燃?xì)饧俺善酚凸艿垒斔驼n程設(shè)計(jì).

1、某輸氣管道工藝設(shè)計(jì)目錄重慶科技學(xué)院管道輸送技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué) 院:石油與天然氣工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí):油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)生姓名:學(xué) 號(hào):設(shè)計(jì)地點(diǎn)（單位）： k棟801設(shè)計(jì)題目:某輸氣管道工藝設(shè)計(jì)完成日期：2015年1月10日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)（五級(jí)記分制）：指導(dǎo)教師（簽字）：1設(shè)計(jì)總則11.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1.2設(shè)計(jì)任務(wù)參數(shù)22.1設(shè)計(jì)工程概況 2.3確定管道評(píng)估性通氣能力 34輸氣管道規(guī)格44.1天然氣的密度及相對(duì)密度4.44.2天然氣運(yùn)動(dòng)黏度4.3末端儲(chǔ)氣量計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽4.4末端最大儲(chǔ)氣量計(jì)算4.5管段平均直徑D計(jì)算8.4.6管段壁厚確定9.5壓縮機(jī)選擇與布置 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽5.1壓縮機(jī)站的確定 錯(cuò)

2、誤！未定義書(shū)簽5.2計(jì)算各站間進(jìn)出站壓力錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽5.3壓縮機(jī)功率計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽5.4壓縮機(jī)選型 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽,1.6.6結(jié)論6.1管道評(píng)估性通氣能力 1.66.2輸氣管道規(guī)格166.3壓縮機(jī)站數(shù)及壓縮比1.6,1.7.6.4壓縮機(jī)選型.16 參考文獻(xiàn)某輸氣管道工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總則1設(shè)計(jì)總則1.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)本設(shè)計(jì)主要依據(jù)的是課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提供的設(shè)計(jì)參數(shù)以及輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī) 范GB50251-94進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。1.2設(shè)計(jì)原則輸氣管道工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵照下列原則：（1）輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50251-2003（2）保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、節(jié)約土地，處理好與鐵路、公路、河流等的相互關(guān)系;（3

3、）采用先進(jìn)技術(shù)，努力吸收國(guó)內(nèi)外新的科技成果；（5）優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確定經(jīng)濟(jì)合理的輸氣工藝及最佳的工藝參數(shù)。（6）在保證管線(xiàn)通信可靠的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低工程投資。 提高自控水平，實(shí)現(xiàn)主要安全性保護(hù)設(shè)施遠(yuǎn)程操作。（7）以經(jīng)濟(jì)效益為中心，充分合理利用資金，減少風(fēng)險(xiǎn)投資，力爭(zhēng)節(jié)約基建投資, 提高經(jīng)濟(jì)效益。1某輸氣管道工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)參數(shù)2設(shè)計(jì)任務(wù)參數(shù)2.1設(shè)計(jì)工程概況某長(zhǎng)距離輸氣干線(xiàn)，沿線(xiàn)地形起伏不大，海拔高度1200m。要求對(duì)該管道進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要求如下：(1) 確定管道評(píng)估性通氣能力(2) 輸氣管道規(guī)格(3) 壓縮機(jī)站數(shù)及壓縮比(4) 確定壓縮機(jī)機(jī)組的功率與型號(hào)(5) 布置壓氣

4、站2.2其他有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)所輸天然氣組分見(jiàn)下表2-1:表2-1天然氣相關(guān)組分組成Mol%組成Mol%甲烷95己烷0.06乙烷1.2硫化氫0.2丙烷1.47二氧化碳0.37丁烷0.32氮1.3正戊烷0.02氦0.00(2)天然氣的溫度為27C，管道全長(zhǎng)1080km,任務(wù)輸量為：26億方/年，起點(diǎn)氣源壓力為:6.2MPa；(3) 壓氣站最大工作壓力為7.5MPa，進(jìn)站壓力為5.4MPa,各站自用氣系數(shù)為0.5%， 末端最低壓力2.0MPa；(4) 入站口到壓縮機(jī)入口壓損為 0.1MPa；壓縮機(jī)出口到壓縮站壓損 0.2MPa2.3設(shè)計(jì)要求(1) 確定管道評(píng)估性通氣能力；(2) 輸氣管道規(guī)格；(3) 壓

5、縮機(jī)站數(shù)及壓縮比；(4) 確定壓縮機(jī)機(jī)組的功率與型號(hào);(5) 布置壓氣站。3確定管道評(píng)估性通氣能力任務(wù)年輸量為26億方/年。根據(jù)GB50251-2003輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：輸 氣管道的設(shè)計(jì)輸送能力應(yīng)按設(shè)計(jì)委托書(shū)或合同規(guī)定的年或日最大輸氣量計(jì)算，設(shè)計(jì)年工26 10 8m3350 24 3600 0.85作天數(shù)應(yīng)按350d計(jì)算（350d是為冬夏平衡，同時(shí)最大輸氣量應(yīng)以標(biāo)態(tài)計(jì)算。）。= 101.15m3s =364140m3/h =8.7 106m3/d=3 108m3/a由上計(jì)算可得該管道通氣能力為85.98立方米每秒。4某輸氣管道工藝設(shè)計(jì)總結(jié)244輸氣管道規(guī)格4.1天然氣的密度及相對(duì)密度(

6、4-1)由氣體的相對(duì)分子質(zhì)量公式：得出：M =0.95 16 0.03 30 0.0147 44 0.0032 58 0.0002 72 0.0006 860.0002 34 0.0037 44 0.013 28 0.00 4 =17.53由公式得：17.5324.055= 0.729在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，天然氣的密度與干空氣的密度之比稱(chēng)為相對(duì)密度。天然氣相對(duì)密度 用符號(hào)用厶表示，則有：(4-2)式中厶氣體的相對(duì)密度:氣體的密度空氣的密度，在工程標(biāo)準(zhǔn)下，為1.206kg m3P天相對(duì)密度：二=0.729/1.206=0.604P空4.2天然氣運(yùn)動(dòng)黏度（1）由各組分黏度計(jì)算天然氣黏度： 7yM；-L、y

7、i . Mii（4-3）、（屮 帀）=10.60 95%16 8.77 3% 307.56 1.47%-44i代入數(shù)據(jù)得：6.97 0.32%. 586.48 0.02% 72 11.90 0.2% ，34 14.300.37%、4418.04 1.3%28=44.30 (yi 祁)=95%163%、30 1.47%. 440.32%.58i0.02%.720.2%. 340.37%. 44 1.3%.28=4.19所以按公式計(jì)算得動(dòng)力黏度：i=44.30/4.19=10.57MPas (2) 計(jì)算天然氣運(yùn)動(dòng)黏度：10.57214.50mm /sP 0.7294.3末段儲(chǔ)量計(jì)算假設(shè)末段管徑77

8、0mm壓縮比1.3，Re =1.777 10曲du式中 qv氣體流量，m3/d厶一一氣體響度密度d輸氣管徑，cmu氣體的動(dòng)力粘度，N s/m2Re =1.777 10：=114738.7 1060.604Z3770 10.57 10100.0392=0.0147 Re.0.0392=0.0147 11473=0.01021001 15100 1.773pPj .式中 Ppj 氣體平均壓力2PpjPzPqPz 式中 Ppj平均壓力Pq起點(diǎn)壓力Pz 終點(diǎn)壓力Ppj =|(6.2226.2 2)=4.46(MPa)= 0.911001 15100 1.773 4.46 .(1)計(jì)算管徑為滿(mǎn)足儲(chǔ)氣要求

9、，設(shè)計(jì)最大儲(chǔ)氣量為日輸氣量的40%即0.4 =12.24 1 08(m3/a) =3.5 106(m3 /d)= 150000(m3/ h) = 40.5(m3/s)8 、，c, c 260Vmax =0.4 Q85%2Vmax qVA RLcP2min -T。6p0T2Z2.：式中d管道內(nèi)徑,mm;R max末段起點(diǎn)最大壓力,Pa;P2min末段終點(diǎn)最小壓力,Pa;T 標(biāo)況下的溫度(T0 = 293K)；P0 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(P=101325Pa);C。一一轉(zhuǎn)換系數(shù)值，取值0.03848。293A =3.14 O.038482 竿4.9 10101325 x 300 0.912 x 0.0102

10、 漢 0.6043.5 106 101.1524.9 10，7.33 1018 23 1018IE101。22。，=698mm對(duì)誤差:上式中C參數(shù)的計(jì)算公式如下:乙汀C：D式中水利摩阻系數(shù);Z 氣體壓縮因子;:* 氣體的相對(duì)密度;T 輸氣管道內(nèi)氣體的平均溫度，K；D管道內(nèi)徑，mmCo 轉(zhuǎn)換系數(shù)值，取值0.03848。0.0102 0.91 0.604 3002350.03848(770 10 )= 4196.39根據(jù)最優(yōu)末段長(zhǎng)度計(jì)算公式:P 2 _p 21max2min,b2CQ2式中iz,b 最優(yōu)末段長(zhǎng)度，mPmax 末段起點(diǎn)最大壓力，Pa；P2min末段終點(diǎn)最小壓力，Pa；由任務(wù)書(shū)知：Pm

11、ax =5.40.2 =5.2(MPa);P2min =2.0(MPa);T =273.15 + 27 =300.15(K)2 12 2 127.310 -2102 4196.39 101.152= 574012.31(m) = 574.01(km)4.4末段最大儲(chǔ)氣量的確定儲(chǔ)氣開(kāi)始時(shí)，此時(shí)有：終點(diǎn)的最低壓力應(yīng)該不低于配氣站要求的最低供氣壓力，故為已知,p1min/ p2minCl zQ（ 3-3）式中開(kāi)始儲(chǔ)氣時(shí)末段起點(diǎn)的最低壓力;開(kāi)始儲(chǔ)氣時(shí)末段終點(diǎn)的最低壓力。儲(chǔ)氣結(jié)束時(shí)，起點(diǎn)最高壓力應(yīng)該不超過(guò)最后一個(gè)壓氣站的最大出口壓力或管路的強(qiáng) 度，故為已知，則有：p2max = . Plmax -Cl

12、zQ2（ 3-4）式中儲(chǔ)氣結(jié)束時(shí)末段終點(diǎn)的最高壓力；儲(chǔ)氣結(jié)束時(shí)末段起點(diǎn)的最高壓力。Pmin 二勺卩爲(wèi).CIzQ2；22 1012 4196.39 574012.31 101.155352102.40P2max = .R2nax ClZQ2 = -7.32 1012 4196.39 574012.31 101.155352102.38Ppj min -32P2mn-(5.35 106P min + Pwmin32 12*2 x10)5.35 106 2 106)4.0MPa5.352 1012P max2p2g =3嘰06 +535篇 +7,06) = 6.38MPa根據(jù)輸氣管道末段儲(chǔ)氣開(kāi)始和結(jié)

13、束時(shí)的平均壓力和可以算出末段輸氣管道的儲(chǔ)氣能力，計(jì)算公式如下:二 D24P pj max(3-5)P0式中 T0 標(biāo)況下的溫度（T0 =293K）；p0 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（P=101325Pa）;將數(shù)據(jù)代入（3-5）計(jì)算可得：3.14 0.772 6.38 106 -4 1064101325293300 0.91574012 =6.73 106m34.5管段的平均直徑 D的確定由于全線(xiàn)起伏不大（200 ），所以管段平均直徑的計(jì)算我采用的是潘漢德?tīng)柟?qv= 1051（P： - p；）d5T5必 TL 一式中 qv 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（F0=O.1O1325MPa T=293K氣體流量，m3/d ；d 輸

14、氣管內(nèi)直徑，cm；Ph輸氣管計(jì)算段起點(diǎn)壓力(絕)，MPaPk-輸氣管計(jì)算段終點(diǎn)壓力（絕），MPaZ 氣體的壓縮系數(shù)；T 氣體的平均絕對(duì)溫度，K；.： 氣體的相對(duì)密度；L輸氣管計(jì)算段的長(zhǎng)度，km,（計(jì)算段長(zhǎng)度為輸氣管實(shí)長(zhǎng)和局部摩阻損失當(dāng)量長(zhǎng)度之和。在無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，平原、丘陵地區(qū)取管道長(zhǎng)度的1.031.05，山區(qū)管道取1.06 1.08作為計(jì)算長(zhǎng)度。）8.7 10 1051-(6.22 22)d5廠0.0102 x 0.91 x 0.604 x 300 x 505 .99d=701mn取值 d=720mm4.6確定管壁厚度輸氣管線(xiàn)的管徑確定后，要根據(jù)其輸送壓力、管線(xiàn)材質(zhì)等來(lái)設(shè)計(jì)壁厚。油田油氣集 輸

15、和外輸油、氣管線(xiàn)可按下式計(jì)算：式中 p管線(xiàn)設(shè)計(jì)的工作壓力，10MPa；d管線(xiàn)內(nèi)徑，mm；焊縫系數(shù)：無(wú)縫鋼管 =1,縫管和螺旋焊縫鋼管 =1，旋埋弧焊鋼管=0.9；二剛性屈服極限，MPa（查表4.1材料剛性屈服極限）；F設(shè)計(jì)系數(shù)（查表4.2管線(xiàn)設(shè)計(jì)系數(shù)）。表4.1材料剛性屈服極限鋼管材質(zhì)優(yōu)質(zhì)碳素鋼碳素鋼A3F低合金鋼16MnAPIS-SL1020X52X60X65X70，Mpa205245235353358413448482表4.2管線(xiàn)設(shè)計(jì)系數(shù)管線(xiàn)、一工作環(huán)境野外地區(qū)居住區(qū)，油氣田站內(nèi)部、穿跨越鐵路公路小河渠（常年枯水面寬 20m輸油管線(xiàn)0.720.60輸氣管線(xiàn)0.600.50這里選用直焊縫鋼管

16、 =1;選用APIS-SL X70 s=482MPa;因?yàn)榇颂帪檩敋夤艿酪巴獾貐^(qū)，取0.6。將數(shù)據(jù)代入計(jì)算管道壁厚:7.5 7502 482 0.6=9.7mm7.5 7622 482 0.6=9.9m m則管道外徑為 D1=750+9.7*2=769.4mm管道外徑為 D2=750+9.9*2=769.8mm根據(jù)國(guó)標(biāo)無(wú)縫鋼管規(guī)格表選管徑規(guī)格（表4-3國(guó)標(biāo)無(wú)縫鋼管規(guī)格）。綜上選擇外管徑750X10mm的管道，末端管徑 762X10mm表4-3國(guó)標(biāo)無(wú)縫鋼管規(guī)格直徑厚度/mm管重/m直徑/mm厚度/mm管重/m159415.2982010199.75518.9912239.1622.6414278

17、.26219421.219208179.92526.399202.19631.5210224.41736.612268.7841.6314312.79273533.0410208199.65639.519224.38745.9210249.07852.2812298.29325539.4614347.31647.216396.14754.8918444.77862.54122010298.39970.1312357.471077.6814416.36377654.8916475.05763.87142012416.66872.814485.41981.6716553.961090.516201

18、2475.84426662.1414554.46772.3316632.87882.4618711.1992.55182012535.0210102.5914623.5480670.1316711.79781.6518799.87893.1220887.769104.53202014692.5510115.916790.7529790.1118888.658102.7820986.49115.41221083.9510127.99222016869.616308122.7118977.429137.82221192.4610152.89241299.687208140.46242016948.

19、529157.8181066.210175.09201183.688208160.19221300.969179.99241418.055壓氣站的布置與壓縮機(jī)選型5.1壓縮機(jī)站的確定沿線(xiàn)有氣體分出或引入的干線(xiàn)輸氣管的特點(diǎn)是管路中的流量逐段變化：在分氣的情況下，流量逐段減??；在進(jìn)氣的情況下，流量逐段增大。如果計(jì)算段起點(diǎn)流量保持不變， 在相同管徑、壓力等條件下，有分氣點(diǎn)時(shí)，計(jì)算段的長(zhǎng)度必定大于無(wú)分氣點(diǎn)的輸氣管計(jì) 算段的長(zhǎng)度，而且分氣量越大（或分氣點(diǎn)越多），計(jì)算段越長(zhǎng)；在進(jìn)氣點(diǎn)時(shí)，計(jì)算段的 長(zhǎng)度必定小于無(wú)分氣點(diǎn)的輸氣管計(jì)算段的長(zhǎng)度，而且進(jìn)氣量越大（或進(jìn)氣點(diǎn)越多），計(jì)算段越短；在既有分氣點(diǎn)又有進(jìn)氣點(diǎn)的

20、情況下，計(jì)算段的長(zhǎng)度取決于分氣和進(jìn)氣的共同 影響，分氣的影響使管段變長(zhǎng)，進(jìn)氣的影響使管段變短，因此，如分氣的影響超過(guò)進(jìn)氣 的影響，則計(jì)算段變長(zhǎng)，反之，則計(jì)算段變短輸氣管道末段終點(diǎn)配氣站的進(jìn)站壓力比前面各站間管段終點(diǎn)低，同時(shí)，要求管道末 段又具有一定的儲(chǔ)氣能力，這樣，管道末段長(zhǎng)度要比其他各站間管段長(zhǎng)很多。同時(shí)，在 輸氣管道沿線(xiàn)布置壓縮機(jī)站時(shí)，工藝必須從末段開(kāi)始，先決定其長(zhǎng)度和管徑，然后再進(jìn) 行其他各中間管段的計(jì)算。在進(jìn)行壓氣站的布置時(shí)需要考慮的問(wèn)題：1. 為充分利用地層能量可以省去首站；2. 注意末段儲(chǔ)氣的要求；3. 使運(yùn)行壓力接近管線(xiàn)承壓；4. 對(duì)于初期流量較小的管線(xiàn)，應(yīng)分期建造壓氣站。干線(xiàn)輸

21、氣管上布置壓氣站既要詳盡地考慮工藝問(wèn)題、地理地質(zhì)問(wèn)題，也要考慮經(jīng)濟(jì) 問(wèn)題，甚至與其它部門(mén)相聯(lián)系的社會(huì)問(wèn)題，力求做到方便于壓氣站的建設(shè)與管理，讓整 條管線(xiàn)發(fā)揮出最大的效益。站址不預(yù)先固定的壓氣站布置意味著僅僅根據(jù)水力條件來(lái)計(jì) 算，其結(jié)果必然是理想化的，但其優(yōu)點(diǎn)是便于我們了解布置壓氣站的基本方法和一般規(guī) 律。輸氣管道沿線(xiàn)地形較為平坦，高差不超過(guò)200m沿線(xiàn)又無(wú)進(jìn)氣或分氣支線(xiàn)時(shí)，則根 據(jù)下面公式計(jì)算站間距：壓縮機(jī)站數(shù):FQ-Pz2=CQ2L-lz式中 l輸氣管全長(zhǎng)，mn壓縮機(jī)站數(shù)，計(jì)算結(jié)果向上取整；iz末段管路長(zhǎng)度，mi 平均站間距，mfq , B 分別為管道起點(diǎn)壓力和終點(diǎn)壓力，Pa計(jì)算求得的壓氣站

22、數(shù)，一般應(yīng)向較大的方向化整。Z TC0D0.0102 0.91 0.604 3000.038482 漢 0.725= 5870.392 12 2 126.22 10 -22 1012l廠=573408.88m5870.39 101.1521080000 -574012.31573408.881 =1.88因此n=25.2計(jì)算各站間進(jìn)出站壓力根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，壓氣站的設(shè)計(jì)壓比不宜太高，否則將導(dǎo)致管道全線(xiàn)的壓縮機(jī)功率增大， 同時(shí)管道的輸氣能耗及輸氣成本增大，我國(guó)的輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50251-2003 )建議：當(dāng)采用離心式壓縮機(jī)時(shí)，壓氣站的壓比取1.21.5為宜。此外，在沒(méi)有特殊要求的情況下，管道全線(xiàn)所有壓氣站的設(shè)計(jì)壓比通常取同一個(gè)值。取壓縮比1.3Pz =5.3 1.6.89MpaPqpZ0 -CIQ2 二 6.892 1012 -4196.39 574012.31 101.152 =4.78MPaPzi=4.78 X 1.2=5.73MPV 7.5MPPq2CIQ2 = 50rmfmin （吸入