湿天然气管道输送过程模拟

【摘要】：湿天然气在开采出来后常含有一部分的重烃组分和水。在利用管道进行输送过程中，当管道运行温度低于水合物形成温度时就容易产生水合物，造成管道堵塞。因此，正确预测湿天然气管道内水合物的形成条件及位置，并采取合适的方式来抑制管道内水合物的形成具有重要意义。 本文根据湿天然气的基本的物性参数、SHBWR状态方程和相平衡计算方程建立了湿天然气管道的热力学模型；由气液相的连续性方程、运动方程和能量平衡方程构建了湿天然气管道的水力学模型，并采用龙格—库塔法和亚当姆斯预测—校正公式求解了此稳态水力学数学模型。 通过采用误差最小的流型判断模型、压降计算模型、持液率计算模型、上坡修正系数计算模型和下坡修正系数计算模型等计算模型的组合，对湿天然气管道电伴热输送过程进行模拟，进而利用合理的水合物预测方法预测管道内水合物形成温度和位置。并为了抑制产生的水合物，以传热学为基本理论确定电伴热功率大小。 利用C++Builder平台编制“湿天然气热水伴热管道输送工艺计算软件”。该软件主要包括数据管理、湿天然气管道输送的工艺计算和热水伴热管道输送工艺计算等功能模块。该软件可以实现利用不同温度的热水进行伴热输送的模拟，从而得到抑制水合物形成的最佳热水温度，计算结果准确。 对同样能达到水合物抑制效果的电伴热和热水伴热方式的投资费用和运行费用进行了计算，对他们的经济效益和社会效益进行了分析，以费用最小和效益最大为目标，从而得到最佳的伴热方式。 【关键词】：湿天然气 水合物 电伴热 热水伴热 软件
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TE832
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-9
• 第一章 前言9-14
• 1.1 课题研究的目的意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 湿天然气管道输送国内外研究现状9-11
• 1.2.2 水合物国内外研究现状11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-14
• 第二章 湿天然气管道热力及水力模型的建立14-24
• 2.1 湿天然气管道热力学模型的建立及分析14-18
• 2.1.1 SHBWR 状态方程14-16
• 2.1.2 天然气相关物性参数的计算16-18
• 2.2 湿天然气管道水力学模型的建立及求解18-23
• 2.2.1 湿天然气管道水力学数学模型的建立18-20
• 2.2.2 湿天然气管道水力学数学模型的求解20-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 伴热管道热力学分析24-35
• 3.1 电伴热工艺分析24-29
• 3.1.1 电伴热工艺简介24-25
• 3.1.2 电伴热传热分析25
• 3.1.3 电伴热功率的确定25-29
• 3.2 热水伴热管道热力学分析29-34
• 3.2.1 热水伴热工艺简介29
• 3.2.2 热水伴热管道传热过程分析29-31
• 3.2.3 传热系数 K 的确定31-32
• 3.2.4 管内壁放热系数32-33
• 3.2.5 外部放热系数33-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第四章 电伴热管道输送过程模拟35-45
• 4.1 湿天然气管道温降及压降计算35-40
• 4.1.1 软件功能简介35
• 4.1.2 湿天然气管道输送过程模拟35-40
• 4.2 湿天然气管道内水合物生成的判断40-42
• 4.2.1 水合物生成预测模型40-41
• 4.2.2 湿天然气管道内水合物生成的预测41-42
• 4.3 电伴热功率的确定及水合物生成的抑制42-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 湿天然气热水伴热管道输送工艺计算软件开发45-55
• 5.1 软件简介45-49
• 5.1.1 软件开发环境45
• 5.1.2 软件运行环境45
• 5.1.3 软件基本组成模块45-49
• 5.2 湿天然气管道输送过程模拟49-51
• 5.2.1 湿天然气管道压降及温降的计算49-51
• 5.2.2 计算精度分析51
• 5.3 热水伴热管道输送过程模拟51-54
• 5.4 本章小结54-55
• 第六章 电伴热和热水伴热经济技术分析55-59
• 6.1 投资费用的计算55-56
• 6.1.1 电伴热方案55
• 6.1.2 热水伴热方案55
• 6.1.3 两种方案投资费用对比55-56
• 6.2 运行费用的计算56
• 6.2.1 电伴热方案56
• 6.2.2 热水伴热方案56
• 6.2.3 两种方案运行费用对比56
• 6.3 经济效益分析56-57
• 6.4 社会效益分析57-58
• 6.5 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-64
• 发表文章目录64-65
• 致谢65-66
• 详细摘要66-73

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