天然氣管道投產(chǎn)過程中混氣規(guī)律的研究

【摘要】：在天然氣管道飛速發(fā)展的時(shí)期,安全、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行管道投產(chǎn)已經(jīng)成為管道公司關(guān)注的一個(gè)重要問題。在環(huán)境污染問題日益突出的今天,投產(chǎn)過程中的氮?dú)庵脫Q已不僅僅要滿足安全要求,還應(yīng)考慮如何合理地節(jié)約氮?dú)庥昧?、減少混氣量的排放,從而提高管道投產(chǎn)的安全性、經(jīng)濟(jì)性,并盡可能地減少環(huán)境污染。 分析了國(guó)內(nèi)外管道的投產(chǎn)技術(shù),對(duì)不同置換方法進(jìn)行了對(duì)比分析,根據(jù)川氣東送管道公司投產(chǎn)資料,總結(jié)分析了“先站場(chǎng)后線路”投產(chǎn)工藝的適應(yīng)性,提出川氣東送公司在管道投產(chǎn)過程中存在混氣量過大、耗氮量過大的問題。 利用FLUENT軟件,依據(jù)CFD基礎(chǔ)理論和湍流模型理論,合理地確定了氮?dú)庵脫Q的數(shù)學(xué)模型、邊界條件,并對(duì)投產(chǎn)過程中影響混氣長(zhǎng)度的因素進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬,得出不同影響因素對(duì)混氣長(zhǎng)度的影響趨勢(shì)。 根據(jù)長(zhǎng)輸管道地形變化大的特點(diǎn),采用FLUENT軟件對(duì)上下坡段的混氣規(guī)律進(jìn)行了分析,得出結(jié)論：混氣段長(zhǎng)度的整體趨勢(shì)是上坡階段的混氣段長(zhǎng)度小于水平管道的混氣段長(zhǎng)度,且隨著傾斜角度的增大混氣段長(zhǎng)度減小,置換時(shí)間隨著角度的增大而逐漸增大；下坡階段的混氣段長(zhǎng)度大于水平管道的混氣段長(zhǎng)度,且隨著傾斜角度的增大混氣段長(zhǎng)度增加,置換時(shí)間隨著角度的增大而逐漸減小。 根據(jù)不同地形條件建立注氮量的計(jì)算模型,研究按混氣長(zhǎng)度計(jì)算注氮量的方法,并通過比較分析不同注氮量的計(jì)算方法的適應(yīng)性,編制現(xiàn)場(chǎng)注氮量查閱表,方便現(xiàn)場(chǎng)工作人員快速、準(zhǔn)確地確定注氮量。 通過調(diào)研川氣東送管道投產(chǎn)資料,結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)論,對(duì)混氣規(guī)律和注氮量計(jì)算公式進(jìn)行驗(yàn)證和誤差分析,分析本文研究的注氮量計(jì)算公式的適應(yīng)性,為管道投產(chǎn)方案的制定提供指導(dǎo)意見。 【關(guān)鍵詞】：天然氣管道 管道投產(chǎn) 混氣長(zhǎng)度 地形影響 注氮模型
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TE832
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 國(guó)外天然氣管道投產(chǎn)技術(shù)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)天然氣管道投產(chǎn)技術(shù)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及研究思路13-16
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.3.2 研究思路14-16
• 第2章 天然氣管道投產(chǎn)的置換工藝分析16-22
• 2.1 天然氣管道常用的投產(chǎn)置換方式16-18
• 2.2 置換方式的對(duì)比分析與結(jié)論18-19
• 2.3 國(guó)內(nèi)外天然氣管道投產(chǎn)技術(shù)對(duì)比分析19
• 2.4 “先站場(chǎng)后線路”投產(chǎn)工藝分析19-22
• 2.4.1 “先站場(chǎng)后線路”投產(chǎn)工藝的提出及思路20
• 2.4.2 “先站場(chǎng)后線路”投產(chǎn)工藝的適應(yīng)性分析20-21
• 2.4.3 “先站場(chǎng)后線路”與“邊站場(chǎng)邊線路”對(duì)比分析21-22
• 第3章 氮?dú)庵脫Q數(shù)學(xué)模型的建立22-32
• 3.1 模型建立22-25
• 3.1.1 計(jì)算模型22
• 3.1.2 控制方程22-24
• 3.1.3 模型方程24
• 3.1.4 湍流近壁模型的確定24-25
• 3.2 模型參數(shù)的設(shè)定25-27
• 3.2.1 操作壓力及物性參數(shù)的設(shè)定25-26
• 3.2.2 邊界條件和初始條件26-27
• 3.3 幾何模型及網(wǎng)格的劃分27-29
• 3.3.1 幾何模型27-28
• 3.3.2 網(wǎng)格生成28-29
• 3.4 模擬主要工作29-32
• 第4章 投產(chǎn)過程混氣規(guī)律分析32-51
• 4.1 氮?dú)獾哪枬舛确植家?guī)律32-33
• 4.1.1 氮?dú)獾妮S向濃度分布32-33
• 4.1.2 氮?dú)獾膹较驖舛确植?/span>33
• 4.2 管線的壓力分布規(guī)律33-34
• 4.3 管內(nèi)氣體流速分布規(guī)律34-35
• 4.3.1 徑向分布規(guī)律34
• 4.3.2 軸向分布規(guī)律34-35
• 4.4 混氣長(zhǎng)度的影響因素35-42
• 4.4.1 流態(tài)對(duì)混氣長(zhǎng)度的影響35-36
• 4.4.2 流速對(duì)混氣長(zhǎng)度的影響36-38
• 4.4.3 背壓對(duì)混氣長(zhǎng)度的影響38-39
• 4.4.4 管長(zhǎng)對(duì)混氣長(zhǎng)度的影響39-40
• 4.4.5 管徑對(duì)混氣長(zhǎng)度的影響40-41
• 4.4.6 溫度對(duì)混氣長(zhǎng)度的影響41-42
• 4.5 不同地形下的混氣段長(zhǎng)度42-49
• 4.5.1 上坡管道混氣段基本規(guī)律42-45
• 4.5.2 下坡管道混氣段基本規(guī)律45-47
• 4.5.3 上下坡段混氣規(guī)律對(duì)比分析47-49
• 4.6 混氣長(zhǎng)度計(jì)算公式49
• 4.7 數(shù)值模擬結(jié)論49-51
• 第5章 氮?dú)庵脫Q過程中注氮量的分析與確定51-58
• 5.1 注氮量分析51-52
• 5.1.1 “先站場(chǎng)后線路”投產(chǎn)工藝下的注氮量51
• 5.1.2 “邊站場(chǎng)邊線路”投產(chǎn)工藝下的注氮量51-52
• 5.1.3 比較分析52
• 5.2 考慮地形條件的注氮量計(jì)算模型52-54
• 5.2.1 平原地區(qū)注氮量計(jì)算模型52-53
• 5.2.2 不同坡度下注氮量計(jì)算模型53-54
• 5.3 注氮量的計(jì)算方法對(duì)比分析54-58
• 5.3.1 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算54-55
• 5.3.2 按管容確定55-56
• 5.3.3 按入口流量計(jì)算56
• 5.3.4 按混氣長(zhǎng)度計(jì)算56-57
• 5.3.5 查表法57
• 5.3.6 注氮量計(jì)算方法適應(yīng)性分析57-58
• 第6章 混氣規(guī)律實(shí)際應(yīng)用和誤差分析58-64
• 6.1 引言58
• 6.2 擬分析投產(chǎn)管道的概況58-59
• 6.3 管道投產(chǎn)混氣規(guī)律及誤差分析59-61
• 6.3.1 理論混氣長(zhǎng)度計(jì)算59-60
• 6.3.2 混氣檢測(cè)數(shù)據(jù)分析60-61
• 6.3.3 混氣規(guī)律誤差分析61
• 6.4 注氮量計(jì)算的應(yīng)用及誤差分析61-63
• 6.4.1 理論注氮量計(jì)算61-62
• 6.4.2 誤差分析62-63
• 6.5 應(yīng)用情況總結(jié)63-64
• 第7章 結(jié)論及建議64-65
• 7.1 結(jié)論64
• 7.2 建議64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄1 注氮量查閱表69-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果94

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