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，二是預測管段中出現(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系式和溫度分布關系式。由于這兩個關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的平均溫度之差滿足工程精度的要求，則計算結束；否則，以計算出的平均溫度作為新的假設平均溫度并重復前面的計算過程，直到輸氣管段平均溫度的假設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一管段中氣體的質量流量，kg/s；
dm——管段的外徑，m；
Cp——管段中氣體質量定壓比熱容，J/(kg·K)
Di——管段中氣體的焦耳一湯姆遜效應系數(shù)，℃/MPa。
式(3-14)中其他符號的意義與式(3-1)對應符號相同。
式(3-14)中最后一項是由焦耳-湯姆遜效應引起的溫降，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。
- 上一篇：輸氣管道主要工藝參數(shù)的特點
- 下一篇： 天然氣類型對天然氣凝液回收的影響
客服1