[发明专利]一种包含气波引射器的集输管网计算方法及装置

权利要求书

1.一种包含气波引射器的集输管网计算方法，其特征在于，所述方法包含：

根据管网拓扑结构，通过节点法对管网稳态水力计算建立数学模型；

根据所述数学模型和等温输气管流量基本公式建立气相管道流量与压降之间的关系方程；

通过BWRS方程与管网信息，获得气相管道流量与压降之间的关系式的关系因子；

根据所述关系因子和所述关系方程，获得气相管道流量与压降之间的关系式；

根据所述关系式和管网信息中输气管起点的气相管道流量或压降，获得气波引射器输入端的气相管道流量或压力；

根据所述气波引射器输入端和管网信息中输气管终点的气相管道流量或压力，利用气波引射器输入端与输出端的函数关系，获得气波引射器输入端和输出端的气相管道流量或压力；

所述气波引射器输入端与输出端的函数关系如下：

上式中：m_L为低压气体质量流量；m_H为高压气体质量流量；为低压气体静温；为高压气体静温；为气波引射器输入低气体总压；为气波引射器输入高压气体总压；为气波引射器输出气体总压；k为绝热指数；η为等熵效率；ξ为抽射比；

所述气相管道流量与压降之间的关系方程包含：

上式中，Q_p为输气管道在状况下的体积流量，Nm³/s；p_Q为输气管起点压力，Pa；p_Z为输气管终点压力，Pa；e为自然常数，2.71828；T为输气温度，K；D为输气管内径，m；λ为水力摩阻系数；Z为天然气在管道平均压力和温度下的压缩因子；Δ_*为天然气的相对密度；Δ_s为输气管终点与起点的高程差，m；L为输气管的长度，m；T₀为标准状况下的温度，K；p₀为标准状况下的压力，Pa；R_a为空气的气体常数，kJ·(kg·K)^-1；g为重力加速度，9.8m/s²；其中当Δs＝0时，b＝1；

所述数学模型包含：

在上式中：Q＝(Q₁,Q₂,…,Q_m)^T为管段的流量组成的向量，q＝(q₁,q₂,…,q_m)^T为节点的载荷组成的向量，A为关联矩阵；ΔP＝(ΔP₁,ΔP₂,...,ΔP_m)^T为管段压降向量，B为环路矩阵。

2.根据权利要求1所述的包含气波引射器的集输管网计算方法，其特征在于，通过BWRS方程与管网信息，获得气相管道流量与压降之间的关系式的关系因子；其中，所述BWRS方程包含：

所述关系因子包含：当Δs＝0时，b＝1；

上式中，P为系统的压力，kPa；T_s为系统的温度，K；ρ为气相或液相的摩尔密度，kmol/m³；R为气体常数，R＝8.3143kJ·(kmol·K)；A₀，B₀，C₀，D₀，E₀，a，b，c，α，γ是BWRS状态方程的11个参数。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的包含气波引射器的集输管网计算方法，其特征在于，所述气波引射器输入端和管网信息中输气管终点的气相管道流量或压力包含：

所述输气管起点的气相管道流量或压力包含：高压井口起点的气相管道流量或压力，和低压井口起点的气相管道流量或压力；

当所述高压井口起点的气相管道流量或压力、所述低压井口起点的气相管道流量或压力和所述管网信息中输气管终点三者中任意两点为气相管道流量时，剩余一点为气相管道压力；

当所述高压井口起点的气相管道流量或压力、所述低压井口起点的气相管道流量或压力和所述管网信息中输气管终点三者中任意两点为气相管道压力时，剩余一点为气相管道流量。