地层蓄热效应对输气管道数值模拟精度的影响

丁延鹏，李玉星，郝宏娜，毕研军

(1.中国石油大学储运与建筑学院，山东青岛 266555;2.中国石油天然气管道科学研究院，河北廊坊 065000)

地层蓄热效应对输气管道数值模拟精度的影响

丁延鹏1，李玉星1，郝宏娜1，毕研军2

(1.中国石油大学储运与建筑学院，山东青岛 266555;2.中国石油天然气管道科学研究院，河北廊坊 065000)

采用一维非等温天然气流动模型对高压天然气输送管线中的快瞬变流动进行数值模拟，研究地层蓄热效应对高压天然气快瞬变管流数值模拟精度的影响。从工程实际角度对质量、动量和能量守恒方程的基本变量进行等价变换，建立天然气管流与外界地层之间一维轴对称的非稳态传热模型，以BWRS状态方程为基础，采用特征线法对天然气管流的快瞬变过程数学模型进行数值求解，并与简化稳态模型数值结果进行对比。结果表明：国内常用的简化稳态传热模型过高估计了管线中流量的波动幅度，工程应用中应采用考虑地层蓄热效应的非稳态传热模型对高压天然气管流进行仿真模拟;非稳态模型和算法具有较高的准确性。

输气管道;快瞬变流;数值模拟;地层蓄热效应;特征线法

由于输气管道运行中存在着天然气的需求波动，需要进行阀门开关、压缩机启停、调压器调节等操作，因而输气管道往往处于不稳定的运行状态。投产时间长、腐蚀磨损严重的管网在阀门开关等操作过程中就存在着事故隐患，因此有必要对输气管道在阀门开关过程中的运行状况进行瞬态模拟分析。……