ICS75. 060 T CCSE 10 团 体 标 准 T/CI588-2024 中低压纯氢/掺氢燃气多源多用户管输数值 模拟技术指南 Numerical simulation technical guide for multi-source and multi-user pipeline transportation of pure hydrogen/hydrogen-blended natural gas under low and medium pressures 2024-11-15发布 2024-11-15实施 中国国际科技促进会 发布
T/C1 588-2024 目次 前言 引言. 1范围. 2规范性引用文件 3术语和定义 4总则. 5纯氢/掺氢燃气管输数值模拟过程 5.1纯氢/掺氢燃气管输物理模型的建立与计算初值的确定 5.2构建纯氢/掺氢燃气管输的数学模型 2 5.3求解纯氢/掺氢燃气管输的数学模型 5.4形成模拟结果报告.. 6纯氢/掺氢燃气管输问题的简化和计算区域确定 6.1纯氢/掺氢燃气管输问题的简化 2 6.2纯氢/掺氢燃气管输问题计算区域确定， 7纯氢/掺氢燃气管输数学模型构建 7.1变量与参数定义 7.2数学方程. 7.3边界条件， 7.4初始条件.. 7.5数学方程参数计算公式. 8纯氢/掺氢燃气管输数学模型求解 9纯氢/掺氢燃气管输模拟结果报告 9.1结果报告要求.. 9.2文字说明 9.3列表图形， 附录A（资料性） 报告的参考格式 参考文献
T/C1588-2024 前言 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草.
请注意本文件的某些内容可能涉及专利.
本文件的发布机构不承担识别专利的责任.
本文件由中国国际科技促进会提出并归口.
本文件起草单位：北京石油化工学院、中国石油大学（华东）、中国科学院金属研究所、深圳市燃 气集团股份有限公司、长江大学、北京市燃气集团研究院、国家石油天然气管网集团有限公司科学技术 研究总院分公司新能源储运研究中心、中国石油天然气股份有限公司规划总院、昆仑数智科技有限责任 公司、福建技术师范学院、宁夏特种设备检验检测院、上海市特种设备监督检验技术研究院、北京青态 科技有限公司、深港天然气管道有限公司.
本文件主要起草人：宇波、李敬法、李玉星、王俭秋、徐彬、郑度奎、彭世圭、刘翠伟、明洪亮、 李璐伶、刘宗奇、王玉生、张伟、李敏、石国赞、徐维普、闫东雷、段鹏飞、王财林、柴冲、张一帆、 王念榕、王晓峰、谭海川、杨涛、方益涛、赵杰、李建立.
II
T/C1588-2024 引言 我国天然气消费量呈逐年增长的态势，输送天然气的管网规模也在逐年增加.
2020年，我国明确提 出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标.
向天然气中掺混一定比例的氢气可以有效地减少天然气 的使用，有助于双碳目标的实现.
氢气的性质与常规天然气组分性质差异较大，掺氢会对管道输运过程 中的水热力特性产生影响，而且为了管道输送安全以及掺氢天然气的使用安全，需要对氢组分进行追踪.
因此，有必要对纯氢/掺氢燃气在管道中的输运情况进行细致的仿真.
本文件从中低压纯氢/掺氢燃气多源多用户管输过程中流量、压力、温度及组分参数的数学方程、 方程参数和边界条件等方面，给出中低压纯氢/掺氢燃气多源多用户管输过程的连续性方程、动量方程、 能量方程、组分输运方程、相应的边界条件公式，以及相应的数值求解方法和流程，以引导、规范中低 压纯氢/掺氢燃气多源多用户管输过程的流量、压力、温度及组分等参数的计算机计算及报告编制.
IⅢ1
T/C1 588-2024 中低压纯氢/掺氢燃气多源多用户管输数值模拟技术指南 1范围 本文件提供了中低压纯氢/掺氢燃气多源多用户管输的总则、数值模拟过程、问题的简化和计算区 域的确定、数学模型构建、数学模型求解以及模拟结果报告的编制等方面的指导.
本文件适用于输送压力不超过4MPa的中低压纯氢/掺氢管道，包括纯氢/掺氢燃气多源多用户管输的 数值模拟、现有天然气管道掺氢后管输特性的研究，以及纯氢/掺氢管道运输的设计.
其他组分掺入天 然气管道的数值模拟参考使用.
2规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件.
3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件.
3.1 数值模拟numericalsimulation 采用有限差分法、有限体积法、有限单元法等数值求解方法，对特定的数学模型进行计算得到近似 的结果，以模拟实际的物理过程.
注：本文件指一种计算机研究方法，在计算机上运用自编程序、开源软件、商业软件实施.
3. 2 计算区域putationaldomain 数值模拟中纯氢/掺氢燃气管道/管网空间区域.
3.3 计算变量calculation parameters 纯氢/掺氢燃气多源多用户管输数值模拟中待求解的独立的物理量.
3. 4 掺氢燃气hydrogen-blended naturalgas 将一定比例的氢气掺入天然气得到的气体燃料.
3.5 管网pipenetwork 进行纯氢/掺氢燃气管输数值模拟时，由管道元件、压缩机和阀门等非管道元件、气源以及各元件 之间的连接节点所组成的管道结构.
4总则 纯氢/掺氢燃气管输过程数值模拟宜按照下列步骤进行： a）根据纯氢/掺氢燃气管输的具体问题建立纯氢/掺氢燃气管输物理模型： b） 针对物理模型建立描述纯氢/掺氢燃气管输过程的包括动量、能量、质量和组分守恒数学模型 及描述摩阻随流量变化等的数学模型： c）根据计算区域进行网格划分并离散所构建的数学模型，获得离散方程组： d）对所获得的离散方程组进行数值求解，预测纯氢/掺氢燃气管输过程中流量、压力、温度、组 分等物理量的变化： （a 将模拟结果通过报告呈现，对所研究的纯氢/掺氢燃气管输过程进行解释或说明，并对纯氢/ 掺氢燃气管输工艺或控制过程进行指导等.
