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温降、压降分析及其在海管CO2腐蚀评估中的应用

作　者: 赵鹏飞
导　师: 白勇
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 海底管道 温降计算 压降计算 腐蚀评估
分类号: TE832
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 8次
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内容摘要


海底管道成为海底油气资源开采过程中不可缺少的运输工具。海底管道的温降、压降分析以及CO2腐蚀评估一直是工程界关注的重点。管道的温降、压降分析以及CO2腐蚀速率计算三者之间相互影响,在管道设计中,应该全面的考虑这三者之间的联系。但在传统的管道设计方法中,由于摩擦系数往往需要进行迭代计算,导致无法全面的建立管道温降和压降分析之间的联系,这导致了最终管道压降计算结果存在一定的偏差。同时以温降、压降计算结果为基础的管道CO2腐蚀速率计算结果也存在一定的不准确性,造成了管道整体的设计结果偏于保守。针对上述传统管道设计方法中存在的问题,本文利用某原油的实际测试数据,建立起显性摩擦系数计算公式,将管道的温降和压降计算联系在一起,并在此基础上进行了管道的CO2腐蚀速率计算,提高了管道最终的腐蚀速率计算精度,完善了管道设计过程。首先结合海底管道运行特点,推导建立了管道的温降、压降计算控制方程。通过阅读相关文献资料,总结并归纳了常见的显性摩擦系数公式的一般形式,根据某原油的实测数据,建立了适用于本文测试原油的显性摩擦系数计算公式。将公式的计算结果与经典C-W隐性公式的计算结果以及原油实测数据进行比对。通过对比分析发现,本文所建立的C-W一次迭代公式与经典C-W隐性公式的计算精度相吻合,同时又可以有效的降低摩擦系数的计算工作量,提高了管道的计算效率。其次利用建立的显性摩擦系数计算公式,进行管道温降、压降分析计算。将本文的计算结果与传统设计方法的计算结果和管道后期的监测结果进行比对,验证了本文计算结果的准确性,同时也证明了综合的考虑管道温降和压降分析之间的联系,有利于提高管道最终的压降计算精度。进行参数敏感度分析,确定各参数变化对管道最终温降和压降计算结果的影响情况。最后在管道温降、压降计算结果的基础上,进行了管道CO2腐蚀速率计算。对常用的腐蚀速率预测模型进行了对比计算,分析了其产生不同计算结果的原因并确定了本文所使用的计算模型。进行管道腐蚀速率计算,并将本文的计算结果和传统设计方法的计算结果进行对比,验证了考虑管道温降、压降计算之间的联系有利于提高管道的腐蚀速率计算精度。最后进行参数敏感度分析,确定各参数变化对管道最终腐蚀速率计算结果的影响情况。

全文目录


摘要  5-6ABSTRACT  6-10第1章 绪论  10-18  1.1 论文的研究背景和意义  10-11  1.2 海底管道流动保障温降、压降分析与管道CO_2腐蚀介绍  11-12    1.2.1 海底管道流动保障温降、压降分析介绍  11-12    1.2.2 海底管道CO_2腐蚀介绍  12  1.3 流动保障温降、压降分析与CO_2腐蚀研究现状与进展  12-16    1.3.1 流动保障温降、压降分析的国内外研究现状与进展  12-14    1.3.2 CO_2腐蚀研究的国内外研究现状与进展  14-16  1.4 论文的主要研究内容  16-18第2章 流动保障温降、压降计算方法及参数选取  18-36  2.1 流动保障温降计算方法  18-20  2.2 流动保障压降计算方法  20-22  2.3 流动保障温降、压降计算参数选取  22-35    2.3.1 对流系数计算  22-24    2.3.2 总体传热系数计算  24-26    2.3.3 壁面摩擦系数的确定  26-35  2.4 本章小结  35-36第3章 流动保障温降及压降计算实例  36-57  3.1 流动保障温降、压降计算数据  36-38  3.2 流动保障温降及压降计算  38-43    3.2.1 流动保障温降计算  38-42    3.2.2 流动保障压降计算  42-43  3.3 流动保障温降、压降计算结果验证分析  43-47    3.3.1 温降计算结果验证分析  43-45    3.3.2 压降计算结果验证分析  45-47  3.4 管道温降及压降参数敏感性分析  47-55    3.4.1 温降计算参数敏感性分析  47-51    3.4.2 压降计算参数敏感度分析  51-55  3.5 本章小结  55-57第4章 温降、压降计算结果在CO_2腐蚀评估中的应用  57-69  4.1 CO_2腐蚀预测模型对比选取  57-61  4.2 本文计算结果与传统算法计算结果的比较  61-63  4.3 CO_2腐蚀速率参数敏感性分析  63-68    4.3.1 原油温度对CO_2腐蚀速率的影响  63-65    4.3.2 原油压力对CO_2腐蚀速率的影响  65-66    4.3.3 原油流速对CO_2腐蚀速率的影响  66-67    4.3.4 原油pH值对CO_2腐蚀速率的影响  67-68  4.4 本章小结  68-69结论  69-71参考文献  71-76攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  76-77致谢  77

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气储存与运输 > 油气输送与运输 > 管道输送
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