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寧德輸氣管溫度分布規(guī)律

作者:小編 瀏覽量:6993 時間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

輸氣管溫度分布規(guī)律, 輸氣管段的熱力計算主要有兩個目的,一是為同一管段的水力計算服務(wù),二是預(yù)測管段中出現(xiàn)凝析液及水合物的情況。由輸氣管段的流量公式可知:在其他條件一定的前提下,輸氣管段的流量取決于整個管段中氣體的平均...

  輸氣管段的熱力計算主要有兩個目的,一是為同一管段的水力計算服務(wù),二是預(yù)測管段中出現(xiàn)凝析液及水合物的情況。由輸氣管段的流量公式可知:在其他條件一定的前提下,輸氣管段的流量取決于整個管段中氣體的平均溫度,而這一平均溫度又取決于整個管段沿軸向的溫度分布。另一方面,輸氣管段的穩(wěn)態(tài)溫度分布又取決于該管段的流量。因此,輸氣管段的穩(wěn)態(tài)水力計算與熱力計算實際上是相互耦合的一對問題。為了求出一個輸氣管段的流量與沿線溫度分布,需要聯(lián)立求解輸氣管段的流量關(guān)系式和溫度分布關(guān)系式。由于這兩個關(guān)系式中的氣體物性取決于氣體溫度和壓力,故要進行精確的聯(lián)立求解是相當(dāng)困難的。為此,在工程上通常采用近似解法,即:先假定輸氣管段的平均溫度,按該溫度計算輸氣管段中氣體的物性參數(shù)并計算輸氣管段的流量,然后根據(jù)該流量求出輸氣管段沿線的溫度分布及平均溫度,若該平均溫度與假設(shè)的平均溫度之差滿足工程精度的要求,則計算結(jié)束;否則,以計算出的平均溫度作為新的假設(shè)平均溫度并重復(fù)前面的計算過程,直到輸氣管段平均溫度的假設(shè)值與新的計算值之差滿足工程上的精度要求為止。

    對于一個等直徑、等流量的輸氣管段,若已知管道起點x=0處的溫度T=T1,則其沿線軸向溫度分布可以用輸氣管道溫降基本公式(3-14)描述:
    其中a是一個綜合系數(shù):
   
式中T——管段上到起點的距離為z處的氣體溫度,K;
    T1——管段起點處的氣體溫度,K;
    T0——管段周圍環(huán)境的自然溫度,對于埋地管道,此溫度系指管道中心線處的自然地溫,K;
    K——管段與周圍環(huán)境之間的總傳熱系數(shù),W/(m2·K);
    M一管段中氣體的質(zhì)量流量,kg/s;
dm——管段的外徑,m;
Cp——管段中氣體質(zhì)量定壓比熱容,J/(kg·K)
Di——管段中氣體的焦耳一湯姆遜效應(yīng)系數(shù),℃/MPa。
式(3-14)中其他符號的意義與式(3-1)對應(yīng)符號相同。
    式(3-14)中最后一項是由焦耳-湯姆遜效應(yīng)引起的溫降,在干線輸氣管道上該項一般為3~5℃。若忽略該項的影響后,式(3-14)可變?yōu)椋?/div>
    T=T0+(T1-T0)e-ax      (3-15)
    式(3-15)就是著名的蘇霍夫公式。
    分析研究表明,當(dāng)x→∞時,由式(3-15)計算出的溫度T→T0,即輸氣管道的溫度接近地溫;但由式(3-14)計算出的溫度T→T0-Di(p1-p2)/aL,即輸氣管道中的溫度低于地溫,這與實際是符合的。圖3-4給出了兩種公式計算的示意圖。
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