管道清理周期预测

管道清理周期预测

管道清理的必要性

在一个清管周期内，如果输量基本保持不变， 随着凝析液的增加，管壁摩擦度增加，管道的实际流通面积减少，动力消耗增加。随着时间的推移，管道中的凝析液的量越来越大，为降低管道输送气体的单位能耗， 就必须在管道运行一段时间后实施清管。清管后与清 管前相比，管道的实际流通面积增大，管输摩阻损失减少，单位气体的动力消耗也降低。所以清管是管道运行 一段时间后必须的作业

管道清理周期影响因素

最小允许输送效率：

当管道输送效率小于0.9时，宜进行清管。

最大允许积液量

输气管道的最大允许积液量是影响清管周期的主要因素

可根据管线末端捕集器的液体处理量为最大允许积液量进行清管判断

最大允许压降

在压降高于计算所得的清管必须压降时，即需对该管段实施清管，由此确定合理的清管周期

理论依据

输效主要影响因素：

直观看来，管输气质组分所含杂质较多时，即表现为输送效率的降低。

气质：

管道输送中的有害杂质主要是机械杂质以及游离水、烃类凝析液和硫化氢、二氧化碳等。

液态烃会引起管道堵塞，游离水会与天然气中的其他成分形成水合物造在输气管道沿线低洼处积聚成冰堵。

管壁粗糙度

管道输送过程中的水力损失主要有沿程阻力损失和局部阻力损失。由于输气干线天然气流动处于阻力平方区，所以水力摩阻系数几 乎与雷诺数无关，仅成为管壁绝对粗糙度的函数，我们可以通过改善管道粗糙度来提升输效。

导致输气管道的水力摩阻因数增大的原因包括 ：

1. 管道内壁发生内腐蚀而导致其粗糙度增加
2. 凝析液和游离水在管道沿线低洼处积聚
3. 形成了水合物

高程差

当计算段管道起点与 终点的高程差小于200ｍ 时，可以忽略高程差对天 然气管道输送的影响。会影响积液的形成。

管道清理周期预测方案

【推荐】用管道输送效率和最大压降值确定清管周期

管道输送效率：

大致判断：

分析管道的输效变化情况，输效变化较大的月份加大清管力度，并将明显波动的周期定为清管周期。

建立模型

确定输气管道摩阻因数

计算体积流量

将式（2）代入质量流量公式

换算结果如下：

确定周期

当管道输气效率 E 不低于 95% 时，管道内比较干净，输气效率高，无需实施清管作业。当管道输气效率 E 低于 95% 时，说明管道内已经积累了大量液体，需 要实施清管作业

也可以使用TGNET软件计算清管临界压差，当管道压差超过临界压差时， 管道需要进行清管作业

综上

通过建立输气管道压差和输气效率的计算模型， 并绘制不同工况下的图版，以输气效率小于 90% 作为 清管的依据，可以方便地判断出是否需要进行清管作业

通过最大允许积液量判断

天然气中携带着大量水和凝析液，输送过程中，由于压力、温度的改变，饱和的天然气状态发生了变化，导致天然气中的水蒸气及重烃凝析出 来，容易在沿线低洼处积聚，造成管壁腐蚀，管壁粗糙度增加，降低输气效率。当管线积液到一定程度就会影响到管道的高效运行，此时需进行清管作业

天然气含水量的变化原理

温度越高，饱和含水量越高；压力越高，饱和含水量越低；组分越富，饱和含水量越高

通过苏里格气田苏 A-F 干线运行参数对上述方法即 Mcketta-Wehe 法实验，得出结果误差较小，基本维持在 12 %以内，且估算值略为偏小。分析认为，在误差允许范围内，估算值通过校正本可以用于指导现场清管作业

利用管道变脏参数变化规律

在不能够测流量的条件下，可以通过测定不同时间的压力，来计算输气效率系数，从而来确定燃气管道 的清管周期：

当燃气管道变脏时，管线的起点压力会发生较为明显的上升，终点压力会有较为明显的下降

下图是某段输气管道的沿线压力分布规律

输气管线的清管周期是不固定的，而应该是一个 与输送工艺、操作条件、输送介质的性质、环境状况等 诸多因素相关的动态的参数。因此有必要对输气管线 的运行参数进行动态监测，将当前管线节点压力与管 线上一次清管后投运时的节点压力相比较来决定是否 进行清管。

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来源：_Amonlisa