天然气管道管存量计算方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种天然气管道管存量计算方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：将天然气管道划分为多个微元段，对每个微元段，获取微元段起点的压力初始值、温度初始值和压缩因子初始值；再计算微元段终点的压力计算值、温度计算值和压缩因子计算值；根据微元段起点压力初始值、温度初始值和压缩因子初始值，以及微元段终点的压力计算值、温度计算值和压缩因子计算值，得到微元段的管存量；针对所有的微元段的管存量进行求和，得到天然气管道的管存量，使得计算精度与稳态管存计算工具相比得到较大提升。较大提升。较大提升。

【技术实现步骤摘要】
天然气管道管存量计算方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及天然气运输领域，尤其涉及一种天然气管道管存量计算方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]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，也是控制管道进出气体平衡的重要指标。而且管道管存计算对输差分析、损耗率分析等有重要的作用。
[0003]在对天然气管道管存进行计算时，常采用平均温度和平均压力的传统管存量稳态计算方法。在标准状态下，根据实际气体状态管存理论计算公式导出目前常用的管存计算公式，再将平均温度和压力等参数带入管存计算公式，求得在稳态情况下的天然气管存量。
[0004]虽然，现有的技术方案主要是以稳态管存计算公式为主，但是不适用于现场实际非稳态的管存量计算。利用平均温度和压力计算管存量的传统稳态计算方法，易造成计算结果的较大误差，不利于供气管线的现场人员准确获取管线管存值。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种天然气管道管存量计算方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术利用平均温度和压力计算管存量的传统稳态计算方法，所存在的计算结果误差较大问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种天然气管道管存量计算方法，包括：
[0007]将天然气管道划分为多个微元段；
[0008]针对每个微元段，获取所述微元段起点的压力初始值、温度初始值和压缩因子初始值；
[0009]根据所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值和微元段起点的压缩因子初始值，得到所述微元段终点的压力计算值；根据所述微元段起点的温度初始值、微元段起点的压力初始值和微元段终点的压力计算值，得到所述微元段终点的温度计算值；根据所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值和微元段起点的压缩因子初始值，得到所述微元段终点的压缩因子计算值；
[0010]根据所述微元段起点压力初始值、温度初始值和压缩因子初始值，以及所述微元段终点的压力计算值、温度计算值和压缩因子计算值，得到所述微元段的管存量；
[0011]针对所有的微元段的管存量进行求和，得到天然气管道的管存量。
[0012]在一种可能的设计中，所述根据所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值和微元段起点的压缩因子初始值，得到所述微元段终点的压力计算值；根据所述微元段起点的温度初始值、微元段起点的压力初始值和微元段终点的压力计算值，得到所述微元段终点的温度计算值；根据所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值和微元段起点的压缩因子初始值，得到所述微元段终点的压缩因子计算值，包括：
[0013]将所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值以及微元段起点的压缩因子初始值，输入压力公式得到所述微元段终点的压力计算值；
[0014]将所述微元段起点的温度初始值、微元段起点的压力初始值以及微元段终点的压力计算值，输入温度公式得到所述微元段终点的温度计算值；
[0015]将所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值以及微元段起点的压缩因子初始值，输入压缩因子公式得到所述微元段终点的压缩因子计算值。
[0016]在一种可能的设计中，所述压力公式，为：
[0017][0018]式中：P2为微元段终点的压力计算值；P1为微元段起点的压力初始值；T1为微元段起点的温度初始值；Z1为微元段起点的压缩因子初始值；Q为微元管段流量，m3/s；d为微元管段的管道内径，m；Δ
*
为气体的相对密度；λ为摩阻系数，压力摩阻系数采用F
·
Colebrook公式计算；dl为微元段的长度；C0是一个常数，数值大小为0.03848。
[0019]在一种可能的设计中，所述温度公式为：
[0020][0021]式中:T2为微元段终点的温度计算值；T1为微元段起点的温度初始值；D
e
为天然气节流系数，℃/M Pa；T
e
为环境温度，K；P1为微元段起点的压力初始值；P2为微元段终点的压力计算值；dl为微元段的长度；
[0022]另外，
[0023]式中，K为管道外表面至周围介质的放热系数，W/(m2·
K)；M为气体质量流量，kg/s；C
p
为定压比热，kJ/kg
·
K。
[0024]在一种可能的设计中，所述压缩因子公式为：
[0025][0026]式中：Z2为微元段终点的压缩因子计算值；T1为微元段起点的温度初始值；A0,B0,C0,D0,E0,a,b,c,d,α,γ为压缩因子参数；R为通用气体常数，kJ/(kmol
·
K)；ρ1为气相的摩尔密度，kmol/m3，对于微元段的起点对应的截面，其计算公式为：
[0027][0028]式中：P1为微元段起点的压力初始值；Z1为微元段起点的压缩因子初始值。
[0029]在一种可能的设计中，所述根据所述微元段起点压力初始值、温度初始值和压缩因子初始值，以及所述微元段终点的压力计算值、温度计算值和压缩因子计算值，得到所述微元段的管存量，包括：
[0030]将所述微元段起点压力的初始值、温度初始值和压缩因子初始值，以及所述微元段终点压力计算值、温度计算值和压缩因子计算值，输入微元段的管存计算公式，求解微元段的管存量。
[0031]在一种可能的设计中，所述微元段的管存计算公式，为：
[0032][0033][0034][0035]式中：dV0为微元段管存量；P0为标准状态下的压力，M Pa；T0为标准状态下的温度，K；Z0为标准状态下气体的压缩因子；P1为微元段起点的压力初始值；T1为微元段起点的温度初始值；Z1为微元段起点的压缩因子初始值；P2为微元段终点的压力计算值；T2为微元段终点的温度计算值；Z2为微元段终点的压缩因子计算值；dV1为微元段管道固定容积，其公式为：
[0036][0037]式中，d为微元管段的管道内径，m；dl为微元段的长度。
[0038]第二方面，本专利技术提供一种天然气管道管存量计算装置，包括：
[0039]划分模块，用于将天然气管道划分为多个微元段；
[0040]获取模块，用于针对每个微元段，获取所述微元段起点的压力初始值、温度初始值和压缩因子初始值；
[0041]第一计算模块，用于根据所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值和微元段起点的压缩因子初始值，得到所述微元段终点的压力计算值；根据微元段起点的温度初始值、微元段起点的压力初始值和微元段终点的压力计算值，得到所述微元段终点的温度计算值；根据所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值和微元段起点的压缩因子初始值，得到所述微元段终点的压缩因子计算值；
[0042]第二计算模块，用于根据所述微元段起点压力初始值、温度初始值和压缩因子初始值，以及所述微元段终点的压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气管道管存量计算方法，其特征在于，应用于计算机设备，包括：将天然气管道划分为多个微元段；针对每个微元段，获取所述微元段起点的压力初始值、温度初始值和压缩因子初始值；根据所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值和微元段起点的压缩因子初始值，得到所述微元段终点的压力计算值；根据所述微元段起点的温度初始值、微元段起点的压力初始值和微元段终点的压力计算值，得到所述微元段终点的温度计算值；根据所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值和微元段起点的压缩因子初始值，得到所述微元段终点的压缩因子计算值；根据所述微元段起点压力初始值、温度初始值和压缩因子初始值，以及所述微元段终点的压力计算值、温度计算值和压缩因子计算值，得到所述微元段的管存量；针对所有的微元段的管存量进行求和，得到天然气管道的管存量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值和微元段起点的压缩因子初始值，得到所述微元段终点的压力计算值；根据所述微元段起点的温度初始值、微元段起点的压力初始值和微元段终点的压力计算值，得到所述微元段终点的温度计算值；根据所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值和微元段起点的压缩因子初始值，得到所述微元段终点的压缩因子计算值，包括：将所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值以及微元段起点的压缩因子初始值，输入压力公式得到所述微元段终点的压力计算值；将所述微元段起点的温度初始值、微元段起点的压力初始值以及微元段终点的压力计算值，输入温度公式得到所述微元段终点的温度计算值；将所述微元段起点的压力初始值、微元段起点的温度初始值以及微元段起点的压缩因子初始值，输入压缩因子公式得到所述微元段终点的压缩因子计算值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压力公式，为：式中：P2为微元段终点的压力计算值；P1为微元段起点的压力初始值；T1为微元段起点的温度初始值；Z1为微元段起点的压缩因子初始值；Q为微元管段流量，m3/s；d为微元管段的管道内径，m；Δ
*
为气体的相对密度；λ为摩阻系数，压力摩阻系数采用F
·
Colebrook公式计算；dl为微元段的长度；C0是一个常数，数值大小为0.03848。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述温度公式为：式中:T2为微元段终点的温度计算值；T1为微元段起点的温度初始值；D
e
为天然气节流系数，℃/M Pa；T
e
为环境温度，K；P1为微元段起点的压力初始值；P2为微元段终点的压力计算值；dl为微元段的长度；另外，
式中，K为管道外表面至周围介质的放热系数，W/(m2·
K)；M为气体质量流量，kg/s；C
p
为定压比热，kJ/kg
·
K。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压缩因子公式为：5.根据权利要求2所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙旭，黄慧杰，狄涛，迪娜尔，
申请(专利权)人：国家管网集团西部管道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：