仙敦输气管道总传热系数的确定.pdf

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1、淘醺鳓醭豢黪鬻爨黧繁藕鬻鬻黧囊繁纂攀攀豢鬻骥囊瓣黎鬻戆鬻蒸鬻蘩鬻鬻鬻爨鬓辫戮辫仙敦输气管道总传热系数的确定张磊马元凯高乐马云史书朋(青海油田管道输油处青海格尔木816000)摘要：青海油田仙敦输气管道设计上没有给出总传热，对运行管理及确定输气管道的平均运行温度带来一定困难。用运行参数反算总传热系数因没有实测的地温，也很难确定。故只能通过沿线工程勘测资料，再详细计算来确定总传热系数关键词：传热系数；仙敦管线；设计参数一、概述1．工程简介南八仙一敦煌天然气长输管道沿线大部分地区人烟稀少，沿途区域为盐湖风蚀残丘区、盐湖滨湖区、花海子戈壁平原区、当金山区、赛什腾山区、沙山区、七里镇平原

2、区。管线全长278．6公里，采用国家标准GB971卜88生产的材质$360，螺旋缝双面埋弧焊钢管，管径为由323．9，大部分地段壁厚为6mm，当金山区有长度约为12．5公里，壁厚为7ram。沿线多为风积沙及洪积碎石，有较少的砂质粉土，管线埋深为1．5m。2．主要设计参数组分摩尔分数，％组分摩尔分数，％氦气0．03丙烷0．74氢气0．00异丁烷0．13氧气0．00正丁烷0．17氮气4．33异戊烷0．05一茸化碳0．03正戊烷0．05甲烷90．85C：0．12乙烷3．50＼总传热系数K是指当气体与周围介质的温差为1℃时，单位间内通过单位传热表面所传递的热量，其表明了气体周围介质传热

3、强弱。对埋地管道，其传热由三部分组成，即气体与管内壁的放热、壁、绝缘层、防护层等为N层的导热，管道与土壤的放热，即：一1=—L+V上1n兰坐+!KDnlDI。鲁2A。⋯D。。口2D⋯式中口。一气体至管道内壁的放热系数，W／(m2·K)；Ⅱ：一管道外壁至周围介质的放热系数，W／(m2·K)；A．一第i层(管壁、防护层、绝缘层)导热系数，W／m·k；D．一管道内径，m；玑+。一管道最外层外径，m；D．一管道上第i层(管壁、防护层、绝缘层等)的外径，m；D一确定总传热系数的计算管径，m。当8。≥o：，D取外径；口。一Ⅱ：时，D取平均值，即内外直径之和的一半；若n。≤o：，D内径。2．

4、管内壁放热系数o．的计算公式：内壁放热系数o。可按下列准则方程求得：血l=—l’iltA—Nu20．021Reo8Pr043‘U．Pr：墼Re：业A1．1式中Nu一努谢尔特准数；肛一雷诺数：Pr—普朗特数；肛一气体的动力粘度，Pa·SG。一气体定压比热，J／(kg·K)；A一气体导热系数，W／m·k；u一气体运动粘度，m2／sD一管道内径，ill；3弓西徽m，禽计算公式：将土壤看做均值的半无穷大区域，并考虑土壤的稳定传热，对土壤与空气间的热交换假设为第一类边界条件情况下，可得到计算外部放热系数公式如下：．口2=％山砖+嗣式中h。～管道中心埋深，mA。一土壤导热系数，W／m·k。

5、4．天然气虚拟临界参数和对比参数t=∑y。t。P。=∑竹P。P。=∑y．p。。只2FP12秀n2去式中r—混合气体虚拟临界温度，K；P。一混合气体虚拟临界压力(绝)，pa；p。一混合气体虚拟临界密度，kg／m3L—i组分的临界温度，K；P。—i组分的临界压力，K；p。—i组分的临界密度，kg／m3y。—i组分的摩尔分数；P，一气体对比压力；r一气体对比温度；p，一气体对比密度5．天然气粘度计算公式。rPYI胪如1plx【丽Jz：2．57+0．2；8l△+—10。6芦3．6v：1．11+O．04xlf：—2．415(7．77+—O．1844A)T'5×10-4式中T一天然气温度，

6、K；△一天然气标准状态下的相对密度；P一天然气密度，kg／m36．混合气体导热系数计算公式：Zy。A．肘?门扣商A一混合气体的导热系数，W／m·k；A。一混合气体i组分的导热系数，W／m·k；y。一混合气体i组分摩尔分数；丝—混合气体i组分摩尔分数四、计算结果1．压缩系数计算(1)临界压力及临界温度：t=194．44K；Pc=4．49Mpa；(2)在年输3亿方的情况下计算得到的平均压力：P。=3．63Mpa(绝压)(3)冬季敦煌末站进站温度为一14"C，南八仙出站温度为6℃左右，算出平均温度为272．3K，计算对比参数：r=1．4005P，=0．8084(4)因P，界于0．2’

7、1．2之间且r界于1．4+-2．0之间，则选用戈派尔计算公式第三式计算压缩系数：Z=P，(0．1391T,一0．2988)+0．0007T,+0．9969=0．91382．天然气密度、相对密度及粘度计算：(1)由马仙采油厂天然气组成检验结果可得出标况下的混合(下转第66页)64I托善虿理2014年4月时的管当取棼镶囊龋麟鏊罄铎誊I蓦怒

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13、曩。譬j薅罄誊鬻鬻鬻攀；核，确保员工具备实际动手能力；满足各级体系规定的最短学习时间，确保员工达到