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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。不能作为科学依据。,汇报人：赵 彤,导 师：教授,专 业：环境与生物科学,生物监测,（,Biological monitoring,）,1/35,利用生物个体、种群或群落对环境污染或改变所产生反应说明环境污染况，从生物学角度为环境质量监测和评价提供依据。,生物检测（,biological monitoring,）,Using of individual organisms,2/35,思路,研究背景,伴热,工艺简介,集气管道,输送水力,热力分析,伴热管道,输送水力,热力分析,程序运行,结果的讨论,与总结,3/35,抑制水合物生成方法,1 除水技术,2 压降控制,3 添加抑制剂,4 管线加热技术,5 新型抑制方法,4/35,管线加热：,电伴热,蒸汽伴热,热水伴热,二,.,伴热工艺介绍,5/35,热水伴热,热水作为伴热热源，适合用于操作温度不高或不能采取高温伴热介质管线。热水伴热不但能有效利用余热，节约大量蒸汽，而且可控制热源介质温度,既能预防,天然气变质,，又易操作。,优点：温度控制较为准确，基本不受管线长度影响。,缺点：温升较慢,，,温度可控范围较窄,，复杂管线安装不便，另外还存在冬季停车倒空问题,。,6/35,设输气管道,AB,长为,L,，起、终点压力为,PQ,和,Pz,，起点温度为，周围,T0,介质温度为,Tf,，其上一点,M,压力为,Px,，,AM,段长为,x,，输气管流量为,Q(,以下列图所表示,),。,三.,集气,管道热力计算,7/35,总传热系数,K,值指当气体与周围介质温差为1时，单位时间内经过单位传热面积所传递热量，它表示气体至周围介质散热强弱。,对于天然气集气管道，其传热过程由三部分组成：气体至管壁对流放热，管壁，保温层传热。,总传热系数K确定,8/35,天然气与管道对流放热：,管道，保温层导热：,9/35,天然气与管道总传热：,又因为气体在同一时间经过单位表面传递给周围介质热量为,:,10/35,整理后可得理论表示式,：,D,对于直径较大管道，可近似认为,11/35,若已知管道起点,x,=,0,处温度,T,=,T,Q,可得到沿管道温度计算基本公式,：,其中为了方便,:,12/35,假如不考虑焦耳-汤姆逊效应影响,这就是著名苏霍夫公式,13/35,第,4,章热水伴热集气管道水力热力分析,14/35,现取井口为坐标原点，气流方向为坐标轴,正方向建立坐标系，取轴向微元体，气流和水流,温度分充满足下面微分方程组,15/35,K,值计算,16/35,气体空间温度是依据热水伴热管热平衡求出，即热水伴热管供热等于输送介质得到热量与加热空间散失于土壤热量之和，可计算以下：,整理得：,17/35,五,.,程序运行结果讨论与总结,实例：,某地天然气管道集输中，天然气至管壁对流传热系数是,331W/mK,，管道外壁至周围介质传热系数是,1.772 W/mK,，天然气管壁厚度是,0.013m,，管壁导热率为,45W/mK,，保温层厚度是,0.05m,，防护层导热率是,0.018 W/mK,，天然气质量流量是,0.556kg/s,，管道直径是,0.083m,，定压比热容是,2598 J/kgK,，管道起始温度是,20,，年大气平均温度是,2,，水合物生成最高温度是,12,。,18/35,集气管道程序计算页面,19/35,从页面上可看出：,K,=,0.511108 W/mK,a,=0.000074,T,=14.43322,又因为在此压力和温度改变范围内汤姆逊效应所产生温度影响改变T是5左右。故终点温度应是,:,T,z=,T-,T,=9.466096,这么经过终点温度可导出a,实际数值是,0.000176,。,20/35,集气管道,程序绘图页面,:,21/35,伴热,管,道,能耗优化方案,计算,：,当管道采取热水伴热输送时，水流与管壁对流传热是761.84 W/mK,.,两管间气体介质与保温层内壁对流传热系数是,8 W/mK,.,天然气气流与管内壁对流传热系数是,331W/mK,.,两管间气体介质与管内壁对流传热系数是,15W/mK,.,保温层与大气传热系数是,1.772 W/mK,.,钢管导热系数是,45 W/mK,.,保温材料保温系数是,0.036 W/mK,.,水垢导热系数是,0.8 W/mK,.,气管厚度是,0.013m,.,水管厚度是,0.011m,，水垢厚度是,0.001m,.,保温层厚度是,0.005m,.,伴热天然气管道气流起始温度是20,.,伴热热水管道水流起始温度是,60,.,当地年大气平均温度是,2,.,天然气管道直径是,0.083m,.,水管直径,0.083m,.,管长,5000m,.,天然气定压比热容是,2217 J/(kgK),.,热水定压比热容是4200 J/(kgK),.,天然气热值是,35281.75J/Nm,3,.,加热炉效率是,90%,.,伴热热水能量消耗是关于热水温度改变和热水流量两方面关联,.,22/35,方案一：,热水温度为15,运行程序：,首先：,确定,热水,质量流量,0.2222kg/s,（0.8m,3,/s,）,优化伴热热水温度,23/35,从以上界面可读出：,天然气管道终点温度：,T=9.655,伴热热水管终点温度：,t=9.306,绘制天然气管道沿程温度曲线,24/35,方案二：,热水温度为20：,一样运行程序，得温度以下：,天然气管道终点温度：,T,=12.519,伴热热水管终点温度：,t,=12.116,绘制天然气管道沿程温度曲线,25/35,依据下面公式计算能耗：,方案,二,伴热天然气集输管道每秒消耗0.23Nm3天然气,26/35,方案三：,热水温度为2,5,：,一样运行程序，得温度以下：,天然气管道终点温度：,T,=15.383,伴热热水管终点温度：,t,=14.925,绘制天然气管道沿程温度曲线,27/35,依据下面公式计算能耗：,方案,三,伴热天然气集输管道每秒消耗0.,3,Nm3天然气,28/35,确定热水质量流量，当提供热水温度为20时，能耗消耗量最少，故确定热水温度为20,。,优化伴热管内热水质量流量,方案四：,热水质量流量为0.139 kg/s,（0.5M,3,/s,）,一样运行程序，得温度以下：,天然气管道终点温度：,T,=10.178,伴热热水管终点温度：,t,=9.124,29/35,绘制天然气管道沿程温度曲线,方案五：,热水质量流量为0.,222,kg/s,，和上面方案二中,参数相同，故可行,30/35,方案六：,热水质量流量为0.,278,kg/s,（1M,3,/s,）,一样运行程序，得温度以下：,天然气管道终点温度：,T,=1,3.46,伴热热水管终点温度：,t,=1,3.373,绘制天然气管道沿程温度曲线,31/35,依据下面公式计算能耗：,方案,六,伴热天然气集输管道每秒消耗0.,28,Nm3天然气,32/35,综上所诉方案中最节约能源是：当热水起始温度为,20,，输送流量为,0.222kg/s,，此方案伴热天然气集输管道每秒消耗,0.23Nm,3,天然气。为国家人类节约了能源，值得推广。,33/35,THE END,请评委老师提出宝贵意见,34/35,35/35,
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