常温集气站工艺设计

摘要

从井中出采天然气，常带有一部分液体和固体杂质，如凝析油，游离水域地层水，岩屑粉尘等。这些机械杂质具有很大的危害性，不仅腐蚀设备，仪表，管道，而且还可以堵塞阀门，管线，影响正常生产；也可能造成油气处理厂的塔器化学溶液的污染和液泛等麻烦。所以，从井场来的流体，首先在集气站进行脱除机械杂质的操作，然后再进入输气干线。

集气站是天然气集输系统中重要的一个环节，它对各气井输送来的天气分别进行节流，分离，计量，然后集中输入集气管线。

本设计中将有五口井进入该集气站，进口压力都较高，经过节流调压，将压力降低，再经过分离器脱出天然气中含有的水滴。然后计量后进入配气站。

关键词：

天然气换热器分离器管径

Summary

The Adopt the natural the gas the from the in well, the often take the a the miscellaneous the qualit y the of the part the of the liquids the and solid, the such the as the oil the of the coagulation , the visit the to the leave the water the geologic the strata water, rock scraps dust etc…The miscellaneous qualit y of these machines has the very big bane, not only decaying the equipments, appearance, piping, en ding canning but also stopping the valve door, pipeline, affect the normal production; Also may result in the oil spirit handle the pollution and liquids of the tower machine chemistry aqua of the factory to be suffused with to wait the trouble. So, from a fluid for come of well, first at gather the spirit station to carry on take off in addition to the miscellaneous qualit y of machine of operation, then enter to lose to annoy the trunk line.

Gathering to annoy station is a link that the natural gas loses t he s ystem at gather in the importance, it carries on reduce expenses to the weather that each spirit well transport respectivel y, separate, calculate, then concentrate the importation to gather the windpipe line.

This design lieutenant general has the five people well into and should gather to annoy the station, importing the pressures all higher, pass by to reduce expenses to adjust to press, lower pressure, then has been separated the machine to take off the drop of water impl y in a natural gas. Then calculate the juniors to go in to go together with the spirit station. Keyword:

Natural gas Change the hot machine Separate the machine Take care of the path

目录

绪论 (5)

Chap 1 工艺设计说明书 (6)

1.1概述 (6)

1.2分离器的选用 (7)

1.2.1选用说明 (7)

1.2.2分离器的设计说明： (7)

1.3关于换热器的设计说明 (8)

1.3.1换热器的作用 (8)

1.3.2换热器中流体的流动形式 (8)

1.3.3换热器设计计算 (9)

1.4装置平面布置图设计说明 (9)

1.4.1设计原则 (9)

Chap 2 工艺计算书 (10)

2.1节流前后是否形成水化物判断 (10)

2.1.1天然气的有关参数： (10)

2.1.2一级节流 (11)

2.1.3二级节流 (12)

2.2换热器的设计计算 (12)

2.2.1计算所需参数 (12)

2.2.2计算热负荷 (14)

2.2.3计算平均温差△t (15)

2.2.4计算总传热系数 (15)

2.2.5所需换热面积的计算 (19)

2.2.6外壳直径的选择 (19)

2.2.7换热器内压降的计算 (20)

2.3节流阀的选择计算 (22)

2.3.1一级节流 (22)

2.3.2二级节流 (23)

2.4分离器的设计计算 (24)

2.4.1各井来气在分离器处的压缩系数： (24)

2.4.2计算K值 (24)

2.4.3气体负荷约束 (24)

2.4.4液体负荷约束 (25)

2.4.5计算长径比 (25)

2.4.6分离器壁厚计算 (26)

2.4.7分离器进出口管径 (27)

2.5管径的选择与壁厚的校核 (27)

2.5.1井口到一次换热器前，一次换热后到一次节流前. 28

2.5.2一次节流后到二次换热前和换热后到二次节流前. 30

2.5.3二次节流后 (30)

2.6阀门的选择 (31)

2.6.1安全发的选择计算： (31)

2.6.2截止阀、闸阀的选择： (34)

2.7汇管的选择设计计算 (34)

谢辞 (35)

主要参考资料 (36)

绪论

二十一世纪为天然气的世纪，天然气是优质的燃料和化工原料。作为燃料，它燃烧完全，单位发热量大，燃烧后产物对环境影响小；作为化工原料，它洁净，质优，成本低，可用它生产多种精细化工产品和高附加值产品，天然气的以上特性是它深受用户青睐的原因。天然气在世界能源结构中所占的比例不断上升，据统计1970年为17.7%，1980年为18.8%，1990年为21.5%，2000年为22.3%，预计2010年为24.3%。

我国是天然气资源丰富的国家之一，天然气远景储量约达38万亿立方米，其中陆上占79%，海上占21%。虽然我国有丰富的天然气资源，天然气的利用却严重滞后，在能源结构中仅占约2%，而工业发达国家一般为30-40%。我国仍然处于以煤为主的能源结构，

随着国民经济快速发展，己带来一系列严重问题，如环境恶化，交通运输不堪重负，人民生活质量不高,等。由于我国油资源己不能满足经济发展的需要，我国己成为油品进口国，并且进口比重在不断上升。能源结构调整已迫在眉睫，国家确定能源结构将进行战略性调整，使煤、油、气的应用比例趋于合理。目前启动的西气东输工程就是能源结构调整的序幕，今后几十年内天然气的使用百分比将持续快速地上升，在2015年前后，预计将达到10%以上。

天然气采出后，首先要经过矿场处理，处理后脱去其中的水份以及一些杂质成份。然后将处理后的纯净天然气输进管线运送到各个城市。在城市里再将它分别输往各个私营公司，工厂及居民家中。

集气站是天然气集输系统中重要的一个环节，它对各气井输送来的天气分别进行节流，分离，计量，然后集中输入集气管线。

从井中出采燃气，常带有一部分液体和固体杂质，如凝析油，游离水或地层水，岩屑粉尘等。这些机械杂质具有很大的危害性，不仅腐蚀设备，仪表，管道，而且还可以堵塞阀门，管线，影响正常生产；也可能

造成油气处理厂的塔器化学溶液的污染和液泛等麻烦。所以，从井场来的流体，首先在集气站进行脱除机械杂质的操作，然后再进入输气干线。

本设计内容包括换热器，分离器，节流阀等的设计选择计算。所设计的流程属三口井集气流程，如不是三口井，只需改变汇管个数和规格就可以了。

Chap 1 工艺设计说明书

1.1概述

根据原始数据,将会有三口井的来气进入该集气站。三口井的来气都比较高，要经过节流阀来降压，设计要求出站压力不低于6MPa，我们可以把出站压力定为6MPa。

三口井的来气压力分别为15.0MPa，14.0MPa，11.0MPa,前面两口井的压力都在14MPa以上，第三口井的压力为11.0MPa。在设计是考虑到管径,壁厚不能太大,从经济上出发,可以定为前面两口井经一级节流降压到10MPa,再经二级节流降压至5MPa。经过初步计算，前两口井一级节流，二级节流前后都要产生水化物，第三口井一级节流后要形成水化物，有水化物就要用换热器进行加热。在换热器的选择设计中，本设计全部选用套管式换热器。根据节流后水化物形成温度，压降产生的温降，确定换热器换热后的终温，然后进行管程内径和长度等计算。尽管天然气中饱和着水，但是由于经过换热器加热后提高了天然气的温度，所以节流后不会形成水化物而影响生产。

节流调压后的天然气，再经过分离器，脱出天然气中的所含水滴，孔板流量计测得流量，汇管集中，最后送入输气管线。

设计中分离器选择卧式重力分离器。

1.2分离器的选用

1.2.1选用说明

从井口出来的天然气，常含有凝析油和水等，如果不经分离器的话，将会影响正常生产。所以从井场中出来的天然气要在集气站内进行分离，才能进入输气管线。

在本设计中，考虑到旋风式分离器结构复杂，造价昂贵，在重力式分离器能达到要求的分离效果的情况下，选择重力式分离器不仅经济，而且合理。又由于在处理大量产量的气体时，卧式分离器通常效果更大些。在分离器的重力沉降段，液滴垂直于气流方向向下沉降，液滴就更容易从气体连续相中沉降出来。在卧式分离器中，气液面比立式分离器的气液面要大些，液体趋于平衡时，从容液中出来的气泡就比较容易达到气体空间。从纯气体或液体的分离过程来看，卧式分离器将会是优先选用的。所以本设计选用卧式分离器。

1.2.2分离器的设计说明：

(1)选择一个(t r )0和(t r )w ；

(2)计算(h 0)m a x ,如果没有其他可利用的资料，采用500μm 的液滴，即由方

程')()(1033.302060μρρg

D t h L m r -?=-，令其中Dm ＝500μm ,

得到：()'

)()(83.0max 000μρρg

t h L r -=；

(3)计算

A A w ，w

w r r w

r w w Q t t t Q A A )()()(5.00+=； (4)由Z —

A

A w

关系图，确定系数Z ，(d

h Z 0

=

)； (5)计算m a x d ，Z

h d max

0max )(=

； 注意：m a x d 取决于w r r w t t Q Q )(,)(,,00；

(6)在满足气体负荷约束的条件下，计算小于max d 的d 和Leff 的组合。如果没有其他可利用的资料，使用100μm 的微滴，

5

.031041.1???

???????

?? ??-???? ???=-m D g L g g Leff

D C P TZQ d ρ

ρρ，

或者 '1041.14K P TZQ d g Leff ???

?

???=-；

(7)在满足油和水的停留时间约束的条件下，计算小于max d 的d 和Leff 的组合：

[]w w r r Leff Q t Q t d )()(1767

002+=； (8)估算筒体长度Lss ：

1000

d

Leff Lss += （对气体负荷） Leff Lss 3

4

=

（对液体负荷）；

(9)选择合理的直径和长度，长径比（d

Lss 3

10）通常在3～4之间。

1.3关于换热器的设计说明

1.3.1换热器的作用

在节流时候微小的压力变化将会引起温度的变化，节流效应一般是冷效应，它将使天然气温度降低。为了避免生成水化物，利用热介质（水蒸气）在换热器内把天然气预热，以免节流后形成水化物而影响生产。

1.3.2换热器中流体的流动形式

本设计采用套管式换热器，以饱和水蒸汽作为热流体，为易于排出冷凝液，加之它没有清洗和流速的要求，故饱和水蒸汽宜走壳程，天然气走管程。

按照冷热流体的流动方向，换热器中流体流动形式可分为顺流式和逆

流式。

当顺流时，冷流体被加热到温度不可能高于热流体的最终温度，也绝不可能把热流体冷到冷流体的最终温度以下。而当逆流时，冷流体被加热到的最高温度由热流体的最初温度决定，热流体被冷却的最终温度由冷流体的最初温度决定。因此，逆流时，冷流体的温度变化可能比在顺流时要大些，这样可以充分利用能源，较为经济。

在各自的入口()'','11t t 和出口()'','22t t 温度保持不变的条件下，逆流时的平均温度比顺流时要大，所以逆流比顺流合适一些。

该设计中选用逆流式套管换热器。

1.3.3换热器设计计算

(1)确定基本参数；

(2)计算热负荷；

(3)计算平均温差t ?；

(4)计算(总)传热系数；

(5)所需管子传热面积的计算；

(6)外壳直径的选择；

(7)换热器内压力的计算；

1.4装置平面布置图设计说明

1.4.1设计原则

(1)占地面积少；

(2)设备布置规范；

(3)设备与设备间的距离，要符合安全要求（防火、防暴）和操作要求；

(4)考虑环境卫生。

2.设计内容

本集气站主要装置均露天安装，按照流程走向顺序布置。泵和仪表置于室内。

Chap 2 工艺计算书

2.1节流前后是否形成水化物判断

2.1.1天然气的有关参数：

(1)天然气的分子量：

据参（二） ∑=i i M y M 式中 M — 天然气的分子量； i y — 组分的摩尔或体积组分； i M — 组分的分子量。

M =16×91.2%+30×1.01%+44×0.5%+58×0.27%+72×6.975%+44×0.01% +28×0.47%+4×0.035%=20.431 (2)计算天然气的相对密度：

空

天

M M =

? 式中 天M — 天然气分子量；

空M ─ 空气分子量，为28.97； 计算得 20.431

0.728.97

=

≈

共有三口井，以1号井为例来计算，设计中一级节流的最终压力是10MPa 。

C t ?20＝初 P=14MPa

(1)计算节流后的温度降：

14104p p p MPa =-=-= 初终

根据参（二）图2-16查得节流后的温降C t ?=?5.11

图上查出的温降是在液烃含量在11.3m 3(液烃)/Mm 3(气)（GPA 标准）条件下，气体中，液态烃含量愈高，则温度降愈小。每增加 5.6m 3（液烃）/Mm 3（气）（GPA 标准），就有C ?8.2的温度修正值。如果没有液态烃，则温度降将比图2-16所求的要多C ?6.5。

最后的温度降应为C t ?=--=?1.17)6.5(5.11' (2)计算节流厚的温度

C ?=-=?9.21.1720't t t －＝始终 (3)计算形成水化物的温度

节流前： a 15.0MP P ＝始， 水化物形成温度：C t ?21.25＝水 节流后： a 11.0MP P ＝终， 水化物形成温度：C t ?19.8＝水 (4)计算判断是否形成水化物：

节流前： C t ?20＝初， C t ?25＝水，初t <水t ,节流前形成水化物； 节流后： C ?9.2t ＝终， C t ?18'＝水，初t <水't 节流后形成水化物。

从上面的计算可知，一号井一级节流前后都要形成水化物。 同理，可以判断其余各口井是否会形成水化物，现将计算结果列于下表：

表 2.1

设计中是由10MPa 降为5MPa ，计算同前。 现将计算结果列表如下：

表 2.2

由以上结果可知，前面两口井一、二级节流前后都要形成水化物，第三口井只是一级节流后形成水化物。

2.2换热器的设计计算

前面已经判断出前两口井，一级节流和二级节流前后都要形成水化物，第三口井只是一级节流后形成水化物，故在一级节流前和二级节流前设置换热器。本设计采用套管式换热器，以1号井为例，具体计算一级节流前的换热器的管程内径、长度等。

2.2.1计算所需参数

(1)经过一次换热器后天然气的出口温度

据10P MPa

=初 14104p p p MPa =-=-= 初终 查参(二)图2-16,节流后的温度降c t ?=?5.11,一级节流后终温c 2.9?=终t ,节流前的c 20t ?=始,节流前后形成水化物的温度为c 25?,c 18?。所以节流前后都要形成水化物，在节流前提高天然气的温度由下式来计算天然气应该加热到的温度''1t ：

t t t c ?+≥''1

式中 c t —节流后压力所对应的水化物形成温度； t ?—节流降压对应的温降。 所以取c t ?=+=5.295.1118''1

(2)天然气的定压质量比C p 1

根据压力a 15MP P ＝初和天然气平均温度t f 1＝c ?=+75.24)5.1920(2

1

先求得对比压力和对比温度： P r ＝3.3 T r ＝1.4

参（二），p p p C C C ?+=0

式中 C p — 天然气的定压质量比热，K Kg KJ ?；

C p 0 — 大气压力下天然气定压质量比热，K Kg KJ ?； △C p — 修正值，K Kg KJ ?。 根据参（二）图1-10

T r ＝1.4时， P r ＝3，则△C p ＝29.3076K Kmol KJ ? P r ＝4，则△C p ＝33.4944K Kmol KJ ?

当P r ＝3.3时，在两者间进行线性插值得△Cp ＝30.9823K Kmol KJ ? 把它换成以K Kg KJ ?为单位，则△C p ＝1.526K Kg KJ ? 根据参（二）查图1-9

T =297.9K 时，查得C p 0＝2.01K Kg KJ ?

所以C p 1＝C p 0＋△C p ＝2.01+1.526=3.536K Kg KJ ? (3)天然气的导热系数1`λ

根据上面计算对比压力，对比温度，查参（二）图1-3 T r ＝1.4时， P r ＝3 则λ/λ0=1.8 P r =4 则λ/λ0=2.4 在两者间查值得：

μ由气体分子量M ＝20.431,查图1-12得

c ?20时，λ0=0.0287)/(k m w ?

c ?40时，λ0=0.0302)/(k m w ? c ?75.24时，λ0＝0.0296)/(k m w ?

式中 λ — 所求压力、温度下的导热系数，)/(c m w ??； λ0 — 常压下的导热系数，查参（二）图1-12； λ/λ0 — 导热系数比，查参（二）图1-13。 所以λ＝0.02960×2.0=0.0592)/(c m w ?? (4)天然气的粘度μ1：

根据参（二） )(

01μμμμ=

式中 μ1— 所求压力、温度下的粘度，毫帕·秒； μ0— 常压的粘度，查参（二）图1-4, μ/μ0 — 粘度比，查参图1-4。 据M ＝20.3043, t =24.75°C,查图１－４，得μ0值 20°C 时， μ0=0.012 30°C 时， μ0=0.015

所以 ｔ＝24.75 μ0=0.0135毫帕·秒

据对比温度，对比压力，查参（二）图１－５图 T r ＝1.4时，P r ＝3, μ/μ0=1.59 P r ＝4, μ/μ0=1.96 P r =3.3时， 得μ/μ0=1.68

所以μ1＝0.0135×1.68=0.02268毫帕·秒 (5)水蒸气的饱和温度t s 和汽化潜热r

现场上常采用饱和水蒸气作为热流体。其优点是单位质量的水蒸气在冷凝时所放出的热量（汽化潜热）大大超过相同质量的过热水蒸汽或热水所出来热量，同时生产饱和水蒸汽的锅炉设备也简单便宜。水蒸气在冷凝时温度保持不变。

现场上常采用 2.7013bar 的饱和水蒸气，查得水蒸汽饱和温度t s =130°C,

汽化潜热r ＝2173.8Kg KJ

2.2.2计算热负荷

据参（二） )'''()'''(11112221t t Cp m t t Cp m Q s s -=-= 式中 '','22t t — 热流体进出口温度，c ?；

'','11t t — 冷立体进出口温度，c ?；

C p 1,C p 2 — 冷热流体的定压质量比热，K Kg KJ ?； 21,s s m m — 冷热流体质量流量，Kg/s 。

s Kg m s /9051.3205.17.086400

10404

1=???=

所以 Q ＝3.9051×3.536×(29.5-20)=131.18KW 考虑到热损失，则所需热负荷为

Q ’=Ηq=1.1×131.18=144.298KW

2.2.3计算平均温差△t

根据参（二），逆流时，其对数平均温差可由公式 min

max min

max ln θθθθ-=

?c t 式中 θm a x — 冷热流体最大温度，c ?；

θm i n — 冷热流体最小温度，c ?。 饱和水蒸汽：c t ?=130''2 c t ?=130'2

天然气： c t ?=20'1 c t ?=5.29''1 所以 θm a x ＝110c ? θm i n ＝100.5c ?

△t c ＝105.207c ?

2.2.4计算总传热系数

主要根据压力，天然气走管程，饱和水蒸汽走壳程，必须首先计算天然气在管程的对流换热系数和水蒸汽在壳程的对流换热系数。 (1)天然气在管程内流动的放热系数h 1 a ．计算雷诺数

根据参（二）， μ

ρ

ud =

Re

式中 μ — 流体粘度，s m Kg ?/； u — 流体流速，m/s ；

d — 换热器换热面积的特性几何尺寸，m 。

据参（二），气体速度通常保持在18～24m/s 以下，以尽量减少噪声的影响和对侵蚀的控制。本设计假定气体流速为16m/s 。 Qg Pd

TZ

V 2

3

101.5-?= 式中 Q g — 气体流量，Nm 3/d ； T — 气体温度，K ； P — 气体压力，MPa ； d — 管子内径，mm ；

V — 气体速度，m/s ； Z — 气体压缩系数。

由上式可得 Qg PV

TZ

d 32

101.5-?=

代入数据得 d ≈53.78mm ， 取d ＝80mm ，内管选Ф89×4.5的热扎无缝钢管。

代入数据 Re ＝6.854105 >104

b.根据参（二）选用公式（5-8）来计算 R L t n

rf ef

uf P R N εεε????=8

.0023.0

式中 Nuf — 流体的努塞尔特维数； Ref — 流体的普兰特准数；

n — 指数，因为是流体被加热，取n ＝0.4； t ε — 温度校正系数，取t ε＝1.0；

L ε — 入口效应修正系数，取L ε＝1.0； R ε — 弯管修正系数，R ε＝1.0。

代入前面的Nuf 计算及参数值，得 h1=896.367)/(2c m W ?? (2)饱和水蒸汽在环形空间流动时的放热系数h 2

采用修正后的努塞尔特方程来计算饱和水蒸汽在管外的放热系数h2。

()25

.02725.0??

?

???-????=L t t r g h w s L L L μρλ

式中 L L L μρλ,,分别为冷凝液的导热系数，密度和粘度；

L — 特征尺寸，对横管为管外径，m ； r — 水蒸汽的汽化潜热； g — 重力加速度，9.8千克/秒2； t s — 水蒸汽的饱和温度； t w — 管外壁温度。 定性温度 )(2

1

tw ts tw +=

从上式可看出，要计算h 2必须首先知道水蒸汽一侧的管壁温度2w t ，但要知道2w t 又必须知道h 2。另外，冷凝液的物性参数又与定性温度有关。为解决此问题，宜采用逐次近似法进行计算。

天然气一侧（管内）的换热系数已知，h 1=896.367c m W ??2/。 下面用逐次近似法求h 2:

a ．参照参（二）图5-23 （忽略污垢层，高低温流体的位置互换）列出

传热方程式：

对于管外水蒸汽一侧：

L d t t h Q w ??-=0222)(π ① 式中 t 2 — 饱和水蒸汽温度，c ?，s t t =2；

s w t — 管外壁温，c ?； d 0 — 管外径，m 。 对管壁：

()?

???

?? ?

?--=

di d di d L t t Q w w 00

12ln πδ

λ ② 式中 1w t — 管内壁温度，c ?；

i d — 管内径，m ；

λ — 金属传热系数，一般为碳钢，取λ＝45)/(c m W ??； δ — 管壁厚，m ； 其余符号意义同前。 对管内天然气一侧：

diL t t h Q w π)(111-= ③ 式中 t 1 — 天然气平均温度，c ?；

其余符号意义同前。 所以管子热流密度为：diL

Q

q π=

1由②，③得： di

d di h t t q w 01

21ln 21λ+-=

④

将已知数据代入④可得q 1的函数关系式：

)75.24(4.104721-=w t q ⑤ 为便于计算，将公式（h 2 的计算式）改写为下面的形式：

25.025.3

25.002)()()(283.1--??=ws s o L

L L t t d r

h μρλ ⑥

①可写 )130()(22222w w s t h t t h q -=-= ⑦ b ．由上面三式⑤，⑥，⑦给与不同的管壁温度2w t ，依序求出相的值。计算结果汇于下表：

表 2.3

表中，c t s ?=130， m d 089.00=

c ．将q 1和q 2 与2w t 的数量关系，即上表中序号1和和序号8的q 1和q 2值与其相对应的2w t 的关系绘成曲线可以看出c t w ?=782，q ＝q 1=q 2＝44100W/m 2，根据所求得的2w t 和q 2,由上面式子⑦可以得到管外的换热系数：

c m W t t q h w s ??=-=-=

2222/077.84878

13044100

(3)总传热系数K 的计算

由于管外部（壳程）的对流换热系数h 2 小于管程内的对流换热系数h 1,故以管子外表面积作为计算总传热系数的基准，由参（二）中的公式（5-70）

222121212111211

ln 11

h d d d d d d d d h K +++???? ??+???

? ??=

λδλδ

式中 d 2 — 内管外径，m ； d 1 — 内管内径，m ；

21,δδ — 分别为内，外管径层之垢层厚，m ；

21,λλ — 分别为内，外管层垢层的传热系数，c m W ??/ λ — 管子金属的传热系数，取值同前； 本设计不考虑垢层，故21,δδ均为0， 上式可变为： 2

1222211ln 211

h d d d d d h K ++???? ??=

λ

由前面计算知道，内管已选了Ф89×4.5的管子，代入其它数据，可以得到：

c m W K ??=2/25.395

2.2.5所需换热面积的计算

根据参（二）传热方程（5-62）： t F K Q ???=

式中 Q — 传热过程的热流量，W ； F — 传热面积，m 2 ；

K — 总传热系数，c m W ??2/；

21f f t t t -=?，为冷热流体之间的传热温度，c ?。

设计中以平均温差进行计算。 上式变形为：t

K Q

F ??=

代入数据得 F ≈3.47m 2 所需管子长度m d F

L 4.120

==

π 考虑到管子太长，易发生弯曲变化，影响传热等原因，可以设计成两个6.0～6.5m 长的套管换热器串联使用。

2.2.6外壳直径的选择

由于内管已选用Ф89×4.5的管子，为保持环形通道有足够大的容量，使传热稳定，因此外壳可以选用Ф159×4.5的无缝钢管。同时为尽量减少散热损失，对外壳必须包扎适当厚度的绝热层。

2.2.7换热器内压降的计算

(1)管程内的压降Pt ?

主要是计算沿程的摩阻损失，可根据参（二）公式（5-81a ）来计算：

???

????????? ??Φ???? ???????

??=?≈?i

i i

t

i

i i t d n L W P P ξρ22 式中 Wi — 管程质量流速，s m Kg ?2/；

i ρ — 管程流体在定性温度下的质量密度，3/m Kg L — 每程管长，m ； t n — 管程数； i d — 管子内径，m ；

i Φ — 管程流体粘度修正系数；

i ξ — 圆管摩擦系数，查参（二）图5-34；

ρu Wi =

式中 u — 流速，23/m s Nm ?。

2

4

86400d Q u ??

=

π

式中 Q — 体积流量，d Nm /3；

d 0 — 管内径，m ；

代入数据得到：W i ＝332.43s m Kg ?2/

ZT

P i ?

?=5

.3484ρ 式中 △ — 相对密度；

P — 天然气压力，MPa ； Z — 压缩系数； T — 天然气温度，K ；

代入数据得 i ρ＝172.983/m Kg

i ξ的查取 因为R e ＝6.854×105，查参（二）图5-34知

i ρ＝0.0157

i Φ取1.0

代入△P t ，最后得到：△P t ＝777.33Pa

压降很小，不到0.1个大气压，故较为合理。