輸氣管第四章 輸氣管的水力計算

1、1第四章第四章 輸氣管的水力計算輸氣管的水力計算主講教師：李玉星主講教師：李玉星 儲運與建筑工程學(xué)院2目錄目錄v第一節(jié)第一節(jié) 穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程v第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式（水平輸氣管的流量基本公式（2）v第三節(jié)第三節(jié) 地形起伏地區(qū)輸氣管的流量基本公式（地形起伏地區(qū)輸氣管的流量基本公式（1）v第四節(jié)第四節(jié) 摩擦阻力系數(shù)與常用的輸氣管流量公式（摩擦阻力系數(shù)與常用的輸氣管流量公式（1）v第五節(jié)第五節(jié) 輸氣管基本參數(shù)對流量的影響（輸氣管基本參數(shù)對流量的影響（2）v第六節(jié)第六節(jié) 輸氣管的壓力分布和平均壓力（輸氣管的壓力分布和平均壓力（2）v第七節(jié)第七節(jié) 等

2、流量復(fù)雜管計算（等流量復(fù)雜管計算（2）v第八節(jié)第八節(jié) 環(huán)狀集氣管網(wǎng)的計算（環(huán)狀集氣管網(wǎng)的計算（1）3u連續(xù)性方程連續(xù)性方程u運動方程運動方程()()0FwFx22()()sin2Fww FpFwg FFxxD 第一節(jié)第一節(jié) 穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程4簡化條件簡化條件1. 氣體在管內(nèi)作穩(wěn)定流動氣體在管內(nèi)作穩(wěn)定流動d()0dwFx（3-2） MwFconstwconst這與正常工況的輸氣管基本相符。這與正常工況的輸氣管基本相符。 第一節(jié)第一節(jié) 穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程5簡化條件簡化條件2. 氣體在管道中的流動過程為等溫過程氣體在管道中的流動過

3、程為等溫過程 第一節(jié)第一節(jié) 穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程Tconst 實際上，氣井出口、壓氣站出口的氣體溫度都高于地溫，沿途會實際上，氣井出口、壓氣站出口的氣體溫度都高于地溫，沿途會散熱降溫。有很長一段氣管溫度接近甚至低于地溫。散熱降溫。有很長一段氣管溫度接近甚至低于地溫。 這一假定與實際情況有出入。這一假定與實際情況有出入。 6簡化條件簡化條件3. 水力摩阻系數(shù)沿管長不變水力摩阻系數(shù)沿管長不變 第一節(jié)第一節(jié) 穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程 f f（Re,Re,）在大型輸氣管中，氣體流態(tài)主要處于阻力平方區(qū)或）在大型輸氣管中，氣體流態(tài)主要處于阻力平方

4、區(qū)或混合摩擦區(qū)，穩(wěn)定流動時全線混合摩擦區(qū)，穩(wěn)定流動時全線ReRe變化不大，故變化不大，故完全或主要取決于完全或主要取決于。 const是符合輸氣管實際情況的。是符合輸氣管實際情況的。wDRe 7l穩(wěn)定流動運動方程：穩(wěn)定流動運動方程：2ddd0ddd2pwswwgxxxD 氣管壓降由三部分組成：氣管壓降由三部分組成：摩阻損失、克服高差的壓降摩阻損失、克服高差的壓降損失、由于流速變化產(chǎn)生的壓降損失。損失、由于流速變化產(chǎn)生的壓降損失。 22dddd22px wwg sD (4-1) 第一節(jié)第一節(jié) 穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程穩(wěn)定流動氣體管流的基本方程22ddd0ddd2wPswgxxxDdx公公式式推

5、推導(dǎo)導(dǎo)l當(dāng)?shù)匦纹鸱卟钚∮诋?dāng)?shù)匦纹鸱卟钚∮?00 m時，認(rèn)為是水平輸氣管（規(guī)范）時，認(rèn)為是水平輸氣管（規(guī)范）即：即：ds=0 822ddd22px wwD (4-2) pZRTMFwconstMMZRTwFFp第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式公公式式推推導(dǎo)導(dǎo)9222dd11d22pxMZRTMZRTZRTpDFpFp21dd22MZRTxpFpDp 2311d2dppp 22ddd22M ZRTxpp pFDp2pZRT第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式22ddd22px wwD公公式式推推導(dǎo)導(dǎo)10220ddd22ZZQQpLpppM

6、 ZRTpp pxFDp22222ln22ZQZQpppM ZRTLFDp第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式公公式式推推導(dǎo)導(dǎo)111、輸氣管基本流量公式、輸氣管基本流量公式l輸氣管的質(zhì)量流量：輸氣管的質(zhì)量流量： 224()42lnQZQZppDMpLZRTDp注：公式中注：公式中P、T用絕對壓力和絕對溫度用絕對壓力和絕對溫度 (4-5) 第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式12u長距離輸氣管：長距離輸氣管：L=100km, D=1m, =0.01, PQ=60105 pa, PZ30105 pa1000DL2ln1.39QZPP 對長管路可忽

7、略對長管路可忽略 ，影響不大，影響不大2lnQZPP第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式1、輸氣管基本流量公式、輸氣管基本流量公式13u短距離放空管：短距離放空管：L=100m, D=0.5m,=0.01, PQ=60105 pa，PZ3105 paL2D2ln6QZPP 對短距離放空管路不可忽略對短距離放空管路不可忽略2lnQZPP第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式1、輸氣管基本流量公式、輸氣管基本流量公式14l長距離水平輸氣管：長距離水平輸氣管： 225()4QZppDMZRTL (4-6) 第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸

8、氣管的流量基本公式1、輸氣管基本流量公式、輸氣管基本流量公式152、水平管體積流量基本公式、水平管體積流量基本公式 u天然氣工業(yè)中，習(xí)慣用工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體體積來表天然氣工業(yè)中，習(xí)慣用工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體體積來表示天然氣的貯量、產(chǎn)量和輸氣管輸量，需把示天然氣的貯量、產(chǎn)量和輸氣管輸量，需把M換算成工換算成工程標(biāo)況，即：程標(biāo)況，即：1.01325105Pa，20時的體積流量時的體積流量Q。u天然氣特性常數(shù)不好求，用空氣特性常數(shù)天然氣特性常數(shù)不好求，用空氣特性常數(shù)Ra和天然氣相和天然氣相對密度取代。對密度取代。 0oMQ0000pZ RT1aaRR第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的

9、流量基本公式TLzRDPPTRPQQMaZQa5220000042252250004QZQZaPPDPPDR TQCPz TLz TL5222DTLzCQPP0ZQ壓力平方差公式壓力平方差公式第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式17225()QZppDQCZTL201/2-105293287.10.03848 44 1.01325 1m .s.K0.kgaR TCp (4-9) 第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式2、水平管體積流量基本公式、水平管體積流量基本公式 2、水平管體積流量基本公式水平管體積流量基本公式 18表表4-14-1 C C

10、值值參數(shù)的單位參數(shù)的單位單位的系統(tǒng)單位的系統(tǒng)C C壓力壓力p p長度長度L L管徑管徑D D流量流量Q QPa(N/mPa(N/m2 2) )m mm mm m3 3/s/s我國法定單位我國法定單位0.038480.03848kgf/mkgf/m2 2m mm mm m3 3/s/s秒秒0.3770.377kgf/cmkgf/cm2 2kmkmcmcmm m3 3/d/d混合混合103.10103.10kgf/cmkgf/cm2 2kmkmmmmmMmMm3 3/d/d混合混合0.3260.32610106 610105 5PaPakmkmmmmmMmMm3/3/d d我國法定單位我國法定單位

11、0.3320.33210106 6MPaMPakmkmmmmmMmMm3/3/d d我國法定單位我國法定單位0.3320.33210105 5第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式19l輸氣管設(shè)計規(guī)范輸氣管設(shè)計規(guī)范0.52251051QZppDQZ TLQ-氣體（工程標(biāo)況，氣體（工程標(biāo)況，101325Pa，293K）的流量（）的流量（m3/d）T-輸氣管內(nèi)的平均溫度，輸氣管內(nèi)的平均溫度，KP都是絕壓都是絕壓MPaD-cmL-Km2、水平管體積流量基本公式水平管體積流量基本公式 第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式2240L2lnDQZQZppD

12、QCpz Tp3、短距離大壓降放空管道、短距離大壓降放空管道第二節(jié)第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式水平輸氣管的流量基本公式224()42lnQZQZppDMpLZRTDp21u高程差大于高程差大于200米，要考慮高程的影響。米，要考慮高程的影響。 u輸氣管沿線地形起伏情況也會影響輸氣量的大?。枯敋夤苎鼐€地形起伏情況也會影響輸氣量的大?。縌max ?第三節(jié)第三節(jié) 地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式22一、起終點高差的影響一、起終點高差的影響2ddd2px wg sDpZRT2244MMMZRTwFDD pddssxl222 d()dsp pM bapxL第三節(jié)第三節(jié) 地

13、形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式忽略加速損失項忽略加速損失項2gaZRT2516ZRTbD222 d()dsp pM bapxL2516ZRTbD2gaZRT一、起終點高差的影響一、起終點高差的影響第三節(jié)第三節(jié) 地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式LsabME222 d()da sP PEPxL22d()dPEa sxPEL220d()dZQPLPPEa sxPELsaEPEPZQ22lnsaZQeEPEP)(22) 1() 1(222sasasaZQesaLbMeEePP221a sQZa spp eMebLa s第三節(jié)第三節(jié) 地形起伏地區(qū)輸

14、氣管流量基本公式地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式輸氣管長為輸氣管長為L，SQ=0各管段長度：各管段長度： l1,l2,lz各高程點壓力：各高程點壓力： PQ,P1,P2,PZ各點高程：各點高程： SQ,S1,S2,SZ各管段高差：各管段高差：QS11SS11SS122SSS122SSS233SSS3123SSSS1ZZSSZS1ZZiZQiSSSS22211iia sa siiiiepp eM bla s112221111a sa sQepp eM bla s2222212221a sa sepp eM bla s22211ZZa sa sZZZZepp eM bla s第第1段：段：第第2段：

15、段：第第i段：段：第第Z段：段：11Qsss221sss1ZZZsss3322223331a sa sepp eM bla s第第3段：段：1a se21()asse121()iassse121()zassse11()()2221111()QQa ssa ssQQepp eM bla ss2112()()()()22212221()QQQQa ssa ssa ssa sseep ep eM bla ss3223()()()()22223332()QQQQa ssa ssa ssa sseep ep eM bla ss11()()()()22211()ZQZQZQZQa ssa ssa ssa

16、ssZZZZZeepep eM bla ss第三節(jié)第三節(jié) 地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式3121212221231213211()()()ZZZasasasasasasasasQZZZeeeeeeepp eM b lllasa ssa ssa ss0Qs 設(shè)設(shè) 23()()11!2!3!asasasase 4222 9.802 9.8 0.61.4 101z 287 T287 293aggazRTzR T1ZasZeas 12211111()()11221+()()()2iiiiiiasasiiiiiiasasasaseeassa ssa ss=22(1)QZZp

17、pas212112121()()()()2ZQZZzaM blllsslss lssl2111()2ZiiiiaM blssll2211(1)1()2QZZZiiiippasMablssll第三節(jié)第三節(jié) 地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式1111+()()2iiasasiiiieeassa ss27l工程標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量工程標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量 ：225011(1)1()2QZZZiiiippasDQCaZTlssll(4-16) Zas：輸氣管終點與起點高差的影響：輸氣管終點與起點高差的影響 11()2ZiiiiasslL：線路縱斷面特征對輸氣能力的影響：線路縱

18、斷面特征對輸氣能力的影響 第三節(jié)第三節(jié) 地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式28111()2ZiiiisslF圖圖4-2線路縱斷面特征示意圖線路縱斷面特征示意圖線路起伏對輸氣管參數(shù)有影響，線路起伏對輸氣管參數(shù)有影響，是由于氣體的可壓縮性造成的。是由于氣體的可壓縮性造成的。 Q3Q2Q12ddd2px wg sDWmax ?第三節(jié)第三節(jié) 地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本公式29一、一、 雷諾數(shù)雷諾數(shù)0Re1.536QD 西氣東輸一期，西氣東輸一期，120億億Nm3/年，年，350天工作，流量為天工作，流量為396.82 Nm3/s, 相對密度在相對

19、密度在0.6的天然氣的動力粘度：的天然氣的動力粘度：1.07310-5 Pa.s（ 10，2MPa ） Re=2.921074ReDQD0a 004QD第四節(jié)第四節(jié) 摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式二、二、 管壁粗糙度管壁粗糙度u絕對粗糙度絕對粗糙度u相對粗糙度相對粗糙度u當(dāng)量粗糙度當(dāng)量粗糙度美國一般取美國一般取Ke=0.02 mm俄羅斯平均取俄羅斯平均取0.03 mm我國通常取我國通常取0.05 mm 新管新管 第四節(jié)第四節(jié) 摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式31表面狀態(tài)表面狀態(tài) 絕對粗糙度，絕對粗糙度，mmmm 新鋼管新鋼管 0.013

20、0.091 室外暴露室外暴露6個月個月 0.0250.032 12個月個月 0.038 清管器清掃清管器清掃 0.0080.013 噴砂噴砂 0.0050.008 內(nèi)壁涂層內(nèi)壁涂層 0.0050.008二、二、 管壁粗糙度管壁粗糙度第四節(jié)第四節(jié) 摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式32減阻內(nèi)涂層技術(shù)減阻內(nèi)涂層技術(shù) u使內(nèi)壁光滑，粗糙度降低至使內(nèi)壁光滑，粗糙度降低至0.005mm，輸量一般可提，輸量一般可提高高510；u一般的管道運行過程中粗糙度會增大，而帶內(nèi)涂層的一般的管道運行過程中粗糙度會增大，而帶內(nèi)涂層的增加很少；增加很少；u減少管內(nèi)壁腐蝕；減少管內(nèi)壁腐蝕；u保持天

21、然氣凈化，以免天然氣攜帶鋼管的銹蝕物；保持天然氣凈化，以免天然氣攜帶鋼管的銹蝕物；u減少清管次數(shù)，降低操作費用。減少清管次數(shù)，降低操作費用。第四節(jié)第四節(jié) 摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式33西氣東輸管道采用減阻內(nèi)涂層技術(shù)：西氣東輸管道采用減阻內(nèi)涂層技術(shù)： 管內(nèi)壁加上內(nèi)涂層之后，可節(jié)省座壓氣站，減去管內(nèi)壁加上內(nèi)涂層之后，可節(jié)省座壓氣站，減去涂層的費用，一次性投資就可節(jié)約資金約涂層的費用，一次性投資就可節(jié)約資金約億元億元。 每年可節(jié)約運行費每年可節(jié)約運行費.億億元左右。元左右。減阻內(nèi)涂層技術(shù)減阻內(nèi)涂層技術(shù) 第四節(jié)第四節(jié) 摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式摩阻系數(shù)與常用的輸氣

22、管流量公式(1)涂層表面光滑平整。即涂層的表面粗糙度要小，這樣涂層才具有良好的減阻涂層表面光滑平整。即涂層的表面粗糙度要小，這樣涂層才具有良好的減阻效果。效果。(2)耐磨性和硬度。由于減阻類涂層較薄，一般僅為耐磨性和硬度。由于減阻類涂層較薄，一般僅為38-80m，因此較好的耐磨，因此較好的耐磨性和硬度可以保證涂層能夠承受管道內(nèi)砂礫和清管器所造成的磨損。性和硬度可以保證涂層能夠承受管道內(nèi)砂礫和清管器所造成的磨損。(3)附著力。良好的附著力可保證涂層在儲運、彎管、敷設(shè)和清管、運行過程中附著力。良好的附著力可保證涂層在儲運、彎管、敷設(shè)和清管、運行過程中不脫落。不脫落。(4)耐壓性。能夠承受氣壓和水壓

23、的反復(fù)變化。耐壓性。能夠承受氣壓和水壓的反復(fù)變化。(5)易于涂裝。即可在常溫常濕條件下，采用普通噴涂技術(shù)施工。易于涂裝。即可在常溫常濕條件下，采用普通噴涂技術(shù)施工。(6)耐熱性。由于管道的環(huán)氧粉末外防腐層施工需要耐熱性。由于管道的環(huán)氧粉末外防腐層施工需要240左右的高溫。左右的高溫。減阻內(nèi)涂層技術(shù)減阻內(nèi)涂層技術(shù) 第四節(jié)第四節(jié) 摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式35l威莫斯威莫斯(Weymouth)公式公式 l潘漢德爾潘漢德爾(Panhandle)公式公式 30.009407D0.03920.01961 240.0147(16.49)ReRe0.14610.073052

24、40.0847(6.872)ReReA式：式： B式：式： 三、三、 輸氣管常用水力摩阻系數(shù)輸氣管常用水力摩阻系數(shù)第四節(jié)第四節(jié) 摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式36l前蘇聯(lián)天然氣研究所公式前蘇聯(lián)天然氣研究所公式 l規(guī)范推薦柯列勃洛克公式：規(guī)范推薦柯列勃洛克公式：0.20.009588D12.512.01lg3.71eKDRe 三、三、 輸氣管常用水力摩阻系數(shù)輸氣管常用水力摩阻系數(shù)第四節(jié)第四節(jié) 摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式37l威莫斯公式：威莫斯公式：l規(guī)范中推薦手算時采用潘漢德爾規(guī)范中推薦手算時采用潘漢德爾B式：式：0.52283QZ

25、wppQC DZTL0.51222.530.961QZpppQC EDZTLSLLSQEQE 輸氣管效率系數(shù)：輸氣管效率系數(shù)：DN300-800 E取取0.8-0.9；DN800 E取取0.91-0.94四、常用的輸氣管流量公式四、常用的輸氣管流量公式 第四節(jié)第四節(jié) 摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式30.009407D38表表4-24-2 系數(shù)系數(shù)參數(shù)的單位參數(shù)的單位單位的系統(tǒng)單位的系統(tǒng)系數(shù)系數(shù)壓力壓力p長度長度L管徑管徑D高程高程 s流量流量QC Cw wC Cp pPa(N/mPa(N/m2 2) )m mm mm mm m3 3/s/s我國法定單我國法定單位位

26、0.3967039314kgf/mkgf/m2 2m mm mm mm m3 3/s/s秒秒3.894.0355kgf/cmkgf/cm2 2kmkmcmcmm mm m3 3/d/d混合混合493.411077.48kgf/cmkgf/cm2 2kmkmmmmmmMmMm3 3/d/d混合混合1.063*1063.18*10610105 5PaPakmkmmmmmmMmMm3/3/d d我國法定單我國法定單位位1.084*1063.224*106MPaMPakmkmmmmmm mMmMm3/3/d d我國法定單我國法定單位位1.084*1053.224*105MPaMPakmkmcmcmm

27、mm m3 3/d/d規(guī)范規(guī)范11522wCpC第四節(jié)第四節(jié) 摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式摩阻系數(shù)與常用的輸氣管流量公式39 決定輸氣管輸量的管道參數(shù)包括：決定輸氣管輸量的管道參數(shù)包括：0.52283QZwppQC DZTLD、 L、PZT、PQ、第五節(jié)第五節(jié) 輸氣管基本參數(shù)對流量的影響輸氣管基本參數(shù)對流量的影響 40加大直徑是增加輸氣管流量的主要措施！加大直徑是增加輸氣管流量的主要措施！ 831122QDQD2.6721126.4QQQD2=2D1 0.5228311()QZwppQC DZTL0.5228322()QZwppQC DZTL一、一、 管道直徑對流量的影響管道直徑對流量的影響

28、第五節(jié)第五節(jié) 輸氣管基本參數(shù)對流量的影響輸氣管基本參數(shù)對流量的影響 41 壓縮機(jī)出口溫度一般為壓縮機(jī)出口溫度一般為50，如果要提高將流量提高，如果要提高將流量提高5%，溫度需要降低多少？，溫度需要降低多少？ 0.51221TTQQ19.95 低溫輸送有利；低溫輸送有利；輸氣管設(shè)計時水力計算溫度如何選?。枯敋夤茉O(shè)計時水力計算溫度如何選?。孔罡咴缕骄販刈罡咴缕骄販?0.52283QZwppQC DZTL二、二、 輸氣溫度對流量的影響輸氣溫度對流量的影響第五節(jié)第五節(jié) 輸氣管基本參數(shù)對流量的影響輸氣管基本參數(shù)對流量的影響 42u輸氣管管道的站間距一般在輸氣管管道的站間距一般在110Km到到150K

29、m。0.51221QLQL21121.414QQQL2=1/2L1 倍增壓氣站倍增壓氣站三、站間距對流量的影響三、站間距對流量的影響第五節(jié)第五節(jié) 輸氣管基本參數(shù)對流量的影響輸氣管基本參數(shù)對流量的影響 u高壓輸送是輸氣管增加流量的另外一個主要措施。高壓輸送是輸氣管增加流量的另外一個主要措施。 u提高起點壓力？提高起點壓力？u降低終點壓力？降低終點壓力？4322QZpp()()()QZQZQZppppppp22222()2QpZQQppZppppp2222()2QZpQZppZppppp22()20pQZppp四、起、終點壓力對流量的綜合影響四、起、終點壓力對流量的綜合影響第五節(jié)第五節(jié) 輸氣管基本

30、參數(shù)對流量的影響輸氣管基本參數(shù)對流量的影響 44ZQpp：01 222QZppC Q221QC QpQmaxCpQ22max1QQ222QZppCLQ0.52283QZwppQC DZTL五、終點壓力對輸氣量的影響五、終點壓力對輸氣量的影響第五節(jié)第五節(jié) 輸氣管基本參數(shù)對流量的影響輸氣管基本參數(shù)對流量的影響 45 1 1 2 3 maxQQ 目前在輸氣管線上有提高終點壓力，減小壓比的趨勢。目前在輸氣管線上有提高終點壓力，減小壓比的趨勢。 Q=0.866QmaxPz在高壓范圍內(nèi)的變化對在高壓范圍內(nèi)的變化對Q影響很大。影響很大。Pz在低壓范圍內(nèi)變化在低壓范圍內(nèi)變化對輸氣量影響不大對輸氣量影響不大 1

31、ZQpp第五節(jié)第五節(jié) 輸氣管基本參數(shù)對流量的影響輸氣管基本參數(shù)對流量的影響 46小結(jié)小結(jié)u增大管徑是提高輸量的主要方法；增大管徑是提高輸量的主要方法；u減小站間距、減小壓比對提高輸量作用很大，但是要減小站間距、減小壓比對提高輸量作用很大，但是要經(jīng)濟(jì)比較考慮。經(jīng)濟(jì)比較考慮。u低溫輸送有利于增加輸量，但是輸氣管是否采用低溫低溫輸送有利于增加輸量，但是輸氣管是否采用低溫輸送要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。輸送要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。u高壓輸送是提高輸量的另一個主要途徑、末端壓力波高壓輸送是提高輸量的另一個主要途徑、末端壓力波動對輸量影響不大，進(jìn)站壓力一般保持在動對輸量影響不大，進(jìn)站壓力一般保持在 。12Qp第五節(jié)第五節(jié) 輸

32、氣管基本參數(shù)對流量的影響輸氣管基本參數(shù)對流量的影響 47全線流量相等：全線流量相等： 222222QxQZxZppppppxLxL222()xQQZxppppL0.5222.50QxppQC DZTx2222QZxQppppxL0.5222.50(xZppQC DZT Lx）第六節(jié)第六節(jié) 輸氣管的壓力分布和平均壓力輸氣管的壓力分布和平均壓力一、一、 沿線壓力分布沿線壓力分布輸氣管壓降曲線為拋物線形狀。輸氣管壓降曲線為拋物線形狀。由曲線看出，輸氣管上游段單位由曲線看出，輸氣管上游段單位管長的壓力降緩慢，下游段壓降管長的壓力降緩慢，下游段壓降迅速迅速若若 PZ0，LxPPQx1x/L00.250.

33、50.751PxPQ0.866PQ0.707PQ0.5PQ0第六節(jié)第六節(jié) 輸氣管的壓力分布和平均壓力輸氣管的壓力分布和平均壓力設(shè)設(shè)PQ70105pa，PZ40105pax/L00.250.50.751Px7063.85749.2406.26.87.89.249輸氣管壓力高一些，對降低能耗和輸氣成本有利；輸氣管壓力高一些，對降低能耗和輸氣成本有利；壓氣站入口壓力不能太低。壓氣站入口壓力不能太低。設(shè)設(shè)PQ70105Pa，PZ0Pa設(shè)設(shè)PQ70105Pa，PZ40105Pa第六節(jié)第六節(jié) 輸氣管的壓力分布和平均壓力輸氣管的壓力分布和平均壓力一、一、 沿線壓力分布沿線壓力分布5001dLpjxxL223

34、ZpjQQZppppp輸氣管停止輸氣時輸氣管停止輸氣時,最后全線達(dá)到某最后全線達(dá)到某一壓力值，即平均壓力。一壓力值，即平均壓力。 按停輸前后管路內(nèi)按停輸前后管路內(nèi)氣體質(zhì)量不變?yōu)樵瓌t氣體質(zhì)量不變?yōu)樵瓌t計算平均壓力。計算平均壓力。0dLpjxFLF x2220011d()dLLpjxQQZXppxpppxLLL332223QZQZpppp第六節(jié)第六節(jié) 輸氣管的壓力分布和平均壓力輸氣管的壓力分布和平均壓力二、二、 平均壓力平均壓力51平均壓力的應(yīng)用平均壓力的應(yīng)用 u求輸氣狀態(tài)的物性參數(shù)求輸氣狀態(tài)的物性參數(shù)u計算管線中的儲氣量（穩(wěn)定流動狀態(tài)）計算管線中的儲氣量（穩(wěn)定流動狀態(tài)）u確定管壁厚度，等強(qiáng)度設(shè)計

35、。確定管壁厚度，等強(qiáng)度設(shè)計。pjppjzTPTvPv000第六節(jié)第六節(jié) 輸氣管的壓力分布和平均壓力輸氣管的壓力分布和平均壓力5202222QpjQZppxLpp 工程上取輸氣工程上取輸氣管后一半管段要按管后一半管段要按平均壓力選擇壁厚平均壓力選擇壁厚 。PZ=0 Q2P3pjP =PZPQ時時 LLLP55. 095P94Px2Q2Q2Q0Z22Q022PQPxlimPQpjPZPLP222222229()4()lim9() ()ZQQQZQQZZppQZQZpppppppLpppp33336720.572QZQppLLp第六節(jié)第六節(jié) 輸氣管的壓力分布和平均壓力輸氣管的壓力分布和平均壓力若假設(shè)

36、某點壓力若假設(shè)某點壓力pjpp53n主干線和豫魯支干線上下游直徑并不一致，這種管線稱為變徑管。主干線和豫魯支干線上下游直徑并不一致，這種管線稱為變徑管。n沿線有分氣點，上下游流量發(fā)生變化，整個干線又為一個不等流量管。沿線有分氣點，上下游流量發(fā)生變化，整個干線又為一個不等流量管。第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量復(fù)雜管計算54復(fù)雜管的求解目的：復(fù)雜管的求解目的：u已知流量、壓降等參數(shù)，求管徑，設(shè)計用。已知流量、壓降等參數(shù)，求管徑，設(shè)計用。u已知管徑等參數(shù)、求該管允許通過的流量或者壓降。已知管徑等參數(shù)、求該管允許通過的流量或者壓降。校核，運行用。校核，運行用。第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量

37、復(fù)雜管計算55定義：定義： 復(fù)雜管以簡單管代替，使其輸氣效果相同（相同的復(fù)雜管以簡單管代替，使其輸氣效果相同（相同的出入口壓力，相同的輸氣量），該簡單管稱該復(fù)雜出入口壓力，相同的輸氣量），該簡單管稱該復(fù)雜管的當(dāng)量管。管的當(dāng)量管。u當(dāng)量管徑法當(dāng)量管徑法u當(dāng)量管長法當(dāng)量管長法第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量復(fù)雜管計算一、當(dāng)量管法一、當(dāng)量管法561、當(dāng)量管徑法、當(dāng)量管徑法P1 1 P 2 Q D1, L, Q1 D2, L, Q2 De Le 0.5222.67121w1CppQDz TL0.5222.67122w2CppQDz TL0.5222.6712wCeppQDz TL67. 2267.

38、 2167. 2DDDeD1=1m D2=1m De=1.29m 第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量復(fù)雜管計算如兩條舊如兩條舊1m平行管用一條新的管線代替，平行管用一條新的管線代替，P1、P2、Q、L相同，則新管直徑相同，則新管直徑267. 2eDmDe29. 1267. 21第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量復(fù)雜管計算58p 1 p 2 Q Le p 3 Db, Lb Da, La 3 5.34aebbDLLD p1 Le Da, La p 3 p 2 Q 0.5222.6713wCbbppQDz TL0.5222.6713wCeeppDz TL2.672.670.50.5bAbeDDL

39、L當(dāng)量管長當(dāng)量管長2、當(dāng)量管長法、當(dāng)量管長法第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量復(fù)雜管計算59定義：定義：假定任何等流量復(fù)雜管的流量都可以由某一標(biāo)準(zhǔn)簡單管的流假定任何等流量復(fù)雜管的流量都可以由某一標(biāo)準(zhǔn)簡單管的流量乘以該復(fù)雜管的流量系數(shù)求得。量乘以該復(fù)雜管的流量系數(shù)求得。0LQQK標(biāo)準(zhǔn)簡單管：標(biāo)準(zhǔn)簡單管：管徑管徑D0為某一標(biāo)準(zhǔn)值為某一標(biāo)準(zhǔn)值(一般取一般取D0=1 m)的管子代替復(fù)雜管中的任一根管子，的管子代替復(fù)雜管中的任一根管子，1m的管子稱標(biāo)準(zhǔn)管，并假設(shè)：的管子稱標(biāo)準(zhǔn)管，并假設(shè)：標(biāo)準(zhǔn)管和所代替的管子長度相同；標(biāo)準(zhǔn)管和所代替的管子長度相同；PQ、PZ、K、T、Z相同相同,只有只有不同不同。0.5

40、2283()QZwppQC DZ TL832.6700LQDKDQD簡單管流量系數(shù)：簡單管流量系數(shù)：第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量復(fù)雜管計算二、流量系數(shù)法二、流量系數(shù)法0.5228/300QZwppQC DZ TL601niiQQ0iiLQQK1inLLiKK第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量復(fù)雜管計算1、平行管、平行管01inLiQQK61222221iniQZiwLLQ Z TppCK21iLniiLLKLKw22222QZLQ Z TLppK C0.5220QZLLwppQQKK CZ TLw222122iiiiLLQ Z TppCK第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量復(fù)雜管計算

41、2、變徑管、變徑管第第i段的壓力平方差段的壓力平方差全線的壓力平方差全線的壓力平方差221iniiLLLLKK62211ijLnimiLjLKLK1112211LLLLLKKKxLKK11222LLLLLKLxxKKK第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量復(fù)雜管計算3、副管、副管63110.52210QZLLwppQQKK CZ TL0.522220QLLwppQQKK CZ TL第七節(jié)第七節(jié) 等流量復(fù)雜管計算等流量復(fù)雜管計算3、副管、副管鋪設(shè)副管前的流量鋪設(shè)副管前的流量鋪設(shè)單線副管后鋪設(shè)單線副管后222222222211QLLQZPPQKEQKPP221211211LLLLLKKKxLKK2222222112E11QQZLL