油氣混輸管流中壓降和持液率的影響因素分析

孫艷 譚龍

摘要：油氣混輸管中壓降和持液率的計算方法，在工藝計算中有著非常重要的作用，采用合適的計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，氣液相的流量都會對壓降和持液率的影響增加，因此在實際運行過程中，需要加強(qiáng)對這幾種因素的分析。

關(guān)鍵詞：油氣混輸管;持液率;壓降

目前我國在石油和天然氣運行過程中，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用，還能夠減少其運行費用。因此該方法是很多管道運輸企業(yè)非常重視的環(huán)節(jié)，也是未來油氣管道輸送工藝的發(fā)展趨勢。目前兩相流工藝計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)計和管理人員的研究對象，通常情況下需要計算持液率、溫度、氣液相速度等參數(shù)，計算不同的參數(shù)變化能夠有效提高相應(yīng)的運行效率。

1影響壓降的主要因素

在進(jìn)行壓降計算過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，針對壓降的計算，需要建立相應(yīng)的模型，才能夠有效分析出各參數(shù)對于壓降的影響。

1.1溫度變化

通過計算油氣混輸管道中的壓降，溫度變化會對氣液相的粘度、密度以及摩擦阻發(fā)生改變。通過相應(yīng)的計算公式，能夠有效計算出溫度變化與壓降的關(guān)系。隨著溫度的不斷上升，壓降會逐漸減小。但是當(dāng)溫度上升到某一溫度時，壓降會出現(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)象說明，在現(xiàn)場工程施工過程中，對于低粘度油品混輸管道來講，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發(fā)生變化，通過相應(yīng)的實驗結(jié)果表明，由于管道在制造過程中受到傳統(tǒng)工藝水平的限制，無法制造出絕對光滑的管道，即便是管道內(nèi)部實行涂層工藝，在運行一段之后，管道中的粗糙度也會發(fā)生變化，粗糙度的變化也會對管道壓降造成影響。因此在進(jìn)行管道施工過程中，可以根據(jù)油性油漆，筆管徑，管長等條件，進(jìn)行相應(yīng)的分析研究工作，進(jìn)而確定粗糙度計算模式，才能夠有效提高管道的輸送效率。

1.3氣量變化對壓降的影響

在油氣混輸管道中，由于氣體量的不同會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壓降的影響也會有所不同。對于粘度較低的原油，隨著氣量的不斷增加，管道中的壓降也會呈現(xiàn)出上升趨勢，造成該現(xiàn)象的原因，主要是由于氣量增大時將增加能量的消耗，因此對于特定的管道應(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流量變化對壓降的影響

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

1.5管徑變化對壓降的影響

在進(jìn)行油氣混輸過程中，管徑的變化對影響壓降有著非常直接的作用。不管在輸送任何流體時，依靠增加管徑，能夠有效提高運輸量，從而有效降低壓降，因此增加管徑的作用尤為明顯。但是在實際運行過程中，管徑的增加勢必會增加投資成本，同時很有可能造成熱損失現(xiàn)象的加大，對管道安全數(shù)量的要求較高，然而管徑越小，會使壓降不斷升高，對增壓設(shè)備要求較好，動能消耗過大，相應(yīng)的操作費用也會增加，總體的經(jīng)濟(jì)效益會呈現(xiàn)下降趨勢。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)行評價，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氣體流量變化對持液率的影響

隨著氣液比的不斷增加，持液率會呈現(xiàn)出下降趨勢，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呈現(xiàn)出上升趨勢，氣體快速流動會帶走大量的液體，從而使持液率有效減少。當(dāng)氣量較小時氣體的流速較慢，較多的液體會滯留在管道中，從而形成新的動態(tài)平衡，造成持液率增大現(xiàn)象。流量的增加會增加輸送的摩擦阻力，從而降低了輸送效率，針對氣量變化對持液率的影響，利用相關(guān)公式所計算出的數(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增加。

2.2管徑變化對持液率的影響

同隨著環(huán)境的不斷增加，持液率也會呈現(xiàn)出上升趨勢，不過所增加的程度會存在差異性。進(jìn)行對比分析，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)的持液率也就會增加。在進(jìn)行工業(yè)管道設(shè)計過程中，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系統(tǒng)所造成的損害。

2.3壓力變化對持液率的影響

隨著壓力的不斷增加，持液率也會呈現(xiàn)出上升趨勢，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)行測試過程中，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，因此在壓力上升過程中，持液率的上升幅度較小。

4結(jié)束語

綜上所述，通過對油氣混輸管道中的壓降和持液率影響因素的分析，計算出相應(yīng)的曲線圖，并結(jié)合實際情況對管道現(xiàn)場的施工和設(shè)計提供正確的指導(dǎo)，在實際運行過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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