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Pipelinestudio（Tgnet）应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio（Tgnet）是经过使用证明的，历史悠久的输气体管道离线模拟软件，能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析，测试和评价管道的输送/改建/扩建方案，最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互（互动）方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析，测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置，最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面：1）设计管道，管径、输气量研究；2）确定管线尺寸，压缩机规格；3）评价因为操作改变导致的管道工况；4）模拟供气中断、压缩机故障及意外事故，评价事故影响及采取的恢复行动；5）进行供需平衡、调峰、管存量分析，进行操作优化；6）进行管道战略性规划和分析，确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2 管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道内流动，随着压力下降，密度逐渐变小，流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换，温度会逐步降低，在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态）下，更导致压力、流量和温度的变化。
因此，描述气体管内流动状态的主要参数有：压力P 、密度、流速v 和温度T 。
求解有关参数的方程主要是：连续性方程：)()(=+x t v A A ρρ其中：0;0≥≤≤t L x运动方程：)2()(=++++v v D f gh P vv v i x xx t ρ其中：0;0≥≤≤t L x能量守恒方程：)()4()(2)()(3g iw i x x t v T T D U v D f v T P T vT T c --+⎭⎬⎫⎩⎨⎧∂∂-=+ρρρ以上方程中符号意义如下：L管道长度g重力加速度x距离f摩阻系数t时间Di管道内径A管道横断面积T气体温度ρ气体密度Tg地温P气体压力Uw总传热系数v气体流速Cv气体热容h管道高程气体状态方程：为了正确模拟气体的水力学特性，需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
Pipeline Diagram Studio2011管道单线图绘制与管理软件简明用户手册简体中文版V1.1.52011.07.25OASIS TECH.目录1.前言 (3)2.系统特色 (4)3.整体概览 (4)3.1. 菜单 (5)3.2. 工具栏 (7)4.开始使用软件 (9)5.按项目进行图纸管理 (13)5.1. 项目图集管理 (13)5.2. 项目图集信息统计表 (15)6.绘图编辑器 (17)6.1. 基本 (17)6.2. 添加图元到图纸 (19)6.3. 编辑文本 (23)6.4. 主要快捷键 (24)7.图纸属性 (24)8.图元列表 (25)8.1. 常用绘图对象 (27)8.2. 管道 (27)8.3. 管件 (30)8.4. 阀门 (31)8.5. 仪表 (31)8.6. 设备容器 (32)8.7. 支架 (32)8.8. 客观实体 (32)8.9. 焊接 (33)8.10. 绘图 (35)9.图层管理 (41)10.焊工列表 (42)11.材料列表 (44)12.进阶设置 (47)12.1. 自定义模板 (47)12.2. 自定义标题框 (49)12.3. 自定义图元库 (50)13.附录版本更新记录 (52)2011.07.16版本(1.0.4) (52)2011.07.10版本(1.0.3) (52)2011.06.12版本(1.0.2) (53)2011.06.01版本(1.0.1) (53)14.附录关于该软件 (53)1.前言在工程过程中，需要绘制管道单线图（轴测图），CAD太复杂、太庞大，是不是需要小而专用的软件工具？随着工程的进行，大量的图纸如何归类并统一管理？工程完工，管道单线图纸文件找不到、找不全，是不是为要补充大堆的图而抓狂？如果你喜欢简单有效而小巧的工具，如果你需要的不仅仅是绘图还需要将图纸进行归类管理，如果你希望将近1000张图纸按照工程结构集中放置在一个不到10M的项目图集文件中，那就是他了--- 管道工程单线图管理软件(Pipeline Diagram Studio)。
Pipelinestudio（Tgnet）应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio（Tgnet）是经过使用证明的，历史悠久的输气体管道离线模拟软件，能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析，测试和评价管道的输送/改建/扩建方案，最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互（互动）方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析，测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置，最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面：1）设计管道，管径、输气量研究；2）确定管线尺寸，压缩机规格；3）评价因为操作改变导致的管道工况；4）模拟供气中断、压缩机故障及意外事故，评价事故影响及采取的恢复行动；5）进行供需平衡、调峰、管存量分析，进行操作优化；6）进行管道战略性规划和分析，确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2 管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道内流动，随着压力下降，密度逐渐变小，流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换，温度会逐步降低，在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态）下，更导致压力、流量和温度的变化。
因此，描述气体管内流动状态的主要参数有：压力P、密度 、流速v 和温度T。
求解有关参数的方程主要是：● 连续性方程：)()(=+x t v A A ρρ 其中：0;0≥≤≤t L x● 运动方程：其中： 0;0≥≤≤t L x● 能量守恒方程：以上方程中符号意义如下：L 管道长度g 重力加速度 x 距离f 摩阻系数 t 时间 Di 管道内径A 管道横断面积 T 气体温度ρ 气体密度 Tg 地温P 气体压力 Uw 总传热系数v 气体流速Cv 气体热容 h 管道高程● 气体状态方程：为了正确模拟气体的水力学特性，需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
Pipelinestudio（Tgnet）应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio（Tgnet）是经过使用证明的，历史悠久的输气体管道离线模拟软件，能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析，测试和评价管道的输送/改建/扩建方案，最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互（互动）方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析，测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置，最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面：1）设计管道，管径、输气量研究；2）确定管线尺寸，压缩机规格；3）评价因为操作改变导致的管道工况；4）模拟供气中断、压缩机故障及意外事故，评价事故影响及采取的恢复行动；5）进行供需平衡、调峰、管存量分析，进行操作优化；6）进行管道战略性规划和分析，确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2 管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道内流动，随着压力下降，密度逐渐变小，流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换，温度会逐步降低，在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态）下，更导致压力、流量和温度的变化。
因此，描述气体管内流动状态的主要参数有：压力P、密度 、流速v 和温度T。
求解有关参数的方程主要是：● 连续性方程：)()(=+x t v A A ρρ 其中：0;0≥≤≤t L x● 运动方程：其中： 0;0≥≤≤t L x● 能量守恒方程：以上方程中符号意义如下：L 管道长度g 重力加速度 x 距离f 摩阻系数 t 时间 Di 管道内径A 管道横断面积 T 气体温度ρ 气体密度 Tg 地温P 气体压力 Uw 总传热系数v 气体流速Cv 气体热容 h 管道高程● 气体状态方程：为了正确模拟气体的水力学特性，需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
Pipelinestudio（Tgnet）应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio（Tgnet）是经过使用证明的，历史悠久的输气体管道离线模拟软件，能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析，测试和评价管道的输送/改建/扩建方案，最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互（互动）方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析，测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置，最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面：1）设计管道，管径、输气量研究；2）确定管线尺寸，压缩机规格；3）评价因为操作改变导致的管道工况；4）模拟供气中断、压缩机故障及意外事故，评价事故影响及采取的恢复行动；5）进行供需平衡、调峰、管存量分析，进行操作优化；6）进行管道战略性规划和分析，确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2 管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道内流动，随着压力下降，密度逐渐变小，流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换，温度会逐步降低，在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态）下，更导致压力、流量和温度的变化。
因此，描述气体管内流动状态的主要参数有：压力P、密度 、流速v 和温度T。
求解有关参数的方程主要是：连续性方程：)()(=+x t v A A ρρ 其中：0;0≥≤≤t L x● 运动方程：其中： 0;0≥≤≤t L x● 能量守恒方程：以上方程中符号意义如下：L 管道长度g 重力加速度 x 距离f 摩阻系数 t 时间 Di 管道内径A 管道横断面积 T 气体温度ρ 气体密度 Tg 地温P 气体压力 Uw 总传热系数v 气体流速Cv 气体热容 h 管道高程● 气体状态方程：为了正确模拟气体的水力学特性，需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
0引言高炉煤气的智能管控是钢铁工业智慧能源管理的关键环节[1]。
高炉煤气输送管网构成了一个庞大且复杂的体系，其中各个环节相互关联并制约着彼此[2]。
探究高炉煤气管网模型对钢铁工业煤气智能管控的迫切需求具有重要意义。
当前，钢铁行业中的煤气调度主要依赖于现场调度人员实时观测的数据，并根据经验推测系统演变状况以制定调度方案，这种调度模式很难精确获取调度的最优量值[3]。
而工业现场情况复杂，往往多个节点的流量和压力同时发生变化[4]。
使得经验型的煤气调度方式更难实现精准操作[5]。
当煤气流量或管网压力超出设定的范围时，依托煤气管网模型就可以精准、快速地得到高炉煤气系统的最佳调度策略。
使煤气管网快速恢复安全运行状态。
因此有必要依据管网系统中各管段和节点的流量和压力变化制定明确的调度方案。
高炉煤气管网规模庞大、结构复杂，气源和用户状态变化速度快[6]，其调度的实时性要求较高。
目前，大部分研究所建立的水力模型计算时间长，响应速度慢[7]，不适合在线分析与策略制定[8]。
另外，现有研究大多仅根据管网流量变化趋势作粗略调度分析，调度效果不理想。
本研究案例中的工厂没有高炉煤气柜，高炉产生的煤气直接进入煤气管网，管网压力波动较大。
工厂对于管道内部压强的设定范围为8-20kPa。
这是因为，管道内高炉煤气压强低于8kPa时会影响高炉煤气的运输效率，而超过20kPa的压强则存在安全隐患，需要通过打开放散塔或者调整煤气用户用量来释放高炉煤气以降低压力。
目前，工厂的工人通过经验和观察管网压力趋势来手动调整高炉煤气用户的流量使得管网内的压强满足压力限制。
然而单纯靠经验实现的调整，不准确，不及时。
会对后续生产中煤气分配产生一定的影响。
因此，本研究通过TGNET软件，建立高炉煤气管网模型，来实现高炉煤气管网压力模拟，使得煤气分配更加合理准确。
1TGNET简介TGNET软件是由英国ESI能源集团开发的业界领先Pipeline Studio软件，具备对输气管道单相流进行稳态和动态模拟的能力。
Pipelinestudio（Tgnet）应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio（Tgnet）是经过使用证明的，历史悠久的输气体管道离线模拟软件，能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析，测试和评价管道的输送/改建/扩建方案，最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互（互动）方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析，测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置，最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面：1）设计管道，管径、输气量研究；2）确定管线尺寸，压缩机规格；3）评价因为操作改变导致的管道工况；4）模拟供气中断、压缩机故障及意外事故，评价事故影响及采取的恢复行动；5）进行供需平衡、调峰、管存量分析，进行操作优化；6）进行管道战略性规划和分析，确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2 管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道内流动，随着压力下降，密度逐渐变小，流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换，温度会逐步降低，在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态）下，更导致压力、流量和温度的变化。
因此，描述气体管内流动状态的主要参数有：压力P、密度 、流速v 和温度T。
求解有关参数的方程主要是：● 连续性方程：)()(=+x t v A A ρρ其中：0;0≥≤≤t L x● 运动方程：其中：0;0≥≤≤t L x● 能量守恒方程：以上方程中符号意义如下：L 管道长度 g 重力加速度 x 距离 f 摩阻系数 t 时间Di 管道内径A 管道横断面积 T 气体温度 ρ 气体密度Tg 地温 P 气体压力 Uw 总传热系数 v 气体流速 Cv 气体热容h 管道高程● 气体状态方程：为了正确模拟气体的水力学特性，需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
英国ESI 公司气体管线瞬态和稳态模拟计算软件PIPELINE STUDIO FOR GASTGNET使用培训手册中国北京东三环北路白家庄锦湖园公寓C座10G房间Tel:（010）65901576 ，65901575 Fax:（010）65901575E-mail:******************Website:i 气体网络培训PIPELINE STUDIO培训 (1)生产 (1)用户 (1)培训 (1)1 L AB 1PIPELINE STUDIO介绍 (2)1.1 起动PIPELINE STUDIO (2)1.2 使用PIPELINE STUDIO (2)1.3 打开和关闭组态文件 (3)1.4 保存组态文件 (4)1.5 输入关键字文件 (5)1.6 输入关键词文件 (5)1.7 输出组态文件作为关键词文件 (6)1.8 退出PIPELINE STUDIO (7)1.9 练习1A: (7)1.10 练习1B: 71.11 增加网络元件或管线 (7)1.12 建立管网 (9)1.13 管网对象 (10)1.14 使用Grid和Snap (11)1.15 缩放和平拉 (11)1.16 对象尺寸 (12)1.17 翻转和旋转对象 (12)1.18 旋转对象 (12)1.19 移动对象 (12)1.20 断开节点 (13)1.21 练习 1C: (13)1.22 有关图象节点 (14)1.23 用图象节点画图 (15)1.24 运行静态仿真 (16)1.25 运行瞬态仿真 (16)1.26 图形输出和书签设定 (16)1.27 其它有关提示： (19)1.28 经常提到的问题 (20)2 L AB 2PIPELINE STUDIO输入 (21)2.1 用网络视图进行工作 (21)2.2 用节点工作 (21)2.3 设定节点粘接距离 (22)2.4 编辑对象属性 (22)2.5 练习 2A: (23)2.6 工作网络评估 (23)2.7 练习 2B: (24)2.8 表格视图 (24)2.9 使用新表格向导 (28)2.10 利用插入页面向导 (29)2.11 关于表格视图使用Find 和 Replace 以及 Set To 和 Set To Initial (29)2.12 练习 2C: (31)2.13 用流体工作 (31)2.14 以用户属性工作 (35)2.15 用属性视图 (37)2.16 练习2D: 372.17 用单位工作 (37)2.18 利用单位管理者 (39)ii 气体网络培训2.19 练习 2E: (39)2.20 有关属性视图 (40)2.21 用属性视图工作 (40)2.22 有关提示： (41)2.23 经常提到的问题： (41)3 L AB 3PIPELINE STUDIO的附加特点 (43)3.1 使用PIPELINE STUDIO的帮助 (43)3.2 锁住帮助主题 (44)3.3 显示帮助主题用作对话、窗口或视图 (44)3.4 导航帮助系统 (44)3.5 打印帮助主题 (44)3.6 设定帮助选项 (45)3.7 用报表和输出工作 (45)3.8 发送 e-mail (46)3.9 技术支持 (46)3.10 练习 3A: (47)3.11 插入对象 (47)3.12 作为背景对象设定对象 (48)3.13 移动旧的输出文件 (49)3.14 利用 File Maintenance 公用程序 (49)3.15 工具栏 (49)3.16 练习3B: 523.17 用仿真工作 (52)3.18 设定先进的仿真控制 (52)3.19 设定选项 (53)3.20 使用旧的文件管理 (53)3.21 练习 3C: (54)3.22 相关提示： (54)3.23 常见问答： (55)4 L AB4PIPELINE STUDIO输出 (56)4.1 设定墙纸背景 (56)4.2 设定网络视图性质 (56)4.3 用颜色工作 (57)4.4 设定颜色图案 (58)4.5 练习4A: (58)4.6 设定视图选项 (59)4.7 显示/隐含状态栏和工具栏 (59)4.8 使用Find用于网络视图 (60)4.9 用数据块工作 (61)4.10 使用数据块向导 (62)4.11 编辑数据块 (62)4.12 移动数据块 (63)4.13 删除数据块 (63)4.14 用格式化画笔 (64)4.15 练习4B: 654.16 瞬态考虑 (65)4.17 建立瞬态方案 (65)4.18 用趋势图工作 (67)4.19 重新起动瞬态方案 (67)4.20 运行仿真器里多个组态文件 (67)4.21 练习 4C: (68)4.22 用仿真工作 (68)4.23 使用外形轮廓向导 (70)4.24 利用外形轮廓 (71)4.25 练习4D: 71iii 气体网络培训4.26 打印网络视图 (71)4.27 打印表格视图 (72)4.28 工作报表 (73)4.29 练习 4E: (74)4.30 有关提示： (75)5 L AB 5PIPELINE STUDIO仿真原理 (76)5.1 流量方程 (76)5.2 一般方程: (76)5.3 AGA方程 (77)5.4 Colebrook-White 方程 (77)5.5 Panhandle A: (78)5.6 Panhandle B: (78)5.7 Weymouth: (79)5.8 气体流体 (79)5.9 流体质量一般相关 (80)5.10 气体可压缩性和密度一般相关 (80)5.11 BWRS 状态方程用于可压缩性气体 (80)5.12 气体的重度和热值 (81)5.13 气体比重和热值的BWRS 状态方程 (81)5.14 气体热容（一般相关） (81)5.15 流体质量BWRS 状态方程 (81)5.16 在TGNET 里的温度跟踪和热传递 (81)5.17 练习 5A: (91)5.18 仿真选项 (92)5.19 练习 5B: (99)5.20 有关性质跟踪 (99)5.21 文件命名贯例 (100)5.22 压缩机、驱动器曲线 (100)5.23 压缩机组和站 (101)5.24 有关驱动器 (101)5.25 用驱动器工作 (101)5.26 用压缩机组工作 (102)5.27 用站工作 (103)5.28 用特性曲线工作 (104)5.29 用往复式特性曲线标识符（CPIDs）工作（往复式CPID’s） (105)5.30 气缸工作 (107)5.31 用驱动特性曲线标识符工作（DPIDs）工作 (107)5.32 用透平特性曲线标识符（TPIDs）工作 (109)5.33 模型的一般提示和建立网络 (110)iv 气体网络培训PIPELINE STUDIO培训生产欢迎来到PIPELINE STUDIO, ENERGY SOLUTIONS INTERNATIONAL公司具有现代艺术图形环境可为气体和液体管网进行稳态和瞬态水力分析。
Pipelinestudio（Tgnet）应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio（Tgnet）是经过使用证明的，历史悠久的输气体管道离线模拟软件，能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析，测试和评价管道的输送/改建/扩建方案，最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互（互动）方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析，测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置，最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面：1）设计管道，管径、输气量研究；2）确定管线尺寸，压缩机规格；3）评价因为操作改变导致的管道工况；4）模拟供气中断、压缩机故障及意外事故，评价事故影响及采取的恢复行动；5）进行供需平衡、调峰、管存量分析，进行操作优化；6）进行管道战略性规划和分析，确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道内流动，随着压力下降，密度逐渐变小，流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换，温度会逐步降低，在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态）下，更导致压力、流量和温度的变化。
因此，描述气体管内流动状态的主要参数有：压力P、密度r、流速v 和温度T。
求解有关参数的方程主要是：●连续性方程：( A )t ( A v )x其中：0x L;t 0●运动方程：vt vvxPx ghx( f )( 2D)iv v 0其中：0x L;t 0●能量守恒方程：c(T vT ) Tv t xPT vx( f ) (4Uv2(D ) Di iw)(T T)g以上方程中符号意义如下：L 管道长度x 距离gf重力加速度摩阻系数t时间Di 管道内径A 管道横断面积T气体温度ρ气体密度P 气体压力v 气体流速h 管道高程Tg 地温U w总传热系数Cv 气体热容●气体状态方程：为了正确模拟气体的水力学特性，需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
Pipelinestudio（Tgnet）应用指南1 软件特点及主要用途Pipelinestudio（Tgnet）是经过使用证明的，历史悠久的输气体管道离线模拟软件，能够对管道的正常工况和事故工况进行稳态和动态分析，测试和评价管道的输送/改建/扩建方案，最终获得优化的系统性能和最佳的实际方案本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互（互动）方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。
使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析，测试和评价输气管道的设计或操作参数的设置，最终获得优化的系统性能。
使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。
软件重要应用于以下方面：1）设计管道，管径、输气量研究；2）确定管线尺寸，压缩机规格；3）评价因为操作改变导致的管道工况；4）模拟供气中断、压缩机故障及意外事故，评价事故影响及采取的恢复行动；5）进行供需平衡、调峰、管存量分析，进行操作优化；6）进行管道战略性规划和分析，确定管道5年、10年、15年的长远规划。
2 管道模拟的理论基础和主要公式气体在管道流动，随着压力下降，密度逐渐变小，流速不断增大。
同时气体在管道流动过程中还要气体与周围介质进行热交换，温度会逐步降低，在管道的未段趋近于甚至低于周围介质的温度。
特别是在不稳定流动的情况(输气管大多数处于不稳定流动状态）下，更导致压力、流量和温度的变化。
因此，描述气体管流动状态的主要参数有：压力P、密度r、流速v 和温度T。
求解有关参数的方程主要是：连续性方程：)()(=+x t v A A ρρ 其中：0;0≥≤≤t L x● 运动方程：其中： 0;0≥≤≤t L x● 能量守恒方程：以上方程中符号意义如下：L 管道长度g 重力加速度 x 距离f 摩阻系数 t 时间 Di 管道径A 管道横断面积 T 气体温度ρ 气体密度 Tg 地温P 气体压力 Uw 总传热系数v 气体流速Cv 气体热容 h 管道高程● 气体状态方程：为了正确模拟气体的水力学特性，需要在各种条件下气体各项物理属性的变化和它们之间的关系。
这些物理属性主要是指：➢ 气体的密度➢ 压缩系数➢ 粘度➢ 热容➢ 比热➢ 比热比➢ 热值求解这些参数的方程称为状态方程。
气体状态方程又分为理想气体的状态方程和真实气体的状态方程。
1）理想气体的状态方程理想气体的状态方程通用气体状态方程为: RT Z P ρ=状态方程规定：压缩系数Z 是压力和温度的函数 理想气体没有考虑实际气体中分子的大小和分子间的作用力，德瓦尔斯状方程中b 是对分子体积作出的修正，a 是对分子间作用力作出的修正。
2）真实气体的状态方程（1）SaremSarem 状态方程是一个老的状态方程。
它解决了在通用气体状态方程中，在通常输气管道的条件下，如何计算压缩系数的问题。
它使用对比压力和对比温度(天然气的压力、温度与其临界压力、临界温度之比)的概念，用勒让德多项式计算压缩系数。
其中对比压力和对比温度是基于虚拟临界压力和虚拟临界温度的近似值。
以相对密度为基础计算虚拟临界值，用 Wichert 和 Aziz 关系式矫正CO2对虚拟临界值的影响。
SAREM 方程的优点是：➢ 在大多数天然气系统的正常运行压力围精度高；➢ 描述气体的参数少，只需要相对密度，热值和C02含量（可由气体组份求得）；➢ 允许用户自定义气体属性；➢ 定压比热容和定容比热容取自假定的理想气体SAREM 方程的缺点是：➢ 低压无效；➢靠近相变区时结果不正确。
（2）NX-19和AGA-8NX-19和AGA-8都是靠对大量输气管道的实测数据进行研究产生的纯经验公式。
AGA-8又包含两个公式：一个是用详细特征法产生的公式，另一个是用总体特征法产生的公式。
（3）SRK自德瓦尔斯之后又出现了很多状态方程，它们用不同的参数表示实际气体与理想气体的区别，各有自己的适用围。
SRK方程是其中一个，同时它又是对RK方程的改进：bVVabVRTP++-=2SRK方程的应用比较广泛，而且有多种变形。
（4）Peng德瓦尔斯方程在一定围已经能比较接近的描述实际气体的性质，但是它没有考虑温度和偏心因子的影响，因而适用围有限，Peng-Robinson 是在考虑了上述因素后由德瓦尔斯方程派生出的方程：222bbVVabVRTP-+--=αPeng 方程的优点是：➢在较大的压力、温度围都比较精确；➢在相变区或相变区附近也比较精确；➢可以作气体组分跟综；➢计算量少于BWRS。
Peng 方程的缺点是：➢需要输入气体的全部组分；➢不能使用PLS 提供的用户自定义属性。
（5）BWRS德瓦尔斯方程、SRK方程、和Peng方程的共同问题是对分子间作用力考虑不够充分，以至在介质密度很高时不够准确。
BWRS方程考虑了更多的修正，因而也引入了更多的参数。
引入的参数越多，考虑的因素越多，适用的围越宽。
求解的难度和求解计算量也越大。
BWRS 是一个复杂的有多达11个参数状态方程。
BWRS方程的优点是：➢在很大的压力、温度围都很精确（优于Peng）；➢在相变区或相变区附近也比较精确；➢可以作气体组分跟踪；➢可以处理含有较多非碳氢化合物的气体。
BWRS方程的缺点是：➢需要输入气体的全部组分；➢计算量最大，因而速度最慢；➢不能使用PLS提供的用户自定义属性。
3）气体状态方程小结➢理想气体状态方程的精度肯定是不够的。
➢纯经验公式如，SAREM、NX-19、AGA-8在它们的适用围（指美国输气管道的压力、温度、组分围）是最准确的。
其中AGA公式常常是法定的计算公式。
➢SRK、Peng和BWRS方程有更宽的适用围。
它们甚至还可用于液态烃和气、液平衡计算。
它们常常是模拟计算使用的公式。
在纯经验公式适用的围，上述公式也可使用。
因为它们的差异，远小于其它不确定因素（例如管道沿线的温度）引起的差异。
➢复杂性BWRS 最复杂 Sarem 最简单➢ 计算速度Sarem 最快 BWRS 最慢➢ 适用围Sarem －干气 BWRS －湿气 Peng-Robinson －所有气体4）阻力系数公式水力摩阻系数计算推荐采用Colebrook 公式：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=λλe R d k 51.271.3log 0.21式中：k ——管壁绝对粗糙度，m ；d ——管径，m ；e R ——雷诺数。
Colebrook White 公式考虑了不同管子光滑或粗糙的壁情况，在较宽的流动状态围下有较好的模拟精度，适用于紊流三个区。
3 软件人机界面简介Pipelinestudio （Tgnet ）在视窗中运行，启动时显示主视窗。
主视窗含有标准的视窗控制按钮（最大化、最小化和关闭按钮），从上至下还有标题条、菜单条、工具条，工作区和状态条。
工作区主要包括管网视窗及管网有效性结果窗/稳态窗/报警事件窗等。
1）标题条标题条位于主视窗顶部，它显示软件的名称（Pipeline Studio ）和当前活动的管网模型名称。
在模型文件名之后是用括号标明的gas 或liq 以区分是气体管网模型或是液体管网模型。
如果对模型文件作了修改而又没有保存，在括号后会出现一个*号。
再后面是时间，稳态模拟时显示00:00:00；以批处理方式运行动态模拟的过程中，时间不变，模拟结束时显示最终的结束时间；交互式动态模拟过程中，此时间的含意是模拟进行的时间。
如果出现了报警，在标题条的最后显示Alarm ×，其中×表示报警的数量。
2）状态条状态条位于主视窗的底部，工作区的下面。
当鼠标指向主视窗的某一菜单项或工具条的工具时，状态条显示简明扼要的帮助信息；当鼠标指向管网视窗的某一位置时，状态条显示管网元件的名称或鼠标位置；另外在进行了某项处理之后，它还会显示有关处理是否成功或是否完成的消息。
3）菜单条菜单条如下图所示，其主要功能都包含在工具条中。
标题条菜单条 工具条管网视窗状态条 管网有效性结果窗 稳态窗 报警事件窗从左至右各菜单项的功能是：File 菜单—文件的打开、关闭、保存等。
Edit 菜单—对象的拷贝、剪切、编辑等。
View 菜单—视窗的拖动、缩放、网格控制等。
Insert 菜单—插入气体参数、特性曲线、对象等。
Simulation 菜单—指定单位、模拟选项、模拟命令等。
Chart 菜单—趋势图、沿程变化图等。
Tools 菜单—多案例工具、选项等。
Table 菜单—打开、关闭表格视窗等。
Windows 菜单—视窗的排列和控制。
Help 菜单—帮助和技术支持等。
4）工具条工具条位于菜单条的下方，它分门别类的组合了Pipelinestudio（Tgnet）中最常用的功能，大大提高了软件的易用度。
熟悉和掌握工具条的功能和用法对提高工作效率大有好处。
Pipelinestudio（Tgnet）的工具条由九个部分组成：（1）标准工具条本工具条从左至右常用的十一项功能分别是：建立新的模型文件、打开已有文件、保存文件、发送Email、打印、打印预览、剪切、拷贝、粘贴、格式刷、重复使用格式刷等。
（2）图表工具条本工具条要在计算之后，有一段或多段管道被选中时才可以使用。
从左到右各项功能是：沿线压力曲线、沿线流量曲线、沿线压力及流量曲线、沿线温度曲线、纵断面曲线、压头及纵断面曲线。
（3）表格工具条用于分类显示最常用的输入、输出表格。
从左到右分别是：管段属性输入数据表，外部调节器输入数据表、压缩机输入数据表、泵输入数据表；管段计算结果输出数据表、外部调节器输出数据表、压缩机输出数据表、泵输出数据表。
（4）缩放工具条从左到右控制管网视窗的放大、缩小、选择集放大、显示全图、拖动等功能。
（5）绘图工具条用于绘制管网结构图。
注意选中一种管网元件后可以在管网视窗中连续绘制该种元件，再次点击原工具条按钮或箭头按钮取消继续绘制该种管网元件，使鼠标变成选择工具。
从左至右功能为：选择、删除、添加文字、添加表格、绘管段、绘通用压缩机、绘离心压缩机、绘往复压缩机、绘压缩机站、绘切断阀、绘止回阀、绘调节器、绘气源（进气点）、绘分输点、绘燃料阀、绘按热值计量的分输点、绘泄漏点、绘阻力元件、绘冷却器、绘加热器、绘仪表（供实时软件组态使用）。
（6）图形编辑工具条用于控制管网视窗的网格、对管网元件作旋转、翻转、断开等操作，还可为管网元件插入数据块等。
从左至右依次为：右转、左转、水平翻转、垂直翻转、开、左断开、右断开、管网元件缩放、开关网格、开关网格捕俘功能、正交绘图、插入数据块、)添加数据项、锁定图形、绘制流动方向。
（7）模拟命令工具条这里从左到右包括了：管网有效性检查、显示KW 文件、显示稳态报告、显示动态报告、稳态模拟、动态模拟、再启动动态模拟、交互式稳态模拟、交互式动态模拟、编辑动态脚本、查看趋势图、沿程变化曲向导等。
