壓氣機(jī)實(shí)際工況的新算法-1

1、壓氣機(jī)實(shí)際工況的新算法論文導(dǎo)讀：壓氣機(jī)是天然氣管道輸送中的核心設(shè)備。壓氣機(jī)實(shí)際工況的各個(gè)參數(shù)是天然氣管道運(yùn)行的重要指標(biāo)。運(yùn)用C語言編程技術(shù)提出了一種新算法。關(guān)鍵詞：壓氣機(jī)，實(shí)際工況，C語言，計(jì)算方法天然氣是一種潔凈、方便、高效的優(yōu)質(zhì)燃料。1990年世界天然氣總廠量已達(dá)21397億立方米，占世界能源總量的30%。中國的天然氣工業(yè)起步較晚，但近十年來，中國的天然氣工業(yè)有了突飛猛進(jìn)的開展，尤其是以西氣東輸;為龍頭的幾大輸氣管道的建設(shè)，大大推進(jìn)了全國能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整【1】。目前，管道輸送是天然氣的主要運(yùn)輸方式，輸氣站是長(zhǎng)距離輸氣管道的兩大組成局部之一。其任務(wù)是進(jìn)行氣體的調(diào)壓、計(jì)量、凈化、加壓和

2、冷卻，使氣體按要求沿著管道向前流動(dòng)。壓氣機(jī)是天然氣管道輸送中的核心設(shè)備，壓氣機(jī)實(shí)際工況的各個(gè)參數(shù)是天然氣管道運(yùn)行的重要指標(biāo)。為了保證整條輸氣管道的正常運(yùn)行，必須使壓氣機(jī)處于良好的工作狀況，其中壓氣機(jī)實(shí)際工況的計(jì)算至關(guān)重要。1 傳統(tǒng)算法壓氣機(jī)的實(shí)際工況可以利用實(shí)際氣體的熱力狀態(tài)圖【2】進(jìn)行精確計(jì)算。進(jìn)口狀態(tài)參數(shù)壓力和溫度，在狀態(tài)圖上得點(diǎn)1由式1和式2可解得壓氣機(jī)的出口溫度和出口密度兩個(gè)值，再求出其他物性參數(shù)。2 新解法傳統(tǒng)算法中需要大量的計(jì)算工作，作為工業(yè)應(yīng)用如何能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算是很重要的。因此本文在傳統(tǒng)算法的根底上接合C語言編程【4】提出了一種新算法。論文參考網(wǎng)。在計(jì)算中仍然采用BWR

3、S方程建立計(jì)算模型。考慮到壓氣機(jī)的實(shí)際壓縮過程是非等熵的絕熱過程，其終了狀態(tài)參數(shù)僅與終點(diǎn)狀態(tài)有關(guān)，可以用理想的過程代替非等熵的絕熱過程以簡(jiǎn)化復(fù)雜的計(jì)算。論文參考網(wǎng)。如圖1所示：由點(diǎn)1到點(diǎn)2ad是等熵過程、由點(diǎn)2ad到點(diǎn)2是等壓過程，所以、。現(xiàn)在的問題就是如何在和的情況下求得。接合計(jì)算機(jī)技術(shù)具體計(jì)算過程如圖2所示：計(jì)算出之后，由壓頭計(jì)算式和功率計(jì)算式可計(jì)算得到圖1中2點(diǎn)的焓值計(jì)算。在2點(diǎn)的壓強(qiáng)和焓值的情況下，求解2點(diǎn)其它的參數(shù)的具體方法與上面求解2ad點(diǎn)的參數(shù)的方法同理，可求出壓氣機(jī)的出口溫度和出口密度。本算法迭代速度快，一般只需26次即可求解，而且精度較高。圖2溫度T和熵s求解其他參數(shù)的程序框

4、圖Fig 2 The flow diagram for calculating the otherparameters under given temperature T and entropy s3 算例某天然氣干線天然氣組分如下表所示，輸氣站中某一壓氣機(jī)的入口狀態(tài)工況： CH4 C2H6 C3H8 i-C4 n-C4 iC5 nC5 nC6 nC7 nC8 N2 CO2 H2O 86.43 1.83 0.49 0.12 0.13 0.06 0.05 0.05 0.09 0.02 0.62 10.1 0.01 The Gascomposition tabletable1 經(jīng)過計(jì)算得到在四種工

5、況下的新算法和傳統(tǒng)算法計(jì)算結(jié)果比擬如下表2：表2 計(jì)算結(jié)果的比擬 條件 傳統(tǒng)算法結(jié)果 s(kJ.k-1.mol-1.K-1) 新算法結(jié)果 s* (kJ.k-1.mol-1.K-1) 迭代次數(shù) P/ (K Pa) T (K) 1000 144.869 225.000 225.000 4 1000 266.048 250.000 250.000 3 10000 251.947 220.000 220.000 5 10000 323.100 235.000 235.000 3 Comparisonof calculation resultstable24 結(jié)論以上介紹了兩種種計(jì)算壓氣機(jī)實(shí)際工況的方法。傳統(tǒng)算法是很精確的一種算法，但是在計(jì)算過程中運(yùn)用了大量的計(jì)算公式，需要求解很多復(fù)雜的方程組，往往求解一個(gè)參數(shù)就需要花費(fèi)一個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。并且在每一次求解時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。而在新算法中，運(yùn)用了C語言編程技術(shù)，經(jīng)過幾次迭代就可以求得結(jié)果，并且這個(gè)程序?qū)θ魏喂r下物性參數(shù)的求解可通用，方便、簡(jiǎn)單、省時(shí)，并且通過與傳統(tǒng)算法的計(jì)算結(jié)果比擬誤差也很小，因此這種結(jié)合C語言編程技術(shù)的算法計(jì)算速度快、精度高，在實(shí)際應(yīng)用中更有優(yōu)勢(shì)，更廣泛。參考文獻(xiàn)1 王樹立：輸氣管道設(shè)計(jì)與管理?；瘜W(xué)工業(yè)出版社北京，2006。第2頁。2 姚光鎮(zhèn)：輸氣管道設(shè)計(jì)與管理。石油大學(xué)出版社東營，1989。第107