1.1目的与意义

天然气能源的使用在我国社会经济的发展和居民的日常生活中占据着至关重要的地位，自21世纪以来，我国的油气储运行业得到了非常大的进步，也取得了巨大的成果。我国在天然气管道铺设方面已经有了几十年的建设经验，从1963年我国敷设了第一条长距离供气管道，即巴县-重庆供气管道，截至2017年底，我国长输天然气管道总里程达到7.7万km。随着我国天然气长输管道工程的发展，更严格的管道质量建设，更大口径的管道及更少的输送损失越来越成为追求的目标。

管道水力学计算的基本任务，是根据已知的计算流量、管道计算长度和允许压力降，计算出合理的管道直径，同样根据已知的管径，管道长度和允许压力降，计算流通能力。天然气管道工艺设计计算的准确性，直接影响着管道的建设质量，有时候即使是一点的计算偏差，都可能会引起重大的质量安全问题，从而不但增加管道建设成本，还可能威胁到人们的生命财产安全。因此在长输天然气管道的设计中，水力学计算与分析具有现实价值与长远意义。

随着我国天然气管道建设规模的不断扩大及建设长度的不断增加，通过对长输天然气管道进行水力学计算与分析能够为我国大口径管道建设提供理论依据，在减少长输管道输送损失方面也具有积极帮助。通过建立管道水力学计算模型能够提高长输天然气管道的使用效率和应用质量，从而保证我国天然气管网高效、平稳地运行。

1.2长输天然气管道水力学计算国内外研究现状分析

1.2.1综述

截至2017年底，我国长输天然气管道总里程达到7.7万km，进口天然气管道陆续开通，国家天然气干气管网基本形成，“西气东输、北气南下、海气登陆、就近外供”的基本格局已经形成。但我国长输天然气管道水力计算研究方面并不成熟，西部当前天然气管道建设不足，大管径管道工程建设经验较少（多为管径1219mm以下），设计压力较低（多为10MPa以下），管道水力计算多沿用国外经验公式，管道水力计算模拟软件多从国外引用。

国外长输天然气管道主要分布于北美、欧洲和前苏联地区，目前管材达到X80钢级，最大管径达1420mm，且设计压力较高，输气量大，例如美国规划的阿拉斯加—加拿大阿尔伯达的天然气管道设计压力17.2MPa、管径1219mm、材质暂定X80，输气能力为450×108～590×108m3/a。发达国家提出了几种较准确的水力学计算理论公式，如威莫斯公式、潘汉德尔A，B式、前苏早期公式、前苏近期公式等。也开发出了列如TGNET、SPS等长输管道水力计算软件，总体来看在长输天然气管道的水力学计算方面较为领先。

1.2.2水力摩阻系数