尤泽广李玉坤陈晓红韩涛：天然气管道减压阀节流温降规律

输送与存储2015年5月第34卷第5期1000-8241201505-0500-07文章编号：（）天然喉管道减压阀节流温降规律尤泽广李玉坤陈晓红韩涛许立伟陈建兴1.美国石油学院（华南），广东深圳；2.中油管线天津开工运行公司，辽宁东营；3.中石油广州天然喉管道有限公司，郑州摘要：在给定组分条件下，天然气水合物的生成与否主要取决于压力和湿度，正确地预测天然操守流后的气温，可为水合物的预防提供技术根据。运用有限元剖析硬件，推行减压阀阀内流体有限元模型，模拟不同载荷条件下阀内流体的分输节流过程，剖析阀内流体流速、压力与气温变化规律，比较入口压力、节流压降和环境湿度等诱因对减压阀节流温降过程的影响，并运用分输站场节流温降检测数据验证模拟结果的正确性。结果阐明：节流分输过程阀内天然气流动复杂，呈强紊流特征；阀笼节流孔内流速骤减，但压力、温度下降，水合物析出在节流孔内完成；环境湿度、入口压力和节流压降是影响节流温降过程的主要诱因，节流温降随压降残差的减小而减小，随入口压力和初始体温的减小而降低。

（图16，表1，参23）关键词：天然气；减压阀；有限元；喷管剖析；节流温降中图分类号：TE832文献标志码：Adoi：10.6047/j.issn.1000-8241.2015.05.dropforgasofgas,LIYukun,CHEN,HANfú,XULiwei,CHEN.Chinaof(),,,;2.&,,,Hebei,;3.GasCo.Ltd.,,:Undertheofgiven,ofgasisbyand.ofgasaftercanforand.Inthis,the-modelforgaswaswiththe-,inordertoandofthegas.,themodelwasusedtotheoffluid,,andtheofinlet,dropandonthedropflowsgas.In,datafordropingasweretheof.showthatthegasflowfieldintheis,withflow.Inthegas,flowwhile,theforof.,inletdroparekeyforthedropin.Thedropas,andasinletand.(16,1Table,23)Keywords:gas,gas,,flow-field,dropwhengas长输天然食道道货运过程中，一般选用增加二氧化碳较低，减压阀分输过程中，天然气流经节流部位时，由压力的方式增加货运费用。

经理道的高压力天然气在于流通面积下降，流通遇阻，形成强烈的涡流，同时由经分输站踏入相对低压管线时，减压阀处因为磨擦耗于节流效应气温增加，压力波动猛烈，天然气水合物极能形成较大的节流压降和温降。我国的天然气长输管易在节流通道内析出凝结，造成减压阀及其上下游管道（陕京管线和西气东输管线）沿线地区冬季秋天气温道产生严重的冰堵，并且造成管路停输。2015-2-1212:35:57/kcms//13.1093..016.html网路出版时间：网路出版地址：500尤泽广，等：天然喉管道减压阀节流温降规律输送与储存在一定的压力条件下，气温是天然气水合物生成子宽度减小，应当通过吸收糖分来摆脱分子间吸引力。与否的关键诱因。节流气温高于水合物的露点，天然磨擦和分子间位能的降低形成节流冷效应，造成份输气水合物析出；低于水合物的露点，已产生的水合物硫化氢体温的减少。将要分解，所以精确预测减压阀分输过程中的节流温节流温降多选用绝热流动能量多项式[7-9]：降趋势是预防天然气水合物生成的前提。现在，国外（2）主要采取构建物理模型的方式预测节流温降过程，李[1]hc颖川等基于能量守恒原理和范德华混和规则减压阀，辅以式中：为焓变；为流体流速，m/s。

-Peng多项式确立了天然操守流温降成因模型。节流前后距节流部位较远的位置，流体速率差[2]李玉星等从伯努利多项式和绝热膨胀多项式入手，结合值较小，节流动能差较焓值可以忽视，上式可简化为hhBWRS多项式给出了天然操守流温降估算方式。这两种1=2，节流前后为绝热等焓过程。因此，因为节流过方式都没法适于三相二氧化碳的节流温降估算，英语模型程流通面积下降减压阀，流体流动速率快速减小，节流动能差估算得到的是节流温降平均值。因为天然气分输减压较大，节流过程并非等焓过程，所以节流前后存在前降阀结构复杂，节流过程气温分布极不均匀，所以选用数后升的焓变。倘若依照绝热等焓过程估算分输节流温学建模预测节流温降规律的实际参考价值不大。降，气温估算偏差必定巨大。推行流体有限元模型，可以减压阀为研究对象，推行阀内流体三以模拟分输动态过程的温降状况，估算结果实际参考维有限元模型，运用有限元剖析硬件，荣获价值更大。了不同载荷条件下分输过程流体流速、压力和湿度的不均匀分布规律，剖析得出了天然气入口压力、节流压2流体模型的构建降、天然气入口气温对节流温降的影响。

该研究结果可为分输站冰堵的预防提供根据，增加预防费用，防止减压阀由阀门、阀杆、阀盖、阀板、阀套、防治举措的盲目性。阀笼和阀密封等组成，在分输减压过程中通过调节衬套推动阀套上下滑动，从而控制阀笼的开度，达到节流1节流降温效应通便的目的。按照结布光纸推行等比列阀门模型，减压阀型号为DN150/300，阀门进口端半径为150mm，天然气流经减压阀阀笼时，流通面积骤缩，形成强出口端半径为300mm；阀笼是分输减压阀节流部位，烈的涡流，同时因为难以与周围环境进行充分的糖分流体流通部位为半径1cm的节流孔。为了提高网格交换，导致阀内气温的下降，该过程称为节流效应。节界定的工作量和估算时间，并确保估算结果的精确性，流效应(又称焦尔-汤姆逊效应)的大小一般用等焓对减压阀阀笼流通区域进行简化，根据实际孔的位置过程中的气温变化与压力变化之比的极限表示，其值分布和大小，将阀笼的小圆孔简化成面积相等的条状μj称为绝热节流系数。状通路（图1、图2）。（1）c式中：为比热力能，J/kg；为二氧化碳的比定压潜热，μpTVJ/(kg·K)；为二氧化碳的热力学体温，℃；为比容积，3m/kg。μj由热力学能和流动功决定，其随压力、温度的变化而变化[3-6]。当节流后气温增加时，>0，形成节μj流冷效应；当节流后气温下降时，

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