Определение зоны возможного гидратообразования в линейном участке газопровода (занятие 8)

1.

Практическое занятие 8
Определение зоны возможного
гидратообразования в линейном
участке газопровода
(РГР)

2.

Задание
На основании результатов уточненного теплового и
гидравлического расчета магистрального газопровода
(практические занятия 4 и 5) выполнить расчеты и
графические построения для определения зоны
вероятного гидратообразования в линейном участке
(ЛУ) магистрального газопровода.

3.

Исходные данные:
Компонентный состав газа %;
a(i)...a(n) ;
Плотность газа при стандартных условиях, кг/м3
ρСТ ;
Относительная плотность газа по воздуху
Δ;
Длина линейного участка газопровода, км
ℓКС ;
Внутренний диаметр газопровода, мм
Dвн ;
Расход газа при стандартных условиях, млн.м3/сут Q
Начальное и конечное давление в ЛУ, МПа
pН ; pК ;
Начальная температура газа в ЛУ, К
ТН ;
Температура окружающей среды, К
Т0 ;
Средняя температура газа в ЛУ
ТСР ;
Теплоемкость газа , кДж/(кг·К)
CP
Средний коэффициент теплопередачи, Вт/(м·К)
KСР ;
Коэффициент Джоуля-Томсона, К/МПа
Di .
;

4.

Порядок расчета
1 Определяется значение критерия Шухова
Шу at КС
K СР Dвн
225 ,5 10
КC
Q CР
6
2 Рассчитывается приведенная относительная
плотность гидратообразующих компонентов газа
k
ai i
i 1k
a i
i 1
i
i
возд .
k – число гидратообразующих
компонентов в газовой смеси;
ai – объемная доля i-го
гидратообразующего компонента в
исходном газе;
i – относительная плотность по
воздуху i-го гидратообразующего
компонента;

5.

К гидратообразующим компонентам относятся CH4,
C2H6, C3H8, C4H10, CO2 и H2S. Азот, редкие газы (аргон,
гелий) и нормальные углеводороды от пентана и выше к
гидратообразующим не относятся.
3 Для построения графических зависимостей P(x), T(x),
TР(x) и Tр.г.(x) задаемся несколькими относительными
значениями расстояния от начала ЛУ газопровода x/ℓКС :
: 0; 0,1; 0,2 … 0,9; 1,0.

6.

4 Примем для рассматриваемого примера, что
начальное влагосодержание соответствует точке росы
Тр=275К.
Тогда из формулы
TР 282 ,8 p 0 ,0503 W 0 ,0564
найдем значение влагосодержания насыщенного газа
W (г/м3) в начальном сечении ЛУ при p=pН (МПа)
1
0 ,0564
TР
W
0 ,0503
282 ,8 p

7.

5
Для каждого
вычисляются:
рассматриваемого
сечения
x/ℓКС
5.1 давление газа p(x), МПа
p x
pH2
pH2
pК2
x
КС
5.2 температура газа T(x), К
T x T0 ( TН T0 ) e
Шу
x
КС
x
Шу
КС
Di
1 e
2 at КС PСР
PН2
PК2
5.3 температура точки росы газа TР(x), К
TР x 282 ,8 p x
0 ,0503
W
0 ,0564

8.

5.4 температура
газа Tр.г.(x), К
равновесного гидратообразования
TРГ 291,8 F0 8,03 ln p( x )
при p( x ) p ГР
TРГ 214 ,2 F1 25,4 ln p( x ) при
p( x ) p ГР
Граничное равновесное давление, МПа
p ГР 0,1859 0,1771 0,548
0 ,616
;
F0 и F1 – функции приведенной плотности газа
F0 9,21 ( 0,546 ) 0 ,225 ;
F1 0,258 27 ,8 ( 0,544 ) 0 ,246 .

9.

Данные вычислений заносятся в таблицу
x/ℓКС
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
p(x)
T(x)
TР(x)
Tр.г.(x)

10.

По данным таблицы строятся графики P(x), T(x), TР(x)
и Tр.г.(x).
Делаются выводы об определении зоны возможного
гидратообразования в трубопроводе.