（山東萊克工程設(shè)計(jì)有限公司，山東 東營 257000）

一、引言

某天然氣管輸項(xiàng)目管道全長100.1km，主要包括一條輸氣干線，管線設(shè)計(jì)輸量為24×108m3/a，設(shè)計(jì)壓力為6.3MPa。

本工程氣田外輸管網(wǎng)系統(tǒng)包括兩條干線和兩條支線，四條管線全長230km。輸氣管網(wǎng)系統(tǒng)有多處氣源，是典型的多氣源用戶復(fù)雜長輸管網(wǎng)。本文希望通過運(yùn)用TGNET 軟件進(jìn)行輸氣管道管徑的比選以及核算管網(wǎng)最大輸氣能力。

二、主要工藝參數(shù)

（一）天然氣組分

本工程輸送介質(zhì)為氣田所產(chǎn)天然氣，氣田氣經(jīng)凈化處理后進(jìn)入長輸管道。

表2.1-1 凈化廠來氣組分和主要物性參數(shù)

（二）管道設(shè)計(jì)輸量

根據(jù)資源與市場平衡分析，進(jìn)入氣田整個外輸供氣管網(wǎng)氣量51×108m3/a，其中本項(xiàng)目管道預(yù)估市場量18×108m3/a，用戶正常用氣量10.6×108m3/a，最小用氣量6.36×108m3/a，其余方向發(fā)展用氣量7.43×108m3/a。

三、管道輸氣能力計(jì)算及分析

TGNET 軟件是世界公認(rèn)的用于氣體管道水力學(xué)計(jì)算、儲氣能力分析、日常操作決策和計(jì)算分析的高精度軟件[1]。

（一）計(jì)算公式

TGNET 軟件通常采用Sarem、BWRS、Peng、Peng-78、SRK5 種方程[3]。本工程計(jì)算選用BWRS 計(jì)算公式模型：

P1—管道計(jì)算段的起點(diǎn)壓力（絕），MPa；

P2—管道計(jì)算段的終點(diǎn)壓力（絕），MPa；

d—管道內(nèi)徑，cm；

λ—水力摩阻系數(shù)；

Z—壓縮因子；

Δ—相對密度；

T—管道內(nèi)氣體的平均溫度，K；

L—管道計(jì)算段的長度，km；

α—系數(shù)，m-1；

Ra—?dú)怏w常數(shù)，標(biāo)況下Ra ＝287.1m2/（s2·K）；

Δh—管道計(jì)算段終點(diǎn)對起點(diǎn)標(biāo)高差，m；

n—分管段數(shù)。

hi—分管段終點(diǎn)標(biāo)高，m；

hi-1—分管段起點(diǎn)標(biāo)高，m；

Li—分管段長度，km；

g—重力加速度，g ＝9.81m/s2。

（二）管道輸氣工藝分析

已建集輸管網(wǎng)干線管徑DN600、首站1～閥室支線管徑DN300，凈化廠4至清管站2 管線管徑DN500、凈化廠4 至清管站2 管線管徑DN500、凈化廠3至閥室管線管徑DN400，設(shè)計(jì)輸送任務(wù)51×108m3/a，設(shè)計(jì)壓力6.3MPa。

1.管道管徑比選及最大輸氣能力核算

考慮到本管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力6.3MPa，由此運(yùn)用TGNET 軟件進(jìn)行管徑計(jì)算，選用DN600 管徑進(jìn)行核算，計(jì)算結(jié)果見表3.2-1。

表3.2-1 工藝計(jì)算結(jié)果（DN600 管徑）

根據(jù)核算結(jié)果，結(jié)論如下：

采用DN600 管徑時最大輸氣能力21×108m3/a，滿足要求。

2.集輸管道最小輸量時，末站1 及整個外輸管網(wǎng)輸氣能力核算

考慮末站2 初期僅給廠區(qū)供氣，且廠區(qū)裝置運(yùn)行負(fù)荷僅達(dá)到60%，此時新建管道輸氣能力最小，輸氣量為6.36×108m3/a。選用DN600 管徑核算此工況下末站1 及整個氣田外輸管網(wǎng)最大輸氣能力，計(jì)算結(jié)果見表3.2-2 及圖3.2-2。

表3.2-2 工藝計(jì)算結(jié)果

根據(jù)核算結(jié)果，得出如下結(jié)論：

1.當(dāng)集輸管道最小輸量6.36×108m3/a 時，清管站1 至末站1 管線最大輸氣能力為42.8×108m3/a，整個氣田外輸管網(wǎng)最大輸氣能力為49.16×108m3/a。

2.該狀況下，且首站1、首站2所需最高外輸供氣壓力為5.1MPa、4.63MPa，均低于凈化廠1、凈化廠2 最高供氣壓力5.1MPa。

四、結(jié)論

1.在運(yùn)用TGNET 軟件計(jì)算輸氣能力時，在確保管網(wǎng)最高運(yùn)行壓力不超過設(shè)計(jì)壓力的條件下，應(yīng)首先進(jìn)行管徑比對，結(jié)合設(shè)計(jì)輸量選擇最適合的管徑。

2.管網(wǎng)工藝計(jì)算需根據(jù)上游氣田開發(fā)方案、結(jié)合下游市場建設(shè)進(jìn)度，編制逐年供用氣計(jì)劃，做好進(jìn)口、出口的供用氣量平衡和壓力平衡。