Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [ 62 ] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

симо от количественных характеристик и природы негидратообразующих компонентов природного газа, имеющих длинные цепочки

гидр

i = 1.

Таблица 8.1-3

По данным табл. 8.1-4 Лгидр = 39,459, и поэтому температура гидратообразовання природного газа с приведенными в таблице компонентами будет составлять

Т=у - = 297,8 К = 24,6°С.

, Температура гидратообразовання значительно уменьшается при вводе в природный га.ч ингибитора гидратообразовання, таких как хлорид кальция, метанол, этилен-гликоль, диэтиленгликоль.

8.2. ТЕМПЕРАТУРА ГАЗА, ТРАНСПОРТИРУЕМОГО ПО ТРУБОПРОВОДУ

На протяженных газопроводах без теплоизоляции температура газа практически равна температуре окружающего грунта. Для больщин-ства расчетов участком, прилежащем к компрессорной станции, где температуры газа и грунта имеют существенные различия, пренебрегают. В ряде случаев, однако,. разница температур может наблюдаться и на других участках газопровода. Поэтому для определения зон гидратообразовання необходимо знать распределение температуры вдоль газопровода. Особенно это важно при проектировании трубопроводов в районах вечной мерзлоты, где газ повышенной температуры может вызвать таяние грунта.

На рис. 8.2-1 (Смирнов и Ширковский, 1957 г., Терек и др., 1968 г.) приведена кривая распределения;температуры по длине газопровода (кривая /), которая дает возможность выделить участок гидратообразовання. Кривая - кривая изменения давления вдоль трубо-. проврда. Точное построение этих кривых проводят методом последовательного приближения. По известному давлению можно построить кривую /Ягидратообразования.

В точке / температура гидратообразовання равна температуре га-эа Тгидр=Тг, и для образования гиДратон достаточнымусловием являемся наличие свободной воды. Кривая /У характеризует •насыщение

газа в трубо-от следующих

газа парами воды вдоль трубопровода. Точки этой кривой могут быть определены с помощью вспомогательных диаграмм значений р и Тг (Катц, 1959). Если предположить, что содержание паров воды в газе составляет 0,4 г/м, то точка росы газа соответствует точке 2; начиная с этой точки в трубопроводе будет находится сконденсировавшаяся вода.

Температура проводе зависит факторов:

теплообмена с окружающей средой, главным образом от коэффициента теплопередачи. Коэффициент внутренней конвекции cti с достаточной степенью приближения может быть принят равным бесконечности;

эффекта Джоуля - Томсона, проявляющегося вследствие трения газа о стенки трубопровода, увеличения скорости потока и изменения относительной высоты трубопровода над уровнем моря; изменения фаз; потерь энергии потока.

Все эти факторы учитываются при определении температуры газа при установившемся течении на расстоянии 1х от начала трубопровода следующим уравнением (Папей, 1970):

L f м

Рис. 8.2-1. Выявление зон возможного гидратообразования

СгС,

С, {С,+С,)

(8.2-1)

1 - мол.г 1р.ж4-(1 мол.г l)р.г

9м

с,=-

мол.га - мол.г 1 Ir. f. \.

3- I- р.ж р.г/>

4 =2м(,л.г 1р.жМйжI " -( мол.г \)p.rV-iT \ V

Qгмoл.г г - мол.г 1 I - \ \ „ Ji hndg j, , -]--Г 1 -J---iS-f--:;:- 1

(мол.г 2 ~ мол.г i) iPi - Рг) 1

При выводе этого уравнения Папей принял линейную зависимость давления, расхода и фазовых процессов от расстояния. Для высокой точности расчетов необходимо рассчитывать температурные изменения для коротких участков трубопровода. Индексы 1 и 2 приняты соответственно для начала трубопровода и конца участка протяженностью 1х и не относятся к постоянным коэффициентам С.

В случае однофазного потока уравнение (8.2-1) приводится к виду

-ШЛ I (Vj - fi)

(8.2-2)

а = -

Первые два члена уравнения (8.2-2) описывают теплообмен с окружающей средой, третий - эффект Джоуля - Томсона, четвертый учитывает разность геодезических высот и пятый - изменение скоростного напора. При практических расчетах последними двумя членами можно пренебречь. Если перепад давления невелик, то можно пренебречь и третьим членом уравнения, и тогда оно упрощается до вида уравнения 7.2-15.

8.3. СТАЦИОНАРНЫЙ ПОТОК В ТРУБОПРОВОДНЫХ

СИСТЕМАХ

Течение газа в газопроводных системах почти всегда носит неуста-новивщийся характер, но некоторые проблемы решаются, исходя только из предположения, что течение установившееся. Модели схем, построенные на этом допущении, позволяют построить карты изобар радиальных и обводных (лупингованных) газопроводных сетей на период пиковых нагрузок. По этим картам определяют критические участки сети трубопроводов, в которых требования потребителя не могут быть полностью удовлетворены в пиковые периоды. Карта давления полезна при проектировании новых систем, а также для контроля за работой находящихся в эксплуатации газопроводов.

8.3.1. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Сеть газопроводов состоит из узловых точек и соединяющих их участков трубопроводов. Узловые точки - это точки, из которых выходят отводы газопровода или где соединяются два или более участков трубопроводов. Карта давления сети газопроводов составляется по давлениям в узловых точках.

Наиболее важными элементами газопровода являются отводы, компрессорные станции, регуляторы давления, задвижки и подземные хранилища газа. Перед построением модели комплексной газопроводной