輸氣管道設(shè)計(jì)與管理

1、1. 天然氣的來(lái)源(1) 油田氣：60%-90%的CH4、C2H6 10%-40%的丙烷、丁烷、戊烷和重?zé)N 干氣：戊烷以上組成含量不大于10ml/m3 濕氣：戊烷以上組成含量不小于10ml/m3 （2）氣田氣：CH4：85%-97%；C3-C5：2%-5%采用壓縮法、吸收法、吸附法或低溫分離法，把C3、C4分離，從而制取LNG。2.天然氣的用途 :天然氣的優(yōu)點(diǎn)：潔凈、方便、高效的優(yōu)質(zhì)燃料。(1)發(fā)電減少投資（比煤20%），易于自動(dòng)化 (2)民用，提高灶爐熱效率 (3)化工原料甲,乙,丙,丁用于生產(chǎn)塑料,纖維,橡膠等硫化物、CO2、N2、He等,硫磺、硫酸、硫氨He-戰(zhàn)略物資，用于軍事、科技領(lǐng)域

2、( 4)LPG（液態(tài)石油氣）代替車(chē)用汽油3.管道運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)運(yùn)量大,基建費(fèi)用低(與鐵路相比).受外界限制少,可長(zhǎng)期穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行,對(duì)環(huán)境的污染小便于管理,易于實(shí)現(xiàn)集中控制，勞動(dòng)生產(chǎn)率高 運(yùn)價(jià)低，耗能少.占地少,受地形限制少. 管輸適于大量,單向,定點(diǎn)的運(yùn)輸,不如鐵路,公路運(yùn)輸靈活雖然管道運(yùn)輸有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有其局限性： （1）主要適用于大量、單向、定點(diǎn)運(yùn)輸，不如車(chē)、船運(yùn)輸靈活多樣。2）對(duì)一定直徑的管道，有一經(jīng)濟(jì)合理的輸送量范圍。 3）有極限輸量的限制。4.管線系統(tǒng)1）礦場(chǎng)集輸系統(tǒng) 特點(diǎn)：介質(zhì)腐蝕大、距離短、管徑小、壓力變化大、復(fù)雜 氣井井廠 集氣站：管匯、分離器、流量計(jì)、調(diào)壓站 天然氣處

3、理廠脫水、脫硫、脫CO2（2）干線輸氣管每20-30km設(shè)有截?cái)嚅y（3）城市配氣管線5-0.5kg/cm2添味（乙硫醇5.干線輸氣管的特點(diǎn)1）這是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)（2）各個(gè)環(huán)節(jié)，形成了一個(gè)密閉系統(tǒng)，上下游之間緊密相連而又互相制約，其設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理更復(fù)雜。（3）考慮市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)性。（4）要長(zhǎng)期規(guī)劃，管道設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，確定最優(yōu)建設(shè)方案。（5）考慮社會(huì)穩(wěn)定的問(wèn)題，必須保證安全、連續(xù)、可靠地供氣。（6）天然氣長(zhǎng)輸管道輸送壓力高，介質(zhì)易燃易爆，建立完善的輸氣管道質(zhì)量保證。（7）長(zhǎng)輸管道要求有與之配套的通信、道路交通、水電供給等附屬設(shè)施6.輸氣管道系統(tǒng)特點(diǎn)各環(huán)節(jié)緊密相連:采氣,凈氣.輸氣,

4、儲(chǔ)氣,供配氣,成為統(tǒng)一、連續(xù)、密閉輸氣系統(tǒng) 對(duì)比：原油許多大罐開(kāi)式 氣體可壓縮性對(duì)輸氣和儲(chǔ)氣的影響 a.上下站輸量不等時(shí)，壓力變化較平緩;末端比中間站間管段長(zhǎng)利用末站儲(chǔ)氣 b.可充分利用地層壓力輸氣 從井底到井口所允許的表壓較小Pg，即舉重力小7.輸氣管道的建設(shè)程序 （1）根據(jù)資源條件和國(guó)民經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期規(guī)劃、地區(qū)規(guī)劃、行業(yè)規(guī)劃的要求，對(duì)擬建的輸氣管道進(jìn)行可行性研究，并在可行性研究的基礎(chǔ)上編制和審定設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。（2）根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，按初步設(shè)計(jì)（或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)）、施工圖兩個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)必須有概算，施工圖必須有預(yù)算。（3)工程完畢，必須進(jìn)行竣工驗(yàn)收，做出竣工報(bào)告（包括竣工圖）和竣工決算。

5、8.當(dāng)避開(kāi)確有困難時(shí)，對(duì)下述地段應(yīng)選擇合適的位置和方式 （表1.2不同地段處理）對(duì)規(guī)模不大的滑坡經(jīng)處理后，能保證滑坡體穩(wěn)定的地段，可選擇適當(dāng)部位以跨越方式或淺埋通過(guò)。管道通過(guò)巖堆時(shí)，應(yīng)對(duì)其穩(wěn)定性作出判定，并采取相應(yīng)措施對(duì)沼澤或軟土地段應(yīng)根據(jù)其范圍土層厚度、地形、地下水位、取土條件等確定通過(guò)的地段對(duì)泥石流地段單孔管橋架空對(duì)深而窄的沖溝跨越對(duì)沖溝淺而寬，沉積物較穩(wěn)定的地段采用埋設(shè)方式通過(guò)管道通過(guò)海灘、沙漠地段時(shí)相應(yīng)的穩(wěn)管措施在地震烈度大于或等于七度的地區(qū)斷層位移較小和較窄的地區(qū)通過(guò)9.輸氣管線總的設(shè)計(jì)步驟：踏勘可行性研究初步勘查初步設(shè)計(jì)施工圖勘查施工圖設(shè)計(jì)10.天然氣的組成 烴類(lèi)化合物:烷烴、環(huán)烷

6、烴、烯烴、芳香烴 非烴類(lèi)氣體:CO2、CO、N2、H2、H2S和水汽 惰性氣體（氦、氬）; 硫醇類(lèi)、硫醚類(lèi)、硫氧化碳、二硫化碳等有機(jī)物此外，還有貢、氡-222，凝液中含有汞和其他復(fù)雜成分組成的混合物（多分子或高分子）H2Sx、以膠溶態(tài)粒子形態(tài)存在的瀝青質(zhì)11.天然氣的分類(lèi):按礦藏特點(diǎn)分1）純氣藏天然氣:不論開(kāi)采的任何階段，礦藏流體在地層中均呈氣態(tài)，但隨成分的不同，采出到地面后，在分離器或管系中可能有部分液態(tài)烴析出。2）凝析氣藏天然氣:礦藏流體在地層原始狀態(tài)下呈氣態(tài)，但開(kāi)采到一定階段，隨著地層壓力下降，流體狀態(tài)跨過(guò)露點(diǎn)線進(jìn)入相態(tài)反凝析區(qū)，部分烴類(lèi)在地層中呈液態(tài)析出。3）油田伴生天然氣:在地層中與

7、原油共存，在采油過(guò)程中與原油同時(shí)被采出，經(jīng)油氣分離后所得的天然氣。12.天然氣按烴類(lèi)組分關(guān)系分類(lèi)1）干氣: 在地層中呈氣態(tài)，采出后在一般地面設(shè)備和管線中也不析出液態(tài)烴的天然氣。2）濕氣: 在地層中呈氣態(tài)，采出后在一般地面設(shè)備的溫度、壓力下即有液態(tài)烴析出的天然氣。3）貧氣:丙烷及以上烴類(lèi)含量少于100mL/m3的天然氣。4）富氣:丙烷及以上烴類(lèi)含量大于100mL/m3的天然氣13.天然氣按硫化氫、二氧化碳含量分類(lèi)1）酸性天然氣:含有顯著量的硫化氫甚至有可能含有有機(jī)硫化合物、二氧化碳等酸性氣體，需經(jīng)處理才能達(dá)到管輸商品氣氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的天然氣。 2）潔氣:硫化氫和二氧化碳含量甚微，不需要進(jìn)行凈化處理的天

8、然氣。14.視臨界參數(shù)和對(duì)比參數(shù)的應(yīng)用：主要用于求壓縮因子Z，兩種方法： 1、已知天然氣的組成、Pr和Tr參數(shù)，可由凱法則（適用于混合氣體）確定，查圖求得Z。2、缺乏天然氣組成時(shí)，可用下式確定：15.實(shí)際氣體狀態(tài)方程有幾種，各有什么應(yīng)用范圍？（1）R-K方程（實(shí)際氣體性質(zhì)定量計(jì)算）p25（2）SRK方程（計(jì)算飽和氣相密度）p26（3）BWRS方程 （在高壓、低溫0條件下應(yīng)用、適應(yīng)氣液兩相等復(fù)雜氣體 ）p2616.帶壓縮因子的狀態(tài)方程公式：P=ZRT或pv= ZRT對(duì)比態(tài)公式 壓縮因子Z求法：圖解法和計(jì)算法 圖解法：p29 計(jì)算法：p30 17. 天然氣粘度特點(diǎn)（1）比液體粘度小（2）T=常數(shù)，

9、P，粘度（3）P=常數(shù)，P<100atm,t ,粘度 P>100atm, t,粘度4）分子量越大的烴類(lèi)，粘度越小18.天然氣的露點(diǎn)圖的幾點(diǎn)結(jié)論T=C，P，W0，有水析出 P=C，T，W0，變不飽和（1）飽和天然氣的溫度就是露點(diǎn)溫度，Td=f（p，W0）（2）TTd，不飽和；（3）TTd，飽和或者有水析出；（4）脫水過(guò)程就是降低露點(diǎn)過(guò)程，并在高壓低溫下脫水最為有利飽和含水量減少天然氣含水量降低降低天然氣的水露點(diǎn)19.計(jì)算天然氣粘度的方法續(xù)1.壓力較低時(shí)，不同溫度下的天然氣粘度按下式計(jì)算： T=0·（T/273.15）1.5·（273.15+C）/（T+C）2.已知

10、各組分粘度計(jì)算天然氣粘度常壓下氣體混合物的動(dòng)力粘度可按下式計(jì)算 =（iyiMi0.5）/（yiMi0.5） 3. 查圖計(jì)算法1）根據(jù)天然氣分子量或相對(duì)密度，按圖2.2確定常壓下天然氣粘度1 :1=1+H2S+CO2+N2 2）根據(jù)計(jì)算的天然氣的狀態(tài)，確定對(duì)比壓力pr和對(duì)比溫度Tr，查圖2.3得到粘度比/1。3）計(jì)算天然氣的粘度:=（/1）14.)由密度和相對(duì)密度計(jì)算天然氣的粘度20.天然氣的物理性質(zhì)和熱物性的概念P36濕度: 天然氣中水蒸氣含量的多少；絕對(duì)濕度：?jiǎn)挝惑w積天然氣的混合物中含有的水蒸氣含量；相對(duì)濕度：天然氣的實(shí)際絕對(duì)濕度與同溫度下的飽和濕度之比飽和濕度:水分增加到天然氣所抱何時(shí),混

11、合氣體中的水蒸氣分壓達(dá)到該溫度下的mix，此時(shí)的絕對(duì)濕度稱(chēng)為飽和濕度。飽和含水量:p38水露點(diǎn):溫度一定的情況下,開(kāi)始從氣相中分離出第一批液滴的壓力,或在壓力 一定的情況下,開(kāi)始從氣相中分離出第一批液滴的溫度,就叫做水露點(diǎn)；烴露點(diǎn):烴露點(diǎn)為氣體在一定壓力下析出第一滴液態(tài)烴時(shí)的溫度比熱和比熱容(p40）：比熱容簡(jiǎn)稱(chēng)比熱,是在不發(fā)生相變和化學(xué)變化的前提下,加熱單位質(zhì)量的物質(zhì)時(shí)，溫度升高1時(shí)所吸收的熱量.焓(P42) H=U+PV或 h=u+pv熵(P47):表示物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)的一個(gè)物理量(記為S)，它表示該狀態(tài)可能出現(xiàn)的程度。在熱力學(xué)中，是用以說(shuō)明熱學(xué)過(guò)程不可逆性的一個(gè)比較抽象的物理量。孤立體系中實(shí)

12、際發(fā)生的過(guò)程必然要使它的熵增加,只與狀態(tài)有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)導(dǎo)熱系數(shù):是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K，°C）,在1小時(shí)內(nèi)，通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量，用k表示，單位為瓦/（米·度），w/（m·k）（W/m·K)焦耳-湯姆遜系數(shù)(P53):熱值（p54 ）:1m3燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃?；kJ/m3爆炸極限：著火極限?？扇?xì)怏w在空氣中的濃度低于某一極限時(shí)，氧化反應(yīng)的熱量不足以彌補(bǔ)散失的熱量，不燃燒，這一極限稱(chēng)為著火下限，當(dāng)濃度高于某一極限是由于缺氧也不燃燒稱(chēng)為著火上限。21.為什么要對(duì)天然氣進(jìn)行凈化？地層中開(kāi)采出來(lái)的天然氣常含有砂

13、子、鐵銹、水及水蒸氣、硫化物、CO2等雜質(zhì)。砂子、鐵銹等固體塵粒，對(duì)管道、壓氣機(jī)、儀表設(shè)備等產(chǎn)生磨損。水：a 減少輸氣截面，增加輸氣阻力；b 和酸性氣體（H2S、CO2）形成酸性水溶液，對(duì)管內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕；c 產(chǎn)生水合物；d 降低熱值 例：JZ20-2興城輸氣管曾因水合物堵塞管道而停產(chǎn)1周硫化物：a 無(wú)機(jī)硫，包括燃燒產(chǎn)物有毒；b 易使催化劑中毒CO2 腐蝕管道，影響熱值22.GB50251-94中相應(yīng)的氣體要求進(jìn)入輸氣管道的氣體必須清除機(jī)械雜質(zhì)；水露點(diǎn)應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5；烴露點(diǎn)應(yīng)低于或等于最低環(huán)境溫度；氣體中H2S含量不應(yīng)大于20mg/m3。23.天然氣的凈化方法1分離和過(guò)濾：除去固

14、體顆粒、塵粒和氣體中夾帶液體的主要方法（重力式、旋轉(zhuǎn)式等）2冷凝分離：利用低溫操作使水和重?zé)N凝析成液體，從氣流中分出。3吸附法：氣相或液相中某組分在固體吸附劑表面濃聚的現(xiàn)象。物理和化學(xué)4吸收法：某種液體能選擇性地吸收氣體中某種組分，使它與氣體分離：物理和化學(xué)5直接轉(zhuǎn)化法：通過(guò)某種化學(xué)反應(yīng)，使雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成無(wú)害化合物或易于除去的化合物6綜合法：以上方法的綜合利用24.重力式分離器 分為：立式和臥式，包括分離、沉降、除霧、儲(chǔ)存四個(gè)部分。1分離：氣流減速，同時(shí)改變氣流方向，慣性力、離心力及重力的綜合作用下，初級(jí)分離2沉降：較小的液滴、固體粒子在重力作用下從氣體中分離，結(jié)構(gòu)：百葉窗式導(dǎo)流板，以促進(jìn)液粒凝聚

15、和沉降3除霧：除去霧狀液體和固體粒子設(shè)有捕霧器或分離頭4儲(chǔ)存：分離器下部應(yīng)有足夠的儲(chǔ)液容積，液位檢測(cè)計(jì)和排液裝置重力式分離器：由筒體、進(jìn)口管、出口管、傘形板、捕集器和排污管等組成。 25.旋風(fēng)分離器的工作原理：氣流從切線方向進(jìn)入分離器后做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 由于氣體和液滴的質(zhì)量不同 ，所產(chǎn)生的離心力亦不同， 質(zhì)量較重的液滴被拋到外圈沿器壁聚積，由于重力和氣流的帶動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)， 由排污口排出；質(zhì)量較輕的氣體則從進(jìn)氣口進(jìn)入后沿圓筒壁旋轉(zhuǎn)下降，向著圓錐頂點(diǎn)流動(dòng)，然后又從圓錐頂點(diǎn)逆轉(zhuǎn)軸向流動(dòng)方向， 以逐漸擴(kuò)大的螺旋線上升， 最后由排氣管排出去。26.過(guò)濾分離器分離原理：氣體進(jìn)入第一級(jí)分離室，粒徑較大（10m）的

16、固體塵?；蛴坞x液滴被濾芯擋在外面。其中，液滴聚集在一起排至容器的底部，然后經(jīng)排液管進(jìn)入一級(jí)儲(chǔ)液罐；一部分固體塵粒被液體帶走，其余的固體塵粒則流在濾芯的外表面逐漸堆積，直至需要清掃。氣體攜帶著粒徑較小的固體塵?；蛴坞x液滴進(jìn)入玻璃纖維濾芯，在經(jīng)過(guò)過(guò)濾層彎彎曲曲的通道時(shí)，不斷與玻璃纖維發(fā)生碰撞，動(dòng)能逐漸減小，最后1m的固體塵粒就滯留在玻璃纖維的濾芯中；滯留下來(lái)的微小液滴又重新聚結(jié)成大的液滴，在重力作用和氣體帶動(dòng)下進(jìn)入濾芯中心，而進(jìn)入第二級(jí)分離室。 在第二級(jí)分離室，被帶進(jìn)來(lái)的大液滴迅速分離排至容器下部，經(jīng)排液管進(jìn)入下部的二級(jí)儲(chǔ)液罐。另外，在第二級(jí)分離室還裝有金屬絲網(wǎng)捕霧器，是用來(lái)分離氣體中的微小液滴的

17、，其原理與重力式分離器中的捕霧器原理相同。27.現(xiàn)有的分離方法存在如下優(yōu)缺點(diǎn)：1、重力沉降的設(shè)備體積龐大，分離效率低，分離負(fù)荷低，分離范圍窄，但設(shè)備簡(jiǎn)單不需要內(nèi)件；2、離心力分離和折流分離分離效率較低（可分離較小液滴），分離負(fù)荷較高，分離范圍較寬，設(shè)備體積較小，可用于高壓設(shè)備；3、填料分離、絲網(wǎng)分離和超濾分離分離效率較高（可分離小液滴），但分離負(fù)荷低，分離范圍窄，容易將已著網(wǎng)的液體帶走，而且容易堵。 28.天然氣凈化設(shè)備的分類(lèi)一級(jí)：重力式：含液、固體雜質(zhì)多，且流量和壓力波動(dòng)大的場(chǎng)合。二級(jí)：旋風(fēng)式：流量、壓力波動(dòng)不大和含液量不高的場(chǎng)合，且處理量大。三級(jí)：過(guò)濾式：分離效率高、效果好，但需定期進(jìn)行放

18、空清掃和更換濾芯等元件。29.脫水方法：低溫分離 固體干燥劑吸附脫水 液體干燥劑吸附脫水30.天然氣脫硫方法1.化學(xué)吸收法2.物理吸收法3.氧化還原法4.膜法脫硫31.氣體基本方程(p86)1.連續(xù)性方程2.運(yùn)動(dòng)方程3.能量方程32.常用流量計(jì)算公式（p99）高差小于200m的水平管道： 威莫斯公式： 潘漢德?tīng)朅式： 潘漢德?tīng)朆式： 前蘇聯(lián)早期公式： 前蘇聯(lián)近期公式： 33.管線任意點(diǎn)壓力(p101)同一條管道流量相同，即 整理后得管道沿線任意點(diǎn)壓力Px的計(jì)算式： 沿線的平均壓力公式：34.停輸時(shí)，輸氣與輸油管線相比沿線壓力有什么特點(diǎn)？當(dāng)輸氣管道停輸時(shí)，管道內(nèi)的壓力并不象輸油管道那樣立刻消失，

19、而是仍處于壓力狀態(tài)下，起點(diǎn)高壓端的氣體逐漸流向低壓端，終點(diǎn)低壓端壓力逐漸上升，最后整條管道壓力達(dá)到某一個(gè)平均值 ，即平均壓力這就是輸氣管道中的平衡現(xiàn)象35.輸氣管基本參數(shù)對(duì)輸氣量的影響：D、L、T、PQ、PZ對(duì)流量、各進(jìn)出站的壓力的影響36.PZ指中間站，變化范圍在0PQ之間，選多大適合于生產(chǎn)或者輸送最為有利？因?yàn)閴罕扔绊憠簹庹镜膲嚎s級(jí)數(shù)和所耗功率，壓比小一些，才能節(jié)省功率，降低輸氣成本。因而壓氣站入口壓力一般保持在0.5PQ左右（和油不同）37.輸氣干線末端與城市配氣管網(wǎng)的連接點(diǎn)，此時(shí)末端用氣量變化?PZ從0.5PQ之后，輸氣量上升緩慢，即：PZ在低壓段內(nèi)的變化對(duì)Q影響不是很大，所以末端因?yàn)?/p>

20、在低壓段，故此時(shí)末端用氣量變化不影響輸氣量38.用流量系數(shù)法求單管流量或者串并聯(lián) 計(jì)算題39.環(huán)狀管網(wǎng)的水力計(jì)算的步驟首先將環(huán)狀管網(wǎng)分成上、下兩個(gè)半環(huán)，選擇兩半環(huán)的始點(diǎn)和終點(diǎn)，確定始點(diǎn)壓力P1和終點(diǎn)壓力Pm 及各管段氣體流量；最后確定管網(wǎng)管徑和各節(jié)點(diǎn)壓力。步驟如下： 1.初選始點(diǎn)和終點(diǎn) 2.確定各管段流量3.確定管徑40.內(nèi)涂層的優(yōu)點(diǎn)或者意義1）增大輸氣量。2）擴(kuò)大增壓站站間距，減少增壓站的數(shù)目。3）節(jié)約管材費(fèi)用和施工費(fèi)用。4）防止內(nèi)壁腐蝕，減少管道事故，保證輸送天然氣高質(zhì)量。5）減少維護(hù)費(fèi)用，清管頻率明顯下降。（6）有助于管道檢測(cè)。41.輸氣管道設(shè)計(jì)時(shí)所采用的絕對(duì)粗糙度包括哪些？絕對(duì)當(dāng)量粗糙

21、度（或有效粗糙度），它包括了管子表面粗糙度，焊縫，彎頭以及腐蝕等的綜合影響。42.粗糙度降低與引起的水力摩阻系數(shù)的變化關(guān)系：（1）粗糙度降低引起的水力摩阻系數(shù)下降幅度與雷諾數(shù)有關(guān)：雷諾數(shù)時(shí)摩阻系數(shù)降低幅度。（2）在低雷諾數(shù)時(shí)，D水力摩阻系數(shù)的降低幅度；在高雷諾數(shù)時(shí)，即在阻力平方區(qū)，水力摩阻系數(shù)的變化幾乎與雷諾數(shù)無(wú)關(guān)43.輸氣干線上較為廣泛的涂料種類(lèi) 有液體環(huán)氧涂粉、粉末環(huán)氧涂料、酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和煤焦油環(huán)氧樹(shù)脂等44. 內(nèi)涂層的現(xiàn)場(chǎng)涂敷工藝步驟進(jìn)行管線檢測(cè)用鋼絲刷清管器和刮刀清管器清除管子運(yùn)行期間管內(nèi)形成的腐蝕產(chǎn)物和固體雜物，見(jiàn)圖7-3所示。用去污劑、溶劑和乳化劑去除臟物和油污，見(jiàn)圖7-4所示。對(duì)

22、管子進(jìn)行噴砂，除去微粒和銹斑，見(jiàn)圖7-5所示。用清管器和溶劑沖洗去除管內(nèi)灰塵。干燥管道內(nèi)表面：用氮?dú)獯祾吖艿纼?nèi)部以蒸發(fā)掉溶劑。進(jìn)行內(nèi)涂敷，見(jiàn)圖7-6所示。涂層干燥和固化。涂層檢測(cè)驗(yàn)收。45.經(jīng)濟(jì)性分析方法分類(lèi)最常用的有：費(fèi)用現(xiàn)值法（CPVCOS）、費(fèi)用產(chǎn)量比率法（ADUCOS）、差額投資凈現(xiàn)值法（NPV）等46.輸氣管線溫度基本公式 計(jì)算，包括平均溫度的公式47. 預(yù)防水合物形成的措施破壞形成水合物的條件1）嚴(yán)格控制天然氣的含水量（2）提高輸送溫度3）處理事故時(shí)，可用放空部分天然氣的方法來(lái)降低壓力（4）加水合物抑制劑吸收水蒸氣，水蒸氣分壓降低，從而避免水合物的形成48. 往復(fù)式壓縮機(jī)工作原理(

23、p1710)往復(fù)式壓縮機(jī)是依靠往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)，氣缸容積周期性的變化來(lái)壓縮氣體，以達(dá)到提高氣體壓力的目的49.往復(fù)式壓縮機(jī)的組成 主要有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作部件及機(jī)體構(gòu)成。此外還有潤(rùn)滑、冷卻、調(diào)節(jié)等輔助系統(tǒng)50.往復(fù)式壓縮機(jī)的特點(diǎn) 往復(fù)式壓縮機(jī)為容積式壓縮機(jī)，優(yōu)點(diǎn)為：最終壓力高，氣量調(diào)節(jié)時(shí)排氣壓力幾乎不變，適用壓力范圍廣、壓縮效率高、適應(yīng)性較強(qiáng) 缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速低，易損件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，排氣不連續(xù)。51.離心式壓縮機(jī)的組成(p164) 離心式壓縮機(jī)包括轉(zhuǎn)子和靜子。1、轉(zhuǎn)子：可以轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件。a）葉輪：是最重要的部件。氣體在葉輪葉片的作用下，跟隨葉輪作高速旋轉(zhuǎn)。氣體由于受旋轉(zhuǎn)離心力的作用，以及在葉輪

24、里的擴(kuò)壓流動(dòng)，使氣體的壓力和速度能得到提高。葉輪是使氣體提高能量的唯一途徑。b）主軸：主軸上安裝所有的旋轉(zhuǎn)零件。它的作用就是支持旋轉(zhuǎn)零件及傳遞扭矩。c）平衡盤(pán)：在多級(jí)壓縮機(jī)中，由于每級(jí)葉輪兩側(cè)的氣體作用力大小不等，使轉(zhuǎn)子受到一個(gè)向低壓端的合力，這個(gè)合力就是軸向力。平衡盤(pán)的作用就是平衡軸向力。d）推力盤(pán)：平衡盤(pán)只能平衡部分軸向力，其余的軸向力通過(guò)推力盤(pán)傳給止推軸承上的推力塊，實(shí)現(xiàn)力的平衡。e）聯(lián)軸器：實(shí)現(xiàn)與動(dòng)力機(jī)械的連接，傳遞扭矩。52.離心式壓縮機(jī)的靜子組成 靜子是指不能轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件a）機(jī)殼：也就是氣缸。b）擴(kuò)壓器：在葉輪后面設(shè)置的流通面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，用來(lái)把氣流的速度能轉(zhuǎn)化為壓力能，以提

25、高氣體的壓力能。c）彎道：氣體要進(jìn)入下一級(jí)，必須轉(zhuǎn)彎。彎道是機(jī)殼和隔板構(gòu)成的彎環(huán)形空間。d）回流器：使氣流按所需的方向均勻的進(jìn)入下一級(jí)。有隔板和導(dǎo)流葉片組成。e）密封：防止氣流在級(jí)間倒流和向外泄露。53. 離心式壓縮機(jī)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：1、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，維修量少，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)。2、轉(zhuǎn)速高，氣流速度大，重量輕，占地少，運(yùn)行安全可靠。3運(yùn)行平穩(wěn)，排氣量大，排氣無(wú)脈沖，振動(dòng)小。4、機(jī)內(nèi)不需要潤(rùn)滑，對(duì)氣體無(wú)污染，密封效果好，滲漏現(xiàn)象少。54. 5、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和大型化。6、能長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)：1、操作適應(yīng)性差，氣體的性質(zhì)對(duì)操作性能有較大影響。2、氣流速度大，在流道內(nèi)有較大的摩擦損失，其效率低

26、。3、有喘振現(xiàn)象，對(duì)機(jī)器有極大危害，必須防止。54.喘振工況定義及危害喘振就是指當(dāng)流量減小到某一值Qmin時(shí)，離心壓縮機(jī)就不能穩(wěn)定工作，壓縮機(jī)出口壓力突然下降，管道內(nèi)氣體倒流，并伴隨強(qiáng)烈振動(dòng)和噪音，這種不穩(wěn)定工況稱(chēng)為“喘振工況”，這一極限流量Qmin稱(chēng)為“喘振流量”。 危害：喘振發(fā)生時(shí),壓縮機(jī)的氣體流量出現(xiàn)脈動(dòng),時(shí)有時(shí)無(wú),造成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的交變負(fù)荷,使機(jī)體劇烈震動(dòng),壓縮機(jī)軸位移,并波及相連的管線,造成設(shè)備的損壞.例如壓縮機(jī)部件,密封環(huán),軸承,葉輪,管線等設(shè)備和部件的損壞和事故。55.滯止工況又叫做堵塞工況，是指當(dāng)流量增大到某一值Qmax時(shí)，葉道喉部截面上的氣體流速達(dá)到音速，這時(shí)流量再也不能增大了

27、，而此時(shí)氣體的壓力得不到提高，壓力比1，這種工況稱(chēng)為滯止工況或堵塞工況56.離心壓縮機(jī)定轉(zhuǎn)速下單機(jī)及串并聯(lián)特性(p170)57.并聯(lián)工作時(shí)的離心式壓縮機(jī)應(yīng)注意的問(wèn)題另外，并聯(lián)工作時(shí)，如果由于某種原因，管道系統(tǒng)的特性曲線變陡，工作點(diǎn)向流量減小的方向發(fā)展，若為大小不同的壓縮機(jī)并聯(lián)工作，則小壓縮機(jī)（圖10.3中壓縮機(jī)）更容易發(fā)生喘振，并使并聯(lián)工作系統(tǒng)遭到破壞。為了使并聯(lián)工作時(shí)有較寬的穩(wěn)定工作范圍，較小的壓縮機(jī)應(yīng)有較大的穩(wěn)定工作范圍。 58.串聯(lián)工作時(shí)的離心式壓縮機(jī)應(yīng)注意的問(wèn)題另外，串聯(lián)工作時(shí)，由于第二臺(tái)壓縮機(jī)的進(jìn)口壓力比第一臺(tái)的進(jìn)口壓力高，因此第二臺(tái)的進(jìn)口體積流量小于第一臺(tái)，更容易進(jìn)入喘振區(qū)，而當(dāng)流

28、量大到一定程度時(shí)，第一臺(tái)壓縮機(jī)的壓力比接近于1，而出口溫度升高，此時(shí)第二臺(tái)壓縮機(jī)的進(jìn)口體積流量大于第一臺(tái)，因此第二臺(tái)壓縮機(jī)比第一臺(tái)更早達(dá)到滯止流量，也就是說(shuō)，壓縮機(jī)串聯(lián)工作時(shí)，喘振流量變大、滯止流量變小，穩(wěn)定工作范圍變窄，且主要受到第二臺(tái)的限制。因此，為了使串聯(lián)工作時(shí)有較寬的穩(wěn)定工作范圍，第二臺(tái)壓縮機(jī)應(yīng)有較大的穩(wěn)定工作范圍。59.壓氣站與管路聯(lián)合工作 (p172)計(jì)算題60. 輸氣管道運(yùn)行工況分析與調(diào)節(jié)1）首站進(jìn)站壓力pZ1對(duì)全線工況的影響當(dāng)首站進(jìn)站壓力pZ1增大時(shí)，輸氣量增大，且站數(shù)越多，pZ1對(duì)流量的影響越大；首站進(jìn)站壓力pZ1增大，中間各站進(jìn)、出站壓力均提高，全線壓降線抬高；2）末段管路

29、終點(diǎn)壓力pZ變化對(duì)工況的影響終點(diǎn)壓力pZ升高，干線流量減小，但變化量非常?。唤K點(diǎn)壓力pZ升高，沿線各壓氣站進(jìn)、出站壓力均升高，且其變化量關(guān)系為：pZx <pQx <pZpZ變化對(duì)pQx、pZx的影響，實(shí)際上只對(duì)最后一、二個(gè)壓氣站有實(shí)際意義，對(duì)前面各站的影響很小，且越靠前面的站，pQx、pZx的變化越小，甚至可以忽略不計(jì)；為了提高末段管線的儲(chǔ)氣能力，可以適當(dāng)提高終點(diǎn)壓力pZ，而對(duì)干線輸氣影響不大。3）壓氣站停運(yùn)對(duì)輸氣管道工況的影響中間壓氣站停運(yùn)后，全線輸量減少。停運(yùn)站標(biāo)號(hào)越小，輸量下降越多，停運(yùn)站標(biāo)號(hào)越大，輸量下降越少。第一站停運(yùn)輸量下降最多；最后一個(gè)壓氣站停運(yùn)時(shí)，全線輸量下降最少，

30、且當(dāng)壓氣站數(shù)足夠多時(shí)，最后一個(gè)壓氣站停運(yùn)對(duì)輸量幾乎沒(méi)有影響；中間壓氣站停運(yùn)后，停運(yùn)站上游各站進(jìn)、出站壓力均增加，下游各站進(jìn)、出站壓力均下降，且越靠近停運(yùn)站壓力變化越大，距停運(yùn)站越遠(yuǎn)，壓力變化越小；對(duì)于停運(yùn)兩個(gè)或多個(gè)以及部分壓縮機(jī)組停運(yùn)的工況變化，與上述變化趨勢(shì)相同，推導(dǎo)方法與上述方法類(lèi)似4）定期分氣或集氣對(duì)工況的影響對(duì)于定期分氣：分氣點(diǎn)之前的管內(nèi)流量比分氣前增大，分氣點(diǎn)之后的管內(nèi)流量比分氣前減?。欢ㄆ诜謿鈱⒃斐扇€壓力下降，越接近分氣點(diǎn)的地方，壓力下降越多，距分氣點(diǎn)越遠(yuǎn)下降越少。對(duì)于定期集氣：集氣點(diǎn)之前的管內(nèi)流量比集氣前減小，集氣點(diǎn)之后的管內(nèi)流量比集氣前增大；定期集氣將造成全線壓力上升，越接近

31、集氣點(diǎn)的地方，壓力上升越多，距集氣點(diǎn)越遠(yuǎn)上升越少。 因此，在輸氣管道時(shí)應(yīng)該考慮到分集氣對(duì)工況的影響，在運(yùn)行操作管理過(guò)程中，根據(jù)分集氣工況變化規(guī)律進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制。尤其注意集氣后壓力升高的問(wèn)題，防止管線或機(jī)器超壓61.輸氣管道系統(tǒng)調(diào)節(jié)方法1.調(diào)節(jié)管路特性對(duì)于新設(shè)計(jì)而言，可以通過(guò)改變管徑、增設(shè)副管、變徑，如果有分支管路，可進(jìn)行不同的管徑組合等達(dá)到調(diào)節(jié)管路特性的目的。對(duì)于運(yùn)行操作管理來(lái)說(shuō)，主要通過(guò)調(diào)節(jié)干線閥門(mén)開(kāi)度、調(diào)節(jié)各支管流量的方法改變管路特性。2. 調(diào)節(jié)壓氣站特性1）變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 2）改變壓縮機(jī)進(jìn)口閥門(mén)開(kāi)度的節(jié)流調(diào)節(jié)3）可轉(zhuǎn)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)4）循環(huán)調(diào)節(jié)62.解決天然氣供求不平衡的措施（1）機(jī)動(dòng)氣源季節(jié)性

32、不平衡（2）緩沖型用戶(hù)，即氣不夠用時(shí)改燒其它燃料3）儲(chǔ)氣設(shè)施：地下儲(chǔ)氣庫(kù)、儲(chǔ)氣罐、輸氣管線末端儲(chǔ)氣63.儲(chǔ)氣方法（1）平衡季節(jié)性用氣不均衡地下儲(chǔ)氣和液化儲(chǔ)（2）平衡白天、晚上用氣不均衡儲(chǔ)氣罐或者管線末端儲(chǔ)氣（3）儲(chǔ)氣具體方法：地下儲(chǔ)氣a.枯竭油氣田b.孔性含水巖層c.鹽巖液化儲(chǔ)氣儲(chǔ)氣罐末端儲(chǔ)氣其它儲(chǔ)氣方法：溶解儲(chǔ)存：天然氣在丙、丁烷的混合物中可溶解，天然氣的溶解度隨著壓力的提高和溫度的降低而提高。固態(tài)儲(chǔ)存： ; 吸附：ANG 1m3200m3NG ; CNG：儲(chǔ)氣瓶 1m3100m3NG ;高壓管束儲(chǔ)氣64.末端儲(chǔ)氣 (p185) 計(jì)算65 干線輸氣管道壓氣站布置 (p187)計(jì)算66.年當(dāng)量

33、費(fèi)用 我們引入年當(dāng)量費(fèi)用S： S=EJ+C 額定的投資回收系數(shù)E也可按下式計(jì)算 建設(shè)輸氣管道的工程投資費(fèi)用包括兩部分：壓氣站建設(shè)投資和線路建設(shè)投資，即 J = Js+Jp 67. 輸氣站分類(lèi)與功能首站：干線輸氣管道的起點(diǎn)，一般在氣田附近。開(kāi)采初期，如果地層壓力較高、輸氣量低，首站可不設(shè)壓縮機(jī)車(chē)間，僅靠地層壓力輸送到第二站甚至第三站，但必須預(yù)留壓縮機(jī)車(chē)間位置。首站的功能主要有調(diào)壓、計(jì)量、除塵、發(fā)清管器和氣體組分分析等。中間站：其主要功能是給氣體增壓、冷卻、收、發(fā)清管器，但如果中間站為分輸站時(shí)，也要考慮分輸氣的調(diào)壓、除塵和計(jì)量等。末站：干線輸氣管道的終點(diǎn)，又是城市配氣的起點(diǎn)，它實(shí)際上是一個(gè)調(diào)壓計(jì)量站。其主要功能有調(diào)壓、除塵、計(jì)量、清管器接收，而且為了解決干線輸氣與城市用氣的不平衡，在末站設(shè)有調(diào)峰設(shè)施，如地下儲(chǔ)氣庫(kù)、儲(chǔ)氣罐等。68.輸氣站分區(qū)和基本組成輸氣站包括生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)兩部分，生產(chǎn)區(qū)又分為主要作業(yè)區(qū)和輔助作業(yè)區(qū)。輸氣站主要作業(yè)區(qū)包括壓縮機(jī)車(chē)間這是全站的核心，設(shè)有若干組壓縮機(jī)-原動(dòng)機(jī)機(jī)組，以及為主要機(jī)組服務(wù)的輔助裝置。凈化除塵區(qū)設(shè)在首站、末站和中間分輸站，主要有凈化除塵設(shè)備。調(diào)壓計(jì)量控制室主要有調(diào)壓閥、流量計(jì)及標(biāo)定裝置等。清管器收發(fā)區(qū)主要有清管器收發(fā)筒?？諝饫鋮s裝置目的是使出站溫度不超過(guò)管道防腐層允許的最高