苏文献，邓　蕾，李　旭，邬晓敏

(1.上海理工大学 能源与动力工程学院，上海200093； 2.上海天然气管网有限公司，上海201204 )①



燃气站点埋地管道变形的数值分析

苏文献1，邓蕾1，李旭1，邬晓敏2

(1.上海理工大学 能源与动力工程学院，上海200093； 2.上海天然气管网有限公司，上海201204 )①

摘要：基于土壤特性、考虑管与土之间的非线性接触作用，采用ANSYS软件对燃气输送站内埋管受土壤冻胀的影响进行热力耦合分析，并校核应力强度。与实测数据的对比表明该种模拟方法具有一定可行性。利用控制变量法对埋管在不同直径、埋深、回填土夯实度和含水率的情况下的应力分布与位移情况进行分析，发现土壤含水率对埋管受冻胀作用的影响较大。

关键词：埋地管道；变形；数值模拟

作为天然气干线长距离输运的终点站，配气站负责将长输管线输运而来的超高压燃气进行除尘净化、调压计量、质量检测与添臭处理等，再经逐级降压至规定值后供居民用户使用[1]。随着燃气需求量的不断增长，干线压力逐步上升，当流经站内调压装置之后，会发生节流效应(焦耳-汤姆逊效应)导致气体的温度降低，冬季时调压(降低)后的燃气温度经常远低于零点[2]。在低温气体作用下，埋管周围的土壤发生冻胀，使得管线发生显著的变形，给燃气站点的安全平稳运行造成隐患。目前，对于燃气站点内的管道冻胀问题方面的研究文献还很少[3]。结合工程实例，利用有限元分析软件建立管-土系统模型，并考虑管与土之间的非线性接触和土壤特性，对站内管线受管内低温影响所发生的冻胀进行分析讨论，为燃气站点的设计提供理论依据。……