大罐加熱蒸汽管道管徑數值求解

呂 玲

（遼寧石油化工大學 石油天然氣工程學院，遼寧 撫順 113001）

隨著我國經濟的發展，對能源的依賴性越來越強。而我國自產的原油以滿足不了經濟發展的要求，大約60%的原油來自國外進口，對國外石油的依存度也越來越高。為保證國民經濟的快速發展，避免由于石油價格波動和石油儲備量不足對國民經濟的影響，我國已經建設許多大型石油庫儲備基地。如何提高油庫原油加熱熱能的利用率是油庫節能的關鍵所在。因此，熱力管道管徑確定的合理與否直接關系到油庫建設的投資和熱能的利用率隨著我國經濟的發展，對能源的依賴性越來越強。而我國自產的原油以滿足不了經濟發展的要求，大約60%的原油來自國外進口，對國外石油的依存度也越來越高。為保證國民經濟的快速發展，避免由于石油價格波動和石油儲備量不足對國民經濟的影響，我國已經建設許多大型石油庫儲備基地。如何提高油庫原油加熱熱能的利用率是油庫節能的關鍵所在。因此，熱力管道管徑確定的合理與否直接關系到油庫建設的投資和熱能的利用率。

1 管徑確定的數學模型

油庫管徑過大，增加油庫建設的投資，熱損加大，相應冷凝水增加；如管徑過小，沿程壓降增大，蒸汽壓力降低，蒸汽流量不足，相應流速增加，易產生水擊和沖蝕，對加熱器產生破壞作用。因此，要根據實際流量、壓力、流速合理選擇管徑[1]。

1.1 管徑計算

(1) 蒸汽管徑的選取：

(2) 沿線壓降：

(3) 蒸汽密度：

(4) 水力摩阻系數：

1.2 求解思路

由于蒸汽密度ρz在管線隨壓降變化而變化，因此，首先假設終點的蒸汽密度ρz2，采用算數平均法確定管路的平均密度。然后按計算管徑和壓降，再按終點的壓力計算密度，如果假設的密度與計算結果相符，則計算是正確的；否則重新假設密度計算，直到相符為止[2-5]。計算過程見程序框圖1。

圖1 程序框圖Fig.1 The block diagram

2 算 例

某油庫蒸汽加熱流量為1.03 kg/s，蒸汽管道長度為146 m，蒸汽壓力為0.4 MPa的飽和蒸汽。計算結果為管徑為200 mm。計算結果見圖2。

3 結 論

傳統手工計算方法誤差比較大，而且計算量較大。通過編制的軟件優化計算蒸汽管道管徑會更加精確，為合理確定蒸汽管道管徑、降低油庫投資和科學運行管理提供理論支持。

圖2 蒸汽管道計算結果Fig.2 Calculation results of Steam pipe

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