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：

管道内壁发生内腐蚀而导致其粗糙度增加
凝析液和游离水在管道沿线低洼处积聚
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

式中：λ 为水力摩阻因数；k 为管道内壁粗糙度，mm；D 为管道内径，mm；Re 为雷诺数。

雷诺数（Reynolds number）一种可用来表征流体流动情况的无量纲数。Re=ρvd/μ，其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。例如流体流过圆形管道，则d为管道的当量直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流，也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。
计算公式: Re=ρvd/μRe=ρvd/μ

Colebrook-White 摩阻因数公式是一个“隐函数” 公式，需要利用“迭代法”求解

计算体积流量

将式（2）代入质量流量公式

M 为管输天然气的质量流量，kg/s；pQ 为计算段输气管道起点压力或上一压缩机站的出站压力，Pa；pZ 为计算段输气管道终点压力或下一压缩机站的进站压力，Pa；D 为管道内径，m；λ 为水力摩阻因数；R 为天然气的气体常数，J/（kg·k)；T 为天然气的平均温度，K；L 为计算段输气管道的长度或两压缩机站的站间距，m。

将质量流量换算成标准状况下的体积流量。