[發明專利]天然氣輸送管線冰堵形成的預測方法及裝置

有效

• 申請號: 201210469865.3
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103822095B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 劉占良;劉祎;郭自新;龍運輝;張林;常鵬;成育紅;李大昕;曹鵬亮;青松
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司11138
• 代理人: 關文魁

1.一種天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其特征在于，其包括第一溫度傳感器(1)、第一壓力傳感器(2)、安裝于天然氣輸送管線的流量計(3)、第二溫度傳感器(4)、第二壓力傳感器(5)、數字平臺(6)及與所述數字平臺(6)連接的電腦(7)；

其中，所述第一溫度傳感器(1)及所述第一壓力傳感器(2)連接于所述天然氣輸送管線的進口；

所述第二溫度傳感器(4)及所述第二壓力傳感器(5)連接于所述天然氣輸送管線的出口；

所述第一溫度傳感器(1)、所述第一壓力傳感器(2)、所述流量計(3)、所述第二溫度傳感器(4)及所述第二壓力傳感器(5)均連接所述數字平臺(6)；

其中，所述電腦(7)包括與所述數字平臺(6)連接的數據接口模塊(71)、與所述數據接口模塊(71)連接的對比分析模塊(73)及與所述對比分析模塊(73)連接的預警模塊(75)。

2.一種利用上述權利要求1所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置的預測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

第一步，測量得到所述天然氣輸送管線進口處的進口溫度和進口壓力、天然氣流量及所述天然氣輸送管線出口處的出口溫度和出口壓力；

第二步，根據所述進口壓力、所述進口溫度、所述出口壓力及所述出口溫度分析計算得出天然氣的進出口處的平均壓力波動特性、阻力系數、流體溫度值及溫度梯度；

第三步，將所述第二步得到的平均壓力波動特性、阻力系數、流體溫度值及溫度梯度與當年夏天的天然氣輸送管線內的天然氣的平均阻力系數、平均壓力波動特性、平均流體溫度值及平均溫度梯度進行對比，當對比結果達到預定值時，發出預警警報。

3.根據權利要求2所述的利用天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置的預測方法，其特征在于，在所述第一步中，通過所述進口溫度和所述進口壓力分別通過所述第一溫度傳感器(1)和所述第一壓力傳感器(2)測得；

所述出口溫度和所述出口壓力分別通過所述第二溫度傳感器(4)和所述第二壓力傳感器(5)測得；

所述天然氣流量通過所述流量計(3)測得。

4.根據權利要求2所述的利用天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置的預測方法，其特征在于，在所述第二步中，所述電腦(7)根據接收到的所述進口壓力及所述出口壓力分析得到所述天然氣的進出口處的壓力波動特性。

5.根據權利要求2所述的利用天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置的預測方法，其特征在于，在所述第二步中，所述電腦(7)根據接收到的所述進口壓力、所述出口壓力及所述然氣流量分析計算得到阻力系數，所述阻力系數的計算公式為：其中，λ表示阻力系數；P1為進口壓力；P2為出口壓力；Q為天然氣流量；L為天然氣輸送管線的長度(米)，為常量；d為天然氣輸送管線的內徑(米)，為常量；ρ為天然氣密度(kg/m³)，為常量。

6.根據權利要求2所述的利用天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置的預測方法，其特征在于，在所述第二步中，所述電腦(7)根據接收到的所述進口溫度及所述出口溫度分析計算得到流體溫度，所述流體溫度的計算公式為：其中，T表示流體溫度；T1為進口溫度；T2為出口溫度；為流體平均溫度下的導熱系數(大卡/(米.時.℃))，為常量；υ為流體運動粘性系數(米2/秒)，為常量；Pr為普朗特數，為常量；Tb為壁面溫度，即是地表溫度，可測得；L為天然氣輸送管線的長度(米)，為常量；d為天然氣輸送管線的內徑(米)，為常量。

7.根據權利要求2所述的利用天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置的預測方法，其特征在于，在所述第二步中，在所述第二步中，所述電腦(7)根據接收到的所述進口溫度及所述出口溫度分析計算得到溫度梯度，所述溫度梯度的計算公式為：其中，T1為進口溫度；T2為出口溫度；為流體平均溫度下的導熱系數(大卡/(米.時.℃))，為常量；υ為流體運動粘性系數(米2/秒)，為常量；Pr為普朗特數，為常量；d為天然氣輸送管線的內徑(米)，為常量。