1.一种湿天然气管道内腐蚀高风险段识别方法,其特征在于,包括如下过程:S1:建立管道双极柱坐标下的动量、传热和相变三维模型,进行多相流模拟,计算管道流动参数;
201:建立双极柱坐标系下的动量模型
202:建立双极柱坐标系下传热模型
203:建立双极柱坐标系下相变模型
204:耦合3个模型,设定边界条件
205:计算出管内压力,温度,气、液流速,持液率流动参数,3
式中:l——拉梅系数; ——轴向压降,Pa/m;ρ——气相或液相的密度,kg/m ;ω——气相或液相在轴向上的速度,m/s; ——轴向温降,℃/m;T——介质温度,℃;HL——持液
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率;SL——液相面积,m ;S——管道横截面积,m ;R0——管道半径,m;hL——液相高度,m;
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Ri——液面曲率半径,m,θ为湿壁夹角,度;θ为液面夹角;
S2:基于多相流模拟参数,选择适宜的腐蚀速率计算模型,计算管道沿线腐蚀速率;
301:判断天然气中是否含有CO2和H2S;
302:天然气中不存在CO2不含有H2S,按Lafayette模型进行计算:两相流中的液相流速小于0.45m/s, 如果液相流速大于0.45m/s,CR=1.92VL+6.33,式中,CR为腐蚀速率,mm/a;VL为液相流速,m/s;
303:若天然气中含有CO2,判断天然气中是否还存在H2S;
304:若天然气中即含有CO2也含有H2S,按照ECE公式预测:式中:T——介质温度,℃;pHact——实际pH值,无因次; ——CO2饱和溶剂的pH值,无因次; ——CO2的逸度系数,无因次;
305:若天然气中只含有CO2不含有H2S,按照以下De Warr95公式预测:式中:Vr——反应速率,mm/a;vm——传质速率,mm/a; ——CO2分压,MPa;d——管线内直径,m;u——介质的液相流动速度,m/s;
306:得到管道沿线腐蚀速率;
S3:通过室内腐蚀实验装置实验评价计算结果的可靠性;
S4:若计算可靠则进入S5,若不可靠则回到S1重新计算;
S5:分析积液概率和腐蚀程度,确定腐蚀高风险点。
2.根据权利要求1所述的一种湿天然气管道内腐蚀高风险段识别方法,其特征在于,所述计算管道流动参数中:
①所有冷凝液体积聚在管道底部;②管道中流型是气液分层流,并且在各个计算管段中流动稳定发展;③采用曲面粗糙气液界面模型描述界面形状。
3.根据权利要求1所述的一种湿天然气管道内腐蚀高风险段识别方法,其特征在于,高风险点的确定:
湿天然气管道倾角与临界倾角对比,大于临界倾角即存在积液风险,结合S2预测的腐蚀速率,腐蚀速率最大且存在积液风险的区域确定为湿天然气腐蚀高风险段。