〖內容提要〗本文對高(中)壓燃氣輸送干管在漏氣時的管道流體參數(shù)變化作了較為詳盡的分析,提出了判斷漏氣和確定漏氣點的數(shù)學方法。
〖關鍵詞〗輸氣干管 漏氣 漏氣點 輸差
常見的城市燃氣輸送系統(tǒng)是多級的,其中,城市門站與區(qū)域調壓室之間用高(中)壓輸氣干管相連,構成一級管網(wǎng),擔當起輸氣的任務。管網(wǎng)的工作可靠性對于城市供氣系統(tǒng)的可靠性是尤為重要的,其可靠性的重要表征是干管漏氣事故的防止及漏氣事故的及時發(fā)現(xiàn)。防止漏氣可以在安裝時以一定的技術要求作保證,而漏氣發(fā)生后的及時發(fā)現(xiàn)則是靠完備的檢測系統(tǒng)和準確的檢測數(shù)據(jù)以及完善的管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)資料來完成的。從一般運行管理的角度而言,往往較多的關注城市門站的燃氣流量和壓力,而并不關注區(qū)域調壓室的流量,而且,即使有所關注,其目的也只是出于判斷供給用戶的用氣量是否滿足,基本上設有對管網(wǎng)的漏氣狀況予以判斷,這顯然是運行管理工作中的一種不足。
一、干管內氣體泄漏時輸氣參數(shù)的變化
1.管內氣體的穩(wěn)態(tài)流動特征
以簡單的支管構造來分析,參見圖一,通過千管的輸氣量與干管始,末端的壓力之間存在如下關系:
Pa2-Pb2=aQ2
其中: Pa—干管的始端壓力
Pb—干管的末端壓力
a—管道的阻抗(與管道長度有關)
Q—管道的流量
2.漏氣事故發(fā)生時管道輸氣參數(shù)的變化
假定圖一所示的輸氣系統(tǒng)中,干管某處出現(xiàn)漏氣事故,這意味著其中某一點出現(xiàn)氣體分流,如圖二.考察此時輸氣參數(shù)的變化,
正常工況 P12-P22=aQ2 (1)
事故工況 P1s2-P2s2=asQs2 (2)
其中: p1,P1s—正常和事故工況下干管始端壓力
P2,P2s—正常和事故工況下干管末端壓力
a,as—正常和事故工況下干管阻抗
Q,Qs—正常和事故工況下干管流量
式(2)與式(1)難以比較,但如果作如下簡化,便可作出比較:
?、賹τ谄瘘c有調壓裝置的系統(tǒng),可以認為正常工況和事故工況下的干管起點壓力維持不變,即:P1=P1s;(3)
?、诎褜敋飧删€系統(tǒng)寫出的氣體流動特性方程變成對整個系統(tǒng)寫出,即將末端延至大氣,因為高(中)壓干管后續(xù)的低壓管網(wǎng)或高(中)壓燃燒裝置的氣體終點都是大氣。
這樣,正常工況下有:
P12-P22=aQ2
P22-PO2=a1Q2
即 P12-PO2=(a+a1)Q2 (4)
其中: a1—干管末端到用戶末端的總阻抗
PO—大氣壓
事故工況下,有:P1s2-PO2=as,Qs2 (5)
聯(lián)合式(3),比較式(4)和式(5),則有:
as,Qs2=(a+a1)Q2
分析式(6),將事故工況下管網(wǎng)的阻抗用圖三表示,
干管A-B的阻抗由于事故點S的出現(xiàn)而分成兩部分:
a=aA-s+aS-B
設事故點到大氣的阻抗為a2,根據(jù)并聯(lián)阻抗的計算原則,有
as,=aA-s+as-C 又
從式(7)不難看出,aS,<a+a1總是成立。即總有:
Qs>Q (8)