SPS工艺计算内部交流（一）.ppt

2019年9月29日,SPS输气工艺计算内部交流(一),主讲人：于培林,一、SPS介绍 二、SPS安装与应用 三、注意事项 四、案例分析,主 要 内 容,一、SPS介绍,Stoner Pipeline Simulator (SPS/Simulator) (SPS/仿真器)是一种先进的瞬态流体仿真应用程序，它分为气体和液体两个模块，分别用于模拟管网中天然气或（批量）液体的动态流动 Stoner软件最早是美国Stoner Associates (Stoner)公司的产品，Stoner是一家以提供软件技术服务为主的公司，成立于20世纪70年代 2001年英国 National Grid公司收购了Stoner 公司，整合了Stoner 公司后，组建了Advantica公司2007年德国Germanischer Lloyd (GL)工业服务公司收购了Advantica公司 2009年4月1日起，Stoner软件取消了Advantica的所有标识，全部更换为德国GL公司的标识 目前最新版本V9.72,我公司平台上一般为V9.4、V9.5、 V9.6 一般用于长距离输送气体或者输送液体的单相模拟计算。

该软件不仅可以进行稳态模拟，也可对管输过程中的非稳态运行及事故工况进行动态分析本次培训主要针对的是SPS软件在输气稳态计算上的应用其计算功能类似于TGNET软件，但是前者在设计输入时以编程为主，而后者主要是图形界面SPS图形界面,MODEL BUILDER,PREPR,TPORT,TRANS,GRAFR,建立图形化的管道模型并输入数据预处理器： 设置管道、设备及流体的相关参数瞬态模拟器： 完成以时间为变量的模拟计算可以查看变量在距离上的变化趋势图和随时间变化的趋势图后处理器： 将计算结果进行摘录并以图表的形式显示出来,TRANS 模块的附加窗口，创建多窗口模拟SimPlot,,数据查看器： SPS软件提供的用于查看模拟计算结果的工具,SPS软件模块介绍,Model Builder,NotePad,,,,,,或,,,,,,,,,,,SPS软件文件系统介绍,完整模型必须的文件: INPREP文件 ? 存储所建模型及其基本参数设置 MB文件 ? 由Model Builder生成的模型文件（可选） INTRAN文件 ? 存储瞬态模拟的控制指令 INGRAF文件 ? 存储生成报告的控制指令 注：INPREP文件和 MB文件其中有一个就可以构成完整的模型。

其他文件: OUTPRP文件 ? PREPR后的输出文件 OUTTRN文件 ? TRANS后的输出文件 OUTGRF文件 ? GRAFR后的输出文件 DSP文件 ? 存储在TRANS中定制的显示指令 SPS.Settings ? 存储SPS软件的各种设置 还有一些是运行仿真模拟后生成的数据文件，如REPLAY文件，RESTRT文件，REVIEW文件及LOG文件等二、SPS安装与应用,安装 管道院的SPS软件基于GO-Global Client平台运行，先安装ggw-client.exe文件，然后运行该文件，出现如下窗口，选择服务器地址，点connect然后出现如下窗口，输入用户名和密码（需总部授权），点logon 进入如下窗口：,计算步骤 第一步：拷贝模板文件，包括inprep、intran文件，以及zw、kp、ee、pip等后缀为DSP的文件，修改inprep、intran文件的文件名 第二步：修改后缀为 .inprep的文件，将管线的参数输入进去，建立系统管网，包括各站之间的连接点，以=end结尾 第三步：修改后缀为 .intran的文件，以SUBMIT.SEQ结尾（调用初始的一个输量工况）。

第四步：打开SPS软件的窗口出现上述窗口，选择第一项：open，打开后缀为 .inprep的文件，再按下 这个按钮 ，对.inprep的文件进行预处理（在DOS状态），若有错误程序会进行提示，若无错误提示finished，然后关闭这个窗口 第五步：计算 回到SPS软件窗口，按下 这个按钮 ，开始运行SPS软件第六步：根据需要调节计算过程 第七步：计算报告，形成文件 一般通过输入ZW、EE和PIP等窗口分别获得沿线压力、流量曲线图、各分输站工艺参数和各管段工艺参数复制相关内容到WORD或EXCEL内作为计算报告编制依据 SPS应用 1）工艺计算进行工艺输送方案或管径比选； 2）针对选择的工艺方案及管径，进行不同季节工况和不同输量台阶工况分析； 3）最大输量核算； 4）调峰计算三、注意事项,,需求参数（需向业主调研获知） 1）起点压力和温度； 2）沿线各分输站的分输流量； 3）沿线高程及管道埋深处的不同季节地温； 4）管道长度及站间距； 5）各分输站进站压力最低需求压力 计算获得的参数 1）各分输站的进站压力、温度、流量； 2）各管段的管存量； 3）沿线压力、流量曲线图四、案例分析,,以安徽省怀远县、五河县输气管道工程为例，见具体操作演示。

主要工艺参数 设计输量：3.0×108Nm3/a； 交付压力：6.3MPa； 设计压力：6.3MPa； 起点介质温度：5-15℃； 管道长度：69.1km； 末端压力需求：沫河口末站进站压力不低于1.6MPa； 管道计算流量；,,,工艺系统计算 计算公式及软件 采用输气管道设计规范推荐的水力计算公式，计算软件采用SPS9.5版本 输气工艺方案 1）起点压力的确定 刘巷子分输站的进站压力为6.4MPa-8.3MPa，因此，对于本项目起点压力的选择，提出6.3MPa和4.0MPa进行方案比选通过水力计算，在满足设计输送工况（考虑小时调峰储气）的条件下，两种方案分别选择D273和D323.9，其方案经济比选见下表从技术上看，方案一和方案二均能满足本工程下游用户用气压力及用气量需求，各有优缺点但对两种方案通过经济比选，方案一较方案二费用现值少754万，而且方案一运行压力较高，管道压力损失较少，管道运行成本较低，并且安徽省怀远县、五河县及周边县无管道天然气，市场前景较大，采用方案一有利于向周边地区供应管道天然气，而且节省CNG加气站的运行成本因此，结合业主建议和刘巷子分输站进站压力，本工程输气支线起点压力推荐采用6.3MPa，。

2）输气工艺方案比选 根据管道的输送方案，对D219.1，D273和D323.9分别进行输送工艺方案的比选D273管线设计输量工况下管道沿线压力、流量图,,通过对三种管径进行水力计算，D219.1管线末点压力为1.6MPa，D273 和D323.9 管线末点压力均大于1.6MPa，均能满足下游用户用气输送需求但管径D219.1 不能满足小时调峰需求，管径D273 和D323.9 能满足输送需求和调峰需求，D273较D323.9节省1244万元，因此，推荐支线管道选用D273mm管径适应性分析,,管道最大输送能力校核 推荐方案在满足设计输量工况下，保证末端压力不低于1.6MPa要求的条件下，管道的最大输送能力（不考虑下游用户的小时调峰储气量）推荐方案D273管线最大输送能力可达9.18×104Nm3/h， 年均输送能力7.7×108Nm3/a。