花 靖，蒋 秀，于 超，傅建斌，靳彦欣，逄铭玉

(中国石化青岛安全工程研究院，山东青岛 266071)

0 前言

湿气集输工艺因具有集气站和管网设施相对简单、维护费用低等优点，被广泛地应用在气田集输系统。在输送过程中，随着沿程温度、压力逐渐降低，饱和水蒸气会冷凝析出沉降在管道底部，形成气液两相流。此时，管线低洼处形成积液以及积液引发的腐蚀是亟待解决的问题。具体来说，积液的产生会引发内腐蚀、输送效率降低、压力扰动，导致设备损坏等一系列问题。因此，研究管内积液的形成和分布规律，进而制定相应的积液消除措施，对气田集输系统的安全高效运行具有重大意义。

1 积液形成机理

管道的湿气输送过程是典型的低持液率气液两相流工况。在这种工况条件下，气相、液相表观流速较小，由Taitel & Dukler流型转变图版可知(如图1所示)，流型是层流或层状-波浪流，气、液相表观流速在图版中的位置由灰色方框标注。流动过程中，液相受到液壁剪切应力(

τ

)、气液间剪切应力(

τ

)以及重力(

G

)的综合作用，流体受力分析示意如图2所示。其中，液壁剪切应力和重力阻碍液相向上运移，气液间剪切应力促进液相向上运移。因此，当气液间剪切应力大于液壁剪切应力和重力分量之和时，液相向上运移；反之，液相向下运移，在管线低洼处积聚形成积液。气液间剪切应力和液壁剪切应力计算公式分别见式(1)、式(2)。

图1 Taitel & Dukler流型转变图版及典型工况在图版中的位置示意

图2 输气管道中分层流流体受力分析示意