济－青输气管道复线事故模拟分析

仇 攀

（山东省天然气管道有限责任公司，济南 250101）

济－青输气管道复线事故模拟分析

仇 攀

（山东省天然气管道有限责任公司，济南 250101）

天然气输气管道在发生事故时，自救能力对于保障输气管道供气具有极其重要的意义。运用TGNET软件构建了济－青输气管道复线输气工艺系统的模型，对气源停输和管道堵塞事故进行了仿真分析，计算出不同工况下的自救时间，为济－青输气管道复线的生产运行提供借鉴。

天然气输气管道；济－青输气管道复线；气源停输；管道堵塞；仿真模拟；自救时间

随着我国经济社会的快速发展，对天然气的需求日益增加［1］。天然气管道在发生事故时，自救能力对于保障输气管道供气具有极其重要的意义［2］。济－青输气管道复线投产以后，作为主干线与济青线等已投产的天然气供气管线联网运行，将大大提高中石化山东天然气管网的输气能力。济－青输气管道复线出现事故将影响整个山东天然气管网的安全运行。根据山东省天然气安全运行应急预案，当出现供应中断等紧急事故状况时，供气管线应该至少保证80%的用气量。

1 输气工艺系统模型

济－青输气管道复线事故模拟分析采用TGNET软件。TGNET软件是美国科学软件公司推出的天然气集输管网瞬态模拟软件，可以对大型复杂的天然气集输管网进行稳态模拟和瞬态模拟。山东输气管网具有管段多、线路长度长、气源多、分输点多的特点，济－青输气管道复线和济青线、山东液化天然气（LNG）新建管线、新粤浙管线豫鲁支线等其他管线压力系统相互关联、相互影响，在进行输气工艺分析时，不能将济－青输气管道复线作为一条孤立的线性管道工程进行分析，要将其纳入山东省天然气管网，与在役管线、待投产管线一起进行联网分析。山东省天然气管网具体参数见表1。

根据中石化近期规划，共有4个气源向山东省天然气管网供气，分别是西气（榆济线来气、新粤浙管线和濮阳储气库来气）以及东气（山东LNG气），且受气源注入点和供气压力的影响，济青线和济青复线内的天然气均不是单一的流向。按照约束山东LNG供气压力，且气源的供气量和各分输站的下气量均为近期规划情况，运用TGNET软件，构建山东管网的输气工艺系统模型，如图1所示。

表1 中石化山东天然气管网管线一览表Tab.1 Line list in Sinopec Shandong Natural Gas Pipeline Network

图1 中石化山东天然气管网输气工艺系统模型Fig.1 System model of the Natural Gas Pipeline Network of Shandong gas process

2 气源停输工况模拟分析

当输气管道稳定运行时，突然出现气源停输，压力变化从首站开始，压力迅速依次朝向末站方向减少，沿线管道压力开始逐渐降低。当某站压力最先降至临界点时，从发生事故到某站压力降至临界点这段时间即为管道自救时间［3］。

本论文在均月均日、高月高日（根据运行经验，综合月高峰系数定为1.25）两种用气条件下，对山东LNG停输和全部气源停输两种情况进行模拟分析；根据应急预案保证每个分输站80%的供气量的情况下，济－青输气管道复线某个分输站压力降为4MPa时的时间即为此工况下的自救时间，模拟结果如表2所示。

表2 不同气源停输工况模拟分析结果

3 管段堵塞工况分析

天然气管道在实际运行过程中，由于水合物或者其他因素会发生堵塞，影响管道安全运行［4］。在进行模拟分析时，考虑均月均日和高月高日两种用气条件，同时堵塞点选择在济－青输气管道复线气源供气末站前段，因为此段管道属于水合物“冰堵”高危地段。

管道堵塞工况发生后，堵塞点后压力随时间持续下降，堵塞点前压力先上升再下降，这是因为堵塞事故发生后，堵塞点产生节流效应，下游压力会持续下降，而对于上游管道，由于气源仍然在持续不断供气，因此压力在短时间内会上升，随着堵塞过程的持续，压力然后再下降［5］。模拟结果如表3所示。

表3 不同管道堵塞工况模拟分析结果

4 结论

本文在中石化山东管网均月均日和高月高日两种用气条件下，对济－青输气管道复线的山东LNG停输、全部气源停输和管道堵塞两种事故进行模拟分析，在满足每个分输站80%的供气量的情况下，得到不同事故下的自救时间。

1）在均月均日用气条件下，山东LNG停输时管道自救时间为28.67 h，全部气源停输时自救时间为16.91 h；而在高月高日用气条件下，同样的气源停输工况下自救时间分别为9.99 h和6.73 h。

2）在均月均日用气条件下，桓台－广饶管段堵塞时自救时间为26.55 h，寿光－广饶管段堵塞时自救时间为22.45 h；而在高月高日用气条件下，同样的管道堵塞工况下自救时间分别为8.12 h和7.83 h。

［1］ 李玉萍，张小娟，李婷.基于组合预测模型的我国天然气需求预测［J］.河南科学，2014，10.

［2］ 张圣柱.油气长输管道事故风险分析与选线方法研究［D］.北京：中国矿业大学，2012.

［3］ 王寿喜.管网稳态分析线性化法［J］.天然气工业，19879（9）4：62－67.

［4］ 李德波.复杂环状管网水力计算方法探究［J］.节能技术.2005（4）：327－330.

［5］ 李长俊.天然气在管道内的不稳定流动分析［J］.天然气工业，1992，12（4）：69－71.

Simulation Analysis of Jin－Qing 2nd Gas Pipeline Accident Conditions

QIU Pan

（Shandong Natural Gas Pipeline Co.，Ltd.Jinan 250101，China）

When the accident happens，rescue capacity has an very important practical significance for the protection of gas pipeline gas supply.The paper constructs the model of Jin－Qing 2nd gas transmission pipeline system using TGNET，and calculates the rescue time of the gas pipeline network in different conditions when accidents happen.The accidents include the gas source stopping supply and the pipeline blocking.It can provide a reference for the actual operation of Jin－Qing 2nd gas transmission pipeline.

gas pipeline；gas source stopping supply；pipeline blocking；simulationrescue time

TE88

A

1004-275X（2015）05-0055-03

10.3969／j.issn.1004-275X.2015.05.014

收稿：2015-09-21

仇攀（1986－），男，工程师，从事长距离输气管道运行管理。