张加蓉，朱 桥，高 嵩，袁 益，吴东梅

(1. 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司，成都 610021；2. 中国能源建设集团有限公司工程研究院，北京 100022)

0 引言

对于多数地热电厂，地热井口与电厂的距离较远。为避免长距离输送两相流介质，通常的设计思路是先将地热井口的汽水混合物分离为地热蒸汽和地热水，再分别进行输送，其中地热蒸汽是干饱和蒸汽。如何确保饱和蒸汽在管道传输过程中热量损失、压力损失和管系安全性在可控范围内，是地热电厂设计中亟需解决的问题。

本文以工程热力学和流体力学为理论基础，通过研究饱和蒸汽管道的外表面散热和沿程阻力损失，提出一种分析饱和蒸汽在管道内流动状态的手段，以满足工程设计的需求。

1 管道压降分析

饱和地热蒸汽在长距离传输的过程中，主要受摩擦系数、管道长度和局部阻力系数的影响，而管道长度仅由井口位置和管道路由决定，因此对饱和蒸汽管道压降分析研究的关键在于确定蒸汽流动状态和影响压降等重要因素。

在分析饱和蒸汽流动时，通常都忽略介质的压缩性而把它视作不可压缩流体并遵守伯努利方程[1]，则在同一管道内流动时，其总机械能保持不变。然而，当流体以接近声速运动时，运动过程中各种参数的变化规律与不可压缩流体的运动有着本质的差别。结合DL/T 5054—2016《火力发电厂汽水管道设计规范》中的相关内容[2]，以蒸汽介质比容比1.6作为可压缩流体和不可压缩流体的计算分界点，对于蒸汽比容变化不大(管道末端与始端介质的比容比β≤1.6)的流体，管道压降受阻力系数和动压力影响；……