大罐加热蒸汽管道管径数值求解

吕 玲

（辽宁石油化工大学 石油天然气工程学院，辽宁 抚顺 113001）

随着我国经济的发展，对能源的依赖性越来越强。而我国自产的原油以满足不了经济发展的要求，大约60%的原油来自国外进口，对国外石油的依存度也越来越高。为保证国民经济的快速发展，避免由于石油价格波动和石油储备量不足对国民经济的影响，我国已经建设许多大型石油库储备基地。如何提高油库原油加热热能的利用率是油库节能的关键所在。因此，热力管道管径确定的合理与否直接关系到油库建设的投资和热能的利用率随着我国经济的发展，对能源的依赖性越来越强。而我国自产的原油以满足不了经济发展的要求，大约60%的原油来自国外进口，对国外石油的依存度也越来越高。为保证国民经济的快速发展，避免由于石油价格波动和石油储备量不足对国民经济的影响，我国已经建设许多大型石油库储备基地。如何提高油库原油加热热能的利用率是油库节能的关键所在。因此，热力管道管径确定的合理与否直接关系到油库建设的投资和热能的利用率。

1 管径确定的数学模型

油库管径过大，增加油库建设的投资，热损加大，相应冷凝水增加；如管径过小，沿程压降增大，蒸汽压力降低，蒸汽流量不足，相应流速增加，易产生水击和冲蚀，对加热器产生破坏作用。因此，要根据实际流量、压力、流速合理选择管径[1]。

1.1 管径计算

(1) 蒸汽管径的选取：

(2) 沿线压降：

(3) 蒸汽密度：

(4) 水力摩阻系数：

1.2 求解思路

由于蒸汽密度ρz在管线随压降变化而变化，因此，首先假设终点的蒸汽密度ρz2，采用算数平均法确定管路的平均密度。然后按计算管径和压降，再按终点的压力计算密度，如果假设的密度与计算结果相符，则计算是正确的；否则重新假设密度计算，直到相符为止[2-5]。计算过程见程序框图1。

图1 程序框图Fig.1 The block diagram

2 算 例

某油库蒸汽加热流量为1.03 kg/s，蒸汽管道长度为146 m，蒸汽压力为0.4 MPa的饱和蒸汽。计算结果为管径为200 mm。计算结果见图2。

3 结 论

传统手工计算方法误差比较大，而且计算量较大。通过编制的软件优化计算蒸汽管道管径会更加精确，为合理确定蒸汽管道管径、降低油库投资和科学运行管理提供理论支持。

图2 蒸汽管道计算结果Fig.2 Calculation results of Steam pipe

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