中国天然气气质规格及互换性标准问题

随着天然气产业和市场的管网化及互联互通,多气源接入混输和跨区域管网运营成为未来发展的必然趋势,天然气质量规格及互换性标准的设立是必须面对和解决的重大问题。为此,评述了国际上尤其是欧、美在天然气气质规格及互换性标准问题方面的研究进展和成果,分析比较了中国与美国、英国、西班牙、印度及欧洲等国家和地区的天然气（包括LNG）燃烧特性和气质标准,并将其表示在互换性盒子图上,结果表明中国多气源状况的复杂性和宽泛性与欧洲类似。根据对当前国内相关气质标准及采用状况的研究,指出了国内气质规格及互换性标准存在的缺陷和不完善性。提出了建立中国天然气气质规格及互换性标准应注意的控制范围、管网波动性限制要求、燃具准入要求及适应域,为制定科学、合理的相关规范和标准提供基础和指导性原则,可为天然气商品和谐交易、大型燃气动力设备引进的技术要求、燃具制造商产品要求等提供参考依据。     

基于CFD的天然气管道混气扩散规律研究

随着我国多气源天然气市场发展和整体供气管网的形成,多气源直接接入管网混输已成为必然,不同气质气源直接管道混气的技术问题亟待研究和解决。基于CFD模拟,对不同气源混合输运的气质扩散规律进行研究,为混输管网合理设计和准确设定气质监控点提供依据,以保证燃气管网系统的安全可靠运行。重点对典型混气管路(Y型管)的天然气气质扩散规律进行数值模拟,获得掺混流体剪切层质量传递特征和天然气气质扩散规律。根据混气湍流形态和浓度场分布特征,获得Y型管的三类混气类型。通过对气质扩散浓度的不均匀性理论分析和模拟结果的综合数据分析,建立了预测混气管道达到气质均匀的混合长度无因次准则方程,为工程设计提供理论方法和计算基础。     

基于有限体积法的城市燃气管网运行分析

在大力发展燃气用户的同时,要确保燃气输配管网运行的可靠性,就需要对燃气输配管网进行工程计算。目前对燃气管网工程计算的研究多集中在天然气长输管线,而与之相比,城市燃气管网结构更复杂、计算数据量更庞大。为此,建立了采用有限体积法对管网模拟方程组进行求解的燃气管网分析系统,并据此对某次高压管线进行了动态工程计算,各站点压力的计算结果与实际监控信息平均相对误差为0.02%～4.13%（与采用美国SPS软件验证计算结果基本一致）;采用燃气管网分析系统还对某城市中压管网进行了稳态工程计算,得到管网压力最低点及“瓶颈”管段,这将有助于管网改造与运行方案的制订;同时结合运营经验、监控信息对计算结果进行了综合分析。结论认为：①如果对城市燃气输配管网进行动态模拟,必须研究各燃气用户的用气规律,找出不同工况下燃气用户的小时流量估算方法;②监控点信息值选取城市全年最大小时流量发生日对应的时段值,并结合日常运营工作的经验判断计算结果的合理性。     

天然气混输管网热值波动过程模拟

随着我国对环境的日益重视和能源结构的调整,天然气的应用越来越多,天然气气源也不断增多,燃气管网日益复杂。很多工商业用户对于燃气气质的要求较高,特别是对于燃气机组而言,燃气机组对热值波动以及热值变化率等气质较为敏感,燃气热值和热值变化率只能在一定范围内波动。日趋复杂的气质能否满足燃气电厂等工商业用户严苛的气质要求的问题亟需进一步研究。在气质瞬变模型的基础上建立了质换型天然气混输管网的仿真模型,模拟了某管网在气质质换过程中下游各节点的热值变化情况,对结果进行了分析。