孫艷 譚龍

摘要：油氣混輸管中壓降和持液率的計(jì)算方法，在工藝計(jì)算中有著非常重要的作用，采用合適的計(jì)算方法能夠充分研究出壓降和持液率的影響因素。通常情況下原油的溫度、管徑、管壁的粗糙程度，氣液相的流量都會(huì)對(duì)壓降和持液率的影響增加，因此在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，需要加強(qiáng)對(duì)這幾種因素的分析。

關(guān)鍵詞：油氣混輸管;持液率;壓降

目前我國(guó)在石油和天然氣運(yùn)行過(guò)程中，采用單向管道輸送的方式已經(jīng)形成了一套完整的施工工藝，然而在進(jìn)行多相流輸送過(guò)程中是在同一根管道內(nèi)輸送油氣水，不僅能夠減少投資費(fèi)用，還能夠減少其運(yùn)行費(fèi)用。因此該方法是很多管道運(yùn)輸企業(yè)非常重視的環(huán)節(jié)，也是未來(lái)油氣管道輸送工藝的發(fā)展趨勢(shì)。目前兩相流工藝計(jì)算作為管道輸送技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)已經(jīng)成為工程設(shè)計(jì)和管理人員的研究對(duì)象，通常情況下需要計(jì)算持液率、溫度、氣液相速度等參數(shù)，計(jì)算不同的參數(shù)變化能夠有效提高相應(yīng)的運(yùn)行效率。

1影響壓降的主要因素

在進(jìn)行壓降計(jì)算過(guò)程中影響壓降的主要因素包括溫度、管內(nèi)的粗糙度、氣液相、流量管徑等，針對(duì)壓降的計(jì)算，需要建立相應(yīng)的模型，才能夠有效分析出各參數(shù)對(duì)于壓降的影響。

1.1溫度變化

通過(guò)計(jì)算油氣混輸管道中的壓降，溫度變化會(huì)對(duì)氣液相的粘度、密度以及摩擦阻發(fā)生改變。通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算公式，能夠有效計(jì)算出溫度變化與壓降的關(guān)系。隨著溫度的不斷上升，壓降會(huì)逐漸減小。但是當(dāng)溫度上升到某一溫度時(shí)，壓降會(huì)出現(xiàn)增大現(xiàn)象，這主要是由于液相是降低原油黏度，在溫度上升時(shí)容易造成油品蒸發(fā)使氣體逐漸增大，從而導(dǎo)致流速增加，造成壓降增大的現(xiàn)象。該現(xiàn)象說(shuō)明，在現(xiàn)場(chǎng)工程施工過(guò)程中，對(duì)于低粘度油品混輸管道來(lái)講，在滿足最終要求的條件下，可以將溫度控制在合理范圍內(nèi)。

1.2管道粗糙度對(duì)壓降的影響

如果管道中的粗糙程度發(fā)生變化，那么管道中的壓降也會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于管道在制造過(guò)程中受到傳統(tǒng)工藝水平的限制，無(wú)法制造出絕對(duì)光滑的管道，即便是管道內(nèi)部實(shí)行涂層工藝，在運(yùn)行一段之后，管道中的粗糙度也會(huì)發(fā)生變化，粗糙度的變化也會(huì)對(duì)管道壓降造成影響。因此在進(jìn)行管道施工過(guò)程中，可以根據(jù)油性油漆，筆管徑，管長(zhǎng)等條件，進(jìn)行相應(yīng)的分析研究工作，進(jìn)而確定粗糙度計(jì)算模式，才能夠有效提高管道的輸送效率。

1.3氣量變化對(duì)壓降的影響

在油氣混輸管道中，由于氣體量的不同會(huì)直接影響到壓降的變化，在相同壓力下并且液相數(shù)量保持不變，則不同的氣體流量對(duì)壓降的影響也會(huì)有所不同。對(duì)于粘度較低的原油，隨著氣量的不斷增加，管道中的壓降也會(huì)呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，造成該現(xiàn)象的原因，主要是由于氣量增大時(shí)將增加能量的消耗，因此對(duì)于特定的管道應(yīng)當(dāng)控制氣液相的輸送量，才能夠有效提高輸送效率。

1.4流量變化對(duì)壓降的影響

在輸送低粘油品時(shí)液量變化對(duì)于壓降的影響較大。液量輸送越多，輸送阻力就會(huì)越大，因此需要利用更多的能量來(lái)推動(dòng)液體克服阻力，才能夠使壓降得到增加，這說(shuō)明在一定的范圍內(nèi)不宜增加液體的流量。在管道實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)多次測(cè)量運(yùn)行數(shù)據(jù)，確保在輸送效率正常的情況下計(jì)算出最佳的液體輸量。

1.5管徑變化對(duì)壓降的影響

在進(jìn)行油氣混輸過(guò)程中，管徑的變化對(duì)影響壓降有著非常直接的作用。不管在輸送任何流體時(shí)，依靠增加管徑，能夠有效提高運(yùn)輸量，從而有效降低壓降，因此增加管徑的作用尤為明顯。但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，管徑的增加勢(shì)必會(huì)增加投資成本，同時(shí)很有可能造成熱損失現(xiàn)象的加大，對(duì)管道安全數(shù)量的要求較高，然而管徑越小，會(huì)使壓降不斷升高，對(duì)增壓設(shè)備要求較好，動(dòng)能消耗過(guò)大，相應(yīng)的操作費(fèi)用也會(huì)增加，總體的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。因此要想獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益，就需要結(jié)合相應(yīng)的輸出量、溫度等參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇合理管徑，才能夠有效提高油氣混輸?shù)墓ぷ餍省?/p>

2影響持液率的因素

2.1氣體流量變化對(duì)持液率的影響

隨著氣液比的不斷增加，持液率會(huì)呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，在不同的氣量范圍內(nèi)，由于下降速度的不同，氣量增加氣體的流速也會(huì)呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，氣體快速流動(dòng)會(huì)帶走大量的液體，從而使持液率有效減少。當(dāng)氣量較小時(shí)氣體的流速較慢，較多的液體會(huì)滯留在管道中，從而形成新的動(dòng)態(tài)平衡，造成持液率增大現(xiàn)象。流量的增加會(huì)增加輸送的摩擦阻力，從而降低了輸送效率，針對(duì)氣量變化對(duì)持液率的影響，利用相關(guān)公式所計(jì)算出的數(shù)據(jù)變化，可以得知隨著氣量的增加，持液率下降速度也會(huì)增加。

2.2管徑變化對(duì)持液率的影響

同隨著環(huán)境的不斷增加，持液率也會(huì)呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，不過(guò)所增加的程度會(huì)存在差異性。進(jìn)行對(duì)比分析，在同數(shù)量的條件下，管徑的增加，持液率的增加幅度要小于氣量變化。同時(shí)管徑增大，持液率之所以增加的原因在于氣體所占據(jù)的空間增加使氣體的流速減小，從而導(dǎo)致氣體的攜液能力下降，相應(yīng)的持液率也就會(huì)增加。在進(jìn)行工業(yè)管道設(shè)計(jì)過(guò)程中，在滿足系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)上，盡可能選擇管徑較小的管道直徑越小不僅可以減少一次性投資，而且還能夠減少持液率，從而有效減少持液率對(duì)系統(tǒng)所造成的損害。

2.3壓力變化對(duì)持液率的影響

隨著壓力的不斷增加，持液率也會(huì)呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，但是如果持液率的增加幅度要小于壓力增加幅度，這主要是由于在進(jìn)行測(cè)試過(guò)程中，氣象主要以甲烷和乙烷為主，在一定的壓力條件下，重組分凝析的數(shù)量較小，因此在壓力上升過(guò)程中，持液率的上升幅度較小。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)油氣混輸管道中的壓降和持液率影響因素的分析，計(jì)算出相應(yīng)的曲線圖，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)管道現(xiàn)場(chǎng)的施工和設(shè)計(jì)提供正確的指導(dǎo)，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中要降低油品黏度才能夠有效提高油氣混輸管道的輸送效率。

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