天然气长输管道放空时间的探讨
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摘要：随着我国环境保护力度不断加大，对于新型能源的开发和利用，成为当前重点研究对象。在目前使用的能源中，将天然气作为人们生活常用能源，同时也在许多领域起到至关重要的作用。随着科学技术的发展，对于天然气的使用和开采，具有十分成熟的技术。但是对于输送阶段管道放空时间，还需要采取更多的有效措施。本文围绕天然气放空阶段的时间问题，对于在输送管道运行时间展开讨论，不仅能够有效提升利用率，同时对于出现的安全事故能够争取更多的时间，为今后的天然气放空时间提供参考价值。
关键词：天然气;长输管道;天然气放空;放空时间;放空量
1 天然气长输管道的特点分析
在目前的天然气输送过程中，通常将输送管线地下安装，并且不受到周围环境的影响，同时具有较高的输送能力，最重要的就是能够使整个输送过程，具有安全稳定的环境，确保天然气的输送能够符合使用要求。随着科学技术的发展，为天然气管道的输送创造更多的条件，增加多种监管和管理措施，使其具有智能化和自动化的特点，同时也会收获很好的经济效益。
2 放空过程中气体流动的水力特性
根据场站管道施工流程分析，由于放空管道会受到气体流动的影响，从而导致水力对其放空过程产生影响，所以需要按照不同的方式，能够进行正确的施工：
①由于放空管道距离要小于场站管道，所以会承受巨大的压强;②由于放空管道的距离较短，会受到环境温度的影响，使放空天然气的密度和流动速度发生很大的变化;③当天然气在放空管道时，不能形成稳定的流动状态，同时在不同管道气体流动时，随着时间的推移从而有不同形式的出现。在目前天然气进行放空时，通常会出现以下三种情况：在放空管道内，天然气会出现壅塞流状态。这是由于在放空开始时，在管道的入口位置，会有受到较大的压力影响，并且会直接导致气体流动速度发生变化。
3 常见的几种放空时间计算方法
针对天然气管道放空过程，由于放空所需时间具有重要的作用，在目前的计算方法中，通常按照三种方式进行。其中按照四川石油管理局勘察设计研究院的计算方法，同时也成为《输气管线设计手册》对于临界流计算模型的确定：
t-放空时间s;V-放空管段容积，m3;M-放空气体的相对分子质量;R =848 kg·m/kg·k;K -绝热指数;F-放空阀全开时的截面积m2;Z-压缩系数;μ-阀门开启度;P1，P2-放空前后管线绝对压力，MPa;T-管线温度K。
根据这个计算公式，将天然气管道放空过程，需要按照临界流的状态进行的。由于临界流具有特殊的状态，在计算时没有将天然气与管道发生的摩擦进行考虑。同时根据建立的物理模型，由主管道和出气口组成，从而将管道中，放空阀和放空管路形成的摩擦，没有将实际情况考虑在内。根据第二种放空计算方法，通常将放空阀产生的摩擦考虑其中。同第一种计算方式相比，由于将阀门阻力F加入其中作为考虑因素，这就会增加放空其它受到的影响。所以作为阀门阻力因素，需要根据不同条件进行计算。根据第三种放空计算方法，主要将计算模型通过放空流程，将气体进行压缩并能够出现摩擦。但是形成简单的计算过程，能够使整体气体状态，都能在管道的流动过程中形成稳定的状态，从而有效对放空过程时间进行计算。当天然气进入到放空管道中，对于放空时间的计算，需要按照三种气体流动状态进行确定，并最终能够确定在规定时间内的放空量。利用梯形数学计算方法，从而确定最终的放空时间。
4 临界流模型在计算中的应用
按照以上三种计算过程和结果，都要根据不同的优势和劣势进行综合利用。使用第一种临界流模型计算方法，由于具有快速简单的过程，能够在实际使用中获得较为准确的放空时间。在目前的天然气管道放空过程中，通常将第一种作为常用计算方法。例如在某管道天然气输送过程中，由于紧急事故的发生，需要计算天然气放空时间。在实际施工中，管道直径φ426×7 mm，總长度为30公里。根据管道环境，管道温度保持在17℃，具有3.5 MPa的管内压力，并且其放空管道直径为φ108 ×6 mm，另外阀门开启高度，同管径比为h/d=1.0。根据事故条件和放空时间要求，需要按照以下要求进行计算：
①将管内压力同大气压力相等，需要的放空时间;②当管内压力达到1.5MPa时，根据第一种计算方法，需要的放空时间。
5 结论
综上所述，在目前的天然气输送管道中，对于放空时间的计算能够进行系统的研究和分析，同时按照三种计算方式，并根据不同环境和条件的要求，最终确定放空时间，由此根据以下结果得出：
①当进行天然气管道放空时，无法保证气体能够稳定在同一个状态内，通常气体的状态会呈现三种状态：a.超临界状态;b.理想流动状态;c.亚音速流动状态;②在三种计算方式中，需要根据各自具有的优势，能够最终得到正确的放空时间，并能满足天然气输送要求;③根据天然气输送过程，要根据环境和多种因素的因素，确保管道运行状态良好，同时将多种管道变化情况，按照计算公式得到放空时间，从而对气体受到多种阻碍因素后，能够使最终的计算结果具有较高的准确性。
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