天然气长输管道放空时间的探讨

作者:未知

  摘要:随着我国环境保护力度不断加大,对于新型能源的开发和利用,成为当前重点研究对象。在目前使用的能源中,将天然气作为人们生活常用能源,同时也在许多领域起到至关重要的作用。随着科学技术的发展,对于天然气的使用和开采,具有十分成熟的技术。但是对于输送阶段管道放空时间,还需要采取更多的有效措施。本文围绕天然气放空阶段的时间问题,对于在输送管道运行时间展开讨论,不仅能够有效提升利用率,同时对于出现的安全事故能够争取更多的时间,为今后的天然气放空时间提供参考价值。
  关键词:天然气;长输管道;天然气放空;放空时间;放空量
  1 天然气长输管道的特点分析
  在目前的天然气输送过程中,通常将输送管线地下安装,并且不受到周围环境的影响,同时具有较高的输送能力,最重要的就是能够使整个输送过程,具有安全稳定的环境,确保天然气的输送能够符合使用要求。随着科学技术的发展,为天然气管道的输送创造更多的条件,增加多种监管和管理措施,使其具有智能化和自动化的特点,同时也会收获很好的经济效益。
  2 放空过程中气体流动的水力特性
  根据场站管道施工流程分析,由于放空管道会受到气体流动的影响,从而导致水力对其放空过程产生影响,所以需要按照不同的方式,能够进行正确的施工:
  ①由于放空管道距离要小于场站管道,所以会承受巨大的压强;②由于放空管道的距离较短,会受到环境温度的影响,使放空天然气的密度和流动速度发生很大的变化;③当天然气在放空管道时,不能形成稳定的流动状态,同时在不同管道气体流动时,随着时间的推移从而有不同形式的出现。在目前天然气进行放空时,通常会出现以下三种情况:在放空管道内,天然气会出现壅塞流状态。这是由于在放空开始时,在管道的入口位置,会有受到较大的压力影响,并且会直接导致气体流动速度发生变化。
  3 常见的几种放空时间计算方法
  针对天然气管道放空过程,由于放空所需时间具有重要的作用,在目前的计算方法中,通常按照三种方式进行。其中按照四川石油管理局勘察设计研究院的计算方法,同时也成为《输气管线设计手册》对于临界流计算模型的确定:
  t-放空时间s;V-放空管段容积,m3;M-放空气体的相对分子质量;R =848 kg·m/kg·k;K -绝热指数;F-放空阀全开时的截面积m2;Z-压缩系数;μ-阀门开启度;P1,P2-放空前后管线绝对压力,MPa;T-管线温度K。
  根据这个计算公式,将天然气管道放空过程,需要按照临界流的状态进行的。由于临界流具有特殊的状态,在计算时没有将天然气与管道发生的摩擦进行考虑。同时根据建立的物理模型,由主管道和出气口组成,从而将管道中,放空阀和放空管路形成的摩擦,没有将实际情况考虑在内。根据第二种放空计算方法,通常将放空阀产生的摩擦考虑其中。同第一种计算方式相比,由于将阀门阻力F加入其中作为考虑因素,这就会增加放空其它受到的影响。所以作为阀门阻力因素,需要根据不同条件进行计算。根据第三种放空计算方法,主要将计算模型通过放空流程,将气体进行压缩并能够出现摩擦。但是形成简单的计算过程,能够使整体气体状态,都能在管道的流动过程中形成稳定的状态,从而有效对放空过程时间进行计算。当天然气进入到放空管道中,对于放空时间的计算,需要按照三种气体流动状态进行确定,并最终能够确定在规定时间内的放空量。利用梯形数学计算方法,从而确定最终的放空时间。
  4 临界流模型在计算中的应用
  按照以上三种计算过程和结果,都要根据不同的优势和劣势进行综合利用。使用第一种临界流模型计算方法,由于具有快速简单的过程,能够在实际使用中获得较为准确的放空时间。在目前的天然气管道放空过程中,通常将第一种作为常用计算方法。例如在某管道天然气输送过程中,由于紧急事故的发生,需要计算天然气放空时间。在实际施工中,管道直径φ426×7 mm,總长度为30公里。根据管道环境,管道温度保持在17℃,具有3.5 MPa的管内压力,并且其放空管道直径为φ108 ×6 mm,另外阀门开启高度,同管径比为h/d=1.0。根据事故条件和放空时间要求,需要按照以下要求进行计算:
  ①将管内压力同大气压力相等,需要的放空时间;②当管内压力达到1.5MPa时,根据第一种计算方法,需要的放空时间。
  5 结论
  综上所述,在目前的天然气输送管道中,对于放空时间的计算能够进行系统的研究和分析,同时按照三种计算方式,并根据不同环境和条件的要求,最终确定放空时间,由此根据以下结果得出:
  ①当进行天然气管道放空时,无法保证气体能够稳定在同一个状态内,通常气体的状态会呈现三种状态:a.超临界状态;b.理想流动状态;c.亚音速流动状态;②在三种计算方式中,需要根据各自具有的优势,能够最终得到正确的放空时间,并能满足天然气输送要求;③根据天然气输送过程,要根据环境和多种因素的因素,确保管道运行状态良好,同时将多种管道变化情况,按照计算公式得到放空时间,从而对气体受到多种阻碍因素后,能够使最终的计算结果具有较高的准确性。
  参考文献:
  [1]李长啸.天然气长输管道安全防范与平稳运行的对策探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2018(12):68.
  [2]刘庆.述天然气长输管道的安全隐患及对策[J].工程建设与设计,2018(17):110.
  [3]李国祥,徐道.天然气长输管道运行管理现状和问题研究[J].石化技术,2016(11):28-30.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14874366.htm

服务推荐