幾款常用的流體管網仿真商業軟件

管道集輸是油氣開發與輸送過程中一項重要的技術。目前管道集輸技術已有很多成熟的理論和模型，而且隨著計算機和網絡技術的發展，油氣集輸技術也逐步實現了信息化，形成了比較著名的集輸管道仿真模擬軟件。

1、PIPENET——復雜管網流體分析軟件

簡介：

PIPENETTM由英國SUNRISE SYSTEMS LIMITED開發，廣泛服務于石油、天然氣、造船、化工及電力工業等領域。

是一種離線或者在線的集輸管網仿真模擬計算軟件，不但可以用來測試和評價輸氣管道的設計或進行實際操作參數的設置，還能與氣田集輸實時監控系統進行有機結合，為集輸管網運行提供輔助專家診斷分析。

可用于化工廠、煉油廠循環水系統管網優化、灌區及廠區消防水系統模擬、LNG工藝系統及循環水系統優化分析等復雜流體管網的穩態與瞬態水力計算。

功能模塊：

穩態流設計模擬系統、瞬態流設計模擬系統和消防管路設計系統。管網系統的計算和優化、設備的選型以及事故工況下的水力分析均可在PIPENETTM 下迅速實現。

PIPENET·瞬態設計模擬系統具有以下幾個特殊用途：

• 分析計算系統水力瞬變壓力和流量的波動
• 預知水擊并進行水擊分析
• 驗證系統對動態工況的響應性
• 檢驗控制系統在瞬態情況下是否會控制失效
• 模擬氣蝕的形成和消失
• 建立管道模擬圖和表格輸出

PIPENET·穩態設計模擬系統具有以下幾個特殊用途：

• 管道（或風道）和設備（泵、閥門、孔板等等）的選型和優化；
• 模擬異常工況（管道堵、漏和破裂）；
• 計算流體的分布和阻力；
• 修正因標高產生的大氣壓降；
• 計算管道的水力坡度；
• 審查目前正在使用的管道是否存在氣蝕現象。

2、PipePhase——管網多相流模擬分析軟件

簡介：

PipePhase軟件是由美國SimSci公司開發，是油氣管道網絡和管道系統中精確模擬穩態多相流的程序，是一個石油領域設計、規劃的有效工具，具有現代化的生產管理方法和科學的分析技術，它擁有龐大的物性數據庫和精確的熱力學計算方法。

功能模塊：

油氣混合網絡、天然氣傳輸與管道分布、管網節點分析、管線尺寸大小選擇、油田規劃與油藏管理研究、蒸汽注入網絡、管輸CO2、氣舉分析、管道輸送重油的熱傳遞分析、含水物預測等。

適用介質：

單相流體（氣體和液體）、混合組份、原油、凝析油、蒸汽、純組份等，單個蒸氣組份或CO2注入網絡。

3、PIPEFLO——集輸管網穩態軟件

簡介：

加拿大Neotec公司的PIPEFLO在國際石油天然氣行業已經應用30多年，它是穩態集輸單管或復雜管網水力熱力學模擬軟件，與OLGA軟件有專用接口可以將輸入直接保存為OLGA軟件模型。

功能：

• 可用簡化氣組分輸入、黑油、蒸汽或詳細組分狀態方程；
• 能模擬埋地管線、海底管線、地面管線或部分埋地管線的傳熱計算；
• 可計算管線的CO2或H2S腐蝕、管線清管及沖蝕速度限制；
• 可模擬管線停輸溫降與水合物生成邊界；
• 能夠模擬組份或非組份物性計算（黑油、簡化組份或蒸汽）；
• 能夠支持廣泛的流動相關式，模擬出系統任一處的壓力，熱動力學計算，持液率計算和壓降預測。

4、TGNET——集輸管網模擬軟件

簡介：

TGNET是指世界著名的管道仿真系統軟件公司――美國科學軟件公司（SSI）研究開發的氣體管道仿真軟件TGNET，已在世界上45條油氣管道上應用。 TGNET（Pipeline Studio for Gas）是Pipeline Studio管道軟件分析包中關于輸氣管道工藝分析的軟件工具。

TGNET歷史悠久，能夠對輸氣管道中的單相氣體進行穩態和動態模擬，已經在全世界得到了廣泛應用。同時，TGNET具有圖形界面友好、數值求解穩定、設備模擬完備、控制方式靈活、約束條件多樣、溫度和氣體跟蹤方式靈活、默認值集合詳盡、易學好用等特點。

功能模塊：

可對管道運行的瞬態水力狀況進行模擬。管道在線仿真系統的應用可有效地提高管道運行的安全性和經濟性。

組成：

在線模擬系統由實時模型、預測模型和自動先行模擬等幾個模擬軟件組成。

• 實時模型是根據管道液（氣）體流動的連續性方程、動量方程、能量方程及狀態方程建立的數學模型，編制實時模擬應用程序，再根據管內流體的溫度、壓力、流量、密度及組分等參數完成管道的泄漏檢測與定位、超低壓保護、批量及組分跟蹤、熱值跟蹤等功能。
• 預測模型可計算某一時刻管道的存儲量、管內批量油品的位置，預測喘振條件，檢測輸差等。
• 自動先行模擬軟件是根據目前的實時模擬條件和設備的設定來確定將來的運行條件有何變化，預測水擊的產生，做到超前保護。

應用：

中-緬天然氣管道、陜-京三線等多條輸氣管道可研的工藝計算。

5、SPS——集輸管網瞬態模擬軟件

簡介：

SPS（Stoner Pipeline Simulator）軟件是一套先進的瞬態流體仿真應用軟件，它分為氣體和液體兩個模塊，可以分別用于模擬管網中天然氣或油品的動態流動。目前，SPS 已被眾多國際知名工程和建設公司采用，主要用于管道設計及分析。

組成：

模擬系統由離線仿真、在線仿真、預測分析、泄漏檢測、仿真培訓組成。

• SPS/仿真器可以模擬任何現有的或規劃設計中的管道，可對正?；蚍钦l件下，諸如管路破裂、設備故障或其它異常工況等，各種不同控制策略的結果作出預測。
• 氣體模塊可以模擬不同對象如用戶的用氣周期性變化、氣源斷流、壓縮機故障、管線出現泄漏以及管網系統的最大存活時間等。
• 液體模塊可以模擬管道的水擊分析、順序輸送時各油品的到達時間及混油位置、輸油泵故障、管線出現泄漏以及故障管網系統的最大存活時間等。
• SPS/仿真器計算設備運行狀態及管網中的流量、壓力、密度及溫度等管路變量，并隨仿真計算的進程，在屏幕上相對于時間或距離以報表或圖形的形式交互顯示設備和管路參數。仿真結果可用于打印或繪圖。
• SPS/仿真器可用于解決在設計及操作天然氣、密相氣體或液態烴類管道運輸系統時涉及液體、控制系統、液體處理設備的瞬態行為的幾乎所有的問題。

應用：

SPS/仿真器已被眾多國際知名工程和建設公司所采用，用于管道設計及分析。

• 國外：在世界各地天然氣管道公司的工程部和規劃部的日常工作中廣泛應用了SPS，一些公司已將SPS 視為管道分析的標準。
• 國內：近幾年來，我國的西氣東輸管道二線、澀-寧-蘭管道復線、蘭-銀管道等多條輸氣管道可研的工藝計算采用了SPS。

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