《輸氣管道設計與管理1》課程教學大綱

《輸氣管道設計與管理1》教學大綱一、課程基本信息課程名稱輸氣管道設計與管理DesignandManagementofGasTransmissionPipeline課程編碼PLC221711025開課院部儲運與建筑工程學院課程團隊輸氣管道設計與管理課程團隊學分2.5課內學時41講授38實驗3上機0實踐0課外學時41適用專業(yè)油氣儲運工程授課語言中文先修課程工程流體力學、工程熱力學、傳熱學、泵與壓縮機課程簡介（必修）《輸氣管道設計與管理》是在相關設計及運行規(guī)范的指導下進行輸氣管道工藝設計及運行管理的課程，是油氣儲運工程專業(yè)本科生的專業(yè)核心課。本課程的主要內容包括：天然氣的物理化學性質及主要物性參數(shù)的計算方法；天然氣的處理方法及氣質要求；輸氣管道系統(tǒng)及特點；輸氣管道的水力、熱力計算及參數(shù)的變化規(guī)律；輸氣站工藝流程設計；輸氣管道整體布站方案、末段儲氣的原理及設計；輸氣管道運行過程典型工況及案例分析；輸氣管道的完整性管理；天然氣的儲存技術、城市燃氣配送系統(tǒng)等。通過本課程的學習，使學生了解輸氣管道系統(tǒng)組成及設計、運行所涉及的法律及標準規(guī)范，掌握輸氣管道工藝設計方法，理解輸氣管道運行特點及管理技術，培養(yǎng)學生處理輸氣管道設計及運行中的問題，具備工藝設計及運行管理的能力。DesignandManagementofGasTransmissionPipelineisadesigningandmanagingtechnologycoursethatisperformedundertheguidanceofdesigningcodesandmanagingspecifications.ThecourseisacorecurriculumforseniorstudentsmajoringinOil&GasStorageandTransportationEngineering.Thiscourseincludesthefollowingcontents:physicochemicalpropertiesofnaturalgasaswellastheircalculatingmethods;constituteandcharacteristicsofgastransmissionlinesystem;naturalgasprocessingsystemandrequirementsforgasquality;hydrauliccalculationandthermodynamiccalculationofgastransmissionprocess;functionandprocessaswellaslocationofgastransmissionstation;gasstorageinthepipeendsegment;typicalworkingconditionsandengineeringcases;gasstorage;urbangastransmissionanddistribution;pipelineintegritymanagementandsoon.Throughthestudyofthiscourse,studentwillmasterdesigningandmanagingmethodforgastransmissionpipeline;understandsystemcompositionandworkingprinciplesofgastransmissionpipelineaswellasrelatedlegalandstandardcodes.Theywillhavetheabilitytosolveengineeringdesigningaswellasmanageproblemsandconductdesignandmanagementofgastransmissionpipelines.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務自選1M1目標1：能夠將輸氣管道設計及管理專業(yè)知識和基本原理用于解決復雜輸氣管道工程問題。是1.32M2目標2：掌握輸氣管道工程設計方法，能夠根據(jù)用戶需求確定輸氣管道工程的設計目標和技術方案；掌握輸氣管道工程管理原理與經濟決策方法。是3.1,11.13M3目標3：能夠基于科學原理，通過文獻研究或相關方法，調研和分析復雜輸氣管道工程問題的解決方案；并能夠對實驗結果進行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結論。是4.1,4.44M4目標4：能夠針對復雜輸氣管道工程問題，選擇使用商業(yè)專業(yè)軟件預測與模擬復雜輸氣管道工程問題，并能夠理解其局限性。了解輸氣管道工程領域的國際發(fā)展趨勢和研究熱點。是5.2,10.2三、課程內容序號章節(jié)號標題課程內容/重難點支撐課程目標課內學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)1第一章第一章緒論本章重點難點：輸氣管道概況和發(fā)展方向////21.11.1天然氣的來源與用途天然氣的主要來源；天然氣的用途M10.5講授0.5自學31.21.2天然氣工業(yè)概況中國與世界天然氣工業(yè)現(xiàn)狀與趨勢M10.5講授0.5自學41.31.3輸氣管道的發(fā)展概況中國和世界輸氣管的發(fā)展概況；輸氣管道管材選擇及施工技術；輸氣管道的發(fā)展方向與趨勢M11講授1自學5第二章第二章天然氣的物理化學性質本章重點難點：天然氣的物理性質及熱物性；天然氣的節(jié)流效應；天然氣物性參數(shù)的計算////62.12.1天然氣的熱物理性質及其特點天然氣的密度、粘度、含水量，比熱容、絕熱指數(shù)、熱值、焓、熵、導熱系數(shù)；爆炸性；節(jié)流效應系數(shù)。M12講授2自學72.22.2天然氣狀態(tài)方程的選擇及熱物性計算討論:氣體狀態(tài)方程在物性參數(shù)計算中的選擇應用；基于典型商業(yè)軟件的熱物性計算。利用商業(yè)化軟件完成天然氣物性計算分析（大作業(yè)）。M2,M42研討2軟件仿真大作業(yè)8第三章第三章輸氣系統(tǒng)組成及設計流程輸氣系統(tǒng)組成、設計和氣質要求////93.13.1輸氣系統(tǒng)的組成與特點輸氣系統(tǒng)的組成；輸氣系統(tǒng)的特點M10.5講授0.5自學103.23.2輸氣系統(tǒng)的氣質要求天然氣中雜質及危害；氣質標準；除液、除塵、酸性氣體及凝液脫除方法M11講授1自學113.33.3輸氣管道設計流程輸氣管道的總體設計思路及設計流程。利用具體案例討論輸氣管道設計的各個環(huán)節(jié)以及設計流程M10.5講授0.5自學12第四章第四章輸氣管道的工藝計算輸氣管道流動基本方程、溫降特性，以及壓氣站和管線的聯(lián)合工作、儲氣調峰等////134.14.1穩(wěn)定流動氣體管流基本計算輸氣管流基本方程的含義及簡化，水平輸氣管流量基本公式、含義及應用；地形起伏輸氣管流量基本公式、含義及應用；探討地形起伏對輸量的影響M1,M23講授（2）、討論（1）3自學144.24.2復雜管氣體管流計算流量系數(shù)的含義、計算及用途。集氣、分氣及配氣管網的水力計算M1,M42講授（1）、討論（1）2自學154.34.3輸氣管溫降特性及其計算輸氣管溫降特性、傳熱系數(shù)。輸氣管道設計溫度參數(shù)的選擇M11講授1自學164.44.4輸氣管流動特性及參數(shù)選擇輸氣管溫度、起終點壓力、站間距、管徑等對輸氣流量的影響及應用；輸氣管流動過程的壓力分布；輸氣管平均壓力的計算及應用，實驗：輸氣管道水力學特性實驗、壓降及平均壓力實驗。M31.5實驗1.5撰寫實驗報告174.54.5壓氣站與管線的聯(lián)合工作壓氣站的特性方程，壓氣站與管線的聯(lián)合工作M12講授2自學184.64.6輸氣管道末段儲氣及調峰末段儲氣的原理，儲氣量計算，末段管道的設計思路。M2,M32講授（1），討論（1）2自學19第五章第五章輸氣站場輸氣站場的工藝和主要設備，包括壓氣站、分輸站等////205.15.1壓氣站工藝輸氣站壓氣工藝流程；壓縮機及動力機的選擇；壓氣站的調節(jié)；輸氣站的冷卻系統(tǒng)流程及設備；壓氣站管線及設備選型M11講授1自學215.25.2分輸站工藝分輸站工藝流程，氣體計量系統(tǒng)。分輸站調壓系統(tǒng)M11.5講授1.5自學225.35.3輸氣站清管系統(tǒng)及截斷閥室輸氣系統(tǒng)清管工藝流程及主要設備；清管器的種類及工作原理；輸氣管道收球和發(fā)球流程；輸氣管道系統(tǒng)截斷閥室的作用和工藝流程；截斷閥室的主要設備及動力選擇。M11講授1自學235.45.4輸氣站輔助工藝SCADA系統(tǒng)，放空系統(tǒng)M11.5講授1.5自學245.55.5輸氣站的平面布置與工藝流程站址選擇；平面布置。研討：針對某實際輸氣站場，結合設計規(guī)范分析各環(huán)節(jié)的原則以及注意事項M11研討1自學25第六章第六章輸氣管道工藝設計方法輸氣管道工藝方案及參數(shù)選擇，輸氣方案的經濟比選和優(yōu)化////266.16.1輸氣管道工藝設計工藝方案設計及參數(shù)選擇，壓氣站布置方案，輸氣管道全線工藝仿真及參數(shù)優(yōu)化分析，最優(yōu)工藝參數(shù)選擇與壓氣站壓縮機配置優(yōu)化M2,M44講授（2）、研討（2）4自學276.26.2輸氣方案經濟比選原理及優(yōu)化工藝方案的經濟分析，優(yōu)化方法。研討：針對某長距離輸氣管管道的設計方案，分析設計方法以及優(yōu)化措施M11講授（1）1自學28第七章第七章輸氣管安全運行管理輸氣管道運行分析、安全運行技術以及完整性管理/////297.17.1輸氣管道運行分析多站和管線聯(lián)合運行條件下運行參數(shù)對干線輸氣工況的影響；多站輸氣管道系統(tǒng)運行工況分析。增加輸氣管輸送能力的措施；輸氣管網的優(yōu)化調度，基于商業(yè)軟件的運行分析大作業(yè)；M2,M42案例討論（2）2軟件仿真大作業(yè)307.27.2輸氣管道流動安全運行技術輸氣管道泄漏工況分析及泄漏檢測方法；天然氣水合物形成分析及解堵措施，實驗：輸氣管道泄漏檢測實驗。M2,M33.5案例討論（2）、實驗（1.5）3.5撰寫實驗報告317.37.3輸氣管道完整性管理輸氣管道完整性管理的理論，管道檢測技術，完整性評價。研討：輸氣管道的主要安全隱患以及運行管理的措施和技術M43講授（2）、研討（1）3自學32第八章第八章天然氣調峰與儲存技術天然氣調峰方法，天然氣儲罐，地下儲氣庫及運行特點，LNG及其它天然氣儲存技術。/////338.18.1天然氣調峰天然氣調峰的概念，主要調峰方法M11講授1自學348.28.2天然氣儲存天然氣儲罐，地下儲氣庫及運行特點，LNG及其它天然氣儲存技術。研討：地下儲氣庫儲存的相關問題擴展M1,M21講授1自學四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.共布置上交作業(yè)8道題目。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學生對輸氣系統(tǒng)運行基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有分析和設計計算題。10%2實驗1.本課程3個學時實驗，共兩次實驗。2.成績采用百分制，根據(jù)實驗完成情況評分。3.考核學生對輸氣管道流動系統(tǒng)知識的工藝計算知識的應用能力，針對多參數(shù)對管道流量影響、管道壓力分布和管道泄漏問題，能夠根據(jù)用戶需求確定設計目標，從技術角度優(yōu)選解決方案獲得有效結論。能夠設計實驗方案，對實驗結果進行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結論。5%3大作業(yè)1.本課程要求利用專業(yè)軟件進行氣體狀態(tài)方程的計算以及不同運行工況的動態(tài)模擬。2.根據(jù)模型建立情況和模擬結果的準確性評分。10%4課外學習隨堂布置一定數(shù)量思考題；根據(jù)課外學習的準備和成果進行評分。5%5課程研討1.本課程對于輸氣管道發(fā)展現(xiàn)狀、輸氣站場設計、輸氣工藝方案技術經濟優(yōu)化設計等環(huán)節(jié)進行研討，考核學生的自主學習能力。2.根據(jù)研討的講解和對問題的響應效果進行評分。20%6期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。3.主要考核學生對輸氣管道系統(tǒng)基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、分析題、計算題等。50%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)40%A-獨立思考、按時完成，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準確。B-獨立思考、按時完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準確。C-獨立思考、按時完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準確。D-作業(yè)抄襲，未能按時完成，解題思路混亂。2M1期末考試60%（見試卷評分標準）3M2平時作業(yè)20%A-獨立思考、按時完成，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準確。B-獨立思考、按時完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準確。C-獨立思考、按時完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準確。D-作業(yè)抄襲，未能按時完成，解題思路混亂。4M2課程研討20%A-研討內容豐富，響應問題，團隊分工明確，細路清晰，表達準確，分析合理，可以解決工程實際問題。B-研討內容較豐富，響應問題，團隊分工較明確，細路較清晰，表達較準確，分析較合理，基本可以解決工程實際問題。C-研討內容基本豐富基本，響應問題，團隊分工基本明確，細路基本清晰，表達基本準確，分析基本合理，沒有解決工程實際問題。D-研討內容不豐富，沒有響應問題，團隊分工不明確，細路不清晰，表達不準確，分析不合理，沒有可以解決工程實際問題。5M2期末考試60%（見試卷評分標準）6M3實驗60%A-實驗過程中認真完成實驗要求，得到正確的實驗結果，實驗報告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實驗數(shù)據(jù)，從技術角度設計實驗方案獲得有效結論。B-實驗過程中認真完成實驗要求，得到正確的實驗結果，實驗報告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實驗數(shù)據(jù)，從技術角度設計實驗方案獲得比較有效的結論。C-實驗過程中認真完成實驗要求，不能得到正確的實驗結果，實驗報告格式正確，步驟敘述清楚，沒有正確分析實驗數(shù)據(jù)，但是結合理論分析可以從技術角度設計實驗方案獲得有效的結論。D-實驗過程中不能完成實驗要求，不能得到正確的實驗結果，不能從技術角度設計實驗方案獲得有效的結論。7M3課外學習20%A-態(tài)度認真，資料準備齊全，對于學習內容有條理。B-態(tài)度較認真，資料準備較齊全，對于學習內容滿足要求。C-態(tài)度基本認真，資料準備基本齊全，對于學習內容基本滿足要求。D-態(tài)度不認真，資料準備不齊全，對于學習內容不滿足要求。8M3課程研討20%A-研討內容豐富，響應問題，團隊分工明確，細路清晰，表達準確，分析合理，可以解決工程實際問題。B-研討內容較豐富，響應問題，團隊分工較明確，細路較清晰，表達較準確，分析較合理，基本可以解決工程實際問題。C-研討內容基本豐富基本，響應問題，團隊分工基本明確，細路基本清晰，表達基本準確，分析基本合理，沒有解決工程實際問題。D-研討內容不豐富，沒有響應問題，團隊分工不明確，細路不清晰，表達不準確，分析不合理，沒有可以解決工程實際問題。9M4大作業(yè)40%A-利用專業(yè)軟件等建立研究對象的模型正確，系統(tǒng)功能滿足要求,仿真結果準確,設計解決不同工況下的運行方案合理。B-利用專業(yè)軟件等建立