輸氣管道內凝析液對流動參數的影響分析

郭嘉 張婷 王寧

摘要：天然氣在輸送過程中，天然氣中的水漏點，如果高于管線埋設處的最低溫度時，就會發生凝析液，天然氣管道中凝析液的存在會增加通球掃線次數，甚至還會影響到天然氣管道的輸氣效率。凝析液的存在，對于天然氣輸氣管中的流量、管徑、管線傾角都會產生壓降影響。因此需要利用流程模擬功能建立數據模型，分析凝析液對于流動參數的影響，對比凝析液的存在是否會對壓降造成影響，并且可以計算出管線內的積液量，為清管作業進行指導，從而有效提高輸氣管道的運行效率。

關鍵詞：輸氣管道;凝析液;流動參數

結合天然氣的組成特點以及管線的運行參數，建立相關流程模型，該模型主要能夠分析凝析液的存在是否會對管線壓降造成影響，通過該軟件能夠計算出管線內的積液量，對比不含有液體時運行參數，得出管線內污水和污油存在對于輸氣量的影響規律，利用該技術能夠對其他管線進行計算分析，為清管作業提供作業指導，了解管線的運行情況，制定合理的清管周期。

1含凝析液輸氣管線壓降影響因素

1.1凝液量對壓降的影響

在確保其他參數不變的前提下，增加重組分含量，就能夠有效分析凝析液對管線壓降的影響。具體的操作方法為：將一條氣體管線與一條純液態烴管線進行連接，并且將兩條管線連接在混合器上，同時混合氣需要接一條管線為氣液混輸管線，逐漸增加純烴管線的流量，混輸管線中的中錯誤，分含量就會不斷增加，利用HYSYS軟件能夠計算出管線壓降，根據計算結果能夠分析出凝析液對于管線壓降的影響。

通過計算結果可以看出，隨著凝析液的不斷增加，天然氣管道中的壓降會逐漸增加，由于其他參數都不改變的情況下，春天管線流量的增加，管線中的重組分含量會呈現出上升趨勢，因此管線中的凝析量會逐漸增加，氣液混合物的流速也會增加，所以管線中的壓降會逐漸增大。

1.2含水率對壓降的影響

在確保其他參數不變的情況下，逐漸增加輸氣管線中的含水量。具體的操作方法為：將氣體管線與水管線同時接入混合器上，在混合器的另一端接入一條管線來作為氣液混輸管線，逐漸增加水管線的流量，混輸管線中的含水率就會呈現出上升趨勢。利用HYSYS軟件能夠計算在不同含水率的情況下管線的壓降情況，繪制成含水率關系曲線。

通過含水率關系曲線可以看出，隨著輸氣管線中含水率的不斷增加，短線壓降也會逐漸增大，當水管線流量逐漸增加時，混輸管線中的氣相折算速度會呈現出緩慢上升趨勢，液相折算速度會急劇增加，因此管線中的壓降會呈現出上升趨勢。

1.3管徑對壓降的影響

在確保其他參數不變的情況下，對不同管徑的壓降進行計算，可以有效得出管徑關系曲線。

通過關系曲線可以看出，隨著輸氣管線管徑的不斷增大，短線中的壓降速度會呈現出下降趨勢，主要的原因是在相同流量下，輸氣管線的管徑越大，則管線中氣液混合物的流速會相對減小，表現中的壓降也會越小。并且管徑對管線壓降的影響相對明顯，尤其是在管徑為100毫米時，壓降變化尤為明顯。因此天然氣輸氣管線應當合理選擇管徑，能夠有效降低整個集輸系統的壓降。

1.4流量對壓降的影響

利用HYSYS軟件能夠計算出不同流量下的管線壓降情況，由此可以得出流量關系曲線。

根據壓降與流量關系曲線可以看出，在同一條管線中其他參數保持不變的情況下，逐漸增加輸氣管線的流量，輸氣管線壓降也會逐漸增加。因為當流量增加時管線中的氣液，混合物的流速也會增加，因此管線的壓降會呈現出上升趨勢。

1.5管線傾角對壓降的影響

利用HYSYS軟件計算出在不同傾角下輸氣管線的壓降情況。由于管線分為上傾管線和下傾管線兩種，因此在實際計算過程中，需要分兩種情況進行分析，了解輸氣管線傾角對壓降所產生的影響。

通過分析管線在上坡過程中的壓降變化情況可以看出，隨著光線傾角的不斷增加，短線中的壓降情況也會呈現出上升趨勢。管線傾角越大，管線中的凝析液量也會越大，凝析液聚集在上坡管道時，管道中的氣體流通速度減小，容易造成摩擦損失和滑脫損失，導致管線中的壓降情況增加。另外，由于氣相流通面積的減小，氣相流速變，管線中的壓降情況也會增加。

管線在下坡時，管線中的壓降情況也會變小。利用HYSYS軟件計算可以看出，管線清角越小，輸氣管線中的凝析液量也會變小，導致液相流通面積減小，氣相流通面積增大。由于氣相流動面積的增加，氣相流速也會變小，因此管線中的壓降也會減小。

當輸氣管線沿著地形存在起伏變化時，在上坡側由于重力的影響，管線中的液相速度會變慢，液體占流通面積增大，管線中含液量增大，在浮力的作用下，會使管線中氣相流速增大，流通面積減小，如果管路上坡高度變大，則上坡引起的壓降會逐漸增大。相反，在下坡時，重力減小，浮力增大，壓降會減小。由于管道在下坡過程中所回收的壓能不能完全補償上坡時舉升流體所消耗能量，管路在經過起伏地形時管路中的壓降，需要克服摩擦阻力以外，還需要消耗舉升流體的能量，因此對于同一條管線來講，如果管線經過的地形較為起伏，則壓降會比水平管線的壓降要大。因此在實際對比過程中，要結合管線所經過的地形進行計算分析，不同的地形，凝析液對于壓降的參數影響也會有所不同。

2結束語

綜上所述，結合天然氣的組成特點以及管道的運行參數，利用計算軟件得出天然氣管線內的凝析液量，對比不含有液體時天然氣管線運行參數，能夠有效得出污水與污油存在的情況下，對于天然氣輸氣量以及壓能的影響規律，利用該技術，可以為清管作業奠定基礎，制定出合理的清管周期。另外，對輸氣管線內凝析液量的分析，從回收物油以及降低輸氣費兩方面進行考慮，利用相應的計算數據，在實際運用過程中可以帶來可觀的經濟效益。

參考文獻

[1]吳衛，包日東，蔡仕卿，關玲玲.分析系統參數對海底輸流管道極限跨長的影響[J].沈陽化工大學學報，2011：63-67.

[2]陳明，伍建林，王建華.氣液固三相管流耦合水擊振動特性的參數影響分析[J].工程力學，2015：241-248.

[3]葉帆.介質流態對凝析氣集輸管道的腐蝕影響分析[J].天然氣與石油，2009：4+27-30.

青海油田采氣三廠? 青海省? 海西州冷湖鎮? 816499

青海油田采油三廠? 青海省? 海西州茫崖市? 816499

青海油田物資裝備公司? 甘肅省? 敦煌市? 736202