大口徑高壓輸氣管道清管技術(shù)研究.pdf

1、高壓濕天然氣的管路清管技術(shù)，對(duì)管線的運(yùn)行管理具有非常重要的意義。跟蹤觀測(cè)管道中清管球的運(yùn)行速度、沿程壓力分布、持液率變化規(guī)律等參數(shù)，可以為混輸管路的運(yùn)行控制提供理論依據(jù)。 本文在分析清管過程物理模型基礎(chǔ)之上，將管道劃分成三部分計(jì)算，建立氣液流動(dòng)清管模型、瞬態(tài)混輸流動(dòng)模型，將一復(fù)雜的流動(dòng)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)方程形式。清管模型按照Minami方法計(jì)算，在不考慮溫度變化條件下，清管球前液塞的流動(dòng)規(guī)律采用流體力學(xué)的連續(xù)性方程和動(dòng)量守恒方程。瞬

2、態(tài)混輸模型則采用雙流體模型，對(duì)管道內(nèi)的氣、液流體，分別建立連續(xù)方程和動(dòng)量守恒方程，并且考慮氣液相間作用。對(duì)于模型數(shù)學(xué)方程的求解，采用四方程的特征線法求解。在計(jì)算流體物性時(shí)，由于含有氣液兩相流，利用狀態(tài)方程為基礎(chǔ)的熱力學(xué)模型——BWRS方程求解。 對(duì)于整個(gè)管道，將清管模型與瞬態(tài)混輸流動(dòng)模型耦合，即能模擬出整個(gè)清管過程中流動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律。耦合的關(guān)鍵是跟蹤清管球和液塞在每一時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的位置。確定清管球與液塞前鋒的位置，將瞬態(tài)模擬分為

3、上游、下游兩部分。下游部分?jǐn)?shù)值模擬的邊界條件為：管線終點(diǎn)分離器操作壓力為出口邊界，液塞段前鋒氣液相的體積流量作為入口邊界。上游部分的數(shù)值模擬的邊界條件為：清管球前壓力作為出口邊界，入口氣液相的體積流量作為入口邊界。然后分別利用雙流體瞬態(tài)模型計(jì)算清管球前以及液塞段前鋒后管線的壓力、持液率、流量等參數(shù)的變化規(guī)律。 本文編制物性計(jì)算程序、穩(wěn)態(tài)計(jì)算程序、混輸計(jì)算程序等系列程序進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)從程序獲取的數(shù)據(jù)繪制出了壓力曲線圖、持液率變化圖