对管线内天然气放空时间及放空量的探讨

ＣＮ５３—１０８７／ＴＱ，广告经营许可证号５３００００４００００４７。本刊以推动国内化学工业的发展为已任，介绍云南省丰
富的磷、有色金属、煤等矿产和生物资源及其它资源的科研成果，着眼于省内和国内材料科学的科研动态，报道
相关化学化工科研开发成果，交流设计与生产经验，开展学术讨论。自２００５年起本刊调整了栏目，新增“专家
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（１）把管内天然气全部放空至与大气压力相等时 的放空时间为１２８分钟，放空量为１４０７２４．５Ｍ３
（２）放空至管内压力为１．５Ｍｐａ时的放空时间为 ５０分钟，放空量为８０４４６Ｍ３。
３ 结论
Ｏ８
０６
设上文（５）式中的ｐＦ√黔．（寿工）器为Ｑ，
０４
忽略放空前后Ｚ的微小变化，即Ｑ为常数，对（５）式变
Ｏ２
２ 实例计算
Ｍ一放空气体的相对分子质量； Ｒ一８４８公斤×米／公斤×Ｋ； Ｋ一绝热指数；Ｋ＝Ｃ，／Ｃｖ，天然气：Ｋ一１．３，空气： Ｋ一１．４ Ｆ一放空阀全开时截面积（ｍ２）； ｐ一阀门开启度（横坐标）；根据阀门开启高度及管 径之比（ｈ／ｄ坐标）查图１。 Ｐ．、Ｐ：一放空前后管线绝对压力（ＭＰａ）； Ｔ一管线温度Ｋ，ｇ一９．８ Ｚ一天然气压缩系数。
（Ｃｈａｎｇｎｉｎｇ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｌｔｄ．ｏｆ Ｎｉｎｇ菇ａ，７５０００１，Ｙｉｎｇｃｈｕａｎ） Ａｂｓｔｒ越ｔ：Ｒｅｌａｔｉｖｅ ｆｏｒｍｕｌａ ｗａｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｆｒｏｍ ｄｅｒｉｖａｔｅｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｅｎｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｖｅｎｔｉｎｇ ａｍｏｕｎｔ ｉｎ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｖｅｎｔｉｎｇ ｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅｌｉｅｆ，ｗｈｉｃｈ ｏｆｆｅｒ ａｎ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ，ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｋ— ｉｎｇ，ｐｅｃｋ ｓｈａｖｉｎｇ ｏｆ ｇａｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｏｎ，ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｃｉｄｅｎｔ—ｒｅｐａｉｒｉｎｇ ｒｅａｓｏｎｓｂｌｅｌｙ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ，ｖｅｎｔｉｎｇ ｔｉｍｅ，ｖｅｎｔｉｎｇ ａｍｏｕｎｔ
化速肌沌一誓一器．Ｐ’由ｖ２可以看出；随着
１）若放空后的天然气状态为工程标准状态时，即： 放空管内压力Ｐ的下降，单位时间内的放空量减少。
Ｐ：＝Ｐ。时，Ｐｏ、Ｖ。、Ｚ。、Ｔ。均为工程标准状态（即２０℃，
经过上述公式的推导及实际计算结果可知在放空
１个标准大气压）下的参数
阀的开启度不变的情况下：
器＝精ｊ％＝笔警
机配置、事故工况模拟以及放空管路计算进行了较为深入的分析，并从输气工艺角度对计算结果进行了较深入的分析与讨论，对川气东送管道投产后的
运行调度及后期的增输改造具有一定的参考价值，保证输气管网安全、经济、高效运行。
在压气站布置分析、内涂层设置分析和工艺适应性分析
的基础上，分析了正常输气工况、沿线分输工况、管道发生泄漏和堵塞事故工况，用图表形象地描述了输气管道各参数的变化情况：对输气管道进行了
学的依据，对确保管线平稳供气具有实际的指导意义。
１ 管段内天然气放空时间及放空量的 推导
设某一段管线长Ｌ，管径规格９Ｄｘ艿，管线压力平 均为Ｐ，（绝压），在管线上通过放空阀放空，压力降为 Ｐ。时所需要的放空时间及放空量。设管线温度始终
ｗ（器）一ｋ愿丽卜 Ｇ：卢即愿甄吾户①㈤
将（４）式代人（３）式得：
形得压降随时间的变化速度ｖ。；Ｖ。＝等一号等·Ｐ
Ｏ
，由Ｖ－可以看出：随着放空管内压力Ｐ的下降，单位时
源自文库
间内的压降速度变慢。
图ｌ
将Ｑ代人（４）式得：Ｇ＝ＱＰ，对本式求导得：ｄＧ—
１．２放空量推导
由气体状态方程知，放空前后的气体方程为：
等＝镟 ＺＴ～Ｚ２ Ｔ２
②ｗ
ＱｄＰ，由（５）式得：ｄｔ＝器ｄＰ，则放空量随时间的变
由于ｐ一群 （２）
将（２）式代人（１）式得出：
ｗ器一僦￡
放空
（３）
得出的公式，分别计算了两阀室间管段的放空情况，通
因为一般管段压力都较高，故可认为放空的全过
过公式分析，得出一些结论，对我们的生产调度决策， 程均为临界状态，并忽略放空管摩阻，则气体在临界状
气量调峰调配，合理组织事故抢修，从理论上提供了科 态下的质量流量为：
弋／ｄ
１
现对两阀室之间管段气体放空，已知管线规格 午４２６×７ｍｍ，长３０ｋｍ，管内压力３．５Ｍｐａ（表压），温度 １７℃，放空管规格９１０８×６ｍｍ，阀门开启高与管径比 （即ｈ／ｄ＝１．ｏ），现计算：（１）把管线内天然气全部放空 至与大气压力相等时的放空时间和放空量（２）放空至 管内压力为１．５Ｍｐａ时的放空时间和放空量。利用上 文得出的公式计算可解得：
０ 前言
天然气管道长输作为天然气工业的基础产业，社
会对其安全性、环保性、高效性提出了更高的要求。如
何对天然气长输管线科学生产管理，确保平稳输气，防 止事故发生，并在出现突发事故后，最大限度地减小事 故损失，是值得我们深刻探讨的课题。本文对管道内 天然气放空时间及放空量进行演算推理得出计算公 式，并结合我公司目前的管径规格和压力情况，应用所
复杂。这一方面使得人们更难于了解和掌握管道系统的运行规律、分析和处理管道系统的事故工况、论证和提出合理的运行方案；另一方面由于管道系
统的运行状况直接影响天然气的产、供、销，人们迫切需要找出气体管网参数间的影响关系，使其合理调度和优化运行。
本文研究川气东送管道
的优化运行问题，在收集了大量资料和数据的基础上，根据川气东送管道系统的物理模型，利用SPS软件计算了该管道在多种条件下的运行方案，对压缩
自救时间和放空时间的研究，对管线的操作运行有一定的指导作用，进一步完善规划设计，提高经济效益。
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_syhgyy200504007.aspx
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《云南化工》２００６年征订启事
《云南化工》于１９７３年创刊，是国内外公开发行的化学化工综合性科技期刊。刊号ＩＳＳＮｌ００４～２７５Ｘ／
１）管线放空时，由ｖ。＝祭＝鼍警·Ｐ知：单位时
放空量ｖ，：ｖ，＝Ｖ。。一Ｖ （Ｖ为放空管段的体积） 间内管线内压降随时间的推移速度变慢。
２）若放空管内天然气压力降为Ｐ。时，即：Ｐｚ＝Ｐ。 ２）管线放空时，由ｖ。一誓＝器·Ｐ知：单位时
时
筹夏丁＝２学丽刁≥‰Ｖ２。一●等于萨簪■
间内放卒最也随时间的推移而减，爹。
１８
石油化工应用 ２００５年 第４期
对管线内天然气放空时间及放空量的探讨＋
孔吉民 （宁夏长宁天然气有限责任公司 银川 ７５０００１）
摘要通过对管道内的天然气进行放空或卸压时所用时间及放空量计算公式的推导，得出相关公式，为今后的生产调度决策、 气量调峰、合理组织事故抢修等工作，提供了更科学的理论依据。 关键词 天然气放空时间 放空量 中图分类号：中国分类号：ＴＭ６６４文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２—３０５８（２００５）０３一０３
黝＝ｋ压丽卜㈣ 微分化简得：
保持不变Ｔ。
１．１放空时间计算公式的推导
根据质量守恒列出微分方程
Ｖ卯＝Ｇ巩
（１）
Ｇ为质量流量
对（５）式两边同时积分得出放牢时间公式：
Ｖ
ｏ一万。
，Ｐ１
叫托巧
·收稿日期：２００５一０６—２８
万方数据
石油化工应用 ２００５年 第４期
１９
其中：ｔ一放空时间（ｓ）； Ｖ一放空管段容积（ｍ３）；
邮政编码：６５０２２８
电话：（０８７１）４３２７０１０
Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｎｈｇｚｚ＠１２６．ｃｏｍ
传真：（０８７１）４３２７０１７
万方数据
对管线内天然气放空时间及放空量的探讨
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
孔吉民， KONG Jimin 宁夏长宁天然气有限责任公司,银川,750001
工艺专业．现就职宁夏长宁天然气有限责任公司，从事调度工作。
［１］输气干线设计手册，四川石油设计院出版。１９８０
ｔｌｍｅ ｒｎ■
１●
●
Ｊ●
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ｌ ｎｅ ｄｌＳＣＵＳＳｌｎｇ ０ｎ ｇａＳ Ｖｅｎｔｌｎｇ
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ａｎｄ ｇａＳ Ｖｅｎｔｌｎｇ
ａｍｏｕｎｔ ｉｎ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｐｉｐｅｌｉｎｅ
ＫＯＮＧ Ｊｉｍｉｎ
专栏”和“研究生论坛”两个栏目，前者介绍教授级别的研究者，后者推出科研的后备新生力量。
主要栏目：科学研究、技术开发、探索应用、综述专论、分析测试、专家专栏、研究生论坛、设备技改、交流探
讨等。
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放空量ｖ，：ｖ，一Ｖ。。一Ｖ。２
３）以上所推出的公式：ｔ一羔·
万方数据
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石油化工应用 ２００５年 第４期
Ｉｎ争，适用于任何气体，任何较大口径的储气容器的放 ［２］扬继盛，采气实用计算，石油工业出版社，１９９６
＾Ｚ
空时间的计算。
作者简介：孔吉民（１９７４一），男，助理工程师，毕业宁夏大学化工
参考文献
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石油化工应用 PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION 2005，24(4) 0次
参考文献(2条) 1.输气干线设计手册 1980 2.杨继盛 采气实用计算 1996
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