第四节 各种运行工况对干线输气管道影响

1第四节各种运行工况对干线输气管道影响2一压气站或部分压缩机组停运对工况的影响•1、压气站或部分机组停运对流量的影响：‹整个系统的流量怎么变化？•c站停运，c站特性方程为：QcZcpp=222QccZccpApBQ=−1cA=0cB=122111nZZcnncnAppQAAyAClyA−−−−=−++−222122()1nQZcnnncnAppQAAyAAClyA−−−−−=−+++−以表示为：1Qp(8-43)(8-44)3122111nZZcnncnAppQAAyAClyA−−−−=−++−222122()1nQZcnnncnAppQAAyAAClyA−−−−−=−+++−停止运行的站的标号c愈小，输气管的输气量下降愈多。结论（重要！）4∵∴∵，∴当第1个站(c=1)停运时，流量下降最多，c=1时两式相除，得第一站停止工作时，输气量下降的比值11111ZQQpQpε≈=1221nZZApp−122111221nZZnQZQAppQApp−−−=−122111nZZcnncnAppQAAyAClyA−−−−=−++−122111nQZnnnAppQAAyAClyA−−−=−++−11ε1QQ5•最后一压缩机站停止工作时c=n，代入下式得：122111nZZcnncnAppQAAyAClyA−−−−=−++−若n足够大，，且，则：122111nZZnnnAppQAAyClyA−−−=−++−1221nZZApp−111nnAAyClyyAA−+−−−11nZAQpy−=说明：n足够大时，最后一个站停止运行，对系统的输气量实际上并不产生多大影响。6当有两站c1和c2同时停止工作时，可得到与式(8-43)相类似的公式：如果某一个站(c站)只是部分压缩机组停止工作，那么它的特性方程就不同于其它站，该站A=Ac，B=Bc，由(8-13)方程组中得：以此，可求得任意数量压气站或机组停运时的流量公式。1221111ncZZcnncncncccnAAppQAAAAAyAyyyAA−−−−−−=−−+++−−12222122()1nZZcnncncnAppQAAyAAClyA−−−−−=−+++−(8-45)(8-46)72、压气站或部分机组停运对沿线压力的影响：•1）停运站以前管段的压力变化：从首站至c站，各站进出口压力：与c站停运前比较：12122111xxZxZcApApyQA−−−=−−22211xxQxZcAApApyBQA⎛⎞−=−+⎜⎟−⎝⎠12122211()1xxZxZcApApyQQA−−−Δ=Δ−−−22221()1xxQxZcAApApyBQQA⎛⎞−Δ=−+−⎜⎟−⎝⎠8上两式说明，停运站以前的各站进出口压力pZx、pQx均将上升，其增加量△p2Zx、△p2Zx(或△pZx、△pQx)随站的标号x的增大而增大，即愈靠停运站c则压力上升得愈多，故和为最大。cQQ22()0cQQ−210ZpΔ=12221()01xZxcApyQQA−−Δ=−−12221()01xQxcApyBQQA−⎛⎞−Δ=+−⎜⎟−⎝⎠12122211()1xxZxZcApApyQQA−−−Δ=Δ−−−22221()1xxQxZcAApApyBQQA⎛⎞−Δ=−+−⎜⎟−⎝⎠且1Qcp−ΔZcpcΔ9(c-1)~n站，c站停运，c-1站出站压力时，由下式求出c-1站的流量。c站停止工作时最大允许流量：222122()1nQZcnnncnAppQAAyAAClyA−−−−−=−+++−令n=n-c+2,得到c站停止工作时最大允许流量值：1[]Qcpp−=1[]Qpp=22[][]21ncZcncncnAppQAAyAClyA−−−−=−++−流量调节依据10•2）停运站以后管段的压力变化:•(c+1)站~n站，各站进出口压力：2(1)2(1)211xnxnxnZxZncApApyAyQA−−+−+⎛⎞−=++⎜⎟−⎝⎠12221xnxnxnQxZncAApApyAyBQA+−−−⎛⎞−=+−⎜⎟−⎝⎠2(1)2(1)221()1xnxnxnZxZncApApyAyQQA−−+−+⎛⎞−Δ=Δ++−⎜⎟−⎝⎠12222()1xnxnxnQxZcnAApApQQyAyBA+−−−⎛⎞−Δ=Δ+−+−⎜⎟⎝−⎠与c站停运前比较：1120ZpΔ=nyy≈22()0cQQ−由于，，，，1Axn≤(1)2221()01xnZxcApyQQA−+−Δ=−−−222()01xnQxcAApyBQQA−⎛⎞−Δ=−−−⎜⎟−⎝⎠(8-48)(8-47)20ZxpΔ20QxpΔ0ZxpΔ0QxpΔ随站标号x的增大，→0，→0，则：在停运站(c站)以后，沿线压力都要下降，越接近停运站下降越多，离停运站越远下降越少。ZxpΔQxpΔ结论重要！12二定期分气或集气对工况的影响定期分气的干线输气管示意图1、定期分气对流量的影响：•分气点在c站与c+1站之间，分气点距c+1站的距离l0，距c站为l-l0，正常运行时的流量为Q，分气后，分气量为q，全线流量必然发生变化，分气点之前流量为Q﹡，分气点之后流量为Q﹡-q。13根据管路上的压力平方差公式，分气点压力p可写为:22200222010()()QcZcppcllQppClQq∗+∗⎫=−−⎪⎬=+−⎪⎭由得：22211ccQcZAApApyBQA∗⎛⎞−=−+⎜⎟−⎝⎠122211()1cncncnZcZnApApyAyQqA+−−−+∗⎛⎞−=++−⎜⎟−⎝⎠(8-49)22211xxQxZAApApyBQA⎛⎞−=−+⎜⎟−⎝⎠2(1)2(1)211xnxnxnZxZnApApyAyQA−−+−+⎡⎤−=++⎢⎥−⎣⎦14将代入下式两端乘以得：22211ccQcZAApApyBQA∗⎛⎞−=−+⎜⎟−⎝⎠122211()1cncncnZcZnApApyAyQqA+−−−+∗⎛⎞−=++−⎜⎟−⎝⎠22200222010()()QcZcppcllQppClQq∗+∗⎫=−−⎪⎬=+−⎪⎭22210()1ncnncZZnAAAppyyAClQqA−−∗⎛⎞−−=++−+⎜⎟−⎝⎠ncA−120()1nncncAAyABClClQA+−−∗⎡⎤−++−⎢⎥−⎣⎦(8-50)1522210()1ncnncZZnAAAppyyAClQqA−−∗⎛⎞−−=++−+⎜⎟−⎝⎠120()1nncncAAyABClClQA+−−∗⎡⎤−++−⎢⎥−⎣⎦q=0时,Q﹡=Q,q↑时，Q﹡↑，则：Q﹡Q,(Q﹡-q)↓，(Q﹡-q)Q管路定期分气时，分气点以前的流量要增长，大于原来的正常流量；分气点之后，流量将要下降，小于原来的流量，这种趋势随分气量的增大而增长。结论重要！162、定期分气对沿线压力的影响：•分气点以前的管段，各站进出口压力平方的变化和(1≤x≤c)：由于Q﹡Q,,,即，，12221()1xZxApyQQA−∗−Δ=−−−222()1xQxAApyBQQA∗⎛⎞−Δ=−+−⎜⎟−⎝⎠20ZxpΔ20QxpΔ0ZxpΔ0QxpΔ2ZxpΔ2QxpΔ(8-52)(8-51)说明：在定期分气(漏气)点之前，沿线压力均下降，愈接近分气点下降得愈多，c站的出站压力下降就愈剧烈。17•分气点以后的管段，各站的进出口压力平方的变化和：由于(Q﹡-q)Q，所以，，△pZx0，△pQx0，随x↑，△pZx→0，△pQx→0,在x=c+1时，达到最小值。2ZxpΔ2QxpΔ(1)2221[()]1xnZxApyQQqA−+∗−Δ=−−−−222[()]1xnQxAApyBQQqA−∗⎛⎞−Δ=−−−−⎜⎟−⎝⎠(8-53)(8-54)20ZxpΔ20QxpΔ定期分气(或漏气)之后，对c+1站供气不足造成站的进口压力pZc+1急剧下降使分气点之后，各站的进出口压力均下降，愈接近分气点压力下降愈多.18由定期分气对工况影响的分析，可以得出如下结论：•(1)分气点之前流量将比分气前增大，分气点之后流量将要减小；•(2)定期分气将造成全线压力下降，越接近分气点的地方，压力下降得越多，距分气点越远下降越少。图8-7定期分气时的工况变化1-定期分气时的压降线；2-正常运行时的压降线19对于定期集气将得到几乎与定期分气相反的结论：•(1)集气点以前，流量将比集气之前的流量减小，定期集气点之后流量将要增加；•(2)定期集气之后，全线压力将要上升，越接近集气点，压力上升得越多，距集气点越远上升越少。图8-8定期集气时的工况变化1-定期集气时的压降线；2-正常运行时的压降线20•无论是定期分气或者是定期集气引起的工况变化，如果超出压缩机或管路的允许值，都必须进行调节。21本节完