中俄东线天然气管道站场过滤分离区并联管路偏流分析

doi:10.12422/j.issn.1006-396X.2025.02.005

摘要/Abstract

摘要：

中俄东线某站场过滤分离区为并联管路，由于管内压力和管道布局的不同可能会出现支管流量分配不均的问题，影响过滤效果和整体工作效率。为避免管路偏流，使用计算流体动力学（CFD）方法进行了过滤分离区流量流向研究。结果表明，系统内压力分布、湍流分布、沿程摩阻损失、流体惯性等因素共同影响支管流量分配；在11种并联管路布置方式中，进出口在同侧的轴向进径向出方式3总体上偏流情况最小；正常工况下，在计算范围内偏流情况随汇管直径、支管中心间距的增大而减小；支管堵塞的故障工况会使系统的偏流程度大幅度增大。通过研究得到了并联管路流量分配规律和影响流量分配的主要因素，研究结果有助于指导输气站场的设计与建设。

关键词: 中俄天然气管道, 过滤分离区, 并联管路, 偏流, 数值模拟

Abstract:

The filtration and separation area of a station on the China?Russia East Route is set as parallel pipelines,and the uneven distribution of branch flow may occur due to the differences in internal pressure and pipeline layout,which affects the filtration efficiency and the overall work efficiency.In order to avoid pipeline bias, the flow direction of the filtration and separation area is studied based on computational fluid dynamics (CFD).Results show that pressure distribution, turbulent flow distribution, frictional resistance loss along the system,fluid inertia and other factors affect the branch pipe flow distribution.Among 11 parallel pipeline configurations,the axial inlet and radial outlet configuration (Type 3) with inlets and outlets on the same side exhibits the least flow maldistribution overall.Under normal working conditions,flow maldistribution decreases with increasing manifold diameter and branch pipe spacing within the calculation range.Fault conditions,such as branch pipe blockages,significantly exacerbate flow maldistribution in the system.It is concluded that the flow distribution rule and the main factors affecting the flow distribution are obtained,which is helpful to guide the design and construction of gas transmission station.

Key words: China?Russia gas pipeline, Filtration and separation zone, Parallel pipelines, Flow maldistribution, Numerical simulation

中图分类号:

TE832

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图/表 15

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天然气进出方式	管路布置方式
天然气进出方式	方式1	方式2	方式3
轴向进出			-
径向进出
轴向进径向出
径向进轴向出

天然气进出方式	管路布置方式
天然气进出方式	方式1	方式2	方式3
轴向进出			-
径向进出
轴向进径向出
径向进轴向出

设备	边界条件	数值
进出口汇管	管径/mm	1 219
	壁厚/mm	26.4
	长度/ m	42.5
支管	数量	5（5用0备）
	管径/mm	610
	壁厚/mm	22.2
	长度/m	22.2
	管距/m	10
旋风分离器	压降/MPa	0.03
过滤分离器	压降/MPa	0.05

设备	边界条件	数值
进出口汇管	管径/mm	1 219
	壁厚/mm	26.4
	长度/ m	42.5
支管	数量	5（5用0备）
	管径/mm	610
	壁厚/mm	22.2
	长度/m	22.2
	管距/m	10
旋风分离器	压降/MPa	0.03
过滤分离器	压降/MPa	0.05

布置方式	流量/（kg·s^-1）
布置方式	支管1	支管2	支管3	支管4	支管5	平均值
轴向进出方式1	185.75	186.41	187.73	187.88	189.30	187.41
轴向进出方式2	196.03	190.87	186.29	183.34	180.32	187.37
径向进出方式1	184.97	187.37	192.88	186.70	185.57	187.50
径向进出方式2	192.23	190.49	185.45	182.65	186.81	187.53
径向进出方式3	183.47	185.06	186.33	187.56	194.81	187.45
轴向进径向出方式1	189.56	190.82	187.04	187.41	182.01	187.37
轴向进径向出方式2	192.81	191.38	188.11	184.00	180.97	187.46
轴向进径向出方式3	185.93	187.92	187.85	188.56	186.87	187.43
径向进轴向出方式1	192.55	186.79	192.46	183.17	182.31	187.45
径向进轴向出方式2	193.31	188.80	185.63	182.02	187.12	187.37
径向进轴向出方式3	194.99	186.01	186.30	184.62	185.54	187.49