第十章 压气站及干线输气管道联合系统(4-6)

第四节末段储气123456789输气管道的末段储气末段工况的变化（1）末段起点流量和其它各段相同，终点流量变化；（2）AB段——储气阶段：末段起、终点压力上升；（3）BC段——供气阶段：末段起、终点压力下降。末段储气能力的计算

按稳定流动来计算。通过计算末段在储气开始（A）时的平均压力和储气结束（B）时的平均压力。从而计算储气量。

10111213141516171819202122232425262711.5.2输气管道末段长度和管径

当设计一条新的干线输气管道时，工艺计算应该从末段开始，先决定末段的长度和管径，然后再进行其它各中间管段的计算。输气管道未段的计算与其它各段的区别是：应该考虑末段既能输气，又能储气。28设计长度和管径时，应注意1）当用气处于低峰时（夜间），输气管道末段应能积存全部多余的气体，如条件不允许，可考虑部分满足；当用气处于高峰时（白天），应能放出全部积存的气体。2）输气管道末段的起点压力，即最后一个压缩机站的出口压力不应高于压缩机站最大工作压力，并且应在钢管强度的允许范围之内；3）未段的终点压力不应低于城市配气管网的最小允许压力。29第十一章输气干线系统的设计与工况分析计算步骤：

①假设输气管道未段长度和管径；②确定PQB和PZA；③计算PZB和PCPB；④计算PQA和PCPA；

⑤计算末段储气能力，与要求的末段储气能力比较，若相互接近，则所假设的末段长度和管径满足工艺要求；否则重新假设末段长度或管径，返回③、④、⑤步骤进行计算，直到末段长度和管径满足工艺要求，计算停止。30天然气长输管线末段管路为Φ720×10管子，管长lZ=150km,管道中燃气最大允许绝对压力5.5MPa，进入城市前管道中燃气最小允许绝对压力1.3MPa，正常情况下管道流量为每日1.1×107m3，求管道的储气量。31323334第五节干线输气管道压气站布置353637383940计算流量和年平均输气不均衡系数kS

年平均输气不均衡系数的大小取决于用户用气不均衡性的大小、有否储气设备等因素，一般kS=0.8，有储气设备时，0.9或0.95。（国标中只考虑输送天数为350天）

此外，在计算流量中还必须考虑压缩机站的自耗气，如沿线有进气、分气支线，还必须考虑进气量或分气量的影响。41地层压力的影响由管输压力要求和气田开发情况，计算需要建造首站（或中间站）的时间：

平坦地区输气管道压气站的布置

如果输气管道沿线地形较为平坦，高差不超过200m，而输气管道沿线又无进气或分气支线时，则可按水力计算基本公式求出站间距L。42二、中间无分集气、考虑地形起伏高差的压气站布置压气站特性方程地形起伏地区管路特性方程43三、中间有分集气点的压气站布置对于中间有分集气点的输气管道，可分两种情况进行压气站的布置：第一种情况是分集气只定期进行，而非长期运行，这类管线的压气站布置可按照中间无分集气点的布置方法布站，然后对有分集气的工况进行校核。第二种情况是分集气为连续运行，下面我们就讨论这种情况。44设某输气管线，在距起点Lq1处有一分气点，分气量为q。假设各站类型相同，不考虑各压气站自用气量，分气点前流量Q，管线最大工作压力pmax，不考虑地形起伏，现在看一下理论布站方法。分气点之前，站间距为454647提高气管流量方法4849505152第六节输气管道设计方案的经济比较1方案比较法与计算步骤（1）方案比较法五大技术经济参数，这就是：管径D、输压P、压缩比ε、压缩机站数n和管壁厚度δ。所有这五个参数都互相联系，其中一个参数发生变化，其它几个参数都将随之变化，由不同的D、P、ε、n、δ组合而成的多个方案。这些方案在技术上都是可行的，但在经济上不一定是合理的。方案比较法就是根据输气管道的输量，定出几种不同直径D、输送压力P、压缩比ε、压缩机站数n和管壁厚度δ的可供竞争的方案，并从中寻找最优方案。53采用年折合费用法作为评价指标。其中：（2）计算步骤

1）将任务流量换算成计算流量；2）初定三个输送压力等级，P1、P2、P3；3）根据计算流量、初定的输送压力、初选压缩机型号，确定压缩机站机组组合方式和压缩机站压缩比ε；4）根据压缩机站机组组合方式，计算压缩机站出站温度；5）初定压缩机站站间距L（不应小于100公里）；546）按公式水力计算公式初算三种管径D0l、D02、D03；7）按钢管规格，初选出与初算的管径相近的三种管径D1、D2、D3；8）根据初定的输送压力和初选的管径，求管壁厚度δ1、δ2、δ3，并进行强度校核，然后求出三种管子的内径；9）根据出站温度，计算输气管道气体平均温度；10）按前面初定的工艺参数和计算流量，计算输气管道末段长度和管径；11）若管道沿线地形起伏，且沿线有进（分）气支线时，用相应公式布置压缩机站，求得全线实际的压缩机站数；若管道沿线地形平坦，且沿线无进（分）气支线时，实际的站间距采用初定的站间距。5512）按综合技术经济指标计算三种方案（三种管径）的基建投资费K和操作经营费C；13）按年折合费用S对三种方案进行比较，年折合费用最小的方案将为最优方案；14）按最优方案下的参数校核工作点流量、输送压力是否满足工艺要求，若不满足工艺要求，返回第2步，重定各工艺参数后，按上述步骤重新进行方案比较，直至选出既满足工艺要求又经济合理的输气管道最优方案。对折合费用大致相同的方案，可以对比其它指标。562灰色关联分析方法

方案比较法和数学分析方法的缺点(单一目标)（1）灰色关联分析法（2）计算步骤1）构造方案数据列

该方法首先要预选出设计方案若干个，每一个方案中有各种技术经济指标若干项，如管道投资费、建站投资费、操作经营费或动力费、年折合费等，各种工艺参数若干项，如管径、输送压力、首站压缩比、中间站压缩比、压气站站数等，称为因素。使每一个方案的各因素形成数据列。573）构造理想设计方案数据列根据方案中的各指标的最佳数值构造理想方案。4）用极差归一化进行无量纲处理各方案和理想方案585）计算各方案与理想方案的关联度6）关联度排序，关联度最大的方案为最优方案（3）例题分析（P137-141）593动态规划法

用动态规划法求最优线路方案动态规划的迭代公式：式中xk—x表示状态变量，xk表示第k段的状态变量；

uk—u表示决策变量，uk表示第k段的决策变量；

fk（xk）—表示第k段状为xk态时的最优值；

fk+1（xk+1）—表示第k+1段状态为xk+1时的最优值；Gk（xk，uk）—表示第k段当状态为xk，决策变量为uk时的函数值。60实例分析：

要从A敷设一条管道到E，中途必须经过三个中间压气站，每个中间站有几个可选点。选择最优方案，使总综合费用最省。解：整个过程有四段：A-B；B-C；C-D；D-E，从最后一段开始往前算。61D-E段：从D1到E的最优费用为：f4（D1）=8从D2到E的最优费用为：f4（D2）=462C-D段：从C1到E的最优费用为：从C2到E的最优费用