〖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是多級的,其中,城市門站與區域調壓室之間用高(中)壓輸氣干管相連,構成一級管網,擔當起輸氣的任務。管網的工作可靠性對于城市供氣系統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現。防止漏氣可以在安裝時以一定的技術要求作保證,而漏氣發生后的及時發現則是靠完備的檢測系統和準確的檢測數據以及完善的管網運行數據資料來完成的。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的變化
1.管內氣體的穩態流動特征
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.漏氣事故發生時管道輸氣參數的變化
假定圖一所示的輸氣系統中,干管某處出現漏氣事故,這意味著其中某一點出現氣體分流,如圖二.考察此時輸氣參數的變化,
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:
①對于起點有調壓裝置的系統,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)
②把對輸氣干線系統寫出的氣體流動特性方程變成對整個系統寫出,即將末端延至大氣,因為高(中)壓干管后續的低壓管網或高(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)
聯合式(3),比較式(4)和式(5),則有:
as,Qs2=(a+a1)Q2
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分析式(6),將事故工況下管網的阻抗用圖三表示,

干管A-B的阻抗由于事故點S的出現而分成兩部分:
a=aA-s+aS-B
設事故點到大氣的阻抗為a2,根據并聯阻抗的計算原則,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)
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