港清复线永清气站管路振动模拟研究
南子龙1
部艳鼓
张利亚2
张旭东2
第35卷第10期（2016.10）试验研究
摘要：永清气站通过港清复线为大港储气库注气，为解决注气过程中站内管线产生的振动问题，建立了管道振动数学模型，并根据流围耦合理论对管路振动进行模拟研究。通过改变管道结构和流体流态，应用Autopipe和Fluent软件对管道产生振动的原因进行分析，分析结果表明，改变管路系统固有频率和流体流态可以解决管路系统的
振动问题。将模拟结采应用于工程实际，管路振幅大大降低，关键词：输气管网：管道振动：Autopipe；Fluent：仿真模拟 Doi : 10.3969/j.issn.10066896.2016.10.009
Simulation Study of the Pipe Vibration at Yongqing Gas Station of the Multi-ple Gang-Qing Pipelines
Nan Zilong, Shao Yanbo, Zhang Liya, Zhang Xudong
Abstract: In Yongqing gas station the pipe vibrated as the multiple pipelines from Dagang to Yongqing (GangQing) is used for injecting gas to Dagang Gas Storage. In order to study the vibration of natural gas pipeline, the model of pipe vibration system is set up and re searched by the fluid structure couple vibration theory. By chenging pipeline structure and fluid system, Auto pipe and Fluent are used for the detailed analysis of the cause of vibration , provide two wags to solve the problem of pipeline system vibration, such as by changing the pipeline system natural frequencg and change of fluid flow. Applying the simulation to the project, the results show that the pipe vibration value greatly reduced.
Key words: natural gas transportation pipeline network; pipe vibration; Auto pipe; Flu ent; simulation
由管道振动引起的疲劳损失会影响仪器仪表的准确性，基至导致管道爆裂或系统失效，造成重大生产事故。据估计，美国过去因管道振动而造成的损失每年达100亿美元以上，我国这类事故也终常发生，所以研究管道振动向题以及如何消除或减轻管道振动具有重要的现实意义。
京津冀地区的天然气主要来自陕京一、二、三线以及与之相配套的储气库（大港储气库、华北储气库）组成的陕京输气管网。永清气站是陕京输气管网的枢纽站，在该站可以实现陕京一线、陕京二线、陕京三线、永唐秦输气管线、大港储气库群京58储气库群相互连通。永清站通过港清线和港清复线与大港分输站相连通，保证了陕京系统与大港储气库之闻的注采气功能，提高了北京及周边地区的用气可靠性。
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为实现港清复线注气压力稳定，降低大港储气
库注气前大潜分输站的节流温降，在永清站内增加了运行压力控制系统，以分担部分管道节流温降，工程建设完成后，投产初期运行压力较低，管路运行平稳。随着运行压力升高，现场管路发生明显振动，在出站装置区、港清复线方向球筒区及站外管道等处气流声响巨大。
振动模拟理论及测试
管道振动是一类特殊的机械运动，是典型的力学现象，在有激报力的情况下，这个系统就会产生报动3。
常用的振动模拟分析方法为有限元分析法。有
限元分析法通常基于变分4，应用近似构造变分形式的控制方程可以计算任意复杂结构的振动，包括流固耦合面上的报动"，从而得到结构振动模态。
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