局部压降对注蒸汽管线热损失的影响
(完整word版)蒸汽管道温度损失计算及分析
bw k p g f CG t t k l t •-=∆)(热水供热管道的温降1.计算基本公式 1.1温损计算公式为：式中： gk —管道单位长度传热系数C m w ο⋅/pt —管内热媒的平均温度C ︒k t —环境温度C ︒G —热媒质量流量s Kg /C —热水质量比热容C Kg J ︒⋅/l ——管道长度m 由于计算结果为每米温降，所以L 取1m1.2.管道传热系数为∑=+++=ni w w i i in n g d a d d d a k 111ln 2111ππλπ式中：n a ，w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο⋅2/n d ，w d —分别为管道（含保温层）内外径mi λ—管道各层材料的导热系数C m w ο⋅/（金属的导热系数很高，自身热阻很小，可以忽略不计）。
i d —管道各层材料到管道中心的距离m2.1内表面换热系数的计算根据H.Hansen 的研究结果，管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算：42.075.0Pr)180(Re037.0-≈=λnn n d a NPr 为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得： 90摄氏度时Pr=1.95;在75摄氏度时Pr=2.38;2.2外表面换热系数的计算由于采用为直埋方式，管道对土壤的换热系数有：]1)2(2ln[22-+=wt wtw tw d h d h d a λ式中：t λ—管道埋设处的导热系数。
t h —管道中心到地面的距离。
3.假设条件：A. 管道材料为碳钢（%5.1≈w ）B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于36.7C m w ο⋅/ C.土壤的导热系数t λ=0.6C m w ο⋅/ D. 由于本文涉及到的最大管径为0.6m ，所以取t h =1.8mE.保温材料为：聚氨酯，取λ=0.03Cmwο⋅/F. 保温层外包皮材料是：PVC，取λ=0.042Cmwο⋅/G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小，可以忽略不计。
供热管道压力调整对管损计量的影响
| 发展与创新 | Development and Innovation·228·2019年第11期供热管道压力调整对管损计量的影响祝成智，梁子元（石家庄华电供热集团有限公司，河北 石家庄 050041）摘 要：在实际工作中，蒸汽管网管损测量存着准确性低、受外部影响大等问题。
文章从压力波动入手，重点分析了压力调整工况下对管损计量的影响，分析了管损计量偏差大的核心因素。
关键词：蒸汽管道；压力；管损中图分类号：TM621.4 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2019）11-0228-02作者简介：祝成智（1972—），男，工程师，研究方向：供热运行；梁子元（1987—），男，工程师，研究方向：供热运行。
随着国家深入改革的推进，如何实现能源高效利用成为传统能源产业亟需解决的难题。
目前，我国仍以集中采暖为主，但各企业蒸汽管网的输送和利用效率存着很大区别。
受到表计准确性、管理水平、规划设计的合理性、蒸汽用户对凝结水的回收情况等多方面因素影响，蒸汽管网系统管损存着很大差异，在能源价格日益上涨，环保压力逐年增加，供热成本逐年递增的今天，企业如何更准确地测算管损，指导经济运行显得尤为重要。
文章就石家庄某供热企业汽网管损情况分析如下。
1 管损定义及初步分析蒸汽供热管损率是指供热出口的供热量与各用户入口的用热量总和的差值在供热出口的供热量中所占的比例。
企业生产实践中表现为支路的关口表与支路上各用户的流量计之和之间的差值占总流量的比例，在实际生产中的管损与表计准确性有直接关系。
实际生产中管损的来源一般有以下几方面：（1）沿程损失。
即运输过程中由管道内外温差引起的热量损失。
（2）管道内蒸汽的状态变化。
管道内蒸汽的压力和温度随着管线距离的增加逐渐降低，使水蒸气在局部管段发生液化，影响计量的准确性。
（3）计量仪表存在漏洞和局限性。
如流量过小不启表、安装工况与设计工况不符或者其他人为手段干预计量等，导致计量不准确。
浅谈热力管网蒸汽输送减少管道损耗的方法
浅谈热力管网蒸汽输送减少管道损耗的方法马宝超摘㊀要:蒸汽作为医药㊁材料等行业生产的必备能源ꎬ是规划工业园区的过程中务必考虑的市政配套因素ꎮ但蒸汽不同于水㊁电㊁燃气ꎬ其在输送过程中极易产生凝水ꎬ使热源点输送出的蒸汽量与到达热用户的蒸汽量存在差值ꎬ即为管道损耗ꎮ损耗的蒸汽量与热源点送出的蒸汽量的比率即为管损率ꎮ文章论述降低管损的方法与措施ꎮ关键词:热力管网ꎻ蒸汽输送ꎻ减少管道损耗ꎻ方法ꎻ分析一㊁热源点供热参数对管损的影响(一)机械能损耗机械能损耗即压力损耗ꎬ决定了蒸汽可输送的距离及范围ꎮ分析影响压力损耗的参数ꎬ选用«流体输配管网»４.２４章节室外蒸汽管网水力计算的公式:Ｒｍ＝６.８８ˑ１０－３Ｋ０.２５Ｇ２ｔρｓｈｄ５.２５(１)式(１)中ꎬＲｍ为每米管长的沿程压力损失(比摩阻)ꎬＰａꎻＫ为蒸汽管道的当量绝对粗糙度ꎬ取０.２ｍｍꎻＧｔ为管段的蒸汽质量流量ꎬｔ/ｈꎻρｓｈ为管段中蒸汽的密度ꎬｋｇ/ｍ３ꎻｄ为管道的内径ꎬｍꎮ对整段管道近似求压力损失ꎬ即:Ｒ总＝６.８８ˑ１０－３Ｋ０.２５Ｇ２ｔρｓｈｄ５.２５Ｌ(２)式(２)中ꎬＲ总为总阻力ꎬＰａꎻＬ为管道长度ꎬｍꎮ公式分析:具体参数如Ｋ值及ρｓｈ值在计算中需根据实际情况进行修正ꎬ修正计算过程较复杂ꎮ以此公式数据关系即可推断出:①比摩阻Ｒｍ与管径ｄ成反比ꎬ管径越细ꎬ比摩阻越高ꎮ②比摩阻Ｒｍ与管段内质量流量Ｇｔ成正比ꎬ质量流量越高ꎬ流速越快ꎬ比摩阻越高ꎮ③比摩阻Ｒｍ与蒸汽密度ρｓｈ成反比ꎮ在长距离输送中ꎬ饱和蒸汽介质内含有一定的凝水ꎬ其参数参照«工程热力学»附表２ 饱和水与饱和水蒸气表 即可确定ꎮ④总阻力Ｒ总还与输送距离Ｌ有关ꎬ距离越长ꎬＲ总越大ꎮ(二)热能损耗热能损耗决定了蒸汽在输送过程中凝水的比例ꎬ也直接决定了热电厂供汽量与热用户用汽量的差值ꎮ热能损失的因素与硬件设施相关ꎬ采用«化工工艺设计手册»中关于供热管道热损失的公式进行分析:ΔＱ总＝Ｓ全管道表面积ΔＱ单位表面积热损(３)ΔＱ单位表面积热损＝Ｔ０－ＴａＤ１２λｌｎＤ１Ｄ０＋１αｓ(４)式(３)~(４)中ꎬΔＱ总为总的热损失量ꎬＷꎻＳ全管道表面积为全管道表面积ꎬｍ２ꎻΔＱ单位表面积热损为单位表面积热损失量ꎬＷꎻＴ０为管道外表面温度ꎬ取蒸汽介质输送温度ꎬħꎻＴａ为环境温度ꎬħꎻＤ１为管道保温外径ꎬｍꎻλ为保温材料导热率ꎬＷ/(ｍ ħ)ꎻＤ０为管道外径ꎬｍꎻαｓ为保温层表面至周围空气间的总给热系数ꎬＷ/(ｍ２ ħ)ꎮ因此有:ΔＱ总＝πＤ１(Ｔ０－Ｔａ)Ｄ１２λｌｎＤ１Ｄ０＋１αｓ(５)式(５)中ꎬＴ０为长距离输送管道外表面温度的平均值ꎬħꎮ其中ꎬ保温材料等硬件设施的材质㊁厚度㊁导热率以及环境因素都对计算结果有影响ꎬ变量较多ꎬ尤其是环境因素ꎬ属于不可控因素ꎮ由此可以判断出:①热损失量ΔＱ单位表面积热损与管道保温外径Ｄ１成反比ꎻ②热损失量ΔＱ单位表面积热损与管道外径Ｄ０成正比ꎻ③总热损失量ΔＱ总与输送距离Ｌ成正比ꎻ④热损失量ΔＱ单位表面积热损与蒸汽介质输送温度Ｔ０成正比ꎮ当管道建成后ꎬ公式中可控参数只有Ｔ０ꎬ但Ｔ０随着供热距离增加不断地变化(Ｔ０＝ｆ(Ｌ))ꎮ为简化计算ꎬ在式(５)中取平均值代入ꎬ并倒推复核计算结果ꎮ二㊁热用户用热参数对管损的影响(一)用汽量的影响分析①用汽量对机械能的影响ꎮ根据上述计算和推论结果ꎬ流量越高ꎬ比摩阻越高ꎬ管道压降越大ꎬ机械能损失越大ꎬ越不利于长距离输送ꎮ②用汽量对热能的影响ꎮ根据上述公式(５)ꎬ在蒸汽介质温度一定㊁管线各项硬件设施条件一定的情况下ꎬ同样长度的管线其热量损耗为定值ꎬ与用汽量无关ꎬ则热用户用汽量的热值只要大于管线热量损耗值ꎬ理论上即可供应ꎬ但与用户末端蒸汽的含水量有关ꎮ③用汽量对管损率的影响ꎮ当管线内蒸汽介质温度恒定时ꎬ其热量损耗为定值ꎬ即用汽量越高ꎬ热量损耗占供热量的比例越低ꎮ(二)针对热用户用汽量的优化方法１.蒸汽吸收式溴化锂机组蒸汽吸收式溴化锂机组使用溴化锂吸收式制冷循环ꎬ以蒸汽作为高温热源催动溶液循环ꎬ实现在夏季 以热制冷 ꎮ经综合经济测算后ꎬ蒸汽吸收式溴化锂机组并不一定比传统以电为主要能源的空调更经济实惠ꎮ２.阶梯汽价模式热力公司可根据自身汽价㊁运营收益以及热用户的组成结构进行测算ꎮ阶梯汽价需关注的指标主要有两方面:①设身处地为热用户考虑ꎬ在用汽量增加的情况下可以降低蒸汽价格ꎬ并根据其厂房㊁办公楼的适用模式尝试推荐使用蒸汽吸收式溴化锂机组ꎬ达到夏季补足用汽量的目的ꎻ关键在于结合当地电价测算后ꎬ热用户整体投资将优于传统电空调及传统冬夏两季用汽模式ꎬ以吸引其采纳该方案ꎮ②深入测算自身热网运行规律及经济性ꎬ保证在汽价让利而增加其夏季用汽量的情形下ꎬ自身全年管损率下降ꎬ整体经济效益提升ꎬ从而达到双赢ꎮ三㊁热网系统规划供热系统的整体规划优化也对降低管损起着决定性的作用ꎮ规划的核心理念在于将稳定高用汽量企业置于最末端ꎬ且降低主干管的绕行度ꎮ热网系统规划的目的有四:①保障运行安全ꎮ稳定高用汽量企业置于最末端时ꎬ根据上述分析结果ꎬ全干管内的凝水量与蒸汽量的比率将会控制在较小的区间内ꎬ有效保证全线稳定运行ꎬ不易发生水击ꎮ②保障经济效益ꎮ根据上述分析结果ꎬ全线损耗的蒸汽量相较末端企业稳定使用的蒸汽量很少时ꎬ全线管损率较低ꎬ整体经济效益较高ꎮ③便于管径设计ꎮ稳定高用汽量企业置于最末端时ꎬ可以依照末端企业最大用汽量计算所需管径ꎬ即干管管径ꎬ中途所需变径较少ꎮ四㊁结语对施工前㊁施工中㊁施工后全时段过程进行控制ꎬ以降低管损㊁提高经济效益㊁保障管道安全运行为目的ꎬ注重细节ꎬ把基础的工作做实做细ꎬ巧妙结合理论知识开展商业洽谈工作ꎬ这样才能争取热用户与热力管网运营公司的双赢ꎬ才能使热力之树常青ꎮ参考文献:[１]王冰.蒸汽热力管网系统节能优化[Ｊ].化工设计通讯ꎬ２０１７ꎬ４３(１):１４３＋１５０.[２]李建军.试论热力管网安全管理工作[Ｊ].建材与装饰ꎬ２０１７(３):２０２－２０３.作者简介:马宝超ꎬ男ꎬ辽宁省鞍山市ꎬ研究方向:煤气热力ꎮ４５１。
地面注蒸汽管线压降的影响因素
地面注蒸汽管线压降的影响因素郭会丽河南油田设计院【摘要】摘要：注汽管线的压降比较大，影响因素比较多，主要有注汽流量、管径、环境温度、保温层材料及厚度等。
从管径对蒸汽参数的影响情况来看，应尽可能地采用大管径注汽；在注汽流量等其他条件不变的情况下，管径越大，管线压力损失就越小。
保温层材料及厚度主要影响管线的热损失，通过影响干度进而对压力产生一定的影响。
在管径优化过程中，根据河南油田现场运行经验，在压降方面投入的运行费用每年1～3万元比较经济。
河南油田实践表明：对不同的管径，最佳保温厚度可在80～100mm之间选取。
【期刊名称】油气田地面工程【年(卷),期】2012(031)003【总页数】2【关键词】注汽管线；压降；管径；流量；保温层厚度注汽管线的压降比较大，影响因素比较多，主要有注汽流量、管径、环境温度、保温层材料及厚度等。
分析各因素对注汽管线的压降影响的程度，总结出各因素对注汽管线压降影响的规律，从而得出降低蒸汽管线压降的优化方案，对于油田注蒸汽开发稠油的方案设计、工艺参数优化和技术经济性有着十分重要的作用与意义。
1 摩阻压降计算公式的选取摩阻压降的准确计算是地面管线水力计算的关键，由于湿蒸汽两相流动的复杂性，尽管有许多计算两相流摩阻压降的关系式，但用于高温、高压的湿蒸汽在管内的向下流动，目前还没有得到公认的关系式。
在忽略热力学影响的情况下，由《稠油集输及注蒸汽系统设计规范》中推荐的两种方法选其中一种计算摩阻压降。
两相流摩擦阻力计算方法与公式有两种：公式（一）为式中Δp为沿程阻力（kPa）；D1为管线内径（m）；G为介质质量流量（kg/s）；L为管线长度（m）；V n为介质平均比容（m3/kg）。
公式（二）为式中ρω 为介质的质量流量（kg/（cm2·s））；v g为蒸汽的平均比容（m3/kg）；v l为水的平均比容（m3/kg）；x为蒸汽的平均干度；λ为摩擦阻力系数；D1为管内径（m）；K 0为管子的绝对粗糙度（m）；ψ为修正系数。
供热系统中的管网压降及影响因素分析
供热系统中的管网压降及影响因素分析供热系统的管网压降是一个十分重要的问题，不仅对供热系统的运行稳定性和能耗效率有影响，而且还直接关系到用户的舒适度和安全性。
因此，在供热系统的设计、运行和维护中，管网压降问题需要得到充分的重视和处理。
一、管网压降的定义和计算方法管网压降是指流体由高压区域经过管道输送到低压区域时，由于阻力和能量损失等因素所造成的压力降低。
在供热系统中，管网压降的大小直接影响着热水的流速、温度和压力等参数，从而影响着系统的运行效率和稳定性。
根据流体力学公式，可以计算出流体在管道内的压力损失，从而得出管网的压降值。
常用的计算方法有：达西公式、弗朗西斯公式、克里琴科公式等。
其中，达西公式是最常用的计算方法之一，其公式为：ΔP = f × （L/D） × (v^2/2g)其中，ΔP为管网压降（Pa），f为摩阻系数，L为管道长度（m），D为管道内径（m），v为流速（m/s），g为重力加速度（m/s^2）。
二、影响管网压降的因素1. 管道材质和管径：管道材质和管径是影响流体阻力的关键因素。
通常情况下，粗壁、光滑的管道能够降低流体阻力，从而减小管网压降。
2. 流体属性：流体的黏度、密度和流速等参数都会影响流体的阻力和流动特性，从而影响管网压降。
3. 管道长度和形状：管道长度越长，管道之间的阻力就越大，从而导致管网压降增大。
同时，曲线等异形管道也会影响管道的阻力和流动特性，从而增大管网压降。
4. 管道布局和设备配置：管道布局的疏密和设备配置的合理性都会影响管网的流动特性和阻力，从而增大或减小管网压降。
三、管网压降对供热系统的影响管网压降的大小直接影响着供热系统的运行效率、稳定性和能耗水平。
具体表现如下：1. 影响供水温度和压力：管网压降过大会导致供水温度和压力降低，从而使用户感到不舒适。
2. 损失能源和增加运行成本：管网压降会导致流体能量损失增大，从而造成供热系统能源浪费和运行成本增加。
蒸汽供热管网凝结水损失的影响因素及其分析
从热源供出的高温高压蒸汽 (一般均在 016
M Pa、250℃以上 )经供热管道送至用热单位 ,在沿 途由于温降 、压降而出现凝结现象及跑冒滴漏 ,蒸 汽流量在热源出口和管线末端之差较大 ,特别是 在非采暖季可高达 50%以上 ,热源只能加大供汽 量以保证末端用户的要求 。蒸汽在流动过程中 , 除沿途各用户实际计量用汽量外 ,其余视为因散
0 引 言
蒸汽作为集中供热系统的热媒 ,可以同时解 决采暖 、工业 、医院 、洗浴等不同用户的用热问题 , 应用极为普遍 。但蒸汽在供热管道流动过程中由 于压降 、散热发生相态变化 ,会引起蒸汽供热管道 的沿途凝结水损失和热量损失 [ 1 ] ,甚至造成到达 末端用户的蒸汽压力 、温度 、流量等参数不能满足 要求 。供热管网的能量损失会降低蒸汽热能的利 用效率 ,不能达到企业节能的目的 ,因此有效分析 蒸汽在供热管道流动过程中的能量损失极为重要 。 本文针对这一问题通过对山东地区某热电厂蒸汽 供热管网运行现状的调研进行分析 。
实用节能技术
S质
M损 =
M供
×100 %
(2)
在工业 、采暖以及工业和采暖合用管道中 ,蒸
汽的质量损失均较大 ,特别是对于工业和采暖合
用管道在非采暖季的管网凝水损失最为严重 。本
文选取热电厂两条工业和采暖合用的蒸汽管道为
调查对象 ,分别对采暖季 、非采暖季的蒸汽管网质
量损失率进行分析 。表 1为所选两条蒸汽管线的
蒸汽供热管网运行时 ,伴随着凝结水的产生
会有大量的热量损失 ,特别是在非采暖季更为突
出 ,这与蒸汽管网供热参数 、沿途负荷 、供热半径 、
保温效果有关 ,其热损失的计算方法如下 。
供热蒸汽管道温降的影响因素浅析
供热蒸汽管道温降的影响因素浅析摘要：热电联产集中供热已成为公认的节能减排技术。
文章分析了影响供热蒸汽管道温降的主要因素，对蒸汽温降过大而导致用户端温度过低的问题提出了解决方法。
关键词：蒸汽管道；温降；影响因素为了满足周边企业不断增长的热需求，广州南沙某热电厂新建了2×DN600的供热管道，主管长约5 km。
蒸汽正常初始参数为1.3 MPa，310℃。
4月份投运后，业主向设计单位反映，蒸汽温降过大，输送到用户时，已经为湿饱和状态，不能满足用户需求。
电厂供汽参数约为1.3 MPa，310℃，流量20～30 t/h，用户暂只有1家，输送距离约3 km，其余热用户还未接通。
管道采用低架空敷设，个别段采用地埋管道。
保温采用硅酸盐材料，管道原设计保温层厚度为150 mm，后来施工时，业主将保温厚度加到200 mm，保温层结构外表面温度下降大约5℃。
为了检查保温材料安装情况，业主沿途撕开了几处保温结构，发现保温厚度基本达到要求，镀锌铁皮外表面温度大约40℃。
1 计算过程分析管道保温结构外表面散热是引起管道内蒸汽温度下降的原因，单位质量蒸汽的散热量直接决定了蒸汽的温降量，而在流量一定的情况下，初始温度又是决定终点温度的关键因素。
计算分析过程如下：首先计算保温结构外表面传热系数，保温结构外表面的传热系数为保护层辐射传热系数与对流传热系数之和。
式中：a为保温结构外表面传热系数，W/m2·K；ac为辐射传热系数，W/m2·K；an为对流传热系数，W/m2·K；w为室外风速，广州年平均风速度2.2 m/s；南沙区可取2.4 m/s；D1为保温层外径，1 026 mm；ε为保护层材料黑度，镀锌铁皮可取0.25；ts为保护层外表面温度，40℃；ta为室外环境温度，20℃。
计算出传热系数后，就可以计算出管道上的散热量，根据蒸汽流量，可以计算出单位蒸汽的焓降，其计算关系如下：式中：Q为管道保温结构外表面散热量，W；L为管道长度，3 000 m；△h 为蒸汽焓降，kj/kg；q为蒸汽流量，kg/s。
降低蒸汽管网热损失的措施研究
降低蒸汽管网热损失的措施研究发布时间：2023-03-28T08:06:19.074Z 来源：《中国科技信息》2023年第1月第1期作者：聂玉婷甘琦业[导读] 结合蒸汽管网运行现状，从运行安全和节能的角度亟待对管网运行管理加大蒸汽管网巡查力度，消除管网运行潜在隐患；加强阀门运行管理；强化现场巡检规范管理，促进蒸汽管网管理的现代化建设等方面就如何加强蒸汽管网的运行管理进行了深入的探讨。
聂玉婷甘琦业金川集团股份有限公司甘肃省金昌市 737100摘要：结合蒸汽管网运行现状，从运行安全和节能的角度亟待对管网运行管理加大蒸汽管网巡查力度，消除管网运行潜在隐患；加强阀门运行管理；强化现场巡检规范管理，促进蒸汽管网管理的现代化建设等方面就如何加强蒸汽管网的运行管理进行了深入的探讨。
关键词：蒸汽管网节能保温技术分质分区热网平衡蒸汽为企业的生产提供了充足的能源，它是一个庞大且复杂的系统，蒸汽管网是火电企业基础设施中较为重要的组成部分，它是生产系统赖以生存和实现可持续性发展的“血管”也是企业的“生命线”。
随着公司不断的发展壮大，经营形式向好的情形下，项目建设也取得了突飞猛进的迅速发展，规模在日益扩大，化工、冶金生产系统高度集中，这无疑给蒸汽管网的运行管理提出了越来越高的要求。
近年来企业对环保节能的需求不断增强，越来越多的生产及生活区域开始进行集中供热，大直径、长距离的蒸汽管网得到了广泛的应用。
1 影响蒸汽管网热损失的原因分析1.1蒸汽管网保温效果的影响蒸汽管道经过多年不断建设完善，形成多管径、长距离管网系统，而作为蒸汽主要载体的蒸汽管网，近年来随着部分热力管道使用年限长，保温工艺老旧、效果差，直接影响蒸汽品质以及系统热能利用效率。
1.2 蒸汽供需不匹配的影响用户产业优化改造引起的蒸汽供需不匹配问题突出，且区域供热保障能力有待提升。
一是厂区部分用户端热负荷变化形成大管径小流量现象，造成蒸汽计量不准、热损大。
二是热网存在分配不均输送不畅，用户需求与压力设计不符，长距离输送后造成热源侧压力居高，热负荷侧压力不足，形成一定压降后导致蒸汽凝结水量增大。
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为经济评价提供更为准确的参考。
关 键词 ： 热损 失 ； 传热 系数 ； 局部 压强 ； 龙格 库塔 法
中图分类号 ： ３ 文献标 识码 ： 文章编号 ：Ｏ４ ７６２ １）４ Ｏ８— ０ ＴＥ ５ Ａ １０—５ １（００Ｏ一 ０ ２ ３
２１ ００年第 ４ 期
西 部探矿 工程 Ｂ ＝１ ５丁ｉ １＝ ＋３ Ｏ ＝
８ ３ （３ １）
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ＡＤ — Ｂ Ｅ
ｄ ．一 ２ｃ Ｏ ７ Ｒ咖１
管径突增 、 管径突减、 闸阀、 球阀和控制 阀的 Ｂ 分 至此 ， 方程组中还有导热项需要计算， 总传热方程
（ ～ ） Ｚ Ｔｒ ｄ （ ４ １）
其：一 ， 嚣 等 ， 为 中 ＋ Ｂ ＋ 塞ｃ ： Ａ 一 一
ｆｕ ｍ
，
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方程组中蒸汽状态参数都是压力 Ｐ的函数， 可通
过 已有 多项式经 验公式计 算 ； 。 偏微分倒 数项 可以通过
。
压力域分段线性插值计算 ； 管线轨迹可通过不同点的坐 标线性插值计算 ； 由于两相管流存在滑脱效应 ， 因此采 用 Ｂ Ｂ方法 分流态计算混合密度和比容。 － 为了 各种阀门， 弯头等特殊结构对压力分布的
８ ２
西 部探矿工程
２１ ００年第 ４ 期
局 部压 降对 注蒸 汽 管线热 损 失 的影 响
张俊 良 ， 任 阳 ， 潇 朱 江 肖 ，
（． 南油气 田分公 司川 东北 气矿 ， １西 四川 达 州 ６５０ ； ． ３００ ２ 吐哈 井下技 术作 业公 司， 新疆 鄯善 ８８０ ） ３２０ 摘 要 ： 油热 采时 ， 稠 注入 蒸汽在进入 井 筒前要 经过较 长 一段 地 面 管线 ， 这段 距 离的热 损 失计 算对 于
Ｄ 等 Ｅ 。 一＋ ， ｕ —２
若管线架空铺设时， 总传热系数为 ：
一
初始条 件 ： 给定 Ｐ ＧＬ（ 炉 出 口压力 ）ＸＧＬ（ 炉 锅 、 锅 出 口干度 ）ＡＩ 锅炉 出 口流量 ） 、 Ｇ（ 。
ｆ．—甏） ｎ —ｌ 一一ｌ １ ｎ （ 十 十 慧） （ 一
连续方 程（ 等截面 ） ：
： ：＝
Ｇ Ａ
（） ４
蒸汽的焓和比容是蒸汽压力和干度的函数， 而压力
（） １
甜
和蒸 汽干度 又可看做 是沿流线方 向 ２ 的函数 ， 因此 可 以 展开 能量平衡 方程和 动量平衡方 程 ， 得到如下 的微分方
程组 ：
能量平衡 方程 ：
ｄ — ｇｓｎ ｄ ＋ ＋ ｕ ｕ Ｑ ｉ０ Ｚ ｄ （） ２
准确计算 注入 蒸汽到达 目标层 时的状态 十分重要 ， 以往 的计算 方法集 中在 隔热层 效果评 价上 ， 立的 建 模型 时均考虑 管线为管径 不 变的直线 ， 这与 实际情 况并 不符合 。建 立的地 面管线 热损 失模 型从 质量
和能量守恒方程 出发， 综合考虑了地面管线的弯曲起伏 ， 汽液两相混合流动的滑脱效应， 蒸汽通过各
取如 图 １ 的微元段 ， 沿流线 ｚ 建立 方程 ， 终 与流 始 体速度方 向相同 。通过 能量和质 量守恒方程 进行分 析 。
辅助方 程为 ：
ｉ 一 ～ ｕ Ａ
—
动量 平衡方程 ：
一
ｄ ｐ— ｇｓｎ ｄ ＋ ｄ ｉ０ ／ ＋
ｄ ｌ
（） ３
两相流体（ 蒸汽和水） 流动基本方程如下 ：
库塔法嘲数值求解每个节点上的蒸汽状态， 从而得到
上述方程中各导热项热阻均可直接计算， 换热项热
首先计算单相液体局部压强损失：
在 管径突变情 况下 ：
阻可参考相关文献的方法［ 。 ５ ］
卸一 萼
为局部 阻力 系数 ， 与管线结 构有关 。 值
管径 扩大 ：
一
（ ６ ）
一
至此 ， 程组 （） 方 ５中没有 了未知项 ， 可采用 四阶龙 格
压降损失的热损失模型 ， 并验证了特殊管线结构对蒸汽 状态的影响 。得到的模型如稍做修改， 也可用于计算管
输 天然气的状态 。 １ 数学模型 的建立及 求解
Ｐ川
，
Ｘ ．１ ．
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建立模型要考 虑 的基本假 设如 下 ：
图 １ 倾 斜 管 段微 元
管线截面为标准同心圆形（ 外圆为隔热套管外壁） ； 只考虑径向传热 ； 沿线温度下降不大的情况下， 隔热层 的导热系数变化不大， 定为常数。
我国稠油资源分布很广， 量丰富， 储 在能源形势 日 趋紧张的现状下 ， 提高稠油油藏的开发水平意义重大 。
经过 验证 ， 注蒸 汽热采是开 发稠油 的有效方 法 。影 响此
方法开采效果的关键是井底蒸汽状态， 精确地计算注入
蒸汽流经地 面管线 时状态 的改变 ， 能为准确评 价注蒸 才 汽效果 打好 基础 。以往 的研 究成 果 主要 集 中在蒸 汽和 热水 的两 相流 导热计 算 以及 隔热 层效 果评 价 上＿］而 １， 少有考虑实 际管线 复杂 多 变对 热损 失 的影 响 。在 前 人 的基础上 ， 建立 了考虑蒸 汽经过特 殊管线结 构时 的局部