长输管道储气量与末站压力关系分析

张东明 牛生辉 任艳艳

（陕西省天然气股份有限公司，陕西 西安 710016）

长输管道储气量与末站压力关系分析

张东明 牛生辉 任艳艳

（陕西省天然气股份有限公司，陕西 西安 710016）

针对天然气长输管道调度人员无法直接由各个站点的压力数据准确得出天然气管存情况的问题，通过定量计算及对两年来长输管道压力数据的比较分析，得出末站压力与管网储气量之间存在着线性关系，从而可以由长输管道末站压力变化得出管网储气量的变化，并进一步得出上游进气量和下游外输气量的变化情况。

天然气长输管网 储气量 末站压力 线性关系

0 引言

天然气长输管网末端是指最后1个压气站与城市门站之间的输气管段。末端除了具有输气功能以外，还具有较大的储气能力，对于各中间站站间管段来说，其起点与终点的流量是相同的，即属于稳定流动的工况；但对于管道末段来说，其起点流量也和其他各管段一样保持不变，但其终点流量却是变化的，并等同于城市的用气量。作为管输天然气生产调度人员，必须了解管道储气量（管存）与管道末端压力之间的关系，这样可以为提前预测气量作好准备。笔者拟就管存与末端压力两者间的关系作一分析。

1 长输管网末站压力与管存的关系

自1995年7月1日开工建设靖边—西安首条天然气长输管道以来，经过近二十多年的建设发展历程，目前陕西省内已经基本形成了纵贯陕西南北、横跨关中东西两翼、多点多气源供气、部分地段双管敷设的省级天然气输送干线网络，构建形成了布局合理、功能较为完备的长输管道网络体系［1］。而泾河分输站作为最后1个压气站与下游城市管网之间的中转站，其进站压力与全省管道储气量之间关系密切。

输气管道的储气量是按照管道平均压力计算的，因此为了计算管道储气能力，就必须知道储气开始时管道气体的平均压力和储气结束时管道的平均压力。

若已知管道的容积V，在储气开始和结束时只要求得容积V内的气体在标况下的体积Vmin和Vmax，则两者之差Vs＝Vmax-Vmin即为储气过程中管道内的储气量。p1min和p2min为储气开始时管道起、终点压力最低值，p1max和p2max为储气结束时管道起、终点压力的最高值，其中p2min应不低于城市管网要求的最低压力，p1max应不超过最后一个压气站最大出口压力或管道容许的最大压力［2］。

储气开始时，末段起、终点压力均为最低值，平均压力［3］为：

随着储气时间的持续，管道压力逐渐上升，至储气结束时，管道起、终点压力达到最高值，平均压力为：

则储气开始时和结束和的管网储气量［4］为：

输气管道储气能力为：

式中：LZ为管道长度，m；D为管径，mm；Z1、Z2分别为储气开始和结束时平均温度、平均压力下的压缩因子，可近似认为Z1＝Z2＝Z；T1，T2分别为储气开始和结束时管网的平均温度，K，可近似认为T1＝T2＝T；p0、T0分别为工程标况下的压力和温度，其中p0＝101 325 Pa，T0＝293 K；Z0为p0、T0下的压缩因子，Z0＝1。

由式（5）可看出管存主要和上下段管道压力差成正比关系［5-6］。

2 输气管网末站压力与管存实时关系

由于笔者长期从事天然气调度管理工作，对所管辖长输管线及管网沿线场站压力分布与管存有较清楚的认识，由于泾河分输站位于靖西长输管道末端，其进站压力波动情况与长输管存大小的关系较密切，因此所讨论泾河分输站进站压力与管存关系即为末站压力与长输管网储气能力的关系［7］。

2.1 2011年管网末站进站压力与管存关系

2011年11 月29日-2011年12月12日泾河进站压力与管存关系见表1。

2.2 2012年管道末站进站压力与管存关系

2012年8 月9日-2012年8月22日泾河进站压力与管存关系见表2。

表1 2011年泾河进站压力与管存关系表

表2 2012年泾河进站压力与管存关系表

3 结束语

2011年冬季期间及2012年夏季期间全线管存与泾河进站压力基本保持线性关系，线性拟合度达到0.9以上，即完全可以用泾河分输站压力的变化来估算管存的变化。由于管存大小与进气量和外输气量的关系密切，而泾河进站压力波动情况又与管存大小呈线性关系，则可进一步根据泾河进站压力变化来推算出上游进气量和下游外输气量的变化情况，以提前预测长输管存情况。

［1］陕西省天然气股份有限公司.天然气长输管道生产运行管理手册［M］.西安：陕西省天然气股份有限公司出版社，2011.

［2］王志昌.输气管道工程［M］.北京：石油工业出版社，1999.

［3］周游，田贯三，张增刚.数值解法模拟长输管道末端储气规律［J］.油气储运，2004，28（7）：29-34.

［4］李献嘉.长输管道末段储气量的计算与分析［J］.煤气与热力，2002，25（1）：8-11.

［5］安家荣，刘惠.长距离输气管道储气调峰方式的选择［J］.油气储运，2004，28（8）：16-18.

［6］商丽艳，潘振，李清斌，等.输气管道干线末段储气调峰研究［J］.油气储运，2008，32（7）：27-30.

［7］中国石油管道兰州输气分公司.天然气长输管道调度手册［M］.兰州：兰州大学出版社，2005：87-110.

（编辑：蒋龙）

B

2095-1132（2014）06-0050-02

10.3969/j.issn.2095-1132.2014.06.015

修订回稿日期：2014-11-05

张东明（1973-），高级工程师，从事生产运行及技术管理工作。E-mail：445231764@qq.com。