Mô phỏng động vận chuyển khí tự nhiên bằng đường ống áp suất cao
Tóm tắt
Quá trình vận chuyển khí tự nhiên bằng đường ống cao áp, dẫn khí một pha từ nơi khai thác về nơi xử lý được xây dựng mô phỏng thông qua lập trình giải hệ các phương trình mô phỏng một chiều (1D), áp dụng cho lưu chất khí tự nhiên có xem xét chi tiết các thông số đặc tính. Nhóm tác giả sử dụng phương pháp giải tuần tự các phương trình mô phỏng động dòng khí tự nhiên và đề nghị đơn giản hóa phương trình cần giải để giảm thiểu thời gian tính toán, đáp ứng được yêu cầu ứng dụng thực tế công nghiệp. Kết quả thu được trong nghiên cứu này so sánh với kết quả tính toán sử dụng phần mềm thương mại chuyên dụng cho thấy, mô hình xây dựng trong nghiên cứu này có độ sai khác tương đối là 0,41% đối với áp suất, 0,39% đối với lưu lượng và 0,29% đối với nhiệt độ của tuyến ống, đây là 3 thông số quan trọng trong quá trình theo dõi và dự đoán các thông số vận hành tuyến ống dẫn khí 1 pha, sai số cực đại là 3,1%. Sự sai khác này chủ yếu do các giả định vật lý và không do các thuật toán hoặc đề xuất đơn giản hóa mô hình toán học gây ra.
Các tài liệu tham khảo
2. Thủ tướng Chính phủ. Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển ngành công nghiệp khí Việt Nam giai đoạn đến năm 2015, định hướng đến năm 2025. Quyết định số 459/QĐ-TTg. 30/3/2011.
3. L.I.Langelandsvik, W.Postvoll, B.Aarhus, K.K.Kaste. Accurate calculations of pipeline transport capacity. Proceedings to 24th World Gas Conference, Buenos Aires, Argentina. 2009.
4. A.R.D.Thorley, C.H.Tiley. Unsteady and transient flow of compressible fluids in pipelines - a review of theoretical and some experimental studies. International Journal of Heat and Fluid Flow. 1987; 8(1): p. 3 - 15.
5. M.Poloni, D.E.Winterbone, J.R.Nichols. Comparison of unsteady flow calculations in a pipe by the method of characteristics and the two-step differential Lax-Wendroff method. International Journal of Mechanical Sciences. 1987; 29(5): p. 367 - 378.
6. J.F.Helgaker, T.Ytrehus. Coupling between continuity/momentum and energy equation in 1D gas flow. Energy Procedia. 2012; 26: p. 82 - 89.
7. P.Wang, B.Yu, Y.Deng, Y.Zhao. Comparison study on the accuracy and efficiency of the four forms of hydraulic equation of a natural gas pipeline based on linearized solution. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2015; 22: p. 235 - 244.
8. C.Bisgaard, H.H.Sørensen, S.Spangenberg. A finite element method for transient compressible flow in pipelines. International Journal for Numerical Methods in Fluids. 1987; 7(3): p. 291 - 303.
9. A.J.Osiadacz, M.Yedroudj. A comparison of a finite element method and a finite difference method for transient simulation of a gas pipeline. Applied Mathematical Modelling. 1989; 13(2): p. 79 - 85.
10. L.Gato, J.Henriques. Dynamic behaviour of high- pressure natural-gas flow in pipelines. International Journal of Heat and Fluid Flow. 2005; 26(5): p. 817 - 825.
11. T.Kiuchi. An implicit method for transient gas flows in pipe networks. International Journal of Heat and Fluid Flow. 1994; 15(5): p. 378 - 383.
12. M.Behbahani-Nejad, A.Bagheri. The accuracy and efficiency of a MATLAB-Simulink library for transient flow simulation of gas pipelines and networks. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2010; 70(3): p. 256 - 265.
13. G.Greyvenstein. Animplicitmethodfortheanalysis of transient flows in pipe networks. International journal for Numerical Methods in Engineering. 2002; 53(5): p. 1127 - 1143.
14. M.Abbaspour, K.Chapman. Nonisothermal transient flow in natural gas pipeline. Journal of Applied Mechanics. 2008; 75(3).
15. A.J.Osiadacz, M.Chaczykowski. Comparison of isothermal and non-isothermal pipeline gas flow models. Chemical Engineering Journal. 2001; 81(1): p. 41 - 51.
16. L.I.Langelandsvik. Modeling of natural gas transportand friction factor for large-scale pipelines: Laboratory experiments and analysis of operational data. 2008.
17. L.I.Langelandsvik, S.Solvang, M.Rousselet, I.N.Metaxa and M.J.Assael. Dynamicviscositymeasurements of three natural gas mixtures-comparison against prediction models. International Journal of Thermophysics. 2007; 28(4): p. 1120 - 1130.
18. J.Ramsen, S.-E.Losnegard, L.I.Langelandsvik, A.J.Simonsen and W.Postvoll. Important aspects of gas temperature modeling in long subsea pipelines. Pipeline Simulation Interest Group. 2009.
19. M.Chaczykowski. Sensitivity of pipeline gas flow model to the selection of the equation of state. Chemical Engineering Research and Design. 2009; 87(12): p. 1596 - 1603.
20. M.Chaczykowski. Transient flow in natural gas pipeline - The effect of pipeline thermal model. Applied Mathematical Modelling. 2010; 34(4): p. 1051 - 1067.
21. J.F.Helgaker, B.Müller, T.Ytrehus. Transient flow in natural gas pipelines using implicit finite difference schemes. Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 2014; 136(3).
22. C.F.Colebrook, T.Blench, H.Chatley, E.Essex, J.Finniecome, G.Lacey, J.Williamson, and G.Macdonald. Turbulent flow in pipes, with particular reference to the transition region between the smooth and rough pipe laws. Journal of the Institution of Civil engineers. 1939; 11(4): p. 133 - 156.
23. J.O.Valderrama. The state of the cubic equations of state. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2003; 42(8): p. 1603 - 1618.
24. G.Soave. Equilibrium constants from a modified redlich-kwong equation of state. Chemical Engineering Science. 1972; 27(6): p. 1197 - 1203.
25. D.Y.Peng, D.B.Robinson. A new two-constant equation of state. Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. 1976; 15(1): p. 59 - 64.
26. M.Luskin. An approximation procedure for nonsymmetric, nonlinear hyperbolic systems with integral boundary conditions. SIAM Journal on Numerical Analysis. 1979; 16(1): p. 145 - 164.
1. Tác giả giao bản quyền bài viết (tác phẩm) cho Tạp chí Dầu khí, bao gồm quyền xuất bản, tái bản, bán và phân phối toàn bộ hoặc một phần tác phẩm trong các ấn bản điện tử và in của Tạp chí Dầu khí.
2. Bằng cách chuyển nhượng bản quyền này cho Tạp chí Dầu khí, việc sao chép, đăng hoặc sử dụng một phần hay toàn bộ tác phẩm nào của Tạp chí Dầu khí trên bất kỳ phương tiện nào phải trích dẫn đầy đủ, phù hợp về hình thức và nội dung như sau: tiêu đề của bài viết, tên tác giả, tên tạp chí, tập, số, năm, chủ sở hữu bản quyền theo quy định, số DOI. Liên kết đến bài viết cuối cùng được công bố trên trang web của Tạp chí Dầu khí được khuyến khích.
