埋地燃气管道及其周围土壤温度场的数值模拟

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高压门站燃气温度较低可能引发站场水合物冻堵及管道周围土壤结冰,为判断出站管道沿线水合物生成及分解情况和管道周围土壤冻胀的可能性,有必要对埋地燃气管道内燃气温度及其周围土壤温度场变化进行分析。本文以北京燃气典型高压门站出站高A、高B线埋地燃气管道及其周围土壤为热力学研究基础,采用了专业模拟软件TGNET对埋地燃气管道内低温燃气沿线温度变化及管内水合物生成、分解问题进行建模和计算分析,验证了软件对模拟燃气温度的适用性,并研究了不同工况下管道燃气终点温度变化的影响因素敏感度。利用Fluent软件模拟并得到了埋地燃气管道及其周围土壤温度场在稳态和非稳态工况下的温度场参数和管道周围水平方向与垂直方向的冻土范围。研究发现,减小进气流量和土壤导热系数对管道终点燃气温度变化敏感度影响较大;燃气管道周围最大冻土厚度出现在1月,夏季管道轮流停运回温可以大大减小管道周围冻土生成的厚度,有利于燃气温升和防治水合物生成;低温工况下的并行高压A、B燃气管道对现行标准规范中的6m并行管道间距的适用性不好,有必要提高调压站出站燃气温度。
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