本發(fā)明屬于石油測(cè)井
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
：稠油熱采區(qū)塊普遍采用蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SAGD等開發(fā)方式，根據(jù)原油的黏度隨溫度的升高而降低的特性，利用注入蒸汽所攜帶的熱量加熱稠油和地層，進(jìn)而降低原油黏度增加其流動(dòng)性，達(dá)到稠油開采的目的，目前注汽方式主要有一爐一注、多爐一注和一爐多注等，對(duì)應(yīng)的注汽管網(wǎng)有單一注汽管線、星狀管網(wǎng)、樹枝狀管網(wǎng)等，在計(jì)算地面管線熱損失的過程中，目前只有一爐一注單一管線的計(jì)算方法，即從注汽鍋爐到井口只有一條管線，管線不存在分支及匯入情況，但大多數(shù)注汽是采用星狀或樹枝狀的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，即多個(gè)注汽鍋爐向主管線注汽，然后在分支注向單井，因此單一注汽管線熱損失計(jì)算方法已不再適用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法，該方法包括以下步驟：S1：將樹枝狀注汽管網(wǎng)分解為若干單元沿著樹枝狀注汽管網(wǎng)的注氣方向，以分支管線與主管線的匯合點(diǎn)作為分解點(diǎn)，將樹枝狀注汽管網(wǎng)分解成若干子單元；所述若干單元依次為第一子單元、第二子單元、……以及末端子單元；在所述若干單元中，末端子單元為一段主管線，其余的子單元均包括一段主管線以及與該段主管線末端相連的分支管線；S2：分別計(jì)算各子單元的干度和熱損失分別對(duì)所述若干子單元的干度和熱損失進(jìn)行計(jì)算，其中，前一個(gè)子單元匯合點(diǎn)處的溫度、壓力、干度和流量為后一個(gè)子單元主管線段的起始參數(shù)；S3：根據(jù)步驟S2的結(jié)果獲得整個(gè)管網(wǎng)的干度、熱損失分布以及管網(wǎng)終點(diǎn)處的參數(shù)。本發(fā)明提供一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法能將復(fù)雜的樹枝狀注汽管網(wǎng)結(jié)構(gòu)分解成簡(jiǎn)單的分段計(jì)算模型，然后逐段計(jì)算，最終計(jì)算出整個(gè)管網(wǎng)的熱損失及干度分布數(shù)據(jù)，以滿足生產(chǎn)過程中井口干度的初判、管線保溫效果評(píng)價(jià)的需求，及時(shí)采取措施，保證注汽效果。在上述一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法中，末端子單元為一段主管線，屬于一爐一注的簡(jiǎn)單計(jì)算模型，目前有已知的計(jì)算方法；包括一段主管線以及與該段主管線末端相連的分支管線的子單元屬于爪狀模型，目前尚未有針對(duì)該模型的計(jì)算方法。在上述一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法中，優(yōu)選地，在所述步驟S2中，對(duì)所述包括一段主管線以及與該段主管線末端相連的分支管線的子單元的干度和熱損失進(jìn)行計(jì)算的步驟包括：分別計(jì)算該段主管線和分支管線的干度和熱損失；計(jì)算該段主管線和分支管線匯合點(diǎn)處的混合干度和壓力值；輸出匯合點(diǎn)處的溫度、壓力、干度和注汽量。在上述一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法中，優(yōu)選地，在所述計(jì)算該段主管線和分支管線匯合點(diǎn)處的混合干度和壓力值的步驟中，計(jì)算的基本假設(shè)條件為：根據(jù)質(zhì)量守恒原理，匯合點(diǎn)處的總注汽量等于匯合點(diǎn)處相連接各管線注汽量的總和，各個(gè)鍋爐注入的蒸汽經(jīng)過各段管線的壓降后，在匯合點(diǎn)處的蒸汽的氣相質(zhì)量之和應(yīng)等于主管線在此位置的氣相質(zhì)量。在上述一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法中，優(yōu)選地，在所述計(jì)算該段主管線和分支管線匯合點(diǎn)處的混合干度和壓力值的步驟中，還包括計(jì)算匯合點(diǎn)處的局部阻力損失的步驟；在綜合匯合點(diǎn)處的局部阻力損失后，再輸出匯合點(diǎn)處的溫度、壓力、干度和注汽量。在上述一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法中，優(yōu)選地，對(duì)于由多段管道連接形成的主管線段或分支管線，采用逐步計(jì)算法計(jì)算主管線段或分支管線的干度和熱損失，所述逐步計(jì)算法包括以下步驟：以實(shí)際注汽管網(wǎng)中的管道連接處為作為節(jié)點(diǎn)對(duì)管線進(jìn)行分段；獲取管線的入口參數(shù)和管線的基礎(chǔ)參數(shù)；以管線的入口處為起點(diǎn)，采用迭代計(jì)算法逐段計(jì)算各段管道出口處的溫度、壓力、蒸汽干度以及熱損失，直到最后一根管道，最終獲得管線出口處的溫度、壓力、干度以及熱損失。在上述一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法中，優(yōu)選地，當(dāng)管線的入口處為鍋爐時(shí)，管線的入口參數(shù)為鍋爐出口參數(shù)；所述鍋爐出口參數(shù)包括：每個(gè)鍋爐的出口溫度Tb、每個(gè)鍋爐的出口壓力Pb、每個(gè)鍋爐的出口蒸汽干度Fb和每個(gè)鍋爐的注汽量G；當(dāng)管線的入口處為上一個(gè)子單元的匯合點(diǎn)處時(shí)，管線的入口參數(shù)為上一個(gè)子單元輸出的溫度、壓力、干度和注汽量；所述管線的基礎(chǔ)參數(shù)包括：每根管道類型、每根管道是否有保溫層、每根管道處的空氣溫度Ta(i)、每根管道處的風(fēng)速νa(i)、每根管道/閥門的導(dǎo)熱系數(shù)λp(i)、每根管道/閥門內(nèi)徑ri(i)、每根管道/閥門外徑ro(i)、每根管道/閥門長(zhǎng)度z(i)、每根管壁/閥門外黑度ε(i)、每根管道內(nèi)壁表面粗糙度Ra(i)、每根管道傾角θ(i)、每根管道修正系數(shù)、每根管道熱阻修正系數(shù)、每根管道/閥門保溫層導(dǎo)熱系數(shù)λil(i)和每根管道保溫層厚度Pipe(i,20)。在上述一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法中，優(yōu)選地，所述以管線的入口處為起點(diǎn)，采用迭代計(jì)算法逐段計(jì)算各段管道出口處的溫度、壓力、蒸汽干度以及熱損失，直到最后一根管道，最終獲得管線出口處的溫度、壓力、干度以及熱損失的步驟包括：步驟一：以管線的入口為計(jì)算起點(diǎn)，計(jì)算第i段管道的相關(guān)參數(shù)；其中，入口處的管道編號(hào)為1，依次類推，管道編號(hào)i＝1-n，管線的入口參數(shù)即為第1段管道的入口參數(shù)，按照管道的連接順序依次計(jì)算，i＝1時(shí)開始計(jì)算；步驟二：迭代計(jì)算第i段管道壓力損失，同時(shí)計(jì)算第i段管道局部阻力損失；迭代計(jì)算第i段管道外表面溫度和熱損失；迭代計(jì)算第i段管道末端的蒸汽干度；輸出第i段末端的相關(guān)參數(shù)，所述相關(guān)參數(shù)包括溫度、壓力、蒸汽干度、熱損失；步驟三：按照計(jì)算第i段管道的蒸汽干度的方法計(jì)算后續(xù)管道的相關(guān)參數(shù)，直到最后一根管道，最后一根管道末端的溫度、壓力、蒸汽干度、熱損失即為管線出口處的相關(guān)參數(shù)。本發(fā)明提供了多爐一注樹枝狀管網(wǎng)的分解方法及爪狀計(jì)算模型的計(jì)算方法，利用該方法可以將復(fù)雜的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成若干簡(jiǎn)單計(jì)算模型，然后采用節(jié)點(diǎn)計(jì)算的方法分別對(duì)各計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，最終得到整個(gè)管網(wǎng)的干度、熱損失分布情況，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以直觀的了解整個(gè)注汽管線的熱損失狀況，進(jìn)而采取相應(yīng)的保溫措施、調(diào)整注汽參數(shù)、調(diào)整注汽方案，有效降低注汽運(yùn)行成本。附圖說明圖1為實(shí)施例1中多爐一注樹枝狀管網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。實(shí)施例1本實(shí)施例提供了一種多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)分解計(jì)算方法，該方法的具體方案是：S1：將樹枝狀注汽管網(wǎng)分解為四個(gè)單元多爐一注樹枝狀管網(wǎng)如圖1所示，沿著樹枝狀注汽管網(wǎng)的注氣方向，整個(gè)管線分成主管線和分支管線兩部分組成，本著模型統(tǒng)一、簡(jiǎn)單、可計(jì)算的原則，可以將整個(gè)管網(wǎng)劃分成第一子單元、第二子單元、第三子單元和末端子單元，其中，第一子單元、第二子單元、第三子單元為爪狀模型，末端子單元為一爐一注的簡(jiǎn)單計(jì)算模型。S2：分別計(jì)算各子單元的干度和熱損失分別對(duì)四個(gè)子單元的干度和熱損失進(jìn)行計(jì)算，其中，前一個(gè)子單元匯合點(diǎn)處的溫度、壓力、干度和流量為后一個(gè)子單元主管線段的起始參數(shù)；具體地，將第一子單元作為計(jì)算起點(diǎn)，輸入兩個(gè)起點(diǎn)的溫度、壓力、干度和注汽量，首先計(jì)算出第一子單元的干度及熱損失分布，并輸出交匯點(diǎn)1處的溫度、壓力、干度和流量；輸入起點(diǎn)2的溫度、壓力、干度和流量，計(jì)算得到第二字單元的熱損失和干度分布，并輸出交匯點(diǎn)2處的溫度、壓力、干度和流量，然后輸入起點(diǎn)3的溫度、壓力、干度和流量，計(jì)算得到第三子單元的熱損失、干度分布，并輸出交匯點(diǎn)3處的溫度、壓力、干度和流量；最后采用一爐一注單一管線的計(jì)算方法計(jì)算模型四的熱損失和干度分布，最后輸出終點(diǎn)的溫度、壓力、干度和注汽量。S3：根據(jù)步驟S2的結(jié)果獲得整個(gè)管網(wǎng)的干度、熱損失分布以及管網(wǎng)終點(diǎn)處的參數(shù)。在上述步驟S2中，在對(duì)屬于爪狀模型的第一子單元、第二子單元、第三子單元的干度、熱損失進(jìn)行計(jì)算時(shí)，匯合點(diǎn)處滿足如下假設(shè)：根據(jù)質(zhì)量守恒原理，匯合點(diǎn)的總注汽量等于各支路注汽量的總和，各個(gè)鍋爐注入的蒸汽經(jīng)過各段管線的壓降后，在交匯點(diǎn)處的蒸汽的氣相質(zhì)量之和應(yīng)等于主管線在此位置的氣相質(zhì)量，即：在此基礎(chǔ)上，計(jì)算爪狀模型的干度、熱損失的步驟可概括為：(1)輸入爪狀模型中各管線的入口參數(shù)和管線的基礎(chǔ)參數(shù)，當(dāng)管線的入口處為鍋爐時(shí)，管線的入口參數(shù)為鍋爐出口參數(shù)；各參數(shù)見表3：(2)當(dāng)Num_L＝1時(shí)，計(jì)算對(duì)應(yīng)管線第i段管道的相關(guān)參數(shù)；(3)迭代計(jì)算Num_L＝1對(duì)應(yīng)管線第i段管道壓力損失；(4)計(jì)算Num_L＝1對(duì)應(yīng)管線第i段管道局部阻力損失；(5)迭代計(jì)算Num_L＝1對(duì)應(yīng)管線第i段管道外表面溫度和熱損失；(6)迭代計(jì)算Num_L＝1對(duì)應(yīng)管線第i段管道末端的干度；(7)計(jì)算Num_L＝1對(duì)應(yīng)管線第i+1段管道的干度；(8)判斷Num_L＝1對(duì)應(yīng)管線是否計(jì)算到節(jié)點(diǎn)處，如果計(jì)算完畢，保存計(jì)算得到的溫度、壓力、干度、注汽量；如果沒有則繼續(xù)計(jì)算下一管道的參數(shù)；(9)計(jì)算下一管線Num_L＝1+Num_L對(duì)應(yīng)管線的參數(shù)，直至所有管線計(jì)算完畢，每計(jì)算完一根管線保存終點(diǎn)處的溫度、壓力、干度和注汽量；(10)計(jì)算管線匯合點(diǎn)處的混合干度和壓力值；表3輸入?yún)?shù)列表序號(hào)名稱符號(hào)單位備注1每個(gè)鍋爐的出口溫度Tb℃輸入2每個(gè)鍋爐的出口壓力PbMPa輸入3每個(gè)鍋爐的出口干度Fb％輸入4每個(gè)鍋爐的注汽量Gt/h輸入5每根管道連接上一段管道編號(hào)輸入6每根管道的編號(hào)輸入7每根管道的類型輸入8每根管道是否有保溫層輸入9每段管道處的空氣溫度Ta(i)℃輸入10每段管道處的風(fēng)速νa(i)m/s輸入11每段管道/閥門的導(dǎo)熱系數(shù)λp(i)W/(m.K)輸入12每段管道/閥門內(nèi)徑ri(i)m輸入13每段管道/閥門外徑ro(i)m輸入14每段管道/閥門長(zhǎng)度z(i)m輸入13每段管壁/閥門外黑度ε(i)輸入14每段管道內(nèi)壁表面粗糙度Ra(i)輸入15每段管道傾角θ(i)°輸入17每段管道修正系數(shù)輸入18每段管道熱阻修正系數(shù)輸入20每段管道/閥門保溫層導(dǎo)熱系數(shù)λil(i)W/(m.K)輸入22每段管道保溫層厚度m輸入23鍋爐個(gè)數(shù)Num_B輸入24管道數(shù)Num_P輸入25井?dāng)?shù)Num_W輸入26管線數(shù)Num_L輸入(11)計(jì)算匯合點(diǎn)處的局部阻力損失；(12)輸出匯合點(diǎn)處的溫度、壓力、干度和注汽量。在一種具體的實(shí)施方式中，上述計(jì)算爪狀模型的干度、熱損失的步驟具體為：步驟1、分別對(duì)子單元中的主管線和分支管線所涉及的單井注汽量G、管道的導(dǎo)熱系數(shù)λp和絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)λins進(jìn)行單位換算；并分別計(jì)算第一子單元中的主管線和分支管線各段管道的空氣導(dǎo)熱系數(shù)λa和空氣運(yùn)動(dòng)黏度υa；Gt/h＝注汽量×1000/3600kg/sλp＝0.859845×管線導(dǎo)熱系數(shù)kcal/(h·m·℃)λins＝0.859845×絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)kcal/(h·m·℃)λa＝(9×10-18×Ta6-3×10-14×Ta5+4×10-11×Ta4-2×10-8×Ta3+2×10-6×Ta2+0.0077×Ta+2.4313)×10-2υa＝(3×10-16×Ta6-9×10-13×Ta5+9×10-10×Ta4-4×10-7×Ta3+0.0002×Ta2+0.0862×Ta+13.232)×10-6λa＝0.859845×空氣導(dǎo)熱系數(shù)kcal/(h·m·℃)步驟2、分別計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的R3；在上述公式中，R3為管線的管壁熱阻；λp為管線的導(dǎo)熱系數(shù)，kcal/(h·m·℃)；ro為管線外半徑，m；ri為管線內(nèi)半徑，m。步驟3、分別計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道對(duì)空氣的對(duì)流換熱系數(shù)hfc'；Re＝νaDs/υa上述公式中，λa為空氣的導(dǎo)熱系數(shù)，kcal/(h·m·℃)；Re為雷諾數(shù)；νa為風(fēng)速，m/s；υa為空氣的運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s；Ds為保溫層外徑，m；C和n根據(jù)Re按照表2的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選值；表2C和n的選取標(biāo)準(zhǔn)Re5-8080-5×1035×103-5×104>5×104C0.810.6250.1970.023n0.400.460.60.8步驟4、分別計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的管子內(nèi)截面積AA＝πri2在上述公式中，A為管線的內(nèi)截面積，m2。步驟5、根據(jù)有無保溫層情況分別計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的外半徑或者保溫層外半徑rins有保溫層時(shí)：采用以下公式計(jì)算保溫層外半徑：rins＝ro+Pipe(i,20)Ds＝2rins在上述公式中，rins為管線的外半徑，m；ro為管線外半徑；Ds為保溫層外徑，m；無保溫層時(shí)，采用以下公式計(jì)算管線外半徑：rins＝ro。步驟6、子單元中的主管線和分支管線各段管道分別取一段長(zhǎng)度△z，干度降△xi。步驟7、子單元中的主管線和分支管線各段管道分別取壓力降△pi。步驟8、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道出口處壓力pi、出口處溫度Ti以及出口處蒸汽干度xi；pi＝pi-1-△piTi＝195.94pi0.225-17.8xi＝xi-1-△xi。步驟9、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的平均壓力pavi、平均溫度Tavi以及平均蒸汽干度xavipavi＝(pi-1+pi)/2Tavi＝(Ti-1+Ti)/2xavi＝(xi-1+xi)/2。步驟10、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的蒸汽汽相密度ρg和蒸汽液相密度ρl；采用以下經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式計(jì)算：ρl＝(0.9967-4.615×10-5Tavi-3.063×10-6Tavi2)×103Zg＝1.012-4.461×10-4Tavi+2.98×10-6Tavi2-1.663×10-8Tavi3上述公式中，ρl為第i段管道的蒸汽液相密度，kg/m3；ρg為第i段管道的蒸汽汽相密度，kg/m3。步驟11、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的蒸汽液相密度μl和蒸汽汽相密度μg；μg＝(0.36Tavi+88.37)×10-4上述公式中，μl為第i段管道的蒸汽液相密度，mPa.s；μg為第i段管道的蒸汽汽相密度，mPa.s。步驟12、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的體積含氣率Hg；步驟13、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的平均密度ρm；ρm＝Hgρg+(1-Hg)ρl。步驟14、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的平均密度ρm；μm＝Hgμg+(1-Hg)μl。步驟15、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的平均流速νm；上述公式中，νm為第i段管道的平均流速，m/s。步驟16、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的雷諾數(shù)Re步驟17、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的摩擦系數(shù)fm；fm的具體取值根據(jù)表1的標(biāo)準(zhǔn)選??；表1第i段管道的摩擦系數(shù)選取標(biāo)準(zhǔn)表1中，Ra為管壁粗糙度。步驟18、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道pi-1和Ti-1下的蒸汽汽相密度ρgi-1和蒸汽液相密度ρli-1，以及體積含氣率Hgi-1、平均密度ρmi-1和流速νi-1；ρli-1＝(0.9967-4.615×10-5Ti-1-3.063×10-6Ti-12)×103Zgi-1＝1.012-4.461×10-4Ti-1+2.98×10-6Ti-12-1.663×10-8Ti-13ρmi-1＝Hgi-1ρgi-1+(1-Hgi-1)ρli-1步驟19、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道pi和Ti下的蒸汽汽相密度ρgi和蒸汽液相密度ρli，以及體積含氣率Hgi、平均密度ρmi以及流速νi；pi＝pi-1-△piTi＝195.94pi0.225-17.8ρli＝(0.9967-4.615×10-5Ti-3.063×10-6Ti2)×103Zgi＝1.012-4.461×10-4Ti+2.98×10-6Ti2-1.663×10-8Ti3ρmi＝Hgiρgi+(1-Hgi)ρli步驟20、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的局部阻力△pj上述公式中，△pj為第i段管道局部壓力降，MPa；△pw為液體單向流的局部壓強(qiáng)損失，Pa；X為馬蒂內(nèi)利參數(shù)；ζ為局部阻力系數(shù)；當(dāng)管徑擴(kuò)大時(shí)，B1和ζ的計(jì)算公式為：B1＝1.0，當(dāng)管徑縮小時(shí)，B1和ζ的計(jì)算公式為：B1＝1.0，當(dāng)存在90°彎頭時(shí)，B1和ζ的計(jì)算公式為：ζ＝0.12；當(dāng)存在閥門時(shí)，B1和ζ的計(jì)算公式為：閘閥：B1＝1.5，ζ＝0.2，球閥：B1＝2.3，ζ＝10.0，控制閥：B1＝1.0，ζ＝5.0s，在上述涉及B1和ζ的計(jì)算公式中，l為管子彎頭部分的長(zhǎng)度；A2為下游小管道的截面積；A1為上游大管道的截面積。步驟21、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的壓降△pi'；△pi'＝pi-1-pi。步驟22、判斷計(jì)算得到的△pi'與△pi，如果在誤差范圍內(nèi)則進(jìn)行下步計(jì)算，否則取△pi＝△pi'返回步驟6；△pi'與△pi的誤差范圍可具體根據(jù)使用者對(duì)精度要求設(shè)定，在本實(shí)施例中設(shè)置為萬分之一。步驟23、假定子單元中的主管線和分支管線各段管道的外表面溫度Tw。步驟24、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道對(duì)空氣的強(qiáng)迫對(duì)流換熱的熱阻R5；絕熱層外表面由于通過強(qiáng)迫對(duì)流方式與大氣進(jìn)行熱交換，形成低速氣膜層，其熱阻可表示為：式中hfc為絕熱層外表面上強(qiáng)迫對(duì)流熱系數(shù)，kcal/(m2·h·℃)。其中hfc＝hfc'+hfc"，即hfc由對(duì)流換熱系數(shù)hfc'和輻射換熱系數(shù)hfc"組成；管外壁至大氣的輻射換熱系數(shù)hfc"由下式計(jì)算：在上述公式中，ε為管壁外黑度；Ta為空氣平均溫度，℃；Tw為絕熱層外壁溫度，℃。步驟25、根據(jù)有無保溫層情況計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的保溫層熱阻R4；并計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道△z上的單位長(zhǎng)度、單位時(shí)間的熱損失q；(1)有保溫層時(shí)計(jì)算絕熱層熱阻在上述公式中，λins為絕熱層的導(dǎo)熱系數(shù)，kcal/(h·m·℃)；rins為絕熱層外半徑，m。(2)無保溫層時(shí)步驟26、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的絕熱層外表面溫度Tw'(1)有保溫層時(shí)(2)無保溫層步驟27、判斷Tw和Tw'，如果誤差較大則Tw＝Tw'返回步驟21，如果滿足則進(jìn)行下一步計(jì)算；Tw和Tw'的誤差可具體根據(jù)使用者對(duì)精度要求設(shè)定，在本實(shí)施例中，設(shè)置為萬分之五。步驟28、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道熱損失qi；qi＝q×z×4.186/3600/G單位kJ/kg。步驟29、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道熱流密度Q和累計(jì)長(zhǎng)度Z管線有保溫層時(shí)，管線無保溫層時(shí)，累計(jì)長(zhǎng)度Z為從鍋爐出口出至第i段管道的管線長(zhǎng)度。步驟30、計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的飽和蒸汽的焓hg以及飽和水的焓hl；并計(jì)算子單元中的主管線和分支管線各段管道的蒸汽干度xi；hg＝(12500+1.88Tavi-3.7×10-6Tavi3.2)/4.186在上述公式中，hl為飽和水的熱焓，kcal/kg；hg為飽和蒸汽的熱焓，kcal/kg。C1＝G(hg-hl)步驟31、判斷子單元中的主管線和分支管線各段管道的(xi-xi-1)/△xi是否小于誤差允許范圍，如果不滿足則△xi＝xi-xi-1返回步驟5重新計(jì)算，滿足則進(jìn)行下一△z管道的計(jì)算，直到每個(gè)管道長(zhǎng)度；誤差可具體根據(jù)使用者對(duì)精度要求設(shè)定，在本實(shí)施例中，設(shè)置為萬分之一。步驟32、計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的累計(jì)熱損失量qi：qi＝qi-1+q×△z×4.186/3600；步驟33、計(jì)算匯合點(diǎn)處主管線和分支管線計(jì)算得到壓力的平均值：(1)算術(shù)平均值(2)幾何平均值步驟34、計(jì)算匯合點(diǎn)處的干度值：根據(jù)質(zhì)量守恒原理，各個(gè)鍋爐注入的蒸汽經(jīng)過各段管線的壓降后，在交匯點(diǎn)處的蒸汽的氣相質(zhì)量之和應(yīng)等于主管線在此位置的氣相質(zhì)量，即：步驟35、計(jì)算匯合點(diǎn)處各鍋爐管線主管線和分支管線計(jì)算結(jié)果壓力的最大值pmax和最小值pmin；步驟36、判斷主管線和分支管線計(jì)算結(jié)果壓力的最大值pmax和最小值pmin與平均壓力pavi，如果滿足要求則進(jìn)行下一步計(jì)算，如果不滿足，若pi大于pavi，加大對(duì)應(yīng)管線的管線修正系數(shù)值，若pi小于pavi，減小對(duì)應(yīng)管線的管線修正系數(shù)值，然后返回步驟1重新計(jì)算，直到pmax-pavi和pmin-pavi絕對(duì)值的最大值滿足誤差允許范圍；步驟37、計(jì)算匯合點(diǎn)處的局部阻力△pj；步驟38、輸出匯合點(diǎn)處的壓力、溫度、干度、總注汽量。在設(shè)置完成上述步驟1至步驟38的基礎(chǔ)上，對(duì)某多爐一注樹枝狀注汽管網(wǎng)進(jìn)行實(shí)際計(jì)算，其中，輸入的鍋爐出口參數(shù)見表4；本次計(jì)算取三個(gè)鍋爐管線的參數(shù)相同，鍋爐管線的基礎(chǔ)參數(shù)見表5；鍋爐1對(duì)應(yīng)管線的計(jì)算參數(shù)見表6，鍋爐2對(duì)應(yīng)管線的計(jì)算參數(shù)見表7，鍋爐3對(duì)應(yīng)管線的計(jì)算參數(shù)見表8；井口計(jì)算結(jié)果見表9。表4輸入的注汽參數(shù)名稱鍋爐1鍋爐2鍋爐3單位鍋爐出口溫度324331315℃鍋爐出口壓力11.412.910.5MPa鍋爐出口干度0.7450.7510.755％注汽量44.56t/d表6鍋爐1對(duì)應(yīng)管線的計(jì)算參數(shù)長(zhǎng)度壓力溫度干度熱損失管線外壁溫度熱流密度mMPa℃％kJ/kg℃W/m^2011.43240.7450001.411.236319.8840.7454.748321.13211107.192.511.104318.990.7448.426318.63810953.824.710.835317.1350.7449.19959.514501.2269.710.189312.5350.74310.93759.117495.73714.79.489307.2860.74312.66455.839492.54616.19.282305.6790.74213.1645.642505.66817.59.073040.74213.65345.481502.79518.98.852302.2430.74114.14445.312499.79220.38.628300.40.74114.63145.136496.64421.78.396298.4610.7415.11644.95493.337表7鍋爐2對(duì)應(yīng)管線的計(jì)算參數(shù)長(zhǎng)度壓力溫度干度熱損失管線外壁溫度熱流密度mMPa℃％kJ/kg℃W/m^2012.93310.7510001.412.669329.1270.7514.413329.21611614.582.512.483327.9760.757.851327.71111518.934.712.1325.5620.758.55960.579516.0399.711.164319.3980.74910.14460.055508.74114.710.117312.0070.74811.70956.56502.37716.19.801309.660.74812.15746.068513.27717.59.472307.1570.74712.60145.83509.03618.99.13304.4760.74613.04145.577504.50420.38.772301.5890.74513.47745.304499.63621.78.396298.460.74413.90945.008494.377表8鍋爐3對(duì)應(yīng)管線的計(jì)算參數(shù)長(zhǎng)度壓力溫度干度熱損失管線外壁溫度熱流密度mMPa℃％kJ/kg℃W/m^2010.53150.7550001.410.379313.9120.7553.036313.67910653.192.510.283313.220.7545.409312.79310600.074.710.088311.7950.7545.91558.831491.789.79.626308.3370.7537.05458.53487.62914.79.136304.5250.7538.19155.405486.64316.18.994303.3870.7528.51945.394501.2517.58.848302.2130.7518.84645.281499.22918.98.701301.0020.759.17145.164497.14520.38.55299.7520.7499.49545.043494.99421.78.396298.460.7489.81844.919492.771表9井口計(jì)算結(jié)果壓力溫度干度注汽量MPa℃％t/h8.396298.460.74514.5表9列出了該爪狀模型最終匯合處井口的計(jì)算結(jié)果。當(dāng)前第1頁1 2 3