人工煤气中萘杂质含量较多,随着城市燃气输配管网使用年限的不断增加,输送过程中的萘杂质沉积量也不断增多,极易造成管道堵塞。随着天然气行业的迅速发展,多数城市已经将人工煤气置换为天然气,在此过程中,原沉积在人工煤气管道内壁的萘会被逐渐剥离,随天然气的流动在管道内运移,可能导致置换后管道堵塞或设备损害。在气源置换过程中,大量管道也因萘堵塞严重而不得不面临着更新改造。由此看来,研究气源置换前人工煤气输配管道固体萘颗粒的饱和析出及析出后在管道内的沉积规律,以及气源置换后天然气输配管道中已沉积萘的运移规律对于保障气源置换前后城市燃气输配系统的安全运行具有重要的研究意义。对此,本文展开气源置换前后城市燃气输配管道萘沉积运移研究。依据萘的基本特性,对燃气输配管网内萘蒸汽饱和析出为萘固体的过程进行了分析,建立了燃气管网内固体萘析出的预测模型。以昆明燃气输配管网为例,结合Pipephase多相流软件建立的昆明燃气管网仿真模型,模拟得到了昆明燃气管网在不同季节萘的析出量及析出位置。对于已析出萘颗粒在气源置换前人工煤气管道内的沉积,结合气固两相流动的基本理论,建立了人工煤气管道中萘颗粒沉积的数值模型。研究了在不同管径的水平直管、不同弯曲比的水平弯管以及不同管径比的三通管内,颗粒粒径、气流速度、温度、压力对萘颗粒沉积的影响。模拟结果表明:(1)萘颗粒沉积率与颗粒粒径、温度成正相关关系,而与气流入口速度、压力成负相关关系;(2)颗粒直径是影响萘颗粒在人工煤气管道中沉积的主要因素,其次为气流入口速度,温度、压力影响较小;(3)萘颗粒的沉积率随着水平直管的管径增大而增大,随着水平弯管的弯曲比增大而增大,随着三通管的管径比增大而先增大后减小。对于已沉积萘颗粒在气源置换后天然气管道内的流动,结合气固两相流动的基本理论,建立了天然气管道中已沉积萘运移的数值模型。研究了在不同管径的水平直管、不同弯曲比的水平弯管以及不同管径比的三通管内,颗粒粒径、气流速度、温度、压力对已沉积萘运移的影响。模拟结果发现:(1)萘已沉积的运移率与颗粒粒径成负相关关系,与压力、入口速度成正相关关系;(2)随着温度升高,水平直管、三通管中已沉积萘的运移率先减小而后增大,水平弯管中已沉积萘的运移率减小;(3)在水平直管、三通管中,萘颗粒粒径、气流入口速度是影响已沉积萘在管道中运移的主要因素,温度、压力的影响较小;在水平弯管中,萘颗粒粒径对已沉积萘在管道中运移的影响最大,气流入口速度、温度、压力的影响较小;(4)萘的运移率与水平直管的管径大小、三通管的管径比呈正相关关系,而与水平弯管的弯曲比呈负相关关系;(5)不同影响因素下,已沉积萘在管道内的平均运移时间的变化趋势则与运移率的变化趋势相反。基于所建的燃气管网萘析出预测模型,以及数值模拟得到的气源置换前后管道内固体萘颗粒的沉积运移规律,建立了燃气管网萘沉积运移预测模型。运用所建预测模型,以昆明燃气管网为例,模拟得到了置换前燃气管网内萘蒸汽析出后在管网的总沉积量为4.89 t/a,与现场实际检测数据5.35 t/a,相差为8.60%,且预测得到的萘沉积位置与现场实际情况较为吻合。