高压管道储气量的快速计算

高压管道储气量的快速计算
作者：韩艳丽李超于洋
来源：《城市建设理论研究》2013年第22期
摘要：本文主要介绍借助Office Excle中的内置VBA二次开发平台，制作出快速计算高压管道有效储气量的应用程序，并利用此程序工具分析输气量，管道起点、终点压力以及管道长度、管径等因素在管道储气上的影响。

关键字：VBA二次开发平台，高压管道储气量，输气量，管道起点、终点压力等。

中图分类号：TU81文献标识码： A 文章编号：
Abstract：This paper mainly introduces the built-in VBA two development platform Office Excle, produced the application rapid calculation of high-pressure pipeline effective storage capacity, and the use of this program tool for the analysis of gas pipeline, the end point, impact pressure and pipe length, diameter and other factors in the pipeline gas.
Keywords: VBA two development platform; High pressure pipeline storage capacity; The volume of gas; Starting point, end point pressure.
1. 前言：
目前，城市燃气调峰主要有地下储气库、地面储气设施和管道3种储气调峰方式，地下储气库一般用于季节调峰，后两者主要用于日、时不均匀用气的调峰。

相比较而言，当高压管道用气点高于1Mpa时，管道储气的经济性优于地面储气设施，如高压球罐、LNG储罐等[1]。

本文主要介绍借助Office Excle中的内置VBA二次开发平台，制作出快速计算高压管道有效储气量的应用程序，并利用此程序工具分析输气量，管道起点、终点压力以及管道长度、管径等因素在管道储气上的影响。

2. 高压管道储气量的计算公式
储气量的设计计算通常采用复杂的不稳定流计算方法，此方法的特点是根据每小时都在变化的管道末端取气量来计算动态的储气量[2]。

本文不同于上述方法，侧重于计算高压管道储气能力的计算，并可借助此程序来帮助分析输气量，管道起点、终点压力以及管道长度、管径等因素在管道储气上的影响。

计算主公式如下：
V=
式中： V---管道储气量（Nm3）；
Vg---管道的几何容积（m3）；
T0---273.15 K；
T---管道内气体的平均温度（K）；
Pm1---管道储气结束时，管道平均压力（Pa）；
Pm2---管道储气开始时，管道平均压力（Pa）；
Z1、Z2---压缩系数。

其中，压缩因子Z的计算公式：
Z=
其中，管道平均压力Pm的计算公式：
Pm=
计算子公式[3]如下：
P1---燃气管道起点的压力（绝对压力,kPa）
P2---燃气管道终点的压力（绝对压力,kPa）
Z---压缩因子，当燃气压力小于1.2MPa（表压）时，Z取1 L---燃气管道计算长度（Km）
λ---燃气管道摩擦阻力系数
Q---燃气管道的计算流量（m3/h）
d---管道内径(mm)
ρ---气体的密度(kg/m3)
T---设计中所采用的燃气温度（K）
T0---273.15K
3. 计算程序结构
本程序计算方法采用节点线性迭代法，下面分别是主程序及子程序框图：
主程序框图：
子程序框图:
4. 计算分析
在利用程序计算前，假定已知天然气基本物性参数ρ=0.75 kg/Nm3，ν=1.45x10-6 m2/s，T=293.15 K。

然后分别分析管道长度、管径、输气量、起点压力及终点压力在影响高压管道储气量的作用。

1、管道长度对储气量的影响
附加已知参数：管线起点最高压力P1max=4 Mpa（表），管线终点最低压力P2min=0.6 Mpa（表），d=351mm。

输入程序，计算得出，不同的管道长度对储气量的影响结果如下：
2、管径对储气量的影响
附加已知参数：管线起点最高压力P1max=4 Mpa（表），管线终点最低压力P2min=0.6 Mpa（表），L=30 km。

输入程序，计算得出，不同的管径长度对储气量的影响结果如下：
3、输气量，即用气负荷，对储气量的影响
附加已知参数：管线起点最高压力P1max=4 Mpa（表），管线终点最低压力P2min=0.6 Mpa（表），d=351mm，L=30 km。

输入程序，计算得出，不同的输气量对储气量的影响结果如下：
4、起点压力对储气量的影响
附加已知参数：管线终点最低压力P2min=0.6 Mpa（表），d=351mm，L=30 km。

输入程序，计算得出，起点压力对储气量的影响结果如下：
5、终点压力对储气量的影响
附加已知参数：管线起点最高压力P1max=4 Mpa（表），d=351mm，L=30 km。

输入程序，计算得出，起点压力对储气量的影响结果如下：
5. 结语
借助计算机对高压管道储气量进行高效、快速、精确计算。

与此同时，结合高压管道输气量，管道起点、终点压力以及管道长度、管径之间的等量关系，作出多种方案进行经济分析，确定最佳实施方案。

参考文献
刘燕、马一太等；北京拟建六环天然气管道储气能力计算及调峰问题探讨；天然气工业，2004；24（12）：155~157．
李猷嘉．长输管道末段储气的计算与分析[J]．煤气与热力，2002，(1)：8—11．
GB50028—2006，城镇燃气设计规范
作者简介：韩艳丽（1982—）女，西南石油大学油气储运专业，学士，中级政工师，从事油气储运相关技术研发工作。