长输管道真空干燥抽气时间计算
天然气长输管道干燥技术
天然气长输管道干燥技术摘要：在天然气长距离运输的过程中，为了确保运输的安全和稳定，需要重视对管道进行一些处理，比如要进行有效的干燥处理，否则会出现管道堵塞、腐蚀等问题，只有采取有效的干燥技术，才能确保天然气的正常运输，因此需要进行这方面的重点研究。
本文围绕天然气长输管道的干燥处理，重点介绍了目前常用的干燥剂法、流动气体蒸发法（包括干空气干燥法、氮气干燥法、天然气干燥法）和真空干燥法的基本原理和优缺点，以供相关人员参考。
关键词：天然气；长输管道；干燥技术引言如果天然气管道中含有水，则液态的水就有可能与天然气中的少量酸性气体生成酸性物质，腐蚀管道内壁，影响管道系统使用寿命及其可靠性，同时可能形成天然气水合物或造成冰堵，使管道堵塞，影响管道安全运行。
因此，为了避免这些问题的产生，在投产前必须对管道进行干燥，相关人员需要对天然气长输管道干燥技术进行研究和掌握，依据实际情况，选择运用合适的干燥技术方法，从而达到良好的干燥效果，保障天然气运输的安全和稳定。
1 国内外管道干燥技术发展状况国外天然气长输管道干燥技术起步很早，发展迅速，干燥方法多样。
目前，国外天然气长输管道常用的干燥方法有干燥剂法、流动气体蒸发法(包括干空气干燥法、氮气干燥法、天然气干燥法)、真空法。
由于以往对天然气长输管道内液态水的水蒸气危害认识不够，20世纪90年代以前建成的天然气长输管道在投产之前不直接进行干燥。
随着长输管道建设水平的提高，以及大口径、高压、大排量天然气长输管道的发展，业界才开始认识到干燥的必要性，所以对于天然气长输管道干燥技术有待进一步的创新探索。
2 天然气长输管道干燥技术方法2.1干燥剂法干燥剂干燥法一般采用甲醇、乙二醇或三甘醇作为干燥剂，干燥剂和水可以任意比例互溶，所形成的溶液中水的蒸汽压大大降低，从而达到干燥的目的。
残留在管道中的干燥剂同时又是水合物的抑制剂，能抑制水合物的形成。
在实际应用过程中，采用天然气或N作为推动力，在2个清管器间夹带一定体积的干燥剂，从而达到彻底干燥的目的，这种方法就是国外常用的两球法。
浅析超长距离天然气管道的干燥_王笑月
浅析超长距离天然气管道的干燥王笑月 徐峰(大庆油田建设集团工程设计研究院)华晶(大庆油田建设集团管道公司)11管道干燥法目前,天然气长输管道常用的干燥方法有:(1)干燥剂法。
干燥剂法一般用甲醇、乙二醇或三甘醇作为干燥剂,干燥剂和水可以任意比例互溶,所形成的溶液中水的蒸汽压大大降低,从而达到干燥的目的。
残留在管道内的干燥剂同时又是水合物抑制剂,能抑制水合物的形成。
在实际应用过程中,由于乙二醇和三甘醇的价格费用较高,故一般选用甲醇作为干燥剂。
甲醇干燥法可采用天然气或氮气作为推动力,在两个清管器间夹带一定体积的甲醇,形成一定的甲醇浓度梯度,从而达到彻底脱水干燥的目的,这就是国外常用的两球法。
在两球法的基础上,又发展了三球法。
与两球法相比,三球法能使残留在管内壁上的液膜中甲醇浓度高于两球法,且甲醇损耗量小于两球法。
(2)流动气体蒸发法。
流动气体蒸发法的原理是利用流动的干燥气体在管道里与残留在管内壁及低洼处的水接触后使水蒸发,进而达到干燥的目的。
这种气体可以是干燥的空气、氮气或天然气,所以流动气体蒸发法又可以分为干空气干燥法、氮气干燥法和天然气干燥法。
(3)真空干燥法。
真空干燥法是在控制条件下应用真空泵通过减小管内压力而除去管内自由水的方法。
其原理是创造与管内温度相应的真空压力,以使附着在管内壁上的水分沸腾汽化。
(4)干空气干燥法。
早在20世纪80年代初就被国外所采用,世界各地的各种类型天然气长输管道都有采用该法进行干燥的实例,并且一直沿用至今。
我国天然气长输管道干燥技术起步较晚,现今的技术水平还很低。
由于对天然气长输管道内液态水和水蒸气的危害一直没有足够的认识,20世纪90年代以前建成的天然气长输管道,投产前是不进行干燥处理的。
90年代以后,随着天然气长输管道建设水平的提高,国内开始逐渐认识到干燥的必要性,并对几条重要的管道进行了干燥处理。
干空气干燥法之所以被人们广泛采用,是因为它有以下优点:①空气来源广,不受地区的限制;②废气可任意排放,无毒、无味、不燃、不爆,无安全隐患;③干燥成本低;④施工工期短,可实现连续地监控;⑤受管道直径、长度的影响相对小;⑥易与水压试验相衔接;⑦干燥效果均匀一致,露点可达到-25℃以下。
长输天然气管道干空气干燥最优长度优化计算
（ ． 都体 育学 院 ，ｍ）ｌ成都 ６０４ ； ２ Ｉ成 ￣ｒ １０ １ ．辽河 油 田分公 司油 气集 输公 司 ，辽 宁 盘锦 １４ １ ２ ００）
摘
要 ：天然气管 道建成后 必须进行 水压试验 ，使管道 内含水量 较高 ，输气管道投产前存在 于管道 内壁和
管道低洼处的液态水对天然气有增湿作用 ，导致天然气露点在输气管道投产初期不能满足管输要求 。为此 ，投 产前需要对天然气管道进行干燥处理 。干空气干燥是 目前广泛采用 的干燥方式 ，通过建立以干燥 时间 、压缩机 费用 、干燥空气费用 和压缩 机运输安装费用为最小 的干燥最优 长度 数学模型的建立 ，并编制 了求解 的运算 ｃ ” 程序进行求解 ，为今后在管道干空气干燥提供理论依据 。 关 键 词 ： 管道 ； 数学模型 ； 干燥 ； 优化
Ｓ ＨＥＮ Ｌｏ ｇ－ｅ ， Ｙ ｎ ｚ Ａ０ Ｈｕａ ｗｅ２ — ｉ
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第４ Ｏ卷第 ４期 ２１ ０ １年 ４月
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长输天然气 管道 干空气 干燥最优 长度优化计算
ｉ ｈ ｉ ｅ ｉ ｅ Ｂｅ ｏ ｅ ｏ ｅ ａ ｉｎ ｏ ａ ｉ ｅ ｉ ｅ ｇ ｓｐ ｐ ｌ ｅ ｎ ｅ ｓｔ ｅｄ ｉｄ ｂ ｃ ｕ ｅ ｌ ｕ ｄ ｗａｅ ｎ ｔ ｅｐ ｐ ｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｐ ｌ ． ｆ ｒ ｐ ｒ ｔ ｆｇ ｓ ｐ ｌ ， ａ ｉ ｅｉ ｅ ｄ ｏ ｂ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｉ ｔｒｏ ｉ ｅ ｉｎ ｒ ｎ ｏ ｐ ｎ ｎ ｅ ｑ ｈ ｗａ ｌ ｎ ｔ ｏ ｌ ｉ ｇａ ｅ ｆｐ ｐ ａ ｕ ｄ ｆ ａ ｉｎ ｆ ｒｎ ｔ ｒ ｌ ａ ， ｉｈ ｃ ｎ ｒ ｓ ｌ ｉ ｅ ｒ ａ ｉ ｇ ｏ ａ ｒ ｌ ａ ｅ ｌ ａ ｄ ａ ｗ—ｙ ｎ ｒ ａｏ ｉ ｅ ｈ ｓｈ ｍｉ ｉ ｃ ｔ ｏ ａｕ ａ ｓ ｗｈ ｃ ａ ｕ ｔ ｎ ｄ ｃ ｅ ｓｎ ｆ ｔ ａ ｓｄ ｗ ｌ ｉ ｏ ｇ ｅ ｎｕ ｇ ｐ ｉｔ ｏ ｎ ｔ ｅ ｔ ｉ ｅ ｉ ｅｔａ ｓ ｏ ｔ ｔ ｎ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｓ Ｔ ｉ ｅ ｄ ｐ ｐ ｌｎ ｓ ｅｄ ｉｄ ｂ ｆ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ． ｈ ｒ ｉ ｇ ｏ ｎ ｏ ｅ ｐ ｌ ｎ ｐ ｒａ ｉ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ． ｏ ｔ ｓ ｎ ， ｉ ｅｉ ｅｍｕ ｔ ｒｅ ｅ ｏ ｅｏ ｅ ａ ｉ ｎ Ｔ ｅｄ ｙ ｎ ｔ ｍ ｐ ｎ ｒ ｏ ｈ ｂ ｍ ｅｈ ｄ ｗｉ ｒ ｉ ｉ ｏ ｔ ｏ ｔ ｄ ｙ ａ ｒ ｓａ ｃ ｍｍ ｏ ｒ ｉ ｇｍｅ ｈ ｄ ａ ｒ ｓ ｎ ． ｉ ｐ ｐ ｒ ｍ ａｈ ｍａ ｉ ａ ｄ ｌ ｆｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｐ ｐ ｌ ｅ ｈ ｎ ｄ ｙ ｎ ｔ ｏ ｔ ｅ ｅ ｔ ｎ ｔ ｓ ａ ｅ ， ｔ ｅ ｔｃ ｌｍｏ ｅ ｐ ｉ ａ ｉ ｉ ｅ ｉ ｐ Ｉ ｈ ｏ ｍｉ ｏ ｎ
真空系统抽气时间的计算
真空系统抽气时间的计算1．真空系统的抽气方程真空系统的任务就是抽除被抽容器中的各种气体。
我们可以把被抽容器中所产生的各种气体的流量称为真空系统的气体负荷。
那么真空系统的气体负荷究竟来自哪些方面呢或者说真空室内究竟有哪些气源呢?总起来说，可以归纳为下述几个方面：(1)被抽容器内原有的空间大气，若容器的容积为Vm3，抽气初始压强为P o Pa，则容器内原有的大气量为VP0Pa·m3；(2)被抽容器内一旦被抽空，暴露于真空下的各种材料构件的表面就将把原来在大气压下所吸收和吸附的气体解析出来，这部分气体来源我们称之为放气，单位时间内的放气流量可以用Q f Pa·m3／s来示；实验表明，材料表面单位时间内单位表面积的放气率q可以用式(27)的经验公式来计算。
真空室内暴露于真空下的构件表面，可能有多种材料。
所以总的表面放气流量Q f为式(49)。
(3)大气通过容器壁结构材料向真空室内渗透的气体流量，以Q s Pa·m3／s表示。
渗透的气流量即是大气通过容器壁结构材料扩散到容器中的气体流量。
气体的这种渗透是有选择性的，例如：氢只有分离为原子才能透过钯、铁、镍和铝；氢对钢的渗透将随钢中含碳量的增加而增加。
氦分子能透过玻璃。
氢、氮、氧和氩、氖、氦能透过透明的石英。
一切气体都能透过有机聚合物，如橡胶、塑料等。
但是所有的隋性气体都不能透过金属。
除了有选择性之外，渗透气流量Q s还与温度、气体的分压强有关。
在材料种类、温度和气体分压强确定时，渗透气流量Q s是个微小的定值。
(4)液体或固体蒸发的气体流量Q Z Pa·m3／s。
空气中水分或工艺中的液体在真空状态下蒸发出来，这是在低真空范围内常常发生的现象。
在高真空条件下，特别是在高温装置中，固体和液体都有一定的饱和蒸气压。
当温度一定时，材料的饱和蒸气压是一定的，因而蒸发的气流量也是个常量。
(5)大气通过各种真空密封的连接处，通过各种漏隙通道泄漏进入真空室的漏气流量Q L Pa·m3／s。
天然气长输管道干空气干燥技施工工法
天然气长输管道干空气干燥施工工法河北华北石油工程建设有限公司张宝林郭江波倪春江王凯黄长明0 前言长距离输气管道水压试验和清管后，管道内仍有少量水。
在投产前如果不进行干燥，不仅引发管道内壁和附属设备的腐蚀，使所输送的产品受到污染，而且更严重的是在一定压力和温度的作用下，天然气与水结合形成结晶状水合物。
在长期运行状态下，晶状水合物会越积越多，使管道截面积越来越小，摩擦阻力增大而引起输送效率的下降，最终会完全堵塞管道，形成冰堵。
国外天然气长输管道干燥技术起步较早，发展也较为迅速，但我国应用相对较晚。
90年代后，随着大口径、高压、大排量天然气长输管道的建设，逐渐认识到管道干燥的必要性，并对后期建成的大型输气管道进行了干燥处理。
天然气长输管线干燥方法的多种多样，且每种干燥方法又有其优缺点，见表0-1。
表0-1 各种干燥方法的对比表从上表可以看出，干空气法应用最多、最广。
干空气法的主要优点如下：1) 空气来源广，不受地区限制。
2) 空气无毒、无味、不燃、不爆，对环境无害，可以任意排放。
3) 既适用于陆地管道，也适用于海底管道。
4) 受管径、管道长度的影响相对最小。
5) 干燥成本低。
6) 易与管道建设和水压试验相衔接。
7) 干燥效果好，露点可达到-22℃以下。
我公司结合自身设备的技术特点，对干空气法管道干燥施工技术进行了研究，取得了较好的效果。
2006年2月，《大口径输气管道干燥工艺方法研究》获华北石油管理局度技术创新二等奖。
关于该项技术的论文在石油天然气安装技术中心站2006年会上被评为一等奖。
在此基础上，公司组织编制了《天然气长输管道干空气干燥施工工法》，先后在西气东输管道工程、陕京二线输气管道工程、马鞍山高压输气管道工程、西气东输冀宁联络线工程、淮武管道工程等项目中应用该项工法，累计干燥管道共计1028km，取得良好的效果。
1 工法特点本工法有如下特点：1) 本工法解决了使用多台小排量空压机作为空气源时，设备之间产生互相干扰而造成总排量下降的难题。
不同真空范围内的抽气时间计算
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
不同真空范围内的抽气时间计算
根据真空系统的使用目的而决定所需的真空度和抽气时间，然后选择
合适的真空泵。
本节介绍不同真空范围内的抽气时间计算。
1、大气压-低真空领域的抽气时间计算这里所指的低真空领域，是指真
空度在100 KPa 至0.2 KPa，低真空领域真空腔体和泵的连接管内，气体分子是黏性流时，抽气时间可以通过初期压强p1、到达压强p2、抽气速度S 和容积
V(含配管)来计算。
式中p1 初期压强(大气压)[Pa]；
p2 到达压强[Pa]；
t 抽气时间[min]；
V 容积[L]；
Se 实际抽气速度[L/min]。
考虑到导管和阀门的瓶颈效应，实际抽气速度大致可以估算为理论抽气
速度的80%。
2、中真空领域的抽气时间计算这里所指的高真空至超高真空领域，是指
真空度在200 Pa 至0.2Pa 之间，中真空领域导管内的气体分子，处于黏性流和分子流的中间状态，不能单纯地像低真空或下面第三章节讲解的高真空那样简
单地计算。
通常情况下，通过两种方式分别计算抽气时间，然后取计算值较大
的结果。
真空抽气要考虑的要素：
(1)到达真空度；
(2)抽气速度；。
真空常用计算公式
真空常用计算公式真空概念及真空计算公式1、真空的定义真空系统指低于该地区大气压的稀簿气体状态2、真空度处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。
真空度高表示真空度“好”的意思，真空度低表示真空度“差”的意思。
3、真空度单位通常用托（T orr）为单位，近年国际上取用帕（Pa）作为单位。
1托＝1/760大气压＝1毫米汞柱4、托与帕的转换1托＝133.322帕或1帕＝7.5×10-3托5、平均自由程作无规则热运动的气体粒子，相继两次碰撞所飞越的平均距离，用符号“λ”表示。
6、流量单位时间流过任意截面的气体量，符号用“Q”表示，单位为帕·升/秒（Pa·L/s）或托·升/秒（T orr·L/s）。
7、流导表示真空管道通过气体的能力。
单位为升/秒（L/s），在稳定状态下，管道流导等于管道流量除以管道两端压强差。
符号记作“U”。
U＝Q/(P2- P1)8、压力或压强气体分子作用于容器壁的单位面积上的力，用“P”表示。
9、标准大气压压强为每平方厘米101325达因的气压，符号：（Atm）。
10、极限真空真空容器经充分抽气后，稳定在某一真空度，此真空度称为极限真空。
通常真空容器须经12小时炼气，再经12小时抽真空，最后一个小时每隔10分钟测量一次，取其10次的平均值为极限真空值。
11、抽气速率在一定的压强和温度下，单位时间内由泵进气口处抽走的气体称为抽气速率，简称抽速。
即Sp＝Q/（P－P0）12、热偶真空计利用热电偶的电势与加热元件的温度有关，元件的温度又与气体的热传导有关的原理来测量真空度的真空计。
13、电离真空计（又收热阴极电离计）由筒状收集极，栅网和位于栅网中心的灯丝构成，筒状收集极在栅网外面。
热阴极发射电子电离气体分子，离子被收集极收集，根据收集的离子流大小来测量气体压强的真空计。
14、复合真空计由热偶真空计与热阴极电离真空计组成，测量范围从大气~10-5Pa。
真空系统抽气时间计算
真空系统抽气时间的计算1．真空系统的抽气方程真空系统的任务就是抽除被抽容器中的各种气体。
我们可以把被抽容器中所产生的各种气体的流量称为真空系统的气体负荷。
那么真空系统的气体负荷究竟来自哪些方面呢?或者说真空室内究竟有哪些气源呢?总起来说，可以归纳为下述几个方面：(1)被抽容器内原有的空间大气，若容器的容积为Vm 3，抽气初始压强为P o Pa ，则容器内原有的大气量为VP 0Pa·m 3；(2)被抽容器内一旦被抽空，暴露于真空下的各种材料构件的表面就将把原来在大气压下所吸收和吸附的气体解析出来，这部分气体来源我们称之为放气，单位时间内的放气流量可以用Q f Pa·m 3／s 来示；实验表明，材料表面单位时间内单位表面积的放气率q 可以用式(27)的经验公式来计算。
真空室内暴露于真空下的构件表面，可能有多种材料。
所以总的表面放气流量Q f 为式(49)。
(3)大气通过容器壁结构材料向真空室内渗透的气体流量，以Q s Pa·m 3／s 表示。
渗透的气流量即是大气通过容器壁结构材料扩散到容器中的气体流量。
气体的这种渗透是有选择性的，例如：氢只有分离为原子才能透过钯、铁、镍和铝；氢对钢的渗透将随钢中含碳量的增加而增加。
氦分子能透过玻璃。
氢、氮、氧和氩、氖、氦能透过透明的石英。
一切气体都能透过有机聚合物，如橡胶、塑料等。
但是所有的隋性气体都不能透过金属。
除了有选择性之外，渗透气流量Q s 还与温度、气体的分压强有关。
在材料种类、温度和气体分压强确定时，渗透气流量Q s 是个微小的定值。
(4)液体或固体蒸发的气体流量Q Z Pa·m 3／s 。
空气中水分或工艺中的液体在真空状态下蒸发出来，这是在低真空范围内常常发生的现象。
在高真空条件下，特别是在高温装置中，固体和液体都有一定的饱和蒸气压。
当温度一定时，材料的饱和蒸气压是一定的，因而蒸发的气流量也是个常量。
(5)大气通过各种真空密封的连接处，通过各种漏隙通道泄漏进入真空室的漏气流量Q L Pa·m 3／s 。
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热损失的计算模型，可以比较快捷地在线计算出各 个监控参数的改变对锅炉效率的综合影响程度，准 确找出造成能量损失的部位，使之运行更加合理。
参考文献
１，茹慧灵闫宝东：输油管道节能技术概论，石油工业出版社（北 京），２０００。 （收稿日期：２００５—１１—０３）
１．８Ｘ１０＂５（Ｎ・ｓ）／ｍｚ。
然后关闭放水用真空阀，开启真空泵，分别记录相应 位置的压力。
三、抽气时问计算公式
长输管道真空干燥的验收真空压力为１００
Ｐａ，
３、
泄漏检测
０００
采用静态升压检漏法，当泵端压力降到８ 直接用式（２），并将式（４）作为有效抽速代人式（２）。
Ｐａ时，关闭真空泵，停止时间为５ ｒａｉｎ，每个间隔＆
一１．６（Ｐａ・ｍ３／ｓ） 因真空室的漏气率在１０ｑ～１０ Ｐａ・ｍ３／ｓ范围 内，所以真空系统的密封性是合理的。 ４、抽气时间 （１）试验结果 ・除去泄漏检测用去的时间，真空泵将试验管段 抽至１００ Ｐａ所用的时间为３６ ｍｉｎ。从试验结果可 以看出在压力较低的区域，抽气时间明显变慢，这是 由于管道流阻随压力降低而变大所至。实际抽气时
Ｖ△Ｐ
１．７１３ ６Ｘ０．５６Ｘ１０２
Ｖ——长输管道的容积，ｍ３； Ｅｆ。（ｚ）＋厂，（ｚ一１）］／２——压降间隔在１ Ｐａ内的平
均抽速，ｍ３／ｓ。 式（５）中咒的步长为１，这样的精度能够满足工 程的要求，因为计算时已经基本考虑到有效抽速曲 线上的所有点。为了节省计算时间，步长可以适当 加大，但原则是要确保工程精度。
本文链接：/Periodical_yqcy200610009.aspx
综上所述，可得出以下结论。 （１）从图１可以看到，排烟热损失随着过量空气 系数的增大而升高，降低了热效率。 （２）排烟温度越高，烟气排人大气时带走的热量 就越多，排烟热损失也就越大，所以应该在不影响安 全运行的前提下降低排烟温度，必须注意炉膛的清 洁，要经常吹灰。 （３）通过偏差计算得到的变工况下加热炉排烟
ｒｌＬ
ｆｒ，、×生墨兰二；￡！兰！±＜！；』！兰！二兰垒兰！：±垒Ｑ墨』！兰！兰
（４）
ｋ＝７ｃｄ４／１２８
管道总长５０ ｍ，容积为１．７１３６ ｍ３；抽气真空泵选用 旋片式真空泵。 ２、初始阶段 真空计示值均归为约一个大气压１００
０００ Ｐａ，
式中ｄ——管道内径，ｍ； Ｌ——管道长度，ｍ； 叩——粘滞系数，在１０～４０＂Ｃ范围内可取
一、抽气时问的基本公式
当真空泵启动之后，真空系统即对被抽容器抽 气，此时，真空系统对容器的有效抽速若以Ｓ。表示，
对于一个设计、加工制造良好的真空系统，抽气 方程式（１）中的放气Ｑ，、渗气Ｑ，、漏气Ｑｆ和蒸气Ｑ： 的气流量都是微小的。 当大气压处在１００ Ｐａ的范围内，系统内的压强
×》ｏｅ叼ｅ帕《加《｝＿争ｏｅ＿ｏ《Ｋ—言帕专．ｏ专．ｏ《ＫＨ》ｏ专．ｏ电叼《×Ｈ争ｏｅ．ｏｅ．ｏ《ＭＨ争ｏｅ日．Ｅ地毛岣《×Ｈ争ｏｅ＿ｏ喀吣喀吣喀吣ｅ．ｃ喀Ｋ嵋》ｏｅ幛ｏｅ叼《×Ｈ争ｏｅ叼喀叼．号ＫＨ争ｏｅ吣ｅ．ｏ号．ｏ毛吣ｅ叼《吣・ｅ（
容器中的压力以Ｐ表示，则单位时间内系统所排出 的气体流量即为Ｓ。Ｐ。容器中的压强变化率为 ｄＰ／ｄｔ。根据动态平衡，可列出容器内的气体减少量 方程式：
一ｐ
Ｖ景一一Ｓ。Ｐ＋Ｑ，＋Ｑ：＋Ｑｚ＋Ｑ。
Ｕ‘
（１）
式（１）称为真空系统抽气方程。式（１）中Ｖ是 被抽容器的容积，由于随着抽气时间￡的延长，容器 内的压力Ｐ降低，因此容器内的压强变化率ｄＰ／ｄｔ 是个负值。放气流量Ｑ，、渗透气流量Ｑ；、蒸发的气 流量Ｑ：和漏气流量Ｑ，都是使容器内气体量增多的 气流量。Ｓ。Ｐ则是真空系统将容器内气体抽出的气 流量，所以方程中记为一Ｓ。Ｐ。
抽气时间曲线见图３。
一 日
山
１００
一 Ｒ 幽
婚 蜮
１０
ｌ
一
一 厘 窖
ｌ
４
７
１０
１３
１６
１９ ２２
２５
２８ ３ｌ
３４ ３７
４０
时间（ｍｉｌｌ）
图１实际抽气时间曲线
真空压力（ｐａ）
图３理论抽气时间曲线
一 ≯
ｇ
、一
ｌ
综上所述，可得出以下结论。 （１）通过对真空理论的研究，得出了长输管道真 空干燥中利用连续的有效抽速函数计算抽气时间的 方法，并给出了相应的计算公式。 （２）试验进一步验证了理论方法和公式的正确 性。理论计算结果仅比试验结果多出２ ｍｉｎ。试验
（２）当关阀时间为３０ Ｓ时，水击压力为：
Ａｐ＝攀高等产ｐｇ＝５．８３ ＭＰａ
计算结果表明，当只开一座罐进油时，关阀时水 击压力可达到５．８３ ＭＰａ，而罐组内管路的设计压力
（收稿日期：２００５—１卜０７）
编辑：刘春阳
万 方数据
长输管道真空干燥抽气时间的预测
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 林波， 陈艳霄， 耿洪军， 景德洲 林波,耿洪军,景德洲(中国石油天然气管道局第四工程公司)， 陈艳霄(中国石油天然气管道 局职教中心) 油气储运 OIL & GAS STORAGE AND TRANSPORTATION 2006,25(10)
Ｖ——管道的容积，ｍ３； Ｓ。——真空泵的有效抽速，ｍ３／ｓ；
．ｆｆ，（ｚ）一二二二二二二————————————＝＝＝＝叁＝＝＝＝＝＝＝＝＝二＝一 。…‘
ｆｆ，、—ｏ垒生竺二！』！兰！±型！兰￡！兰！二垒墨兰！！±兰Ｑ墨』！兰！兰
４
１（ｚ）＝————————————————————————＝＝＝＝＝＝三＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
四、验证试验
１、试验条件 试验用管道规格为２１９×４．５ ｍｍ，无内涂层，
间曲线见图１。 （２）理论计算结果 旋片式真空泵名义抽速曲线与对应此试验段管 道的有效抽速曲线见图２。
万 方数据
第２５卷第１０期
林波等：长输管道真空于燥抽气时间的预测研究
０．６３７
ｈ，即３８．２２ ｒａｉｎ，与试验结果非常接近。理论
一１ ｒａｉｎ。对于容积为Ｖ的封闭真空室，记录每个
盱：一蒹。。而万最ｆ南ｈ刍１
“．。一钒。。ｒ，。（ｚ）＋，（ｚ一１）］／２…ｚ一
０００ １００
时间间隔所发生的压力增长值△Ｐｉ，求出压力增长 平均值△Ｐ。真空室漏气率的ｑ可用下式求出：
（５）
式中ｔ。——扎从１００
间，Ｓ；
Ｐａ的总抽空时
ｑ一１Ｆ２———１矿—一
１０００００ １００
硝 霜
真空压力（Ｐａ）
结果表明，在低压力区域，抽气时间相对较长。 （３）为进一步研究有水真空系统的干燥时间预
图２试验用泵的名义抽速与有效抽速曲线
测提供了依据。
（收稿日期：２００５—１０ ２１）
已知Ｖ一１．７１３
６
ｍ３，从１００
０００
Ｐａ（大气压）降
至１００ Ｐａ（验收标准）时，所需理论计算抽气时间为
时间，Ｓ。
ｖ辈一一Ｓ，Ｐ
Ｑｆ
（２）
二、有效抽速公式
式（３）中有效抽速Ｓ。的连续函数是较难得到
求解微分方程式（２）得到真空系统抽空时间ｔ 的变化关系式：
Ｖ，Ｐ０
‘一瓦１ｎ可
式中
。３’
…
的，其中，设管道抽气端的压强为３Ｌ＂，真空泵组考虑 接管流阻后的名义抽速为厂（ｚ），对某一特定管道的 有效抽速为ｆ。（ｚ）与ｚ和厂（ｚ）的关系式，即厂１（ｚ） 一厂（厂（ｚ），ｚ），其真实关系式为：
编辑：盂凡强
且皿舢业驰“ｊｌＬ舢—止ｊｌＬ驰皿舢皿舣舢扯驰舢．址掣舢．址皿ｎ皿皿．址舢皿．址舢舢皿．址皿．址．址．址舢舢皿．址皿舢皿舢皿—址 （上接第３２页） 只有２．０ ＭＰａ，是难以承受这么大的水击压力的。 但如果同时开３座罐Байду номын сангаас油，罐根进口流速７２０可降到
１．３２
式中Ｖｏ——液体流速，ｍ／ｓ； Ｔ。——关阀时间，ｓ； Ｌ——管道长度，ｍ。
公式，并通过现场试验对其进行了验证。研究结果表明，在低压力区域，抽气时间相对较长。 主题词 长输管道 真空干燥 抽气时间 有效抽速 预测
在长输管道的真空干燥作业中，抽气时问的计 算主要有近似常抽速时的抽气时问计算和变抽速时 抽气时问的计算两种。第一种计算相对比较简单， 其抽速是以常量出现在公式中的。但第二种计算则 相对比较麻烦，因此通常采用的方法是将压强分为 若干小段，将每小段压强对应的平均抽速代入相应 的公式中，进行各个压力区段的抽气时间计算后求 其代数和，即得到总的抽气时间ｔ。如果能够找出 有效抽速的连续函数通用方法，就能相对方便和更 为精确的计算出特定真空系统的所需抽气时间。现 以长输管道真空干燥系统为例，探讨一种用连续的 有效抽速函数进行抽气时问预测的方法。
编辑：孟凡强
万 方数据
油气储运
较高，排气量较大，即使系统内有些微小的漏气和放 气，影响也不大，可以忽略漏气、放气、蒸发以及渗透 的气流量。忽略这些微小的气流量后，抽气方程式 （１）可变为：
Ｐ。——抽气开始时管道内的压强，Ｐａ； Ｐ——管道真空干燥验收真空压力，Ｐａ； Ｔ——管道内的压强从Ｐ。降低到Ｐ的抽空
若原油从算山码头泵送入库区，并联泵流量为
２ ８００
ｍ／ｓ，水击压力基本可满足设计压力的要求。
这是第一种减小管路水击的方法。由经验公式可以 看出，如果延长电动阀的关阀时间，也可以减小水击 压力（水击压力与关阀时间成反比），这是第二种减 小水击的方法。同时，在管路上设计了安全泄放阀， 当管路内压力超过泄放阀的定压时，安全阀开启，将 超过安全阀定压的压力直接泄放到储罐。 镇海国家石油储备基地工程第一阶段８０×１０４
８ ｍ／ｓ
ｍ３／ｈ，罐根进罐管径为ＤＮ５００，码头到库区管
０００
道长度为２６
ｉｎ，原油密度取８５０ ｋｇ／ｍ３，罐根电