刘 清　王 超

1.武汉商学院机电工程与汽车服务学院　2.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室



天然气超音速旋流脱水装置设计及凝结特性分析①

刘 清1王 超2

1.武汉商学院机电工程与汽车服务学院2.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室

摘要天然气中含有的水蒸气往往会导致单位体积气体发热量降低，减少输送管道的流通面积，其中的CO2和H2S溶于液态水后还会腐蚀管路。针对实际开采过程中的高压天然气含水问题，结合流体力学和工程热力学原理，设计了1套前置式超音速天然气旋流脱水装置。基于国内外研究现状，建立了超音速旋流天然气凝结流动的数值模型，包括多组分两相膨胀流动模型和水蒸气凝结模型。对超音速旋流天然气脱水装置各个工作段的流动特性进行了数值研究，得出装置内部压力、温度、马赫数、水蒸气内部成核率、湿度的分布规律，并根据数值模拟结果对超音速旋流天然气脱水装置进行了优化设计。

关键词超音速天然气旋流脱水凝结特性

井口开采的天然气中含有少量水蒸气和固体颗粒，容易在油气储运过程中发生均质凝结和非均质凝结，导致输送管道的流通面积减小，增加管路压损，降低有效输运能力[1-3]。天然气中的CO2和H2S等酸性气体易溶于水，对输送设备有一定的腐蚀作用[4-5]。天然气脱水是油气输运前的必要工序，只有严格控制天然气中的水含量，才能保证气体高效输送。基于国内外研究情况，天然气脱水工艺主要包括：溶剂吸收、膜分离、固体吸附、冷凝分离等[1-3,6]。……