燃气管道工况模拟试验系统的设计方案与实现.docx

燃气管道工况模拟实验系统的设计与实现 2018-7-28 郝冉冉 张秀琴 陈浩 岳明 王洪林 赵自军 分享到： QQ空间新浪微博开心网人人网 摘要： 依据城镇燃气管网的结构，设计燃气管道工况模拟实验系统，为调控、检测、模拟等技术方 法的研究提供实验条件，为燃气应用软件提供现场测试平台。 关键词： 燃气管道；工况模拟；实验系统；软件测试 Design and Implementation of Test System Simulating Gas Pipeline Conditions HAO Ran-ran ，ZHANG Xiu-qin ， CHEN Hao， YUE Ming， WANG Hong-lin. ZHA0 Zi-jun Abstract ： A test system for simulating gas pipeline conditions is designed based on the structure of city gas pipeline network. It provides test conditions for studying gas c ontrol ， testing ， simulation and other techniques and methods as well as a field testing platform for gas application software. Key words ： gas pipeline ； condition simulation ； test system ； software testing 近几年来，随着供气规模的日益扩大，为保证安全、可靠供气和燃气有效利用，燃气管网优化调度问题受到了普遍重视。为实现燃气管网调度自动化，解决燃气管网系统工况优化以及管道事故分析等问题，涌现出了许多监督控制、数据采集、仿真模拟、泄漏分析与定位软件。这些软件运行结果的准确与否，直接影响管网系统的设计、投资和运行的可靠性。由于燃气管网的特殊性，即使将软件安装在现场，也无法设置各种工况来检验软件的可靠性，只能依靠软件本身设定参数进行前期虚拟调试，软件计算的准确度、能否适应不同工况、能否对运行中的突发事故做出正确响应均无法得到有效验证。本文介绍的燃气管道工况模拟实验系统是在充分研究城镇燃气输配系统结构的基础上设计的，运行环境接近实际，工况设定灵活，可以模拟事故，为燃气应用软件提供现场测试平台。 实验系统的设计 1.1 总体结构概述 2008 年底，燃气管道工况模拟实验系统建成于国家燃气用具质量监督检验中心，是我国建成 的第一个集合模拟实验、工况分析与 SCADA技术的综合实验台。实验系统由压缩机、储罐、调压 器、流量计、压力传感器、温度传感器、电磁阀、电动调节阀等仪器设施组成。储罐分高压罐和中 压罐，容积均为 100m3。实验管道设计流量为 0～ 5000m3/h ，实验压力为 0～ 2.5MPa，管径为 100mm， 管道长度为 400m，实验系统气源为螺杆压缩机增压储存的压缩空气。借助球阀组，实验管道可以组 合成单管枝状管道、单环状管网、多环状管网以及枝状与环状相结合的复杂管网。 实验系统有 4 个实验区，分别为高压实验区 ( 压力为 0.4 ～2.5MPa>、覆土实验区、中压实验区 和低压实验区。高压实验区和覆土实验区建在室外，中压实验区和低压实验区建在室内，与实验系 统配套的小型 SCADA系统调度中心设在调度控制室内。燃气管道工况模拟实验系统工艺流程见图 1 。 目前，实验系统可以完成城市燃气输配系统低压、中压和高压管道的工况模拟。高压罐出口设置调压器设定系统实验压力，中压罐出口设置电动阀调节流量，保证实验系统气源压力恒定或流量恒定。压缩空气从空气压缩站进入储罐，再经过压力或流量调节后进入各个实验区，完成特定实验。调度控制室负责控制实验流程，实时采集和保存实验数据并自动生成报表和趋势曲线。 1 / 6 图 1 中，把球阀 11、 4、19、 29、 20、 16、13、17、21、 27、26、 25、22、 18、5、 10、 9 打 开，其他带编号的球阀关闭，管道组合成一个枝状管道，压缩空气从高压罐流到中压罐，沿途设有露天电磁阀和埋地电磁阀模拟的瞬态泄漏点，设有手动放散阀模拟泄漏及用户。单管流程模型见图 2，图 2 中第一漏点距是指从第一个压力监测点到第一个模拟泄漏点的距离。 ② 单管与单环流程 把球阀 11、 4 、19、 29、28、 20、 21、 16、17、13、6 、10、 9 打开，其他带编号的球阀关闭，管道组合成一个单枝状 ( 球阀 11— 4— 19—29>和一个单环状 ( 球阀 28— 21— 17— 13—