长输管道末段储气量的计算与分析

如何计算管道气存储能力例题：压力在2MPa-3MPa之间.管径为300,长度约15.6KM.如何计算管内的气量.1、管容=0.3*0.3*3.14/4*15.6*1000气量(标准立方米)=压力（bar）*管容（立方米）1MPa=10bar一般这样就可以了，再精确点就再除以一个压缩因子。

2、长输管线距离长、管径大、输送压力较高，管线具有一定的储气能力，长输管线中间设有加压站时，按最末一个加压站至城市配气站的管段计算其储气能力；设有中间加压站的长输管线，可按全线计算其储气能力。

城市天然气输配系统往往利用大口径输气管线储存一定气量作为高峰负荷时增加用户气量之用，其储气能力为储气终了时与储气开始时输气管中存气量之差、一条已投产的输气干管的长度、容积、管线起点允许最高工作压力、终点允许最高工作压力、终点用户要求的最低供气压力及该管线正常输气量等都是已知的，可按下列步骤计算其储气量：(1)根据压气站的最高工作压力或管线强度允许压力，确定储气终了时管线起点压力。

由起点压力和正常输气量按下式算出储气终了时的管线终点压力：式中Q——天然气通过能力(m3/d)；(20℃，101，3kPa)D——输气管内径(cm)；P1——输气管线的起点绝对压力(106Pa)；P2——输气管线的终点绝对压力(106Pa)；S——天然气相对密度；Tf——天然气平均绝对温度(K)；L——输气管线长度(km)；Z——天然气平均压缩因子。

(2)求储气开始时起点压力式中P1min——储气开始时起点绝对压力(106Pa)；P2min——储气开始时终点绝对压力(106Pa)；P1max——储气终了时起点绝对压力(106Pa)；P2max——储气终了时终点绝对压力(106Pa)；(3)计算管线的容积V=(Л/4)D2L(4)储气开始时的平均压力(5)储气终了时的平均压力(6)储气量式中Q。

——输气管线储气量(m3);(20℃，101.3kPa)V——输气管线容积(m3)；To——293(K)；Tm——天然气平均温度(K);Po——标准状态下的压力(101.3kPa);Z1、Z2——在Pm2、Pm2下的压缩因子;Pm1——储气终了时的平均压力(106Pa);Pm2——储气开始时的平均压力(106Pa)。

化工中间体Chenmical Intermediate· · 42015年第12期前 言：随着能源结构的日益变迁，天然气将会跃升为新时期的重要能源支柱，天然气的用量呈现逐年上升的趋势。

具体结合城市的用气规律、上游供气的特征，确定日用气量和季节用气量以及所采用的储气调峰方式就显得尤为重要。

对于国内而言，用户和气源之间的连接方式是输气管道，用户用气量的瞬变性与管道储气性质紧密相关，因此利用管道储气，来缓解气田产量和居民用气量的不均衡的矛盾，是最合事宜的方式，可以减少储罐建设，降低建造成本。

一、管道储气的调峰原理众所周知，输气管末段的门站处，天然气的供应量瞬息万变，其中在城市用气的问题上，将会出现每日、每月、每个季度的不均匀的用气规律。

由于供气量的忽高忽低，即有了用气量的高峰段和低谷段。

但是供气量和用气量的变化却不能等同起来，又有各自差异。

调峰的关键就是在用户供给充足的条件下协调用气和供气的不均衡。

下图给出了输气管末段用气量的变化曲线。

从图中我们可以看出，0:00-7:00是用气低谷，平均小时供气量均大于用气量，此时段管道即可以用来储气，从而表现出的是系统压力逐步升高，甚至达到最高点。

7:00-21:00是用气高峰，平均小时供气量低于平均小时用气量，不够的气体由末段中积存的气体来弥补，表现出的是系统压力逐步下降，直至最低点。

之后又开始了周而复始的循环，而末段的压力和流量也在随城市耗气量的多少而时刻变化着，使得管道运行处于动态变化中。

我们可以利用在规划建设的诸多输气管道，在满足其输气要求的前提之下，适当增加管道的长度和直径，使得其具备一定的储气能力。

我们可以将其分为两类，一个是利用分输站间的长输管线末段储气，另一个是利用敷设在城市的高压管道末段储气。

长输管线的末端储气仅局限于管道的末段，而城市敷设的高压管线应用则更为广泛，利用高压管线末段储气是利用了末段管径小，承压能力强的特点，进而可以节省地下施工量和减少占地。

Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2023, 45(1), 21-28 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/jogt https:///10.12677/jogt.2023.451004输气管线末端管存量影响因素分析付 林1*，康 瑄1，徐高峰21贵州天然气管网有限责任公司，贵州 贵阳 2浙江中控技术股份有限公司，浙江 杭州收稿日期：2023年1月3日；录用日期：2023年3月1日；发布日期：2023年3月8日摘要天然气长输管线下游市场用气具有不均匀性，使得调峰的要求越来越高，目前我国天然气长输管线调峰主要还是依靠长输管线末端管存量调节，故很有必要对不同压力、管径管存量的影响因素进行定性的研究并总结规律。

本文中基于陕京一线西气东输一线的设计参数用SPS 仿真软件建立一管段，并仿真出不同管段长度、起点压力、管径、输气量以及高程差计五个因素的管存量并总结规律。

规律显示：起点压力、管段长度和管径对管存量影响较大，而管输量与高程差对管存量影响较小；管线设计参数等级不同时，相同影响因素下管存量变化速率不一样。

这些规律将会有助于判断不同设计参数天然气末端管段的管存量，继而对天然气长输管线下游用气调峰提供有效的帮助。

关键词输气管线末端，管存量，影响因素，SPS 软件，调峰The Analysis for Gas Inventory Influence Factors in Terminal PipeLin Fu 1*, Xuan Kang 1, Gaofeng Xu 21Guizhou Natural Gas Pipeline Network Co., Ltd., Guiyang Guizhou 2Zhejiang Zhongkong Technology Co., Ltd., Hangzhou ZhejiangReceived: Jan. 3rd , 2023; accepted: Mar. 1st , 2023; published: Mar. 8th, 2023AbstractThe inhomogeneity of the long-distance gas pipeline downstream gas market makes the demand of the downstream gas peaking more and more increasing, China mainly use gas inventory in ter-*通讯作者。

天然气长输管道管存计算方法研究朱瑞华;郭伟【摘要】目前，大多数管存计算公式采用稳态方法，精度较低。

为精确计算管道管存，应精确计算存气管道气体温度、压力及压缩因子。

文中将管段内气体由起点至终点参数动态变化看作一个多变指数为n的热力学参数变化过程，依据气体流动状态方程、运动方程推导出新的管存计算公式，计算过程采用分段计算累加的方法。

经实例计算，与其他计算公式及TGNET软件模拟结果进行对比，推导公式计算精度较高。

%At present , most of stock volume calculation formula adopts steady state method , and the accuracy is relative low.In order to calculate the stock volume of pipeline accurately , the gas temperature , pressure and compression factor of the gas pipeline should be calculated precisely .In this paper , the parameters dynamic change of gas stocked in the pipeline ( from start-ing point to the end point ) were considered as changing process of thermodynamic parameters with polytropic exponent of n.Ac-cording to the gas state equation of flow and the equation of motion , new volume calculation formula was deduced .The calcula-tion process adopted the method of subsection computing accumulation .By practical calculation , comparing with results calculated by other calculation formula and TGNET software simulation , computational accuracy of the derived formula is relative high.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】3页(P56-58)【关键词】管存;多变过程;运动方程;状态方程;输气管道【作者】朱瑞华;郭伟【作者单位】中石油中亚天然气管道有限公司，北京 100007;中石油中亚天然气管道有限公司，北京 100007【正文语种】中文【中图分类】TE8天然气长输管道管存是指管道中实际储存的天然气在标态下的体积,是反映管道运行时的压力、温度、运行配置以及运行效率的综合指标,是控制管道进出气体平衡的重要指标。

三种计算方法得到的数据顺序为：PVT方法，差压方法，简单方法，尤其在压力较高时的误差更大，压力在3Mpa以下时结果就比较接近。

谁能告诉我三种方法的使用范围。

8 |( C0 |3 U% D' R) t1、简单计算方法$ B" F, c( P; w5 }' F目前庆哈、庆齐管道的用户需求量和设计输量差别很大，首末站的压降比较小，基本可以忽略不计。

计算管道的容积可以采用以下的公式：# q4 Q% w, m5 ^, m" X容积管容 v/ Z6 V( d" O+ S/ H- I3 U3 j3 w& w储气量（标准立方米）=压力（bar）*管容（立方米）*压缩因子: {( a" u% d- C# `! R( ^其中：# `; N: F" O' C, [7 |+ j而天然气压缩因子一般按照0.95计算# O# q6 D9 J# n2 r2 b管道运行压力以首末站平均压力计" D& z' f6 B# F' J5 x, x7 q（1 Mpa=10 bar）$ d/ A) L% U7 d- T! g3 z4 I; o: Q1 }下表是管道在不同的运行压力下管道储气量：9 Q2 p$ r6 s* _1 ]; c7 A# m4 _( j. N2 [: l" [3 ~+ |" r二、PVT计算方法) Q) c v# N5 n5 K稳态下管道容积理论公式；PV=ZRT4 |+ m9 i" ?0 T' s; _7 n4 Q6 ?; g- l) o$ v+ K; ]* P, E: K* W! d5 L+ R- T* J+ E$ r) q! x* s7 fPpj：管道介质平均压力，P0＝101325Pa" Y% v, y0 e: eV0：管道容积$ w1 B% r, }$ E* FT0＝273.15K，T=278.15K（目前管道的运行温度）' f, `( I' t& O) pZ:天然气压缩因子（因环境温度、管道压力变化而变化，Z0=1，Z=0.95）$ q' b# k" S7 T下表是管道在不同的运行压力下管道储气量：! d" [$ }8 Z' \3 N% s4 o; B2 L& U: [5 X Y- n: n* W" Z7 o5 t( t* M. k三、管道压差计算方法7 J% ?5 v) }: p$ N( `! L! j外输管网压力在升高或降低时，会导致管容量发生变化。

管道储气量计算公式V=π*(D^2-d^2)*L*P/(4*Z*T)其中V表示管道的储气量（单位为立方米）；D表示管道的外径（单位为米）；d表示管道的内径（单位为米）；L表示管道的长度（单位为米）；P表示气体的压力（单位为帕斯卡）；Z表示气体压缩因子（无单位，一般认为是常数）；T表示气体的温度（单位为开尔文）。

这个公式基于理想气体状态方程（PV=ZRT）和储气体密度（ρ）的定义（m/V=ρ）计算得出。

实际上，有些情况下，Z值和压力可能会通过其他的方法进行估算，而不是直接使用该公式。

针对不同的管道形状，可以将上述公式进行不同程度的简化或者修正。

以下列举几种常见的管道形状和相关公式：1.圆管：对于一个圆形截面的管道，可以根据公式简化为：V=π*(D^2)*L/42.圆弯管：对于一个有圆形截面的弯管，可以将整个弯曲部分的储气量视为一个圆柱体，并将其与缺口部分储气量相加，公式为：V = π * (D^2) * L / 4 + V_gap其中，V_gap表示缺口部分的储气量。

3.长方形管：对于一个长方形截面的管道，可以根据公式简化为：V=(b*h)*L其中，b表示长方形的宽度，h表示长方形的高度。

需要注意的是，这些公式仅仅是估算的近似值，并且基于一些假设条件。

在实际应用中，需要根据具体的工程要求和实际情况进行更为精确的计算。

另外，这些公式也未考虑管道的支撑结构和其他附加设备对储气量的影响，因此实际储气量可能会有一定的偏差。

对于更为复杂的管道系统，可能需要使用仿真软件进行模拟计算。

燃气长输管线分析与末段储气计算作者：尤烁林来源：《科学导报·学术》2020年第20期摘 ;要：本文对燃气长输管线末段储气问题根据流体动力学规律建立长输管线的不稳定流动的数学模型，进行数值求解，可用于有变管径和有分输气的燃气长输管线的水力I况计算以及末段储气量的计算。

实例计算结果表明按不稳定流动方法计算的末段储气量比按稳定方法计算的值高出13.39%。

关键词：长输管线;末端储气;不稳定流动;数值求解目前，世界能源结构已经完成二次变革，正处于以石油为主向以天然气或可再生能源为主的时期过渡，这一时期天然气在一次能源中的地位越来越重要它作为城市燃气的最佳气源已形成全球性共识，而天然气气源大部分远离市区，为了充分利用气源，必须建立长距离输气管线。

而长输管线的运行由于采气生产的均衡性和用户用气的波动性，使其长期处于上游压力相对稳定而下游压力不断变化的矛盾之中这种燃气供需不平衡的唯一可行解决方法是考虑燃气储存。

城市用气有季节、日、时的不均衡性，而气源生产一般是均衡的。

这种在燃气系统中的供需不平衡使长输管线末段具有一定的储气功能。

用气低谷时，多余的燃气储存在管道内，用气高峰时储存的燃气供向用户。

若长输管道末段储气量不足以平衡用气的不平衡性，则需另设调峰气源或建储气设施以保证可靠供气。

1 长输管线不稳定流数学模型燃气在长输管线中的流动属于不稳定流动，长输管线末段储气的能力正是由于不稳定流动而形成。

计算机技术的发展，使复杂的长输管线的不稳定流动计算成为可能。

长输管线工程开发、建设较早的国家对长输管线用不稳定流动方法研究起步较早。

我国长输管线工程较少，时间也不长。

在以往的设计中均采用稳定流动的计算方法。

在哈依煤气工程中采用了不稳定流动方法计算，但没有考虑压缩因子的影响.而且使用的是美国“黑箱”软件。

国内对石油长输和水输送不稳定流动问题的研究较多，对燃气的长输研究则进行得较少。

上海煤气公司采用手算和电算方法对天然气长输管道不稳定流动方程的计算方法进行了定的探讨，西南石油学院采用有限傅立叶变换法，以三角插值函数作为边界情况，以分段抛物线表示初始条件，讨论了输气干线不稳定工况定解问题的解析解，后来又采用贝塞尔方程对天然气在管道内不稳定流动的解析解进行了一定的探讨。

计算管道储气量计算公式管道的储气量是指在一定压力下，管道内储存的气体的体积。

为了准确计算管道的储气量，需要考虑以下几个因素：管道的尺寸、压力、温度和管道材料的相关参数。

首先，我们需要确定管道的尺寸。

管道的尺寸可以通过管径和长度来表示。

管径可以使用公制单位（如毫米）或英制单位（如英寸）来表示，长度通常使用米作为单位。

管道的尺寸决定了管道的截面积，从而影响储气量的计算。

其次，压力是计算管道储气量非常重要的一个参数。

压力通常以帕斯卡为单位，是指气体对管道壁施加的压力。

压力越高，储气量也就越大。

在计算储气量时，通常使用绝对压力，即考虑大气压的影响。

现在，我们需要考虑管道的温度。

温度以摄氏度为单位，对于气体的储气量计算有很大影响。

当温度升高时，气体分子的平均动能也会增加，导致储气量减小。

因此，在计算储气量时，需要将温度转换为开尔文温度来使用。

最后，管道材料的相关参数也需要考虑。

例如，不同材料的管道有不同的弹性模量（也称为杨氏模量），该参数描述了材料对应力的响应能力。

弹性模量越高，管道在受到外力时变形的能力就越小。

以下是管道储气量的计算公式：V=π*(d/2)²*L然而，在实际计算中，这个公式无法单纯地应用于储气量的精确计算。

为了更准确地计算管道的储气量，需要考虑到压力、温度和材料参数等因素。

根据理想气体状态方程，可以推导出储气量的计算公式：V=(P*Vm)/(R*T)其中，V表示储气量，P表示绝对压力，Vm表示气体的摩尔体积，R表示气体常数，T表示开尔文温度。

气体的摩尔体积可以通过以下公式计算：Vm=v/M其中，v表示气体的体积，M表示气体的摩尔质量。

综上所述，计算管道的储气量需要考虑到管道的尺寸、压力、温度和管道材料的相关参数。

通过使用适当的公式和单位转换，可以准确计算出管道的储气量。

管道储气能力计算方法管道储气能力计算是一项重要的任务，涉及到多个因素，如储气容器类型和尺寸、气体性质、储气容器充气/卸气速率、所需储气容量、储气容器充气时间和卸气时间、储气容器充气压力和卸气压力以及储气容器温度等。

1、储气容器类型和尺寸管道储气能力计算中需要考虑的不同储气容器类型包括球形、圆柱形和盒形等。

不同类型容器的计算方法也有所不同，需要根据实际情况进行选择和计算。

2、气体性质：压力、温度、体积、密度等气体性质对管道储气能力计算具有重要影响。

压力、温度、体积和密度等参数都需要考虑，以便进行准确的计算。

其中，压力可以通过压力传感器进行测量，而温度、体积和密度则需要根据实际情况进行测量或估算。

3、储气容器充气/卸气速率储气容器充气/卸气速率也是影响管道储气能力计算的重要因素之一。

充气速率和卸气速率需要按照实际情况进行选择和计算，以便在规定时间内完成充气或卸气。

4、所需储气容量：根据用户需求和能源供应情况计算所需储气容量是根据用户需求和能源供应情况来计算的。

在计算储气容量时，需要考虑管道系统的最大耗气量以及能源供应情况，以保证管道系统的稳定运行。

5、储气容器充气时间和卸气时间：根据充气和卸气速率计算储气容器的充气时间和卸气时间是根据充气速率和卸气速率来计算的。

在充气和卸气过程中，需要考虑容器的容积和气体性质，以确定充气和卸气时间。

6、储气容器充气压力和卸气压力：根据气体性质和容器材料计算储气容器的充气压力和卸气压力是根据气体性质和容器材料来计算的。

在计算充气压力和卸气压力时，需要考虑容器的强度和稳定性，以确保容器能够安全地承受充气和卸气过程中的压力。

7、储气容器温度：根据气体性质和环境条件计算储气容器的温度是根据气体性质和环境条件来计算的。

在计算温度时，需要考虑容器的热稳定性和气体性质，以确保容器能够安全地承受高温或低温环境。

管道储气能力计算是一项涉及到多个因素的复杂任务。

在计算过程中，需要考虑到储气容器类型和尺寸、气体性质、储气容器充气/卸气速率、所需储气容量、储气容器充气时间和卸气时间、储气容器充气压力和卸气压力以及储气容器温度等因素。

如何计算管道气存储能力例题：压力在2MPa-3MPa之间.管径为300,长度约15.6KM.如何计算管内的气量.1、管容=0.3*0.3*3.14/4*15.6*1000气量(标准立方米)=压力（bar）*管容（立方米）1MPa=10bar一般这样就可以了，再精确点就再除以一个压缩因子。

2、长输管线距离长、管径大、输送压力较高，管线具有一定的储气能力，长输管线中间设有加压站时，按最末一个加压站至城市配气站的管段计算其储气能力；设有中间加压站的长输管线，可按全线计算其储气能力。

城市天然气输配系统往往利用大口径输气管线储存一定气量作为高峰负荷时增加用户气量之用，其储气能力为储气终了时与储气开始时输气管中存气量之差、一条已投产的输气干管的长度、容积、管线起点允许最高工作压力、终点允许最高工作压力、终点用户要求的最低供气压力及该管线正常输气量等都是已知的，可按下列步骤计算其储气量：(1)根据压气站的最高工作压力或管线强度允许压力，确定储气终了时管线起点压力。

由起点压力和正常输气量按下式算出储气终了时的管线终点压力：式中Q——天然气通过能力(m3/d)；(20℃，101，3kPa)D——输气管内径(cm)；P1——输气管线的起点绝对压力(106Pa)；P2——输气管线的终点绝对压力(106Pa)；S——天然气相对密度；Tf——天然气平均绝对温度(K)；L——输气管线长度(km)；Z——天然气平均压缩因子。

(2)求储气开始时起点压力式中P1min——储气开始时起点绝对压力(106Pa)；P2min——储气开始时终点绝对压力(106Pa)；P1max——储气终了时起点绝对压力(106Pa)；P2max——储气终了时终点绝对压力(106Pa)；(3)计算管线的容积V=(Л/4)D2L(4)储气开始时的平均压力(5)储气终了时的平均压力(6)储气量式中Q。

——输气管线储气量(m3);(20℃，101.3kPa)V——输气管线容积(m3)；To——293(K)；Tm——天然气平均温度(K);Po——标准状态下的压力(101.3kPa);Z1、Z2——在Pm2、Pm2下的压缩因子;Pm1——储气终了时的平均压力(106Pa);Pm2——储气开始时的平均压力(106Pa)。

如何计算管道气存储能力例题:压力在2MPａ-3MＰa之间、管径为300,长度约1５.6KM、如何计算管内得气量、1、管容=０、3*０、3*3、１4／4＊１5、6＊1０00气量（标准立方米)=压力（bａr)*管容(立方米)1ＭＰa=1０ｂar一般这样就可以了,再精确点就再除以一个压缩因子。

2、长输管线距离长、管径大、输送压力较高,管线具有一定得储气能力,长输管线中间设有加压站时,按最末一个加压站至城市配气站得管段计算其储气能力;设有中间加压站得长输管线,可按全线计算其储气能力。

城市天然气输配系统往往利用大口径输气管线储存一定气量作为高峰负荷时增加用户气量之用,其储气能力为储气终了时与储气开始时输气管中存气量之差、一条已投产得输气干管得长度、容积、管线起点允许最高工作压力、终点允许最高工作压力、终点用户要求得最低供气压力及该管线正常输气量等都就是已知得，可按下列步骤计算其储气量：(1)根据压气站得最高工作压力或管线强度允许压力,确定储气终了时管线起点压力。

由起点压力与正常输气量按下式算出储气终了时得管线终点压力:ﻫﻫﻫ式中Q——天然气通过能力(m3／d);ﻫ(2０℃,10１,3kPa）ﻫD——输气管内径(cm);ﻫ P1——输气管线得起点绝对压力(106Pa);ﻫP2——输气管线得终点绝对压力(１06Pａ);ﻫＳ——天然气相对密度;ﻫﻫ Tf——天然气平均绝对温度(K);Ｌ——输气管线长度(km）;Ｚ——天然气平均压缩因子。

(2)求储气开始时起点压力ﻫﻫ式中 P1ｍiｎ——储气开始时起点绝对压力(1０6Pａ); P２min——储气开始时终点绝对压力（10６Pａ);ﻫﻫ P1mａx——储气终了时起点绝对压力(10６Pa);ﻫﻫP2ｍax——储气终了时终点绝对压力(106Pa）;（3）计算管线得容积ﻫV=(Л/4)Ｄ2L(4)储气开始时得平均压力ﻫ(5）储气终了时得平均压力ﻫﻫ(6）储气量ﻫﻫ式中Ｑ。

——输气管线储气量(m3)；ﻫ (20℃,１01、3kPa)ﻫV——输气管线容积（m３);To——２９3(K);Tm——天然气平均温度(K);ﻫ Po——标准状态下得压力(1０1、３kPa)；ﻫＺ1、Ｚ２——在Pm２、Pｍ2下得压缩因子;ﻫPｍ1——储气终了时得平均压力(1０６Pa);ﻫﻫPm2——储气开始时得平均压力(１06Pa)。