РГР нечваль гидратообразование

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа»

Расчетно-графическая работа

Определение зоны возможного гидратообразования в линейном участке газопровода

по курсу «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов»

Вариант № 12

Выполнил: ст. гр. БМТ-11-06 В.О. Козин

Проверил: доцент, к.т.н. А.М. Нечваль

Уфа 2014

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа»

Расчетно-графическая работа

Определение зоны возможного гидратообразования в линейном участке газопровода

по курсу «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов»

Вариант № 12

Выполнил: ст. гр. БМТ-11-06 В.О. Козин

Проверил: преподаватель В.Н. Муфтахова

Уфа 2014

Задание

На основании результатов уточненного теплового и гидравлического расчета магистрального газопровода (практические занятия 4 и 5) выполнить расчеты и графические построения для определения зоны вероятного гидратообразования в линейном участке (ЛУ) магистрального газопровода.

Исходные данные:

Компонентный состав газа %;

Компонент
Доля, %	95	2,2	2	0,3	0,3	0,1	0,1

Плотность газа при стандартных условиях, кг/м³ ρ_СТ= 0,7196;

Относительная плотность газа по воздуху Δ=0,5975;

Длина линейного участка газопровода, км ℓ_КС =120,375;

Внутренний диаметр газопровода, мм D_вн =1377;

Расход газа при стандартных условиях, млн.м³/сут Q=93,15;

Начальное и конечное давление в ЛУ, МПа p_Н =7,38;

p_К= 4,9638;

Начальная температура газа в ЛУ, К Т_Н =308;

Температура окружающей среды, К Т₀ =279;

Средняя температура газа в ЛУ, К Т_СР =299,866;

Теплоемкость газа, Дж/(кг·К) C_P =2577,551;

Средний коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·К) K_СР =1,041;

Коэффициент Джоуля-Томсона, К/МПа Di =4,3148.

Порядок расчета

1. Определяется значение критерия Шухова

,

. (1)

2. Рассчитывается приведенная относительная плотность гидратообразующих компонентов газа

, (2)

где k – число гидратообразующих компонентов в газовой смеси; a_i – объемная доля i-го гидратообразующего компонента в исходном газе;

_i – относительная плотность i-го гидратообразующего компонента;

.

К гидратообразующим компонентам относятся CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀, CO₂ и H₂S. Азот, редкие газы (аргон, гелий) и нормальные углеводороды от пентана и выше к гидратообразующим не относятся.

3. Для построения графических зависимостей P(x), T(x), T_Р(x) и Tр.г.(x) задаемся несколькими относительными значениями расстояния от начала ЛУ газопровода x/ℓ_КС : 0; 0,1; 0,2 … 0,9; 1,0.

4. Примем для рассматриваемого примера, что начальное влагосодержание соответствует точке росы Тр=275К.

Тогда из формулы

(3)

найдем значение влагосодержания насыщенного газа W (г/м³) в начальном сечении ЛУ при p=p_Н (МПа)

,

г/м³ (4)

5. Для каждого рассматриваемого сечения x/ℓ_КС вычисляются:

Для сечения x/ℓ_КС=0,1:

5.1 давление газа p(x), МПа

; (5)

5.2 температура газа T(x), К

; (6)

5.3 температура точки росы газа T_Р(x), К

; (7)

5.4 температура равновесного гидратообразования газа T_р.г.(x), К

при ; (8)

при , (9)

где P_ГР – величина граничного давления (МПа), соответствующая критической температуре существования гидратов и равной 273 К, определяемая по формуле

. (10)

F₀ и F₁ – функции приведенной плотности газа :

; (11)

. (12)

Данные вычислений заносятся в таблицу

x/ℓКС	p(x)	T(x)	TР(x)	Tр.г.(x)
0,1	7,175	307,123	274,611	289,113
0,2	6,964	306,070	274,199	288,873
0,3	6,747	304,848	273,762	288,619
0,4	6,522	303,465	273,295	288,346
0,5	6,289	301,927	272,796	288,055
0,6	6,047	300,241	272,259	287,740
0,7	5,795	298,412	271,677	287,398
0,8	5,532	296,449	271,042	287,025
0,9	5,256	294,355	270,344	286,613
1,0	4,964	292,137	269,568	286,154

По данным таблицы строятся графики P(x), T(x), T_Р(x) и Tр.г.(x).

По данным таблицы строятся графики P(x), T(x), T_Р(x) и Tр.г.(x).