CN115325287A - 一种复合能源管道传输特性分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合能源管道传输特性分析方法，包括：确定复合能源管道结构，从外向内依次包括：保温层、外LNG管道、屏蔽层、绝缘层、高温超导电缆和内LNG管道；对复合能源管道进行输电分析，建立复合能源管道输电模型，保证复合能源管道无线路损耗；对复合能源管道进行输气分析，建立复合能源管道输气模型；通过复合能源管道输气模型计算复合能源管道在输送过程中的压力损耗与冷能损耗，建立复合能源管道冷泵站模型；建立复合能源管道能量传输模型，进行复合能源管道传输特性分析。在极大的提高天然气输送效率的同时为高温超导电缆提供工作所需过冷环境，降低了输电过程中的损耗，实现电能与天然气的共同传输。

Description

一种复合能源管道传输特性分析方法

技术领域

本发明涉及油气储存与运输技术领域，更具体的说是涉及一种复合能源管道传输特性分析方法。

背景技术

我国幅员辽阔，但能源与负荷中心成逆向分布，无论是天然气还是电能，都需要进行长距离输送，传输损耗巨大。复合能源管道(composite energy pipeline,CEP)作为一种新兴的能源传输方式，利用液化天然气LNG混合工质作为超导电缆的冷却介质，同时输送LNG和电能，能有效降低能量传输过程中的能量损耗，是当前能源传输的重要发展方向。

复合能源管道(Composite Energy Pipeline,CEP)作为一种新兴的多能流传输方式，结合了超导输电与液化天然气混合工质运输，利用LNG混合工质作为超导电缆的冷却介质，将LNG混合工质与电能通过CEP共同输送，中途设置冷泵站提供LNG保持过冷状态所需冷量和输送动力，可为解决超导电缆冷却问题提供有效措施，为提升液化天然气输运容量和效率提供优越方案。

目前的超导电缆普遍采用液氮冷却的方式，但是液氮冷却系统的生产成本相对较高且存在冷能利用不充分的问题。尽管采用超导电缆输电可以最大程度的减小电能在传输过程中的损耗一套，但单独为超导电缆搭建液氮冷却装置的投资与运维成本将远远超过其所减少的电力传输损耗。

因此如何解决不影响天然气运输效率的同时为超温高导电缆提供工作环境，及如何分析管道传输特性和机理是该专利需解决的主要问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合能源管道传输特性分析方法，利用LNG温度低、密度大、比热容高的特点，在极大地提高天然气输送效率的同时，为管内的高温超导电缆提供工作所需过冷环境，使得电缆处于超导工作状态，降低了输电过程中的损耗，实现电能与天然气的共同传输。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合能源管道传输特性分析方法，包括：

S1：确定复合能源管道结构，从外向内依次包括：保温层、外LNG管道、屏蔽层、绝缘层、高温超导电缆和内LNG管道；

S2：对复合能源管道进行输电分析，建立复合能源管道输电模型，保证复合能源管道无线路损耗；

S3：对复合能源管道进行输气分析，建立复合能源管道输气模型；

S4：通过复合能源管道输气模型计算复合能源管道在输送过程中的压力损耗与冷能损耗，建立复合能源管道冷泵站模型；

S5：通过复合能源管道输电模型、复合能源管道输气模型和复合能源管道冷泵站模型建立复合能源管道能量传输模型，进行复合能源管道传输特性分析。

优选的，S2具体包括：

S21：根据临界电流值，确定高温超导电缆电流密度，保证高温超导电缆为正常态，计算公式为：

式中，J_e为高温超导电缆电流密度；S_T为高温超导电缆截面积，I_C可由高温超导电缆超导层的临界电流密度J_C与超导体的截面积S_S表示，如式：

I_C＝J_C·S_S

S22：根据管道临界温度T_C建立复合能源管道输电模型：

P_GRID(t)＝α_S·((1-0.014)·P_Supply(t))

式中：P_GRID(t)为管道末端输出电功率；P_Supply(t)为管道输入电功率；α_S为高温超导电缆状态量；T为内LNG管道温度，T_C为临界温度。

优选的，S3具体包括：

S31复合能源管道传输压力分析，包括：

S311：将外LNG管道和内LNG管道等效为一根LNG管道，通过雷诺数判断LNG形态，包括层流和湍流；

S312：针对LNG形态基于复合能源管道内LNG流量与压力的关系建立复合能源管道压力模型，基于复合能源管道压力模型计算输气过程压力损耗；

S32复合能源管道传输温度分析，包括：

S321：分析LNG输送过程中天然气的温度变化，计算复合能源管道最大允许单位长度冷能损耗量；

S322：计算复合能源管道冷能损耗，判断复合能源管道冷能损耗是否大于复合能源管道最大允许单位长度冷能损耗量，若不大于符合复合能源管道温度要求，否则计算复合能源管道冷泵站需提供的冷量。

优选的，判断LNG形态计算公式为：

式中，Re表示雷诺数；ρ_n为标准状况下流体的密度；v为LNG流体的流速；μ为LNG流体的粘度系数；d为LNG管道的管径。

优选的，复合能源管道压力模型为：

式中，l为LNG管道x1点到x2点的长度；A为LNG管道横截面积，ρ为LNG流体密度，λ为达西摩擦系数，d为LNG管道的管径；s为LNG流量，p₁,p₂为LNG管道x1点、x2点对应的压力值；

压力损耗W_pl为：

W_pl＝s·(p₂-p₁)。

优选的，复合能源管道冷能损耗公式为：

式中，T_f为环境温度；T_a保温层内表面温度；d为保温层内径；α为保温层外表面换热系数；δ为保温层厚度；λ为保温层的导热系数；l为LNG管道自冷泵站出口至下一个冷泵站入口的距离，Q表示管道距离为l的冷能损失；

复合能源管道冷泵站需提供的冷量Q_p为：

Q_p＝Q_loss·l_d

式中，l_d为与上一个冷泵站之间的距离，Q_loss表示管道的平均冷能损失量。

优选的，S4具体包括：

S41：通过输气过程压力损耗计算低温泵需要输出的轴功率W_ltp：

式中，W_pl为压力损耗，ηltp为低温泵泵效率；

S42：通过复合能源管道冷泵站需提供的冷量计算制冷机输出的总功率，通过制冷机输出总功率计算制冷机轴功率。

本发明具有以下技术效果：

①CEP所提出的电能与天然气共同传输方法，解决了天然气与电力的大规模远传的问题。

②有助于实现电网、气网二网合一，减少设施的重复建设。

③因此相较于传统的常规电缆，高温超导电缆拥有着极其明显的优越性，直流电阻可忽略不计，即线路损耗为零。

④该发明采用CEP作为RIES的供能方案，在接收CEP输送的电能与天然气的同时，可以对同时输入的冷能进行回收利用，进一步提高能源利用率。

⑤从CEP结构特性出发，对CEP的输电与输气机理进行分析，分别对其输电部分与输气部分进行建模，计算了其能量传输损耗并给出了CEP的能量传输特性模型，为CEP供能的可行性与合理性提供了依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是CEP结构截面图，1-保温层；2-外LNG管道；3-屏蔽层；4-绝缘层；5-高温超导电缆；6-内LNG管道。

图2是高温超导直流电缆的超导状态临界图。

图3是超导材料不同状态阻值变化示意图。

图4是CEP输气部分的工作流程图。

图5是CEP输电工作流程示意图

图6是CEP冷损量变化图。

图7是CEP冷泵站制冷示意图。

图8是多台制冷机联合冷却系统示意图

图9是CEP管道入口端温度场仿真。

图10是CEP管道出口端温度场仿真。

图11是CEP管道出口端温度场仿真。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种复合能源管道传输特性分析方法，包括：

S1：确定复合能源管道结构，如图1所示，从外向内依次包括：保温层1、外LNG管道2、屏蔽层3、绝缘层4、高温超导电缆5和内LNG管道6，保温层1，用于减缓管内冷能的耗散；外LNG管道2，作为保温层的支撑，并传输LNG；屏蔽层3，屏蔽外界对高温超导电缆的电磁干扰；绝缘层4，保证高温超导电缆传输的电能不会泄露造成事故或损失；高温超导电缆5，CEP的电能传输元件；内LNG管道6，作为高温超导电缆、绝缘层以及屏蔽层的支撑，并传输LNG；

S2：对复合能源管道进行输电分析，建立复合能源管道输电模型，保证复合能源管道无线路损耗；

S3：对复合能源管道进行输气分析，建立复合能源管道输气模型；

S4：通过复合能源管道输气模型计算复合能源管道在输送过程中的压力损耗与冷能损耗，建立复合能源管道冷泵站模型；

S5：通过复合能源管道输电模型、复合能源管道输气模型和复合能源管道冷泵站模型建立复合能源管道能量传输模型，进行复合能源管道传输特性分析。

本发明CEP的工作流程为：系统对天然气进行降温加压，液化为LNG的形式输入进分流泵，分流后进入CEP，一部分直接进入外LNG管输送，另一部分经过高温超导电缆终端进入内LNG管输送，中途通过冷泵站提供保持过冷状态所需的冷量与输送压力。在CEP管道末端，外LNG管道与内LNG管道中的LNG汇合输出。电能在输入高温超导电缆之前，由交流电转变为直流电，然后通过高温超导电缆进行输送，至CEP末端，电流再通过高温超导电缆终端输出，经过交直流变化重新转变为交流电供给用户，至此完成天然气与电力的同步传输。

具体的，输电机理：CEP采用的是高电流密度且无阻的高温超导电缆，当其工作于超导态时，直流电阻可忽略不计，即线路损耗为零。即CEP中所采用的高温超导电缆，其在工作时，电流、温度、磁场都必须保持在临界值以内，否则会导致高温超导电缆失超，从超导态转变为正常态，称其为临界电流密度J_C、临界温度T_C、临界磁场密度H_C，其超导状态临界图见图2。

因此，要保证复合能源管道无线路损耗，S2具体实现方式为：

S21：要建立CEP输电模型首先考虑高温超导电缆的电流密度、损耗大小以及磁场分布等因素，如下式，确定高温超导电缆电流密度：

式中，J_e为高温超导电缆电流密度；S_T为高温超导电缆截面积，I_C可由高温超导电缆超导层的临界电流密度J_C与超导体的截面积S_S表示，如式：

I_C＝J_C·S_S (2)

CEP运行中最重要的便是保证其输送的电流不超过临界电流值、管道内LNG保持足够低的温度，确保电缆处于超导工作状态，超导材料不同状态阻值变化示意图见图3。

S22：CEP输电部分的工作流程见图5所示。CEP采用高温超导直流电缆作为输电介质，需要将交流电(a.c.)先通过变压器调节至CEP规定电压，再通过整流器(Rectifier)整流成为直流电(d.c.)，进入CEP；在CEP末端，直流电通过逆变器(Inverter)转变为交流电，通过变压器调整电压后分配给用户。

可以从图2与图3看出，当内LNG管道温度T低于临界温度T_C时，超导电缆进入超导态，超导电缆阻值为零，CEP输电的线损可以忽略不计(即α_S＝1)，其输出的电功率等于输入的电功率，因此只需考虑交-直流变换过程中的损耗，按照实际工程中的测定，约占线路输送功率的1.4％；当内LNG管道温度T超过临界温度TC，高温超导电缆失超回归正常态，电缆阻值瞬间增大，CEP将无法继续传输电能(即α_S＝0)。

P_GRID(t)＝α_S·((1-0.014)·P_Supply(t)) (3)

式中：P_GRID(t)为管道末端输出电功率；P_Supply(t)为管道输入电功率；α_S为高温超导电缆状态量；T为内LNG管道温度，T_C为临界温度。

具体的，CEP输气机理为在整个输送过程中，由于CEP的工作温度远低于环境温度，且进行天然气输送需要动力，会产生冷能与压力的损失。因此将从压力和温度这两个方面出发，分析CEP的输气特性。

CEP输气部分的工作流程附图4。天然气在气井开采出后，经过脱水、脱砂、分离凝析油等步骤，首先进入净化分离厂，采用冷凝分离法，逐级冷却天然气，利用天然气组分的物性差异将轻烃分离出来。之后再进入分子筛脱水装置脱水，经过脱硫处理后，进入制冷站通过降温、加压、脱水等步骤，将天然气液化为LNG并调节温度至CEP规定范围后输入CEP。

S3具体包括：

S31复合能源管道传输压力分析，包括：

S311：外LNG管道和内LNG管道方向一致且速度一致，为简化计算，将外LNG管道和内LNG管道等效为一根LNG管道；

LNG的流动受到其粘滞性系数的影响，在实际中具有两种形态，即层流(LaminarFlow)与湍流(Turbulent Flow)。在层流状态下，流体做层状流动，内部的微粒彼此不相混掺；而在湍流状态下，流体内部具有随机性质的涡旋结构，内部微粒运动不规则且相互混掺。因此，流体的压降关系首先取决于它的分类。因此通过雷诺数判断LNG形态：

式中，Re表示雷诺数；ρ_n为标准状况下流体的密度；v为LNG流体的流速；μ为LNG流体的粘度系数；d为LNG管道的管径，即外LNG管道和内LNG管道等效为一根LNG管道时的管径。

表1 流体状态表

S312：针对LNG形态基于复合能源管道内LNG流量与压力的关系建立复合能源管道压力模型：

式中，l为LNG管道x1点到x2点的长度；A为LNG管道横截面积，ρ为LNG流体密度，λ为达西摩擦系数，d为LNG管道的管径；s为LNG流量，p₁,p₂为LNG管道x1点、x2点对应的压力值；

基于复合能源管道压力模型计算输气过程压力损耗：

W_pl＝s·(p₂-p₁) (7)

损失的压力将由CEP配套的冷泵站提供。

S32复合能源管道传输温度分析，包括：

S321：分析LNG输送过程中天然气的温度变化，计算复合能源管道最大允许单位长度冷能损耗量；

S322：将保温层内表面的温度看作LNG的温度。由此可以建立CEP冷能损耗公式：

式中，T_f为环境温度；T_a保温层内表面温度；d为保温层内径；α为保温层外表面换热系数；δ为保温层厚度；λ为保温层的导热系数；l为LNG管道自冷泵站出口至下一个冷泵站入口的距离，Q表示管道距离为l的冷能损失。

判断复合能源管道冷能损耗是否大于复合能源管道最大允许单位长度冷能损耗量，若不大于符合复合能源管道温度要求，否则计算复合能源管道冷泵站需提供的冷量：

Q_p＝Q_loss·l_d (9)

式中，l_d为与上一个冷泵站之间的距离,Q_loss表示管道的平均冷能损失量。

具体的，CEP冷泵站模型中CEP通过在输送途中增加冷泵站的方式来补充管道在输送过程中的压力损耗与冷能损耗，其工作方式如图7所示，LNG在流经一段CEP后流出进入冷泵站制冷，再流回管道，通过冷泵站加压并制冷。

S4具体包括：

S41：CEP的配套冷泵站需要采用低温泵来为LNG提供输送过程中所需的动力。低温泵是一种在石化领域中输送LNG等液态烃以及液态氧、液态氮这类液化气的特殊泵，低温泵轴功率W_ltp可由下式表示。其大小应满足式(7)所示的管道压力的损耗。

式中，

为LNG的总质量流量；p₁为冷泵站入口LNG压力；p₁为冷泵站出口LNG压力；ρ_LNG为LNG在冷泵站入口处的密度；η_ltp为低温泵泵效率。联合式(7)，可将式(10)改写为：

低温泵向CEP输出的功率大小与LNG在两个冷泵站之间损失的压力能大小一致。

S42：考虑到CEP的工作特点，冷泵站中的制冷装置需要达到极低的温度，而低温制冷通常采用斯特林制冷机或者G-M制冷机进行制冷。该种制冷机具有结构紧凑、制冷效率高、能耗低等特点，可以采用单台制冷机冷却方式或者多台制冷机联合冷却方式。本专利计划采用多台制冷机联合冷却方式，整个系统结构如图8所示。

充足的低温制冷能力对于保持CEP正常工作有重要意义。该方式下，多台制冷机的制冷量之和往往大于CEP所需的冷量。因此，在日常运行中，可以选择部分制冷机工作，剩下的一到两台制冷机备用。

制冷机输出的总功率W_ref，应为LNG流动摩擦所产生的热量W_f与传输过程中散失的冷量之和，如式(12)所示。其大小应满足如式(9)所示的管道冷能损耗的补充。

W_ref＝Q_p+W_f(12)

制冷机的轴功率可以通过制冷系数(COP)来计算，而COP需要有制冷机制冷效率ηR与卡诺循环效率ηC计算得出：

其中，卡诺循环效率ηC由制冷机的制冷温度T_ltp与LNG的温度T_LNG共同决定：

制冷机的轴功率为：

具体的，设置冷泵站制冷机的工作温度为100K，制冷效率为0.3，计算可得其COP为0.15。根据式(15)计算可得，W_csp＝6014kW。

具体的，S5具体包括：采用ANSYS有限元模拟仿真软件对CEP进行仿真分析，在ANSYS软件中建立复合能源管道能量传输模型，设置所采用的材料特性及运行条件；将CEP模型进行网格划分，对边缘进行细化生成整体网格。

施加温度载荷：CEP外LNG内壁施加温度载荷，入口处LNG初始温度为115K，CEP运行环境温度为恒温，保持在298K；设置条件并定义接触区域。

根据以上步骤分析其传输特性。

下面进一步结合具体实施例对本发明进行说明：

获取CEP的物理结构尺寸图，在ANSYS有限元分析软件中，CEP由多层管道组成，从外向内依次为：保温层，用于减缓管内冷能的耗散；外LNG管道，作为保温层的支撑，并传输LNG；屏蔽层，屏蔽外界对高温超导电缆的电磁干扰；绝缘层，保证高温超导电缆传输的电能不会泄露造成事故或损失；高温超导电缆，CEP的电能传输元件；内LNG管，作为高温超导电缆、绝缘层以及屏蔽层的支撑，并传输LNG。

所采用的材料特性及运行条件，涉及额定电压、电流、外LNG管管径、LNG流速、运行温度、保温层材料、保温层厚度、保温层导热系数、保温层外表面换热系数如下表所示：

表2 CEP管道设计参数

采用CEP的保温层数据如表3所示：

表3CEP绝缘层参数

将表的内容带到CEP冷能损耗公式，可以得到CEP冷损量变化图，即图6。从图中可以看出，CEP的冷能损失量与传输距离以及CEP管径相关。

有基于此，采用表3的数据可以计算出CEP管道在LNG出冷泵站温度115K、流速1m·s^-1、环境温度298K的条件下，CEP管道的平均冷能损失量Q_loss为11.72W/m，在此条件下CEP最大允许单位长度冷能损耗量为11.96W/m，符合CEP的温度要求。

施加温度载荷：CEP外LNG内壁施加温度载荷，入口处LNG初始温度为115K，CEP运行环境温度为恒温，保持在298K；CEP管道入口端温度场仿真见图9。

设定条件：a.忽略CEP轴向传热；b.模型所用材料的热物性参数不随温度变化；c.CEP内LNG流速为1m/s；d.CEP模型全长1000m。定义接触区域设定：CEP保温层与外界环境接触良好，外LNG管与保温层内壁接触良好。完成设置后将模型带入求解器求解计算，得到CEP输入输出端口温度场分布情况，见图10、图11。

结果显示，保温层保温效果良好，CEP管道运行1000m后CEP核心的高温超导电缆与LNG温度依然保持在安全范围以内，管道保持正常运行状态。对比见附图10、附图11可以发现，只有保温层表面温度有一定程度升高核心区域温度保持不变。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，包括：

S1：确定复合能源管道结构，从外向内依次包括：保温层、外LNG管道、屏蔽层、绝缘层、高温超导电缆和内LNG管道；

S2：对复合能源管道进行输电分析，建立复合能源管道输电模型，保证复合能源管道无线路损耗；

S3：对复合能源管道进行输气分析，建立复合能源管道输气模型；

S4：通过复合能源管道输气模型计算复合能源管道在输送过程中的压力损耗与冷能损耗，建立复合能源管道冷泵站模型；

S5：通过复合能源管道输电模型、复合能源管道输气模型和复合能源管道冷泵站模型建立复合能源管道能量传输模型，进行复合能源管道传输特性分析。

2.根据权利要求1所述的一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，S2具体包括：

S21：根据临界电流值，确定高温超导电缆电流密度，保证高温超导电缆为正常态，计算公式为：

式中，J_e为高温超导电缆电流密度；S_T为高温超导电缆截面积，I_C可由高温超导电缆超导层的临界电流密度J_C与超导体的截面积S_S表示，如式：

I_C＝J_C·S_S

S22：根据管道临界温度T_C建立复合能源管道输电模型：

P_GRID(t)＝α_S·((1-0.014)·P_Supply(t))

式中：P_GRID(t)为管道末端输出电功率；P_Supply(t)为管道输入电功率；α_S为高温超导电缆状态量；T为内LNG管道温度，T_C为临界温度。

3.根据权利要求1所述的一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，S3具体包括：

S31复合能源管道传输压力分析，包括：

S311：将外LNG管道和内LNG管道等效为一根LNG管道，通过雷诺数判断LNG形态，包括层流和湍流；

S312：针对LNG形态基于复合能源管道内LNG流量与压力的关系建立复合能源管道压力模型，基于复合能源管道压力模型计算输气过程压力损耗；

S32复合能源管道传输温度分析，包括：

S321：分析LNG输送过程中天然气的温度变化，计算复合能源管道最大允许单位长度冷能损耗量；

S322：计算复合能源管道冷能损耗，判断复合能源管道冷能损耗是否大于复合能源管道最大允许单位长度冷能损耗量，若不大于符合复合能源管道温度要求，否则计算复合能源管道冷泵站需提供的冷量。

4.根据权利要求3所述的一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，判断LNG形态计算公式为：

式中，Re表示雷诺数；ρ_n为标准状况下流体的密度；v为LNG流体的流速；μ为LNG流体的粘度系数；d为LNG管道的管径。

5.根据权利要求3所述的一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，复合能源管道压力模型为：

式中，l为LNG管道x₁点到x₂点的长度；A为LNG管道横截面积，ρ为LNG流体密度，λ为达西摩擦系数，d为LNG管道的管径；s为LNG流量，p₁,p₂为LNG管道x₁点、x₂点对应的压力值；

压力损耗W_pl为：

W_pl＝s·(p₂-p₁)。

6.根据权利要求5所述的一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，复合能源管道冷能损耗公式为：

式中，T_f为环境温度；T_a保温层内表面温度；d为保温层内径；α为保温层外表面换热系数；δ为保温层厚度；λ为保温层的导热系数；l为LNG管道自冷泵站出口至下一个冷泵站入口的距离，Q表示管道距离为l的冷能损失；

复合能源管道冷泵站需提供的冷量Q_p为：

Q_p＝Q_loss·l_d

式中，l_d为与上一个冷泵站之间的距离，Q_loss表示管道的平均冷能损失量。

7.根据权利要求6所述的一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，S4具体包括：

S41：通过输气过程压力损耗计算低温泵需要输出的轴功率W_ltp：

式中，W_pl为压力损耗，ηltp为低温泵泵效率；

S42：通过复合能源管道冷泵站需提供的冷量计算制冷机输出的总功率，通过制冷机输出总功率计算制冷机轴功率。

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