peng。Sarem方程,适用于气体参数少,只需要相对密度,热值和CO2含量,所以在此不适用;Peng方程和BWRS方程都有较宽的适用范围,但在计算方面BWRS方程的精确度要比Peng方程的高。综上所述,本项目选择BWRS气体状态方程。

(2)摩阻计算公式的选择。摩阻计算公式中Colebrook White公式为经典公式,适用于紊流的三个区(光滑区、混合摩擦区、阻力平方区),并且在比较宽的使用范围内达到较高的准确度,在此适用;Panhandle A公式和Panhandle B把粗糙度看成为常数,计算没有Colebrook White公式精确;Weymouth 公式适用于小管径、输量不大、净化程度较差的矿区技术管网和干线;AGA公式认为摩阻系数与雷诺数无关,计算精度低于Colebrook White公式。综上所述,本次模拟摩阻计算公式采用Colebrook White公式。

(3)模型软件的约束条件和设定值。模拟条件中末站的接收输气量为定值,约束条件为最大流量控制,而沿线的各个预留气口和分输站的输量也有要求,故沿线采用最大流量控制,因首站压力可控,故末站采用压力控制。

(4)啟动模型、输出结果。根据管道末点流速及工程的经济性,初步设定四种工艺方案(设计压力6.3MPa、8.0MPa、10MPa、12MPa),来确定输气压力和干线管径。为避免天然气流速太快对管道冲蚀严重,一般长输管道末点流速控制在15m/s以内。根据工程实际运行条件及要求分析得出最优方案的压力曲线。图1为最优方案压力曲线图,表3为方案比选参数表。

4 结束语

公式的选择要根据工程特点进行选择本身特点合理的进行选择;根据工程特点确定控制模式(如何选择控制模式是模型成功运行、完成对模型中已知量控制的关键)。TGNET软件界面简单,操作方便,在管道前期规划、方案和可研的比选中非常适用。

总体来看TGNET有以下几个特点:

(1)要根据不同的气体组分和环境选择气体的状态方程和摩阻系数方程;(2)软件无法直接导入中线成果数据表,但可以在节点处输入高程;(3)软件运行时无法修改参数,只能在运行前或运行后对参数进行修改;(4)当对模型进行有效性检查时,若约束条件不合理则无法进行计算;当模型计算不收敛时,要注意压力、流量、管径的设定值。模型不收敛时有结果,一般是压力为负值,虽然有计算结果但结果不可信;(5)从TGNET运行的结果上来说,模拟过程中无法显示中间成果,只能显示最终成果。

参考文献

[1]刘建武,晏伟,梁海宁.TGNET和SPS在甬台温输气管道设计中的比较[J].油气储运,2012(9).

[2]刘定智,刘定东,李茜.TGNET及SPS软件在天然气管道稳态计算中的差异性分析和比较[J].石油规划设计,2011(5).

[3]魏美吉,姚瑞峰.TGNET软件在苏里格气田适用性研究[J].石油化工应用,2009(6).

作者简介:王安鹏,男,助理工程师,2012年07月毕业于辽宁石油化工大学油气储运工程专业,主要从事石油天然气工程设计工

作。

科技创新与应用 2017年9期

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