輸氣管道工藝計算探析

牛元鎮

(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

輸氣管道工藝計算探析

牛元鎮

(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

輸氣管道設計主要包括工藝站場設計和線路設計，工藝專業根據氣源條件和用氣市場調研數據，自然地理條件調研資料，考慮管道管材市場價格因素，用氣區域長遠期用氣發展預測，提出管徑、壓力的比選方案，經技術經濟比選后，推薦合理的工藝方案。本文將通過案例，介紹工藝計算中輸氣量、管徑、壓力的技術經濟比選方法。

輸氣管道；工藝計算；管徑；壓力；技術經濟比選

1 案例分析

某省規劃由A市至B、C兩市新建輸氣管道工程，氣源位于某長輸管道干線的A市分輸站，分輸站出口氣源壓力6.3MPa，要求C市末站進站壓力不低于4.0MPa。

氣源地A市到B市 120公里，B市到C市 100公里，B、C兩市2018至2027年天然氣需求量預測見表1。

表1 2018～2027年天然氣配置表 (單位：×108Nm3/a)

(1)所需基礎資料 ①氣體組分；②供氣氣源數量、位置、供氣量及其變化范圍；③氣源的壓力、溫度及其變化范圍；④沿線用戶對供氣壓力、供氣量及變化區間的范圍；⑤沿線自然環境條件和沿線管道埋設地溫。

(2)計算公式和軟件 計算公式按照《輸氣管道工程設計規范》(GB50251-2015)(不考慮高差影響)，根據公式，可分析考慮各參數對輸量的影響。計算軟件采用STONER 公司的SPS軟件。

(3)輸氣工藝計算 ①工藝方案。全線設計輸量10.0×108Nm3/a，設計壓力6.3MPa，按照高月高日高時輸量(136905 Nm3/h)初算，列出以下管徑組合方案進行水力分析：

方案一： A市至B市管徑DN400mm，B市至C市管徑DN400mm；方案二： A市至B市管徑DN450mm，B市至C市管徑DN350mm；方案三： A市至B市管徑DN450mm，B市至C市管徑DN400mm。

②水力計算模型。水力計算模型圖如下：

（4）工藝方案計算結果 根據水力計算模型，結合工藝參數，三種方案計算結果見表2。

表2 方案比選計算表

由表2看出，方案一C市末站壓力低于4.0MPa，不滿足要求，方案二和方案三滿足C市末站最低進站壓力要求。對方案二、三進行最大輸氣能力分析，見表3和表4。

①在滿足C市末站進站壓力不小于4.0MPa，且B市分輸不小于5.4億方/年的情況下。

表3 最大輸氣能力分析計算表

②在滿足C市末站進站壓力不小于4.0MPa，且C市分輸不小于4.6億方/年的情況下。

表4 最大輸氣能力分析計算表

(5)比選結果 由表2、表3、表4計算結果得出，在滿足按照高月高日高時輸量的情況下，方案二和方案三管徑組合均能滿足C市末站進站壓力不小于4.0MPa的要求。考慮到本工程線路長度較長，管道的管徑對管道工程的總投資的影響較大，在滿足輸氣量要求的情況下，同時兼顧未來發展需要，推薦本項目采用方案二管徑組合，即A市至B市管徑DN450mm，B市至C市管徑DN350mm。此案例考慮了線路長度的影響，如果線路長度較短，考慮管材統一定貨方便和將來的區域市場發展等因素，可采用統一管徑的方案。

2 結語

本文通過案例分析，簡單介紹了工藝計算中輸氣量、管徑、壓力的技術經濟比選思路。在滿足長遠期輸氣量和起末點壓力要求的基礎上，通過對不同的管徑組合方案分析，考慮線路長度對管材投資的影響，從而推薦合理的管徑組合方案。

[1]石油和化工工程設計工作手冊編委會.石油和化工工程設計工作手冊(第五冊)輸氣管道工程設計[S].中國石油大學出版社,2010.7.

[2]諶貴宇,等.GB50251-2015 輸氣管道工程設計規范[S].中國計劃出版社,2015,2.

牛元鎮(1984-)，男，山東新泰人，工程師，2007年畢業于中國石油大學(華東)油氣儲運專業，現從事油氣田地面工程設計工作和油氣管道工程設計工作。