【導(dǎo)讀】{ "error_code": 17, "error_msg": "Open api daily request limit reached" }

　　

【正文】 alPipe通過(guò)圖形建模工具構(gòu)建包含邊界、罐、泵、壓縮機(jī)、閥門、管段的油氣輸送管網(wǎng)的物理模型，通過(guò)后臺(tái)的預(yù)處理過(guò)程將建好的圖形化模型和管道的流動(dòng)控制方程、設(shè)備的特性方程、分支點(diǎn)的控制方程、外部邊界（氣源、罐、分輸站等）以及流體的狀態(tài)方程建立映射，形成一個(gè)復(fù)雜的數(shù)值系統(tǒng)，然后通過(guò)仿真計(jì)算引擎進(jìn)行動(dòng)態(tài)求解。在仿真運(yùn)行時(shí)， RealPipe會(huì)隨著時(shí)間的變化計(jì)算管網(wǎng)內(nèi)在數(shù)值空間上的壓力、流 圖 34RealPipe軟件產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 第 3 章管路布站方案計(jì)算書 21 量、溫度、密度、流速和其它變量，并通過(guò)設(shè)備圖形、動(dòng)態(tài)曲線、動(dòng)態(tài)報(bào)表等方式來(lái)展示這些物理量的分布和變化細(xì)節(jié)。 在模型建立后，用戶需要對(duì)模型的全局參數(shù)和元件參數(shù)進(jìn)行配置，模型通過(guò)驗(yàn)證后才可進(jìn)行仿真運(yùn)行。在仿真運(yùn)行過(guò)程中，用戶可以隨時(shí)通過(guò)設(shè)備圖形、交互命令等方式對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)置，對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作、對(duì)輸出結(jié)果的形式進(jìn)行配置。 RealPipe可以為氣體和液體管網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，但并不支持兩相流動(dòng)。仿真可以運(yùn)行在批次跟蹤模式和交互模式。仿真的初始狀態(tài)可以是零流量條件也可以是上一個(gè)仿真運(yùn)行時(shí)保存的工況。 RealPipe管道仿真平臺(tái) 基于油氣管道運(yùn)行仿真業(yè)務(wù)的共性需求，能夠適應(yīng)于天燃?xì)夤艿?、成品油管道、原油管道仿真與運(yùn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)平臺(tái)，主要有管道建模、設(shè)備仿真、操作培訓(xùn)、運(yùn)行控制腳本、仿真結(jié)果監(jiān)視等功能。 RealPipe應(yīng)用工程 在 “ RealPipe仿真平臺(tái) ” 的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析不同應(yīng)用工程的特性，集成、定制完成油氣仿真與優(yōu)化系列軟件產(chǎn)品，也可以根據(jù)用戶的需求，實(shí)現(xiàn)快速定制軟件產(chǎn)品，為管道運(yùn)行提供最快捷的技術(shù)服務(wù)。 RealPipeGas 天然氣管道仿真軟件 RealPipeGas Optimizer 天然氣管道運(yùn)行優(yōu)化軟件 RealPipeProduct 成品油管道仿真軟件 RealPipeCrude 原油管道仿真軟件 第 3 章管路布站方案計(jì)算書 22 RealPipe 業(yè)務(wù)流程 圖 35 管道仿真業(yè)務(wù)流程圖 管道仿真業(yè)務(wù)流程 （ 1） 系統(tǒng)建模 系統(tǒng)建模是仿真業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)。系統(tǒng)建模主要以圖形化的方式完成管道系統(tǒng)輸送工藝系統(tǒng)的物理建模，并完成元件參數(shù)的配置。 （ 2） 模型驗(yàn)證 仿真工程師對(duì)管道模型進(jìn)行驗(yàn)證分析。檢查模型文件文本是否有語(yǔ)法錯(cuò)誤、元件是否重名、同一元件所處的高程是否一致。 （ 3） 仿真運(yùn)行控制設(shè)置 仿真控制腳本用于對(duì)將要運(yùn)行的仿真過(guò)程進(jìn)行操作控制的預(yù)設(shè)，以批處理的方式對(duì)仿真過(guò)程進(jìn)行控制。 仿真運(yùn)行 在仿真運(yùn)行中主要進(jìn)行以下幾方面工作： 1) 對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行水力分析，包括：管道啟輸 /停輸過(guò)程分析、管道運(yùn)行分析（開(kāi)關(guān)閥門，啟停泵或壓縮機(jī)組，改變壓力、流量、溫度或轉(zhuǎn)速等設(shè)定值對(duì)仿真運(yùn)行的影響范圍與幅度）、壓縮機(jī)運(yùn)行分析、氣體管道存活時(shí)間分析、管道事故分析等。 2) 分析外界環(huán)境變化對(duì)管道運(yùn)行的影響、分析流體流過(guò)動(dòng)力設(shè)備的溫度變化、分析管輸過(guò)程中流體溫度的變化等。 3) 在仿真運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)仿真運(yùn)行的狀態(tài)、管道輸送工藝過(guò)程進(jìn)行控制。 第 3 章管路布站方案計(jì)算書 23 （ 4） 仿真結(jié)果分析 仿真工程師對(duì)仿真運(yùn)行過(guò)程中的仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行管理，包括：運(yùn)行記錄，模型數(shù)據(jù)更新，繪制參數(shù)曲線和生成系統(tǒng)參數(shù)報(bào)表。 管網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化 圖 36 管網(wǎng)優(yōu)化業(yè)務(wù)流程圖 主要功能 RealPipeGas （ 1）分析管道啟停過(guò)程 （ 2）分析管道運(yùn)行穩(wěn)定性 （ 3）管網(wǎng)瞬態(tài)仿真 （ 4）壓縮機(jī)運(yùn)行仿真 （ 5）天然氣管道設(shè)計(jì)與校核計(jì)算 （ 6）天然氣管道投產(chǎn)計(jì)算 （ 7）天然氣管道系統(tǒng)最大儲(chǔ)氣量與存活時(shí)間 （ 8）天然氣管道清管仿真 RealPipeGas Optimizer （ 1）穩(wěn)態(tài)輸氣量最大運(yùn)行優(yōu)化 （ 2）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行能耗最低優(yōu)化 （ 3）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行收益最大優(yōu)化 （ 4）穩(wěn)態(tài)多目標(biāo)決策優(yōu)化 第 3 章管路布站方案計(jì)算書 24 （ 5）壓縮機(jī)組優(yōu)化 站場(chǎng)位置確定 取設(shè)計(jì)壓力： 8Mpa， 10MPa， 12Mpa； 取管徑（外徑）： D=1016mm， D=1219mm， D=1420mm；取壓比： ?=， ?=， ?=；管道材料為 X80 鋼，共組合成 18 種方案，從中選取 9種方案進(jìn)行工藝計(jì)算。 九種設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表 31。 表 31 九種設(shè)計(jì)方案 方案 設(shè)計(jì)壓力 /Mpa 設(shè)計(jì)壓比 管徑 /mm 管道材料 1 10 1219 X80 2 12 1219 X80 3 1219 X80 4 10 1219 X80 5 10 1420 X80 6 10 1016 X80 7 12 1219 X80 8 12 1420 X80 9 12 1016 X80 利用 RealPipe軟件， 根據(jù)壓力等級(jí)、管徑、壓比、 內(nèi)涂等原始參數(shù)模擬管線工況，確定各個(gè)站場(chǎng)的位置 設(shè)計(jì)初選三個(gè)設(shè)計(jì)壓力 PH： 、 、 ；三個(gè)壓比 ε： 、 ；三個(gè)管徑 DH： 1016mm、 1220mm、 1420mm；有無(wú)內(nèi)防腐層 Κ： 、 ；設(shè)定管材的鋼種等級(jí)為 X80，最小屈服強(qiáng)度 ζs=552MPa； 利用 RealPipe軟件進(jìn)行模擬布置出 9種方案。并以其中最優(yōu)方案進(jìn)行計(jì)算如下： 設(shè)計(jì)壓力 10MPa，壓比 ，管徑 1220mm，有內(nèi)涂層 k= 計(jì)算如下： 基本數(shù)據(jù)確定 （ 1） 計(jì)算輸氣管評(píng)估性通過(guò)能力 1q 、 2q 、 3q ： 第一段： 3501001 ?? Qq 350100200??=， 106m3/d 第 3 章管路布站方案計(jì)算書 25 第二段：3501002 ??Qq 350100150??=， 106m3/d 第三段：3501003 ?? Qq 350100230??=， 106m3/d （ 2） 計(jì)算鋼管的壁厚 δ： 預(yù)設(shè)管徑 1219mm,設(shè)計(jì)壓力 12Mpa,壓比 ，壓縮機(jī)入口壓力 10Mpa,鋼材等級(jí) X70，最小屈服強(qiáng)度 ? s=482Mpa。 由《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中，直管段壁厚設(shè)計(jì)式： tFPDs??? 2? 式中： ? —— 鋼管計(jì)算壁厚 ,mm； P—— 設(shè)計(jì)壓力 ,Mpa； D—— 管道外徑 ,m； s? —— 鋼管的最小屈服強(qiáng)度 ,Mpa； F—— 設(shè)計(jì)系數(shù)； ? —— 焊縫系數(shù)，取 ； t—— 管道的溫度折減系數(shù)，取 。 mmF DP HH 1 2 2 0102 s1 ???? ??? ?? （ 3） 確定輸氣管內(nèi)徑 DB： mmDD HB 1 1 8 81621 2 2 02 ?????? ? （ 4） 根據(jù)設(shè)計(jì)壓力 PH=10MPa（即壓縮機(jī)出口壓力）和壓比 ，計(jì)算壓縮機(jī)入口壓力 PB： （ 5） 計(jì)算水力摩阻系數(shù) λ： 由潘漢德?tīng)柟剑?B式）： M P aPP HB ??? ?第 3 章管路布站方案計(jì)算書 26 ??? 知需要先計(jì)算出雷諾數(shù) Re ，才能算出水力摩阻系數(shù)。長(zhǎng)輸氣管道的雷諾數(shù)是輸油管道的 10100倍，一般在水力平方區(qū)，不滿負(fù)荷時(shí)在混合摩擦區(qū)。此時(shí)按在水力摩擦區(qū)計(jì)算。 ?? ???? DQD 4Re ?? 由于 a?? ???0 ，故： ???D Qa?? 4Re 其中： ? —— 天然氣對(duì)空氣的相對(duì)密度； a? —— 為空氣的密度， kg/m3，標(biāo)況下取 kg/m3； Q—— 為工程標(biāo)準(zhǔn)狀況下的輸氣管流量， m3/s； D—— 輸氣管道的內(nèi)徑， m； ? —— 為氣體的動(dòng)力粘度， N?s/m2 0 0 7 ??????? ????????????BDKE? 運(yùn)用軟件進(jìn)行模擬 由以上數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，下面列舉一段工況： （ 1）天然氣原始數(shù)據(jù)設(shè)置 第 3 章管路布站方案計(jì)算書 27 圖 37天然氣原始數(shù)據(jù)設(shè)置圖 (2) 天然氣物性參數(shù)計(jì)算 圖 38天然氣物性參數(shù)計(jì)算圖 第 3 章管路布站方案計(jì)算書 28 （ 3）模擬參數(shù)設(shè)置 圖 39模擬參數(shù)設(shè)置圖 (4)運(yùn)行模擬，查看壓力流量曲線圖。 圖 310 壓降曲線圖 由圖 45 可以看到，當(dāng)前工況下在距離首站 100km 時(shí)，壓力降至 ，所以可第 3 章管路布站方案計(jì)算書 29 往后推點(diǎn)。 調(diào)整之后得到下圖： 圖 311 調(diào)整之后的壓降圖 可以看到此時(shí)壓力將為 ，為設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)進(jìn)口壓力，則首站與第一個(gè)壓氣站的距離則為 224km。其余的以此類推。 圖 310 高程分布圖 計(jì)壓力 PH=10Pa（即壓縮機(jī)出口壓力）和壓比 計(jì)算壓縮機(jī)入口壓力 PB： 第 3 章管路布站方案計(jì)算書 30 M P aPP HB ??? ? 有壓縮機(jī)的入口壓力以及壓力 — 高程分布圖可求得壓氣站的位置，求出各個(gè)壓氣站位置如下表： 表 33 壓氣站分布圖 站號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 距起點(diǎn)距離（ KM） 0 224 422 641 914 1132 1307 1555 高程 (M) 799 391 431 1175 358 687 1552 1510 站號(hào) 9 10 11 中衛(wèi) 12 榆林 13 14 距起點(diǎn)距離（ KM） 1809 2033 2254 2336 2600 2767 3064 3441 高程 (M) 1324 1425 1491 1274 1351 1222 1102 31 全線共 14 個(gè)壓氣站，其中第一段 11 個(gè)壓氣站，第二段 1 個(gè)壓氣站，第三段 2 個(gè)壓氣站。 第 4 章輸氣管道工藝計(jì)算書 31 第 4 章輸氣管道工藝計(jì)算書 水力計(jì)算 (1) 計(jì)算一個(gè)壓氣站所需要的總功率（單站計(jì)算功率） 0N ： 1) 天然氣組分計(jì)算天然氣的平均分子量μ 100 ?????????? ? ii y?? ? 2) 計(jì)算氣體常數(shù) R ??? ?R 3) 把全站的通過(guò)能力換算成質(zhì)量流量 G skgRTPqG / 461011 ?? ??? ????? skgRTPqG / 462022 ?? ??? ????? skgRTPqG / 463033 ?? ??? ????? 4) 計(jì)算壓縮機(jī)入口條件下天然氣壓縮性系數(shù) BZ （ M P aPP HB ??? ?）： ? ? ? ? 100 ??????? BB PZ 5) 計(jì)算多變能頭 H（取 k=）： 6) 計(jì)算各段一個(gè)壓氣站所需的總功率（單站計(jì)算功率） 0N （取多變效率η =）： MWHGN ?? ? MWHGN 2202 ?? ? kg/ 1 4 1=)1ε(Z R T1k k=H k 1k第 4 章輸氣管道工藝計(jì)算書 32 MWHGN ?? ? R—— 氣體常數(shù)， kJ/(kgs)； H—— 多變能量頭（即壓縮每千克氣體所消耗的功）， kgm/kg； Z—— 壓縮因子； k—— 比熱比，取 ； ? —— 壓比； G—— 質(zhì)量流量， kg/s； ? —— 多變效率 ,取 。 (2) 選擇燃?xì)廨啓C(jī)，確定各段一個(gè)壓氣站所需的燃 壓機(jī)組數(shù) ctn? ： 1) 根據(jù)壓氣站單站計(jì)算功率 MWN ? ，初選燃?xì)廨啓C(jī)型號(hào)為 NK36PT， 該機(jī)在 ISO 條件下的額定功率為 KW500021 ?ISON ； 根據(jù)壓氣站單站計(jì)算功率 MWN ? ，初選燃?xì)廨啓C(jī)型號(hào)為 DR61P， 該機(jī)在 ISO條件下的額定功率為 KW3 3 7 822 ?ISON ； 根據(jù)壓氣站單站計(jì)算功率 MWN ? ，初選燃?xì)廨啓C(jī)型號(hào)為 LM2500+， 該機(jī)在 ISO 條件下的額定功率為 KW849023 ?ISON ； 2) 計(jì)算在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作條件下該型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)的可用功率： KWFFFFNN exinatI S Os i t e ???????????KWFFFFNN exinatI S Os i t e ???????????KWFFFFNN exinatI S Os i t e ??????????? 其中： Ft—— 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境溫度修正系數(shù)，取 ； Fa—— 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際大氣壓力或?qū)嶋H海拔高度修正系數(shù)，取 ； Fin—— 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)氣系統(tǒng)壓力損失修正系數(shù)，取 ； Fex—— 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際排氣系統(tǒng)壓力損失修正系數(shù)，取 。 3) 確定各段一個(gè) 壓氣站所需的燃 壓機(jī)組數(shù) ctn? 及壓縮機(jī)排量 g： 第 4 章輸氣管道工藝計(jì)算書 33 ???? sitect NNn skgg / 91 91 ?? 17 7 ???? sitect NNn skgg / 41 42 ?? ???? sitect NNn skgg / 81 83 ?? 4) 確定每臺(tái)離心式 壓縮機(jī)實(shí)際 的實(shí)際 功率： KWHgN c o m p 2 34 2 71 001 0211 ??? ? KWHgN c o m p 75 91 001 0222 ??