第6章 礦場集輸管網(wǎng)

1、1 u掌握礦場集輸管網(wǎng)的計(jì)算；掌握礦場集輸管網(wǎng)的計(jì)算；u掌握管徑的計(jì)算。掌握管徑的計(jì)算。2 礦場集輸管網(wǎng)屬于輸氣管道的一種。輸?shù)V場集輸管網(wǎng)屬于輸氣管道的一種。輸氣管道又有氣管道又有簡單的輸氣管道簡單的輸氣管道和和復(fù)雜輸氣管道復(fù)雜輸氣管道以及以及輸氣干線輸氣干線之分。之分。所謂簡單輸氣管道，是所謂簡單輸氣管道，是指沿整個(gè)長度上，管道的直徑及流量都不變指沿整個(gè)長度上，管道的直徑及流量都不變化，且其長度不大，化，且其長度不大，例如氣井與集氣管道相例如氣井與集氣管道相連接的支管就屬于簡單管道；連接的支管就屬于簡單管道；而所謂復(fù)雜輸而所謂復(fù)雜輸氣管道，實(shí)際上是簡單輸氣管道的組合。氣管道，實(shí)際上是簡單輸氣

2、管道的組合。例例如沿線有氣體輸入的集氣管道和沿線有氣體如沿線有氣體輸入的集氣管道和沿線有氣體輸出的配氣管道，管道中的流量是變化的，輸出的配氣管道，管道中的流量是變化的，管道直徑可以是同徑的或變徑的，礦場的集管道直徑可以是同徑的或變徑的，礦場的集氣管道和城市配氣管道就屬于氣管道和城市配氣管道就屬于復(fù)雜輸氣管道復(fù)雜輸氣管道。3（1）枝狀式集氣管網(wǎng)；）枝狀式集氣管網(wǎng)；（2）放射式集氣管網(wǎng)；）放射式集氣管網(wǎng)；（3）放射枝狀組合式管網(wǎng)；）放射枝狀組合式管網(wǎng)；（4）放射環(huán)狀組合式管網(wǎng)；）放射環(huán)狀組合式管網(wǎng)；45 當(dāng)氣井在狹長的帶狀區(qū)域內(nèi)分布且當(dāng)氣井在狹長的帶狀區(qū)域內(nèi)分布且井網(wǎng)距離井網(wǎng)距離較大時(shí)宜較大時(shí)宜采

3、用這種結(jié)構(gòu)。沿產(chǎn)氣區(qū)長軸方向布置采用這種結(jié)構(gòu)。沿產(chǎn)氣區(qū)長軸方向布置集氣干管道后，分枝的集氣支管道以距離最短的集氣干管道后，分枝的集氣支管道以距離最短的方式與集氣干管道相連接，進(jìn)入下游集氣站或天方式與集氣干管道相連接，進(jìn)入下游集氣站或天然氣處理廠。該集氣方式站場然氣處理廠。該集氣方式站場投資相對較大，但投資相對較大，但線路長度短、投資低且管網(wǎng)靈活和便于擴(kuò)展線路長度短、投資低且管網(wǎng)靈活和便于擴(kuò)展，可，可滿足氣田滾動開發(fā)和分期建設(shè)的需要。實(shí)際生產(chǎn)滿足氣田滾動開發(fā)和分期建設(shè)的需要。實(shí)際生產(chǎn)中線性狀集輸管網(wǎng)常和其它管網(wǎng)結(jié)構(gòu)方式、特別中線性狀集輸管網(wǎng)常和其它管網(wǎng)結(jié)構(gòu)方式、特別是放射狀管網(wǎng)結(jié)構(gòu)并用。是放射狀

4、管網(wǎng)結(jié)構(gòu)并用。6 線性集輸管網(wǎng)通常和單井集氣工藝流程線性集輸管網(wǎng)通常和單井集氣工藝流程結(jié)合使用，結(jié)合使用，天然氣在站內(nèi)經(jīng)加熱、節(jié)流、分天然氣在站內(nèi)經(jīng)加熱、節(jié)流、分離、計(jì)量后外輸往下游集氣站或集氣干線。離、計(jì)量后外輸往下游集氣站或集氣干線。7 枝狀集氣管網(wǎng)形同樹枝，集氣干線沿枝狀集氣管網(wǎng)形同樹枝，集氣干線沿構(gòu)造長軸方向布置，構(gòu)造長軸方向布置，將集氣干線兩側(cè)各氣將集氣干線兩側(cè)各氣井的天然氣經(jīng)集氣支線納入集氣干線并輸井的天然氣經(jīng)集氣支線納入集氣干線并輸至目的地，各集氣支管道的末端與集氣站至目的地，各集氣支管道的末端與集氣站或單井站相連?；騿尉鞠噙B。單純枝狀式管網(wǎng)布置如下單純枝狀式管網(wǎng)布置如下圖。圖

5、。8 天然氣至凈化廠或至外輸干線首站 枝狀式集輸管網(wǎng)布置示意圖Sw井場裝置；Sgs單井站（集氣站）；Lgb集氣支線；Lgt集氣干線9（1 1）適用范圍）適用范圍 放射式集氣管網(wǎng)適宜在放射式集氣管網(wǎng)適宜在氣田面積較小、氣田面積較小、氣井相對集中，單井產(chǎn)量低、氣井相對集中，單井產(chǎn)量低、氣體處理可以氣體處理可以在產(chǎn)氣區(qū)的中心部位處設(shè)置時(shí)采用，也可作在產(chǎn)氣區(qū)的中心部位處設(shè)置時(shí)采用，也可作為多井集氣流程中的一個(gè)基本組成單元。為多井集氣流程中的一個(gè)基本組成單元。10 各氣井所產(chǎn)的天然氣分別輸至集氣站，各氣井所產(chǎn)的天然氣分別輸至集氣站，并在集氣站完成加熱、節(jié)流、分離、計(jì)并在集氣站完成加熱、節(jié)流、分離、計(jì)量等

6、工藝過程后進(jìn)入下游。量等工藝過程后進(jìn)入下游。 放射狀集氣管網(wǎng)系統(tǒng)布置是以放射狀集氣管網(wǎng)系統(tǒng)布置是以集氣站集氣站或或天然氣處理廠天然氣處理廠為中心，管線以放射狀的形為中心，管線以放射狀的形式與多個(gè)氣井站相連接。其管網(wǎng)布置基本式與多個(gè)氣井站相連接。其管網(wǎng)布置基本型式見下圖：型式見下圖： 11天然氣至凈化廠或至外輸干線首站放射式集氣管網(wǎng)布置示意圖Sw井場裝置；Sg多井集氣站；Lf采氣管線；Lg集氣管線12（1 1）適用范圍）適用范圍 放射枝狀組合式集氣管網(wǎng)適用于建設(shè)兩放射枝狀組合式集氣管網(wǎng)適用于建設(shè)兩座或兩座以上集氣站的各類氣田座或兩座以上集氣站的各類氣田, ,其適用性其適用性較廣。較廣。13 放射

7、枝狀組合式管網(wǎng)是以多井集氣站作為放射枝狀組合式管網(wǎng)是以多井集氣站作為天然氣預(yù)處理的中心，將其周邊所轄各氣井天然氣預(yù)處理的中心，將其周邊所轄各氣井的天然氣以放射形式通過采氣管線輸至集氣的天然氣以放射形式通過采氣管線輸至集氣站，并在此進(jìn)行節(jié)流、分離、計(jì)量等預(yù)處理。站，并在此進(jìn)行節(jié)流、分離、計(jì)量等預(yù)處理。 當(dāng)氣田區(qū)域當(dāng)氣田區(qū)域面積較大，單井?dāng)?shù)量較多面積較大，單井?dāng)?shù)量較多，管，管網(wǎng)布置較復(fù)雜時(shí)網(wǎng)布置較復(fù)雜時(shí), ,可采取兩條或多條放射枝狀可采取兩條或多條放射枝狀組合式管網(wǎng)集輸布置。管網(wǎng)布置型式如下圖：組合式管網(wǎng)集輸布置。管網(wǎng)布置型式如下圖：14 天然氣至凈化廠或至外輸干線首站放射枝狀組合式集氣管網(wǎng)布置示

8、意圖放射枝狀組合式集氣管網(wǎng)布置示意圖 SgsSgs單井站；單井站；SgpSgp多井集氣站（或閥組）；多井集氣站（或閥組）；LfLf采氣管線采氣管線 LgbLgb集氣支線集氣支線 LgtLgt集氣干線集氣干線15 （1 1）適用范圍）適用范圍 放射環(huán)狀組合式管網(wǎng)集輸系統(tǒng)流程，適用放射環(huán)狀組合式管網(wǎng)集輸系統(tǒng)流程，適用于于面積較大的方形、圓形或橢圓形氣田面積較大的方形、圓形或橢圓形氣田。具。具備上述條件的氣田，如果地形條件復(fù)雜，氣備上述條件的氣田，如果地形條件復(fù)雜，氣田處于深山區(qū)，則不宜采用，而以采用放射田處于深山區(qū)，則不宜采用，而以采用放射枝狀組合式管網(wǎng)集輸管網(wǎng)布置枝狀組合式管網(wǎng)集輸管網(wǎng)布置 為宜

9、。為宜。16 放射環(huán)狀組合式管網(wǎng)是放射環(huán)狀組合式管網(wǎng)是以多井集氣站以多井集氣站作為天然氣預(yù)處理的中心，作為天然氣預(yù)處理的中心，將其周邊所轄將其周邊所轄各氣井的天然氣以放射形式通過采氣管線各氣井的天然氣以放射形式通過采氣管線輸至集氣站，輸至集氣站，并在此進(jìn)行節(jié)流、分離、計(jì)并在此進(jìn)行節(jié)流、分離、計(jì)量等預(yù)處理。量等預(yù)處理。17 放射枝狀組合式管網(wǎng)和放射環(huán)狀組合式放射枝狀組合式管網(wǎng)和放射環(huán)狀組合式管網(wǎng)統(tǒng)稱管網(wǎng)統(tǒng)稱組合管網(wǎng)組合管網(wǎng)，是在多井集氣基礎(chǔ)上發(fā)，是在多井集氣基礎(chǔ)上發(fā)展起來的管網(wǎng)形式，集氣干線與下游凈化廠展起來的管網(wǎng)形式，集氣干線與下游凈化廠或外輸首站相連通形成環(huán)狀。如下圖：或外輸首站相連通形成環(huán)

10、狀。如下圖： 18天然氣至凈化廠或至外輸干線首站 放射環(huán)狀組合式集氣管網(wǎng)布置示意圖放射環(huán)狀組合式集氣管網(wǎng)布置示意圖 SgpSgp多井集氣站；多井集氣站；LfLf采氣管線；采氣管線；LgbLgb集氣支線；集氣支線；LgtLgt集氣干線集氣干線 1920一、基本定律一、基本定律（1 1）雷諾數(shù)）雷諾數(shù) 雷諾數(shù)是關(guān)于雷諾數(shù)是關(guān)于慣性力對粘滯力慣性力對粘滯力之比的無因之比的無因次參數(shù)。它可以用下列的一般方程來表示：次參數(shù)。它可以用下列的一般方程來表示：DVRe式中式中 ReRe雷諾數(shù)；雷諾數(shù)； 流體密度，流體密度，kg/mkg/m3 3 ； D D 管子內(nèi)徑，管子內(nèi)徑，m m ； V V 流體速度，流

11、體速度，m/s m/s ； 流體粘度，流體粘度，kg/(mkg/(ms)s)或（或（PaPas s）；）； 21dQSg31017767RecdSQq7767.1Re 22對于液體，上面方程變?yōu)椋簩τ谝后w，上面方程變?yōu)椋?dvGS1000RedQGSL)(14744Re式中式中 d 管子內(nèi)徑，管子內(nèi)徑，mm ； 粘度，粘度，cp. V流速，流速，m/s ； 液體流量，液體流量， m3/d ； 液體的相對密度。液體的相對密度。 QLS.G.23（2 2）流動狀態(tài)）流動狀態(tài)層流：層流：ReRe2000 2000 ；過渡區(qū)：過渡區(qū)： 2000 2000 40004000；湍流：湍流：ReRe4000

12、4000。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，層流存在于根據(jù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，層流存在于ReRe200040004000時(shí)存在。雷諾時(shí)存在。雷諾數(shù)位于數(shù)位于20002000和和40004000之間為過渡區(qū)，這樣，之間為過渡區(qū)，這樣，其流動可能是層流，或是湍流。其流動可能是層流，或是湍流。24（3 3）伯努利）伯努利( (BernoulliBernoulli）定理定理 22222211122HgVgPZgVgPZ摩阻損失頭速度頭壓力頭高程頭速度頭壓力頭高程頭222111022dhgVdgdpdZ微分形式：微分形式： 25（4）達(dá)西方程）達(dá)西方程式中式中 ：L L管子長度，管子長度，m m ； D D管子內(nèi)徑，管子內(nèi)徑，m

13、m ； V V流體速度，流體速度，m/s m/s ； f f比例因子。比例因子。 gVDLfHL22DdxgVfdh2226（5 5）Moody Moody 摩阻因子摩阻因子 在上面方程中的比例因子稱為在上面方程中的比例因子稱為MoodyMoody摩摩阻因子，它可根據(jù)圖阻因子，它可根據(jù)圖6-26-2所示的所示的MoodyMoody阻阻力曲線圖來確定。摩阻因子 有 時(shí) 按力曲線圖來確定。摩阻因子 有 時(shí) 按FanningFanning摩阻因子來表示，該因子為摩阻因子來表示，該因子為MoodyMoody摩阻因子的四分之一。摩阻因子的四分之一。 摩阻因子是雷諾數(shù)摩阻因子是雷諾數(shù)ReRe和管子相對粗和

14、管子相對粗糙度糙度E/DE/D的函數(shù)。對于層流，的函數(shù)。對于層流，f f是是ReRe的函的函數(shù)：數(shù)：Re64f27（5 5）Moody Moody 摩阻因子摩阻因子 對于湍流，對于湍流，f f是管子相對粗糙度和雷諾是管子相對粗糙度和雷諾數(shù)二者的函數(shù)，在數(shù)二者的函數(shù)，在ReRe的值較高時(shí)的值較高時(shí)f f僅僅是僅僅是E/DE/D的函數(shù)。的函數(shù)。 在表在表6-16-1中給出了新的和清潔的不同類中給出了新的和清潔的不同類型管子之粗糙度。隨著使用的年限，允許型管子之粗糙度。隨著使用的年限，允許這些粗糙度值增加這些粗糙度值增加2 24 4倍。倍。28（5 5）Moody Moody 摩阻因子摩阻因子e e

15、管內(nèi)壁的絕對粗糙度，管內(nèi)壁的絕對粗糙度，m m；)(Re,fde2 管內(nèi)壁粗糙度，由于管線類型、材質(zhì)、制造管內(nèi)壁粗糙度，由于管線類型、材質(zhì)、制造方法、清管措施、腐蝕、結(jié)垢等的不同而具有方法、清管措施、腐蝕、結(jié)垢等的不同而具有不同的數(shù)據(jù)。油田集輸管線不同的數(shù)據(jù)。油田集輸管線e e=0.10.5mm=0.10.5mm。29二、液體流動二、液體流動 液體在管道內(nèi)的流動規(guī)律，可用下列液體在管道內(nèi)的流動規(guī)律，可用下列較為實(shí)用的公式來描述較為實(shí)用的公式來描述 ：5261058.108dGSfLQPL式中式中 P 壓力降，壓力降，Pa ； f f Moody摩阻因子，無因次量摩阻因子，無因次量 ； L管道長

16、度，管道長度， m ； QL液體流量，液體流量，m3/d S.G.液相的相對密度；液相的相對密度； d d管子內(nèi)徑，管子內(nèi)徑，mmmm。 （6-126-12）需疊代求解需疊代求解30Hazen-Williams Hazen-Williams 經(jīng)驗(yàn)公式（供水系統(tǒng)）經(jīng)驗(yàn)公式（供水系統(tǒng)）二、液體流動二、液體流動LCdQHcLL 85. 163. 20 .41式中式中 H HL L由于摩阻所產(chǎn)生的壓頭損失，由于摩阻所產(chǎn)生的壓頭損失，m m，（，（液柱）；液柱）； L L 管道長度，管道長度，m m； d dc c管子內(nèi)徑，管子內(nèi)徑，cmcm C C無因次的摩阻常數(shù)；對新的鋼管，無因次的摩阻常數(shù)；對新的

17、鋼管，C=140C=140；對新的鑄鐵管，對新的鑄鐵管， C=130C=130；對鉚接管，對鉚接管，C=100C=100； Q QL L液體流量，液體流量，m m3 3/d/d； （613）31二、液體流動二、液體流動 這個(gè)方程是根據(jù)這個(gè)方程是根據(jù)水在湍流條件下得水在湍流條件下得到的；到的；水的粘度為水的粘度為1.131.13厘泊，這相當(dāng)于厘泊，這相當(dāng)于水在水在15.515.5時(shí)的情況。因?yàn)樗恼扯葟臅r(shí)的情況。因?yàn)樗恼扯葟?0到到100100的變化非常可觀，所以摩阻的變化非?？捎^，所以摩阻因子在這兩個(gè)溫度極限之間可以減小或因子在這兩個(gè)溫度極限之間可以減小或增大竟高達(dá)增大竟高達(dá)40%40%。3

18、2三、氣體流動三、氣體流動 氣體等溫流動的一般方程，可用下式表示：12221211222PPPPPDLfVAMln（614）33三、氣體流動三、氣體流動 假設(shè)條件假設(shè)條件 1 1在點(diǎn)在點(diǎn)1 1和點(diǎn)和點(diǎn)2 2之間氣體沒有作功（亦之間氣體沒有作功（亦即設(shè)有壓縮機(jī)或膨脹機(jī)）以及沒有高程即設(shè)有壓縮機(jī)或膨脹機(jī)）以及沒有高程的變化；的變化； 2 2氣體在穩(wěn)態(tài)下流動，亦即沒有加速氣體在穩(wěn)態(tài)下流動，亦即沒有加速度的變化。度的變化。 3 3MoodyMoody摩阻因子摩阻因子f f作為長度的函數(shù)，作為長度的函數(shù)，由于雷諾數(shù)的變化，它也有某些變化，由于雷諾數(shù)的變化，它也有某些變化，但這個(gè)變化很小，所以取但這個(gè)變化

19、很小，所以取f f為常數(shù)。為常數(shù)。34三、氣體流動三、氣體流動 對于實(shí)際應(yīng)用，由于，前者可以忽對于實(shí)際應(yīng)用，由于，前者可以忽略不計(jì)，根據(jù)這個(gè)假設(shè)，并轉(zhuǎn)換為礦場略不計(jì)，根據(jù)這個(gè)假設(shè)，并轉(zhuǎn)換為礦場實(shí)際應(yīng)用的單位，則方程（實(shí)際應(yīng)用的單位，則方程（6-146-14）變成）變成下列形式：下列形式：25122221100869gQdLfSZTPP.25172221100869gcQdLfSZTPP.35P1和P2 分別為上流和下流壓力MPa（絕）；S氣體的相對密度；Qg氣體流量，Nm3/d ；Z氣體平均壓縮系數(shù)； T1上流的氣體流動溫度， K ；fMoody摩阻因子；d和dc 管子內(nèi)徑，單位分別為mm和c

20、m ；L 管道長度，km 。21212132PPPPPPPav151691100100.avPZ25172221100869gcQdLfSZTPP.（6-16）36三、氣體流動三、氣體流動 重新整理方程（6-16），求解出Qg，得到：如果壓力變化小于進(jìn)口壓力的10%，假設(shè)：501222151050.LfszTPPdQcg21122212PPPPP2511721105434gcQdPLfszTPPP.需疊代求解需疊代求解37三、氣體流動三、氣體流動 是以測量壓縮空氣在是以測量壓縮空氣在MoodyMoody圖中圖中E/DE/D曲曲線呈水平（亦即雷諾數(shù)很高時(shí)）的范圍內(nèi)流線呈水平（亦即雷諾數(shù)很高時(shí)）的

21、范圍內(nèi)流經(jīng)經(jīng)2 23030厘米（厘米（0.80.811.811.8英寸）的管道為基英寸）的管道為基礎(chǔ)的。礎(chǔ)的。oodyoody摩阻因子在這個(gè)范圍內(nèi)與雷諾摩阻因子在這個(gè)范圍內(nèi)與雷諾數(shù)無關(guān)，但與相對粗糙度有關(guān)，對于一個(gè)給數(shù)無關(guān)，但與相對粗糙度有關(guān)，對于一個(gè)給定的絕對粗糙度定的絕對粗糙度，摩阻因子僅僅是直徑的，摩阻因子僅僅是直徑的函數(shù)。對于鋼管來說，函數(shù)。對于鋼管來說，WeymouthWeymouth 數(shù)據(jù)表明：數(shù)據(jù)表明： 31043670cdf.38三、氣體流動三、氣體流動 1.Weymouth1.Weymouth方程方程5 . 012221385020SLZTPPdQcg式中式中 Q Qg g氣

22、體流量，氣體流量，NmNm3 3/ /d d ； dc dc 管子內(nèi)徑，管子內(nèi)徑，c mc m ； P P1 1和和P P2 2分別為點(diǎn)分別為點(diǎn)1 1 和點(diǎn)和點(diǎn)2 2 的壓力，的壓力，MPaMPa（絕）；絕）； L L管道長度，管道長度， km km ； S S氣體的相對密度；氣體的相對密度； T T1 1在管道進(jìn)口處的氣體溫度，在管道進(jìn)口處的氣體溫度，K K ； Z Z氣體的壓縮系數(shù)。氣體的壓縮系數(shù)。 適用于小管徑和適用于小管徑和短管線的場合。短管線的場合。 39三、氣體流動三、氣體流動 這個(gè)方程假定摩阻因子可以用Moody圖中中等雷諾數(shù)區(qū)域內(nèi)的恒定負(fù)坡度直線來表示。2 2Panhandle

23、Panhandle方程方程CmflogReloglognCfRe40三、氣體流動三、氣體流動 2 2PanhandlePanhandle方程方程 53. 251.01961.022210 .11751cgdLZTSPPEQ式中：式中：E E效率因子效率因子 對于優(yōu)質(zhì)的新管子對于優(yōu)質(zhì)的新管子 ，E E=1.0=1.0 對良好的操作條件，對良好的操作條件，E E=0.95=0.95 對一般的操作條件對一般的操作條件E E=0.92=0.92 對于不利的操作條件，對于不利的操作條件，E E=0.85=0.85 其余符號同前其余符號同前 適用于大管徑和適用于大管徑和長管線的場合。長管線的場合。 413

24、 3SpitzglassSpitzglass方程方程 三、氣體流動三、氣體流動5 . 0501181. 0144. 9156.27cccgddSLhwdQ式中：式中：hhw w壓力損失，壓力損失， m m( (水柱水柱) ) ； d dc c管子內(nèi)徑，管子內(nèi)徑，cmcm； 42三、氣體流動三、氣體流動 各個(gè)氣體流動方程的準(zhǔn)則：各個(gè)氣體流動方程的準(zhǔn)則：（1 1）對于最為一般的用處，推薦使用一般對于最為一般的用處，推薦使用一般流動方程。流動方程。如果使用一般流動方程的迭代如果使用一般流動方程的迭代程序不方便，或者是程序不方便，或者是WeymouthWeymouth方程和方程和PanhandlePa

25、nhandle方程是否能以應(yīng)用的話就使用方程是否能以應(yīng)用的話就使用WeymouthWeymouth方程和方程和PanhandlePanhandle方程二者來計(jì)方程二者來計(jì)算其結(jié)果，并選用算其結(jié)果，并選用較高的壓力降計(jì)算值較高的壓力降計(jì)算值。43三、氣體流動三、氣體流動（2 2）WeymouthWeymouth方程僅僅應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)施范圍方程僅僅應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)施范圍內(nèi)之內(nèi)之直徑小、長度短的管道直徑小、長度短的管道；此時(shí)，所期望；此時(shí)，所期望的雷諾數(shù)比較高。的雷諾數(shù)比較高。（3 3）對于大直徑、長管線，希望有中等雷諾對于大直徑、長管線，希望有中等雷諾數(shù)值的場合，只能使用數(shù)值的場合，只能使用Panhan

26、dlePanhandle方程。方程。44三、氣體流動三、氣體流動 （4 4）對于低壓力的通風(fēng)管線，當(dāng)其直徑對于低壓力的通風(fēng)管線，當(dāng)其直徑小于小于300300mmmm時(shí)，使用時(shí)，使用SpitzglassSpitzglass方程。方程。 （5 5）當(dāng)流動方程應(yīng)用于舊管道時(shí)，要力）當(dāng)流動方程應(yīng)用于舊管道時(shí)，要力圖通過礦場試驗(yàn)得到適宜的效率因子。圖通過礦場試驗(yàn)得到適宜的效率因子。結(jié)垢物、腐蝕產(chǎn)物、液體、石蠟等的堆結(jié)垢物、腐蝕產(chǎn)物、液體、石蠟等的堆積，可以大大地影響氣體流動的效率。積，可以大大地影響氣體流動的效率。 45在原油集輸工程中講解在原油集輸工程中講解 4647（1 1） 阻力系數(shù)阻力系數(shù)Dar

27、cyDarcy 方程可以改寫為：方程可以改寫為：gVKHrL22DfLKr/阻力系數(shù)阻力系數(shù) 48（2 2）流動系數(shù)）流動系數(shù) 5 . 024/1075. 1DfLdCV對于任何閥門或管子附件（其對于任何閥門或管子附件（其C CV V是已知的）的是已知的）的壓力降，可如下來計(jì)算：壓力降，可如下來計(jì)算： 23.10895. 6VLCQGSP（6-296-29） （6-276-27） 49（3 3） 相當(dāng)管長度相當(dāng)管長度fDKLer251110063. 3VCfdLe（6-306-30） （6-316-31） 50（4 4）層流系數(shù)）層流系數(shù) 通常以表格形式出版的相當(dāng)長度是關(guān)通常以表格形式出版的相

28、當(dāng)長度是關(guān)于湍流的，當(dāng)流動是層流，也就是雷諾于湍流的，當(dāng)流動是層流，也就是雷諾數(shù)小于數(shù)小于10001000時(shí)，可以用下列公式來計(jì)算時(shí)，可以用下列公式來計(jì)算相當(dāng)長度：相當(dāng)長度： LeLe1000Re層流51 6.2.4 6.2.4 輸氣管道中任何一點(diǎn)輸氣管道中任何一點(diǎn)壓力壓力(pressure)(pressure)和平均壓力和平均壓力(average pressure) (average pressure) 52一、輸氣管道基本方程一、輸氣管道基本方程礦場上實(shí)用單位的輸氣管道方程為：礦場上實(shí)用單位的輸氣管道方程為： 5 . 012221385020SLZTPPdQcg 式中：式中： 氣體流量，氣

29、體流量，Nm3/d dc輸氣管道內(nèi)徑，輸氣管道內(nèi)徑，cm ； P1和和P2輸氣管道始端和末端的壓力，輸氣管道始端和末端的壓力，MPa（絕）；絕）； L輸氣管道長度，輸氣管道長度，km ； T1輸氣管道內(nèi)氣體的平均溫度，輸氣管道內(nèi)氣體的平均溫度，K ； Z輸氣管道內(nèi)平均壓力下氣體壓縮系數(shù)。輸氣管道內(nèi)平均壓力下氣體壓縮系數(shù)。 gQ53 輸氣管道工作時(shí)，由于氣體流動要輸氣管道工作時(shí)，由于氣體流動要消耗能量，所以輸氣管道內(nèi)的壓力逐步消耗能量，所以輸氣管道內(nèi)的壓力逐步降低。現(xiàn)在來求輸氣管道內(nèi)壓力變化的降低?，F(xiàn)在來求輸氣管道內(nèi)壓力變化的規(guī)律。規(guī)律。 設(shè)輸氣管道的始端和末端壓力分別設(shè)輸氣管道的始端和末端壓力

30、分別為為P P1 1和和P P2 2，在距離始端在距離始端x x處的壓力為處的壓力為P Px x。54二、計(jì)算輸氣管道中任意二、計(jì)算輸氣管道中任意一點(diǎn)的壓力一點(diǎn)的壓力 方程（方程（6-346-34）表示輸氣管道內(nèi)壓力變化）表示輸氣管道內(nèi)壓力變化的規(guī)律，它是一條拋物線；的規(guī)律，它是一條拋物線；5 . 0222121LxPPPPx（6-34） 圖圖6-12 6-12 輸氣管道示意圖輸氣管道示意圖555 . 015 . 0222115020,38SZTdALPPAQcg而對AC段5 . 0221xPPAQxg對CB段 5 . 022xLPPAQxg二、計(jì)算輸氣管道中任意二、計(jì)算輸氣管道中任意一點(diǎn)的壓

31、力一點(diǎn)的壓力56二、計(jì)算輸氣管道中二、計(jì)算輸氣管道中任意一點(diǎn)的壓力任意一點(diǎn)的壓力5 . 0222121LxPPPPx 方程表示輸氣管道內(nèi)壓力變化的規(guī)律，它方程表示輸氣管道內(nèi)壓力變化的規(guī)律，它是一條是一條；在輸氣管道起始段，壓力沿曲；在輸氣管道起始段，壓力沿曲線緩慢降低；而接近末端時(shí)壓力降低很快。所線緩慢降低；而接近末端時(shí)壓力降低很快。所以在輸氣管道內(nèi)，壓力不是按直線規(guī)律變化，以在輸氣管道內(nèi)，壓力不是按直線規(guī)律變化，而是按拋物線規(guī)律變化。這是與輸送液體的管而是按拋物線規(guī)律變化。這是與輸送液體的管道不同的地方。道不同的地方。57三、計(jì)算輸氣管道內(nèi)的三、計(jì)算輸氣管道內(nèi)的平均壓力平均壓力2122132

32、PPPPPav（635）15. 169. 1100100avanPZ壓縮因子壓縮因子5859 假如有另外一條輸氣管道，其直徑為假如有另外一條輸氣管道，其直徑為d de e，長度為長度為L Le e，在相同的始端壓力在相同的始端壓力P P1 1和末端壓力和末端壓力P P2 2條件下，與原來的輸氣管道（其直徑為條件下，與原來的輸氣管道（其直徑為d dc c, ,長度為長度為L L）具有相同的輸氣量。則稱此管道具有相同的輸氣量。則稱此管道為原來管道的為原來管道的相當(dāng)管道相當(dāng)管道。 60eecLLdd316 由方程可以看出，由方程可以看出，如相當(dāng)管道的直徑如相當(dāng)管道的直徑d de e小小于原來管道的直

33、徑于原來管道的直徑d dc c，則相當(dāng)管道的長度則相當(dāng)管道的長度L Le e也也比原來輸氣管道的長度比原來輸氣管道的長度L L要短。要短。相當(dāng)輸氣管道相當(dāng)輸氣管道的概念，在計(jì)算復(fù)雜輸氣管道時(shí)要應(yīng)用到。的概念，在計(jì)算復(fù)雜輸氣管道時(shí)要應(yīng)用到。6162一、沿線有氣體輸入（輸出）一、沿線有氣體輸入（輸出）的復(fù)雜輸氣管道的復(fù)雜輸氣管道 （1 1）同徑輸氣管道）同徑輸氣管道 圖圖6-14 6-14 復(fù)雜輸氣管道示意圖復(fù)雜輸氣管道示意圖 63 設(shè)設(shè) 是已知的；每一管段的長度及是已知的；每一管段的長度及其流量也是已知的。輸氣管道內(nèi)氣體的其流量也是已知的。輸氣管道內(nèi)氣體的溫度、壓縮系數(shù)、相對密度都取常數(shù)。溫度、

34、壓縮系數(shù)、相對密度都取常數(shù)。 對每一管段來說，是一簡單輸氣管道，對每一管段來說，是一簡單輸氣管道，于是可寫出每一管段的輸氣量方程。于是可寫出每一管段的輸氣量方程。 第一段：第一段：11nPP,5012221138.LPPCdQcg50115020.SZTC64將上面各式相加，得到：將上面各式相加，得到：22212121316PPdCLQcg23222222316PPdCLQcg2212121316nncngnPPdCLQ21222316nncngnPPdCLQ212122316ncigiPPdCLQ65 163212122nigicPPCLQd5 . 02221316cigiiidCLQPP（

35、6-40） （6-39） 利用方程，就可以求得同徑輸氣管道直徑。利用方程，就可以求得同徑輸氣管道直徑。在求得直徑后，也就不難求得各個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力在求得直徑后，也就不難求得各個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力: :66例例6-36-3 某礦場集氣管道總長L=40Km，P1=4.0 MPa（絕）Pn+1=3.0MPa（絕），此輸氣管道如下圖所示：試求同徑輸氣管道的直徑及各節(jié)點(diǎn)的壓力。試求同徑輸氣管道的直徑及各節(jié)點(diǎn)的壓力。67 由方程（6-38）求常數(shù)C：163212122nigicPPCLQd50115020.SZTC68 氣體相對密度氣體相對密度S S取為取為0.60.6，氣體溫度，氣體溫度T T1 1取為取為2882

36、88K K，查第一章的天然氣壓縮系數(shù)查第一章的天然氣壓縮系數(shù)的圖，得的圖，得Z Z=0.925=0.925，于是于是73962889250601502050.C824242424210725208201090810655104571020.igiLQcmdc323346739102087251632228.69利用方程（利用方程（6-406-40）來求各個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力：）來求各個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力： 絕MPaP988332373967102040052422316. 絕MPaP94533237396510459883052423316. 絕MPaP8033237396810659453052424316

37、.70 從上面關(guān)于沿線有氣體輸入的同徑輸從上面關(guān)于沿線有氣體輸入的同徑輸氣管道之計(jì)算可以看出，在開始時(shí)，由于氣管道之計(jì)算可以看出，在開始時(shí)，由于氣體流量較小，壓力下降很慢；而在終端氣體流量較小，壓力下降很慢；而在終端時(shí)，時(shí)，氣體流量接近于最大值，壓力下降非氣體流量接近于最大值，壓力下降非?？?。?？臁：苊黠@，這是因?yàn)槠骄睆绞前礆夂苊黠@，這是因?yàn)槠骄睆绞前礆怏w流量介于體流量介于 和和 之間的某個(gè)平均流量之間的某個(gè)平均流量而計(jì)算出來的，所以對輸氣管線開始部分而計(jì)算出來的，所以對輸氣管線開始部分顯得過大，而對于終端部分則過小。顯得過大，而對于終端部分則過小。1gQgnQ71 當(dāng)計(jì)算沿線有氣體輸出（

38、如城市配氣管當(dāng)計(jì)算沿線有氣體輸出（如城市配氣管道）時(shí)，道）時(shí)，在起始管段中氣體流量最大，終端在起始管段中氣體流量最大，終端管段的氣體流量最小，管段的氣體流量最小，因此這里的壓力變化因此這里的壓力變化情況正好與前面的情況相反；在開始時(shí)，壓情況正好與前面的情況相反；在開始時(shí)，壓力下降很快，在終端則很慢。力下降很快，在終端則很慢。 基于上述情況，當(dāng)管段的數(shù)目不很多，基于上述情況，當(dāng)管段的數(shù)目不很多，以及輸氣管道總長很大時(shí)，采用哪種管段直以及輸氣管道總長很大時(shí)，采用哪種管段直徑隨氣體流量增加或減少而改變的輸氣管道徑隨氣體流量增加或減少而改變的輸氣管道是有利的，是有利的，當(dāng)有氣體輸入時(shí)，管徑增大；有當(dāng)有

39、氣體輸入時(shí)，管徑增大；有氣體輸出時(shí)，管徑減小。氣體輸出時(shí)，管徑減小。72 （2 2）變徑輸氣管道）變徑輸氣管道 第一步：假定輸氣管道內(nèi)壓力按直線規(guī)律變化，第一步：假定輸氣管道內(nèi)壓力按直線規(guī)律變化，然后求出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力然后求出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力 1, 2 , 1,111niPPLLPPniii分別為第i管段始端和末端的壓力；分別為第i管段的長度和總長。第二步：根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力，由基本方程第二步：根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力，由基本方程求各管段的直徑。求各管段的直徑。iiPP 和1LLi和73 （2 2）變徑輸氣管道）變徑輸氣管道MPaPPLLPP825317500403044074051112.MPaPP

40、LLPP73125082530304405825351223.MPaPPLLPP53207303044087351334.74 根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力，由基本方程根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力，由基本方程求各管段的直徑。求各管段的直徑。 即由方程（即由方程（6-216-21）有：）有：8350212.iiigicPPLCQd50115020.SZTC8350212.iiigicPPLCQd50115020.SZTC75 第一管段AC：第二管段第二管段CD：cmdc25148253047396710208350225041.cmdc12197382537396510458350225042.76 第三管段DE：

41、第四管段EB： 同徑管的直徑對變徑管的前面三個(gè)管段都偏大；面對第四管段（最后一段）則偏小。cmdc132503737396810658350225043.cmdc525035373962010908350225044.77二、具有不同直徑而沿線沒有氣二、具有不同直徑而沿線沒有氣體輸入（或輸出）的復(fù)雜輸氣管體輸入（或輸出）的復(fù)雜輸氣管道（即串聯(lián)異徑管道）道（即串聯(lián)異徑管道） 有兩種情況：第一，新設(shè)計(jì)輸氣管道時(shí)，有兩種情況：第一，新設(shè)計(jì)輸氣管道時(shí)，P P1 1、P P2 2、Q Qg g、L L等參數(shù)為已知，算出的管等參數(shù)為已知，算出的管徑徑d dc c不是實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)管徑，此時(shí)可不是實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)管徑

42、，此時(shí)可選用兩選用兩種標(biāo)準(zhǔn)管徑配合使用。種標(biāo)準(zhǔn)管徑配合使用。 78 第二，由于氣體輸量增加，原有管道第二，由于氣體輸量增加，原有管道滿足不了要求（即滿足不了要求（即P P1 1和和P P2 2保持不變），此保持不變），此時(shí)可在時(shí)可在管道后面部分插入一段大直徑的管道后面部分插入一段大直徑的管段管段。但必須指出，盡管變（異）徑管。但必須指出，盡管變（異）徑管道有其優(yōu)點(diǎn)，但由于道有其優(yōu)點(diǎn)，但由于管徑不同，給清管管徑不同，給清管等管理措施帶來了麻煩等管理措施帶來了麻煩，同時(shí)也將造成，同時(shí)也將造成浪費(fèi)。浪費(fèi)。79圖圖6-15 6-15 5 . 025 . 02221316316cclgdxLdxPPCQ

43、（6-436-43） 80圖圖6-166-16 316221ccgDdLlLlQQ（6-446-44） 81三、輸氣管組（平行管組）三、輸氣管組（平行管組）82 平行鋪設(shè)的輸氣管組中每一條管線都有其流平行鋪設(shè)的輸氣管組中每一條管線都有其流量，其總流量為各條管線流量之和。量，其總流量為各條管線流量之和。 5 . 05 . 0225 . 01121383838ncnccgngggLdLdLdBQQQQ（6-456-45） 83四、平行副管四、平行副管 增大輸氣管道的輸氣量的另一方法增大輸氣管道的輸氣量的另一方法是鋪設(shè)平行副管是鋪設(shè)平行副管 238211ccFFgddLxLxQQ圖圖6-18 6-1

44、8 平行副管平行副管 （6-46-46 6） 84 利用方程可以進(jìn)行各種計(jì)算：利用方程可以進(jìn)行各種計(jì)算：為使輸氣量增加到為使輸氣量增加到Q QF F，求直徑求直徑d dCFCF的副管長的副管長度度x x，鋪設(shè)直徑為鋪設(shè)直徑為d dCFCF和長度為和長度為x x的副管后的副管后, ,求求Q QF F的的多少。多少。當(dāng)副管長度為當(dāng)副管長度為x x，新增加后的輸氣量為新增加后的輸氣量為Q QF F時(shí)，時(shí)，求副管的直徑求副管的直徑d dCFCF。四、平行副管四、平行副管 85五、環(huán)型集氣管網(wǎng)的計(jì)算五、環(huán)型集氣管網(wǎng)的計(jì)算 環(huán)型集氣管網(wǎng)是氣田上常用的一種環(huán)型集氣管網(wǎng)是氣田上常用的一種管網(wǎng)。其特點(diǎn)是安全可靠

45、，在管段上任管網(wǎng)。其特點(diǎn)是安全可靠，在管段上任何一點(diǎn)出現(xiàn)事故時(shí)，可以不中斷輸氣；何一點(diǎn)出現(xiàn)事故時(shí)，可以不中斷輸氣；但這種環(huán)型管網(wǎng)消耗鋼材較多。其計(jì)算但這種環(huán)型管網(wǎng)消耗鋼材較多。其計(jì)算方法如下（見圖方法如下（見圖6-196-19）：）：86五、環(huán)型集氣管網(wǎng)的計(jì)算五、環(huán)型集氣管網(wǎng)的計(jì)算圖圖6-19 6-19 環(huán)形集氣管網(wǎng)示意圖環(huán)形集氣管網(wǎng)示意圖87 假定集氣站住于圖上左邊標(biāo)有假定集氣站住于圖上左邊標(biāo)有“”附附近，然后從集氣站的近，然后從集氣站的“O”O(jiān)”點(diǎn)作一想象的線點(diǎn)作一想象的線如如OAOA（oaoa）將所有氣井分割成大致相等的兩將所有氣井分割成大致相等的兩組，則環(huán)形管道就變成兩支沿線有氣體輸入

46、組，則環(huán)形管道就變成兩支沿線有氣體輸入的管道：上邊一支的輸氣量的管道：上邊一支的輸氣量 通過通過ABOABO輸至輸至O O點(diǎn)；下邊一支的輸氣量點(diǎn)；下邊一支的輸氣量 通通過過aboabo輸至為點(diǎn)。輸至為點(diǎn)。BobBob長為長為, ,BOBO段長為段長為x x，則則bobo段長為段長為 。AaAa為零段（或稱中立段），為零段（或稱中立段），在此管段中假定氣體不流動，其壓力為在此管段中假定氣體不流動，其壓力為P P1 1，二半環(huán)的匯合點(diǎn)二半環(huán)的匯合點(diǎn)O O為為P P2 2。nQQQ21nqqq21xLn88對上邊的一支對上邊的一支ABOABO：同理，對下邊一支同理，對下邊一支aboabo： 1632

47、22121122PPCxQLiQdninic163222121122PPCxLnqlqdmimiic89 令令 ，則得到：，則得到： 221111222mnmininmiiiiqQLqLQlqxccdd 如果算出的如果算出的x x為負(fù)值，但集氣站的位為負(fù)值，但集氣站的位置又不能作較大范圍的移動，此時(shí)就得置又不能作較大范圍的移動，此時(shí)就得重新重新“分割分割”，再進(jìn)行如上的計(jì)算。，再進(jìn)行如上的計(jì)算。9091一、確定管子尺寸的準(zhǔn)則一、確定管子尺寸的準(zhǔn)則 當(dāng)選擇管線尺寸時(shí)，必須考慮壓力降和當(dāng)選擇管線尺寸時(shí)，必須考慮壓力降和流動速度兩個(gè)因素。流動速度兩個(gè)因素。管線需要足夠大的直管線需要足夠大的直徑以便有

48、效的壓力能驅(qū)動流體通過管線。徑以便有效的壓力能驅(qū)動流體通過管線。 管線直徑必須依據(jù)最小速度和最大速度管線直徑必須依據(jù)最小速度和最大速度來估算其尺寸。來估算其尺寸。流體必須保持某個(gè)低于最流體必須保持某個(gè)低于最大速度的速度以防止諸如侵蝕、噪聲和水大速度的速度以防止諸如侵蝕、噪聲和水擊等問題。同時(shí)，流體也必須有高于某個(gè)擊等問題。同時(shí)，流體也必須有高于某個(gè)最小速度的速度，以減少波動，最小速度的速度，以減少波動，能攜帶走能攜帶走砂子和其他固體。砂子和其他固體。 92 當(dāng)流體以足夠大的力沖擊管壁，侵蝕掉腐當(dāng)流體以足夠大的力沖擊管壁，侵蝕掉腐蝕層膜，將金屬暴露給流體，進(jìn)一步產(chǎn)生腐蝕層膜，將金屬暴露給流體，進(jìn)

49、一步產(chǎn)生腐蝕。流動速度愈高，產(chǎn)生流體侵蝕的趨勢就蝕。流動速度愈高，產(chǎn)生流體侵蝕的趨勢就愈大。愈大。兩相流動兩相流動的實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)流動速度超的實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)流動速度超過下列公式所給出的數(shù)值時(shí)，將產(chǎn)生腐蝕層過下列公式所給出的數(shù)值時(shí)，將產(chǎn)生腐蝕層膜的侵蝕。膜的侵蝕。 5 . 022. 1meCV（6-496-49） 對連續(xù)工作，對連續(xù)工作，C C 值取為值取為100100；非連續(xù)工作，；非連續(xù)工作，C C 值值取為取為125125。 93 液體管線設(shè)計(jì)尺寸通常要保持流動速液體管線設(shè)計(jì)尺寸通常要保持流動速度以防止固體顆粒沉降出來。通常推薦度以防止固體顆粒沉降出來。通常推薦最小速度為最小速度為0.90.9

50、m/sm/s。 274.14dQVL式中式中 V V液體速度，液體速度，m/sm/s ； Q QL L液體流量，液體流量，m m3 3/s/s ； d d 管子內(nèi)徑，管子內(nèi)徑，mmmm 。 94 氣體管線也必須保持某個(gè)最大的速度氣體管線也必須保持某個(gè)最大的速度和最小的速度。和最小的速度。推薦最小速度推薦最小速度3 34.54.5m/sm/s之間，以便盡量減少液體在低的地點(diǎn)沉降。之間，以便盡量減少液體在低的地點(diǎn)沉降。同時(shí)，同時(shí)，氣體速度通常保持在氣體速度通常保持在18182424m/sm/s以以下下，以便盡量減小噪聲的影響和對侵蝕的，以便盡量減小噪聲的影響和對侵蝕的抑制。抑制。 5 . 0021

51、. 0SPTCVe95 對于壓力對于壓力小于小于6.96.913.8MPa13.8MPa的大多數(shù)情的大多數(shù)情況，侵蝕速度都將大于況，侵蝕速度都將大于18 18 m/sm/s，這樣，侵這樣，侵蝕速度的標(biāo)準(zhǔn)將不起支配作用。在高壓下，蝕速度的標(biāo)準(zhǔn)將不起支配作用。在高壓下，在確定具有最大速度在確定具有最大速度18 18 m/sm/s的管線尺寸之的管線尺寸之前，有必要檢驗(yàn)侵蝕速度。前，有必要檢驗(yàn)侵蝕速度。在具有在具有COCO2 2的管的管線系統(tǒng)內(nèi)，當(dāng)其含量低到線系統(tǒng)內(nèi)，當(dāng)其含量低到1 1% %2%2%，速度應(yīng)該，速度應(yīng)該被限制在被限制在15 15 m/sm/s以下。以下。礦場經(jīng)驗(yàn)表明，礦場經(jīng)驗(yàn)表明，在在

52、較高的速度下，要抑制較高的速度下，要抑制COCO2 2的腐蝕是困難的的腐蝕是困難的。 96 礦場實(shí)用單位的氣體實(shí)際速度，可由下礦場實(shí)用單位的氣體實(shí)際速度，可由下式來確定：式來確定： gQPdTzv23101 . 5式中式中 Qg氣體流量，氣體流量，Nm3/d ； T 氣體溫度，氣體溫度，K ； P 氣體壓力，氣體壓力，MPa（絕）；絕）； Z 氣體壓縮系數(shù)；氣體壓縮系數(shù)； d 管了內(nèi)徑，管了內(nèi)徑，mm； V 氣體速度，氣體速度，m/s 。 97 常推薦最小速度保持在常推薦最小速度保持在3 34.5m/s4.5m/s之之間，為防止噪聲，最大的允許速度可取間，為防止噪聲，最大的允許速度可取最低值最

53、低值18 18 m/sm/s；如果有必要抑制如果有必要抑制COCO2 2的腐的腐蝕或者是侵蝕速度，最大的允許速度可蝕或者是侵蝕速度，最大的允許速度可取為取為15 15 m/sm/s。 985 . 0122. 1meCV式中式中 氣、液混合物密度，氣、液混合物密度，kg/mkg/m3 3 ； P P 操作壓力，操作壓力，MPaMPa（絕）；絕）； S S 氣體相對密度；氣體相對密度； R R 氣液比，氣液比，m m3 3/m/m3 3，；，； S S. .G G. .液體相對密度。液體相對密度。m TZRPpGSRPsm2982.10298923484399 在最大的允許速度下，管子的最小橫截在

54、最大的允許速度下，管子的最小橫截面積可表示為面積可表示為 VQPTZRAL541010003. 41574. 1（6-55） 式中式中 A A所需要的最小橫截面積，所需要的最小橫截面積，m m2 2； Q QL L液體流量，液體流量，m m3 3/d/d； V V最大的允許速度，最大的允許速度，m/sm/s。 1005 . 03101 . 574.14VQPZTRdL101二、管壁厚度的標(biāo)準(zhǔn)二、管壁厚度的標(biāo)準(zhǔn)管線壁厚，管線壁厚，mmmm P P管線的設(shè)計(jì)壓力，管線的設(shè)計(jì)壓力，MPaMPaD D 管線的內(nèi)徑管線的內(nèi)徑, ,mmmm焊縫系數(shù)，無縫鋼管：焊縫系數(shù)，無縫鋼管： =1=1；直縫管和螺旋焊

55、縫直縫管和螺旋焊縫 管管=1=1；螺旋埋弧鋼管螺旋埋弧鋼管=0.9=0.9s s鋼材的屈服極限，鋼材的屈服極限，MPaMPa， F F設(shè)計(jì)系數(shù)，輸氣管設(shè)計(jì)系數(shù)，輸氣管F=0.6F=0.6（野外），野外）， F=0.5F=0.5（居住區(qū)、居住區(qū)、站場內(nèi)部、公路、鐵路）站場內(nèi)部、公路、鐵路）CFpds2102二、管壁厚度的標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）二、管壁厚度的標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）103104 在輸氣管道中氣體流動分為兩個(gè)階段：在輸氣管道中氣體流動分為兩個(gè)階段：不等溫的（輸氣管道開始部分）和等溫不等溫的（輸氣管道開始部分）和等溫的。在等溫階段內(nèi)，氣體溫度為常數(shù)。的。在等溫階段內(nèi)，氣體溫度為常數(shù)。輸氣管道中氣體溫度變化的規(guī)律

56、。輸氣管道中氣體溫度變化的規(guī)律。 或者或者 于是：于是： xssxetttt1PGCDK xssxetttt1（6-61） 105 從方程（從方程（6-616-61）看出：）看出：管道中介質(zhì)溫度管道中介質(zhì)溫度變化的規(guī)律為指數(shù)曲線。變化的規(guī)律為指數(shù)曲線。在距離管道起點(diǎn)比在距離管道起點(diǎn)比較遠(yuǎn)的地方，管道中介質(zhì)的溫度差不多就與較遠(yuǎn)的地方，管道中介質(zhì)的溫度差不多就與周圍土壤溫度相等了。周圍土壤溫度相等了。 利用方程（利用方程（6-616-61）就可以計(jì)算輸氣管道）就可以計(jì)算輸氣管道中氣體溫度的變化規(guī)律。中氣體溫度的變化規(guī)律。 當(dāng)管道長度為當(dāng)管道長度為L L時(shí)，根據(jù)方程（時(shí)，根據(jù)方程（6-616-61）

57、不）不難求得整個(gè)輸氣管道內(nèi)的平均溫度難求得整個(gè)輸氣管道內(nèi)的平均溫度tavtav：LssaveLtttt11（6-62）106107 一、壓力標(biāo)準(zhǔn)一、壓力標(biāo)準(zhǔn) 1 1工作壓力工作壓力 為了保證管路和設(shè)備能為了保證管路和設(shè)備能安全工作，根據(jù)管路和設(shè)備內(nèi)介質(zhì)的各種安全工作，根據(jù)管路和設(shè)備內(nèi)介質(zhì)的各種最高工作溫度規(guī)定的一種最大壓力。用最高工作溫度規(guī)定的一種最大壓力。用P P表表示；并在示；并在P P的右下角附加介質(zhì)最高溫度除以的右下角附加介質(zhì)最高溫度除以1010所得的溫度。例如所得的溫度。例如P P3030表示介質(zhì)最高工作表示介質(zhì)最高工作溫度為溫度為300300時(shí)的工作壓力。如表時(shí)的工作壓力。如表6-

58、116-11所示，所示，如最高工作溫度如最高工作溫度200200時(shí)，可略去右下角時(shí)，可略去右下角標(biāo)。標(biāo)。 108 2 2公稱壓力公稱壓力為國家規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)為國家規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)壓力。壓力。它是為了全國統(tǒng)一和使用方便，而它是為了全國統(tǒng)一和使用方便，而對管子、管件和閥門規(guī)定的對管子、管件和閥門規(guī)定的一系列壓力等一系列壓力等級；級；其數(shù)值正好等于第一級工作溫度其數(shù)值正好等于第一級工作溫度（200200）下的最大工作壓力。如公稱壓）下的最大工作壓力。如公稱壓力等于力等于0.250.25、0.40.4、0.60.6、1.01.0、 1.6 1.6、 2.5 2.5、 4.04.0、 10.0 10.0、 16.0 16.0、 20.0 20.0、 25.0 25.0、32.032.0等。因此，當(dāng)操作溫度高于等。因此，當(dāng)操作溫度高于200200時(shí)其工作時(shí)其工作壓力將降低，其數(shù)值如表壓力將降低，其數(shù)值如表6-116-11所示。公稱所示。公稱壓力用壓力用PNPN表示（單位是表示（單位是MPaMPa）