JIAN第四章長(zhǎng)距離輸氣管道及城市輸配氣工程新的課件

第四章長(zhǎng)距離輸氣管道及城市輸配氣工程1第四章長(zhǎng)距離輸氣管道及城市輸配氣工程1燃?xì)獍l(fā)展史最早發(fā)現(xiàn)天然氣并應(yīng)用的國(guó)家：中國(guó)公元147年最早將燃?xì)庾鳛槌鞘腥細(xì)獾膰?guó)家：英國(guó)1820年中國(guó)燃?xì)獍l(fā)展的方針：因地制宜，多方渠道，多方互補(bǔ)，講求實(shí)效第一節(jié)概述2燃?xì)獍l(fā)展史第一節(jié)概述2天然氣用途工業(yè)與民用燃?xì)猓禾烊粴?、人工煤氣、液化石油氣和沼氣用途：火力發(fā)電廠、民用、汽車(chē)、化工原料來(lái)源：氣田氣、石油伴生氣、凝析氣田氣、煤層氣。主要成分：甲烷、乙烷、丙烷和丁烷3天然氣用途工業(yè)與民用燃?xì)猓禾烊粴?、人工煤氣、液?儲(chǔ)罐、壓縮機(jī)、調(diào)壓設(shè)施（站、柜）、閥門(mén)、管道（鋼管、PE管、鍍鋅管）、補(bǔ)償器、計(jì)量?jī)x表、檢測(cè)設(shè)備等。城市燃?xì)鈶?yīng)用的設(shè)施、設(shè)備、管材燃?xì)獍踩褂茫嫦蚪K端客戶）人的安全意識(shí)合理操作有一定常識(shí)發(fā)生重大問(wèn)題時(shí)生命第一。4儲(chǔ)罐、壓縮機(jī)、調(diào)壓設(shè)施（站、柜）、閥門(mén)、管道城市燃?xì)鈶?yīng)用的設(shè)第二節(jié)天然氣的儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)一體化系統(tǒng)5第二節(jié)天然氣的儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)一體化系統(tǒng)5一、基本概念（一）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)體積天然氣計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：20℃，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101325Pa)城市燃?xì)庑袠I(yè)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：0℃，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101325Pa)美國(guó)天然氣行業(yè)：60F（15.6℃)，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101325Pa)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)體積。6一、基本概念（一）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)體積6（二）天然氣組成的表示方法體積分?jǐn)?shù)：各種組分的分體積在天然氣的總體積中所占的比例；是溫度、壓力的函數(shù)。摩爾分?jǐn)?shù)：各種組分的摩爾數(shù)在天然氣的總摩爾數(shù)中所占的比例。質(zhì)量分?jǐn)?shù)：各種組分的質(zhì)量在天然氣的總質(zhì)量中所占的比例。7（二）天然氣組成的表示方法體積分?jǐn)?shù)：各種組分的分體積在天然氣（三）天然氣的密度與相對(duì)密度密度：?jiǎn)挝惑w積天然氣的質(zhì)量，溫度、壓力的函數(shù)。相對(duì)密度：相同溫度、壓力下天然氣的密度與干空氣的密度之比。通常指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的相對(duì)密度。氣田氣：0.58～0.62，伴生氣：0.7～0.858（三）天然氣的密度與相對(duì)密度密度：?jiǎn)挝惑w積天然氣的質(zhì)量，溫度（四）天然氣的粘度起因于：兩層之間摩擦和兩層之間分子的熱交換。液體的粘度隨溫度升高而降低，壓力不高時(shí)氣體粘度隨溫度升高而升高。相同溫度下，壓力越高，天然氣的粘度越大。9（四）天然氣的粘度起因于：兩層之間摩擦和兩層之間分子的熱交換（五）天然氣的節(jié)流效應(yīng)正節(jié)流效應(yīng)和負(fù)節(jié)流效應(yīng)正節(jié)流效應(yīng)：節(jié)流后壓力下降、溫度下降。負(fù)節(jié)流效應(yīng)：節(jié)流后壓力下降、溫度升高。注:理想氣體不存在上述節(jié)流效應(yīng).10（五）天然氣的節(jié)流效應(yīng)正節(jié)流效應(yīng)和負(fù)節(jié)流效應(yīng)10二、天然氣供氣系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)（一）天然氣一體化供氣系統(tǒng)

從氣田的井口裝置開(kāi)始，經(jīng)礦場(chǎng)集氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、干線輸氣管道、再通過(guò)配氣管網(wǎng)到用戶，天然氣所通過(guò)的所有環(huán)節(jié)構(gòu)成了一個(gè)統(tǒng)一的、一體化的儲(chǔ)、運(yùn)、銷(xiāo)系統(tǒng)。它是一個(gè)密閉的、連續(xù)的水力系統(tǒng)。天然氣一體化體現(xiàn)在氣源、管線建設(shè)和用戶的統(tǒng)一方面；也體現(xiàn)在其運(yùn)行的安全性和可靠性方面。11二、天然氣供氣系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)（一）天然氣一體化供氣系統(tǒng)11（二）天然氣供氣系統(tǒng)的組成氣田礦場(chǎng)集輸管網(wǎng)（見(jiàn)第二章）天然氣凈化處理廠長(zhǎng)距離干線輸氣管道或管網(wǎng)城市輸配氣管網(wǎng)儲(chǔ)氣庫(kù)12（二）天然氣供氣系統(tǒng)的組成氣田礦場(chǎng)集輸管網(wǎng)（見(jiàn)第二章）12第二節(jié)長(zhǎng)距離輸氣管道的組成及勘察設(shè)計(jì)13第二節(jié)長(zhǎng)距離輸氣管道的組成及勘察設(shè)計(jì)13一、長(zhǎng)距離輸氣管道的組成14一、長(zhǎng)距離輸氣管道的組成1415151616二、輸氣管道水力計(jì)算P1—管道起點(diǎn)燃?xì)獾慕^對(duì)壓力，Pa；P2—管道終點(diǎn)燃?xì)獾慕^對(duì)壓力，Pa;P0—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，P0=101325Pa；λ—燃?xì)夤艿赖乃ψ柘禂?shù)；Q0—燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量，Nm3/s；d—燃?xì)夤艿赖膬?nèi)徑，m；ρ0—標(biāo)準(zhǔn)狀況下燃?xì)夤艿赖拿芏龋琸g/Nm3；T—燃?xì)獾慕^對(duì)溫度，K；T0—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)絕對(duì)溫度，T0=273.15K；Z—燃?xì)獾膲嚎s因子；Z0—標(biāo)準(zhǔn)狀況下燃?xì)獾膲嚎s因子；Z0=1L—燃?xì)夤艿赖挠?jì)算長(zhǎng)度，m。輸氣管道應(yīng)采用：高壓、低溫的輸送方式。17二、輸氣管道水力計(jì)算P1—管道起點(diǎn)燃?xì)獾慕^對(duì)壓力，Pa；ρ0三、輸氣管道熱力計(jì)算為水力計(jì)算服務(wù)預(yù)測(cè)管段中出現(xiàn)凝析液和水合物情況。由輸氣管段的流量公式可知：在條件一定的前提下，輸氣管段的流量取決于整個(gè)管段中氣體的平均溫度，而這一平均溫度又取決于整個(gè)管段沿軸向的溫度分布。另一方面輸氣管段的穩(wěn)態(tài)溫度分布又取決于該管段的流量。18三、輸氣管道熱力計(jì)算為水力計(jì)算服務(wù)18四、輸氣管段中水合物的形成規(guī)律及其預(yù)防措施（一）水合物的基本概念天然氣中某些組分與液態(tài)水在一定溫度、壓力下所形成的外形像冰霜的物質(zhì)。節(jié)流處最易形成。19四、輸氣管段中水合物的形成規(guī)律及其預(yù)防措施（一）水合物的基本（二）形成水合物的條件溫度、壓力、水分條件。臨界溫度：高于此溫度不會(huì)形成水合物。20（二）形成水合物的條件溫度、壓力、水分條件。20（二）形成水合物的條件（續(xù)）形成水合物的必要條件：必須有液態(tài)水與天然氣接觸天然氣中水蒸氣分壓等于或超過(guò)在水合物體系中與天然氣的溫度對(duì)應(yīng)的水的飽和蒸汽壓。天然氣溫度必須等于或低于其在給定壓力下的水合物的形成溫度。21（二）形成水合物的條件（續(xù)）形成水合物的必要條件：21（二）形成水合物的條件（續(xù)）形成水合物的外因:高流速、氣流擾動(dòng)或壓力脈動(dòng)出現(xiàn)小的水合物晶體天然氣中含有硫化氫和二氧化碳。因?yàn)檫@兩種氣體比烴類(lèi)氣體更容易溶于水。22（二）形成水合物的條件（續(xù)）形成水合物的外因:因?yàn)檫@兩種氣體（三）防止水合物形成及消除水合物的方法1、干燥脫水2、添加水合物抑制劑----降低水合物形成溫度，破壞形成水合物的溫度條件；吸收天然氣中水蒸氣，破壞形成水合物的水分條件。甲醇、乙二醇、二甘醇等。3、加熱---使溫度提高到水合物形成溫度以上。4、清管—清除液態(tài)水和已經(jīng)形成的水合物。23（三）防止水合物形成及消除水合物的方法1、干燥脫水23五、干線輸氣管道的工藝方案設(shè)計(jì)（一）工藝方案設(shè)計(jì)的基本步驟1、確定各管段的管材、管徑、設(shè)計(jì)壓力和管道壁厚。2、確定每個(gè)壓氣站在設(shè)計(jì)流量下的壓比。3、設(shè)每個(gè)壓氣站的出口壓力等于所在位置管段的設(shè)計(jì)壓力。4、根據(jù)管道末段儲(chǔ)氣量的要求，確定末段管徑和長(zhǎng)度，并確定最后壓氣站的位置。5、確定壓氣站的數(shù)量和位置。6、確定壓縮機(jī)組的配置方案。24五、干線輸氣管道的工藝方案設(shè)計(jì)（一）工藝方案設(shè)計(jì)的基本步驟2（二）管道末段的儲(chǔ)氣能力管道最后一個(gè)壓氣站到管道終點(diǎn)的管段。目的：平衡均衡供氣與不均勻用氣的矛盾。利用氣體的壓縮性改變所儲(chǔ)氣體的數(shù)量。儲(chǔ)氣能力：最高壓力與最低壓力之間的儲(chǔ)氣容量。與管道截面積、管道長(zhǎng)度有關(guān)，但存在最優(yōu)末段長(zhǎng)度。25（二）管道末段的儲(chǔ)氣能力管道最后一個(gè)壓氣站到管道終點(diǎn)的管段。第三節(jié)壓縮機(jī)組與壓氣站26第三節(jié)壓縮機(jī)組與壓氣站26一、壓縮機(jī)組壓縮機(jī)組包括壓縮機(jī)和與之配套的原動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)：往復(fù)式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)27一、壓縮機(jī)組壓縮機(jī)組包括壓縮機(jī)和與之配套的原動(dòng)機(jī)272828292930303131原動(dòng)機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)—類(lèi)似內(nèi)燃機(jī)電動(dòng)機(jī)32原動(dòng)機(jī)32二、壓氣站功能：天然氣增壓、清管器收發(fā)、越站旁通輸送、安全放空、管路緊急截?cái)?、?jì)量調(diào)壓。組成主工藝系統(tǒng)：壓縮機(jī)組、凈化除塵設(shè)備、調(diào)壓閥、流量計(jì)、天然氣冷卻器、事故緊急切斷系統(tǒng)、工藝閥門(mén)和管道。輔助系統(tǒng)：能源系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑密封系統(tǒng)、儀表、通信、通風(fēng)、消防、放空系統(tǒng)等。33二、壓氣站功能：天然氣增壓、清管器收發(fā)、越站旁通輸送、安全放三、壓氣站與管道的匹配與工況調(diào)節(jié)壓縮機(jī)組水力特性與管道水力特性之間的匹配。工況調(diào)節(jié)改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速；壓氣站出口節(jié)流；壓氣站進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)；進(jìn)口導(dǎo)葉角度調(diào)節(jié)；回流調(diào)節(jié)。34三、壓氣站與管道的匹配與工況調(diào)節(jié)壓縮機(jī)組水力特性與管道水力特第四節(jié)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)35第四節(jié)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)35人工燃?xì)獾馁|(zhì)量要求焦油與灰塵:<=10mg/Nm3奈<=50mg/Nm3（冬季）奈<=100mg/Nm3（夏季）硫化物:<=20mg/Nm3氨:<=50mg/Nm3一氧化碳:<=10%氮氧化物一、燃?xì)獾馁|(zhì)量要求36人工燃?xì)獾馁|(zhì)量要求焦油與灰塵:<=10mg/Nm3一、燃?xì)獾囊夯蜌獾馁|(zhì)量要求硫<50mg/Nm3水份:盡可能的脫出干凈二烯烴<2%乙烷和乙烯<6%殘液<2%37液化石油氣的質(zhì)量要求硫<50mg/Nm337城市燃?xì)獾募映裟康氖菫榱思皶r(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣38城市燃?xì)獾募映裟康氖菫榱思皶r(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣38二、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)（一）城市燃?xì)夤艿赖姆诸?lèi)1、按管道的功能分：分配管道、用戶引入管、室內(nèi)燃?xì)夤艿?、工業(yè)企業(yè)燃?xì)夤艿馈?、按敷設(shè)方式分：埋地管道、架空管道。3、按燃?xì)鈮毫Ψ郑焊邏篈級(jí)：0.8～1.6MPa，高壓B級(jí)：0.4～0.8MPa，中壓A級(jí)：0.2～0.4MPa，中壓B級(jí)：0.005～0.2MPa，低壓：<0.005MPa4、按管材分：鋼管、鑄鐵管、塑料管39二、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)（一）城市燃?xì)夤艿赖姆诸?lèi)39（二）城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指管網(wǎng)的組成以及組成管網(wǎng)的各個(gè)部分之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系。主要組成部分為：各種壓力等級(jí)的燃?xì)夤艿莱鞘腥細(xì)夥峙湔?、壓氣站、調(diào)壓計(jì)量站、調(diào)壓室。儲(chǔ)氣站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)管網(wǎng)的形式：枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)40（二）城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指管網(wǎng)的組成以及組成管網(wǎng)的各個(gè)部（三）城市燃?xì)庀到y(tǒng)根據(jù)所采用的管網(wǎng)壓力的級(jí)數(shù)，分為一級(jí)系統(tǒng)兩級(jí)系統(tǒng)三級(jí)系統(tǒng)多級(jí)系統(tǒng)41（三）城市燃?xì)庀到y(tǒng)根據(jù)所采用的管網(wǎng)壓力的級(jí)數(shù)，分為41燃

氣

輸

配

管

網(wǎng)

42燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)424343燃

氣

輸

配

管

網(wǎng)

44燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)444545（四）燃?xì)鈨?chǔ)配站46（四）燃?xì)鈨?chǔ)配站46儲(chǔ)配站：

功能：1、儲(chǔ)存必要的燃?xì)饬坑靡哉{(diào)峰2、多種燃?xì)饣旌希ＷC用氣組分均衡3、將燃?xì)饧訅?，保證每個(gè)燃?xì)庥镁咔坝凶銐虻膲毫怏w管網(wǎng)型式

47儲(chǔ)配站：

功能：氣體管網(wǎng)型式47（五）調(diào)壓站作用：調(diào)節(jié)和穩(wěn)定管網(wǎng)壓力的設(shè)施。分類(lèi)：區(qū)域調(diào)壓站、專(zhuān)用調(diào)壓站（用于工業(yè)企業(yè)）和箱式調(diào)壓站（用于生活用戶）。組成：調(diào)壓器、閥門(mén)、過(guò)濾器、安全裝置、旁通管及測(cè)量?jī)x表組成。調(diào)壓器：控制燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的壓力工況。調(diào)壓器是一個(gè)降壓裝置，所有調(diào)壓器均是將較高的壓力降到較低的壓力。是調(diào)壓站的核心設(shè)備。48（五）調(diào)壓站作用：調(diào)節(jié)和穩(wěn)定管網(wǎng)壓力的設(shè)施。484949(六)建筑（室內(nèi)）燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)建筑燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)由用戶引入管、立管、水平干管、用戶支管、燃?xì)庥?jì)量表、用戶連接管和燃?xì)庥镁呓M成。氣體管網(wǎng)型式

燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)形式：

燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)由分配管道、用戶引入管和室內(nèi)管道三部分組成。50(六)建筑（室內(nèi)）燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)建筑燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)由用戶引入第五節(jié)供氣調(diào)峰與儲(chǔ)氣設(shè)施51第五節(jié)供氣調(diào)峰與儲(chǔ)氣設(shè)施51燃?xì)庥?jì)量?jī)x表類(lèi)型瞬時(shí)流量和累計(jì)流量交接計(jì)量和過(guò)程監(jiān)測(cè)計(jì)量發(fā)展方向?yàn)槿細(xì)饽芰坑?jì)量—采用燃?xì)獾臒嶂底鳛樘烊粴饨灰椎臉?biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位。52燃?xì)庥?jì)量?jī)x表類(lèi)型瞬時(shí)流量和累計(jì)流量52一、用氣量的時(shí)間不均勻性月用氣不均勻性：季節(jié)變化日用氣不均勻性：一個(gè)月內(nèi)用氣量的波動(dòng)。小時(shí)用氣不均勻性：24小時(shí)內(nèi)用氣量的波動(dòng)。53一、用氣量的時(shí)間不均勻性月用氣不均勻性：季節(jié)變化53二、調(diào)峰主要措施供氣方：調(diào)整氣源產(chǎn)量、調(diào)整輸氣管道運(yùn)行方案、輸氣管道末段儲(chǔ)氣、儲(chǔ)氣庫(kù)、儲(chǔ)氣罐和地下儲(chǔ)氣管束、調(diào)峰型LNG廠。用氣方：切換大型用氣企業(yè)，居民備用加熱裝置。中長(zhǎng)期調(diào)峰（大于1月）和短期調(diào)峰54二、調(diào)峰主要措施供氣方：調(diào)整氣源產(chǎn)量、調(diào)整輸氣管道運(yùn)行方案、三、儲(chǔ)氣方法儲(chǔ)氣罐：高壓罐和低壓罐（分濕式和干式）。低壓罐又稱(chēng)儲(chǔ)氣柜。LNG調(diào)峰：常壓下-163°C液化。體積縮小為1/600。固態(tài)儲(chǔ)存：固態(tài)水合物，1立方米=164～200標(biāo)準(zhǔn)立方米甲烷氣體。地下儲(chǔ)氣庫(kù)：枯竭油氣田型、含水層型、鹽穴型、巖洞型和廢棄礦井型。55三、儲(chǔ)氣方法儲(chǔ)氣罐：55◆地下儲(chǔ)氣庫(kù)基本類(lèi)型

廢棄油氣藏：利用原有的已經(jīng)枯竭的油田或氣田改建，是最容易建庫(kù)的一種類(lèi)型。泥巖蓋層砂巖儲(chǔ)層油氣層56◆地下儲(chǔ)氣庫(kù)基本類(lèi)型廢棄油氣藏：利用原有的已經(jīng)枯竭的油含水層構(gòu)造：利用地下密閉的含水層構(gòu)造通過(guò)注氣驅(qū)水形成人造氣藏。泥巖蓋層砂巖儲(chǔ)層水層◆基本類(lèi)型

礦坑及巖洞地下儲(chǔ)氣庫(kù)：利用廢棄的采礦洞穴改建的地下儲(chǔ)氣庫(kù)或在山體中開(kāi)鑿的巖洞建設(shè)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)。57含水層構(gòu)造：利用地下密閉的含水層構(gòu)造通過(guò)注氣驅(qū)水形成人造氣藏

鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)：在地下鹽層或鹽丘中利用水溶開(kāi)采方式形成地下洞穴并儲(chǔ)存油氣?！艋绢?lèi)型58鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)：在地下鹽層或鹽丘中利用水溶開(kāi)采5959演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第四章長(zhǎng)距離輸氣管道及城市輸配氣工程61第四章長(zhǎng)距離輸氣管道及城市輸配氣工程1燃?xì)獍l(fā)展史最早發(fā)現(xiàn)天然氣并應(yīng)用的國(guó)家：中國(guó)公元147年最早將燃?xì)庾鳛槌鞘腥細(xì)獾膰?guó)家：英國(guó)1820年中國(guó)燃?xì)獍l(fā)展的方針：因地制宜，多方渠道，多方互補(bǔ)，講求實(shí)效第一節(jié)概述62燃?xì)獍l(fā)展史第一節(jié)概述2天然氣用途工業(yè)與民用燃?xì)猓禾烊粴?、人工煤氣、液化石油氣和沼氣用途：火力發(fā)電廠、民用、汽車(chē)、化工原料來(lái)源：氣田氣、石油伴生氣、凝析氣田氣、煤層氣。主要成分：甲烷、乙烷、丙烷和丁烷63天然氣用途工業(yè)與民用燃?xì)猓禾烊粴?、人工煤氣、液?儲(chǔ)罐、壓縮機(jī)、調(diào)壓設(shè)施（站、柜）、閥門(mén)、管道（鋼管、PE管、鍍鋅管）、補(bǔ)償器、計(jì)量?jī)x表、檢測(cè)設(shè)備等。城市燃?xì)鈶?yīng)用的設(shè)施、設(shè)備、管材燃?xì)獍踩褂茫嫦蚪K端客戶）人的安全意識(shí)合理操作有一定常識(shí)發(fā)生重大問(wèn)題時(shí)生命第一。64儲(chǔ)罐、壓縮機(jī)、調(diào)壓設(shè)施（站、柜）、閥門(mén)、管道城市燃?xì)鈶?yīng)用的設(shè)第二節(jié)天然氣的儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)一體化系統(tǒng)65第二節(jié)天然氣的儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)一體化系統(tǒng)5一、基本概念（一）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)體積天然氣計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：20℃，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101325Pa)城市燃?xì)庑袠I(yè)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：0℃，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101325Pa)美國(guó)天然氣行業(yè)：60F（15.6℃)，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101325Pa)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)體積。66一、基本概念（一）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)體積6（二）天然氣組成的表示方法體積分?jǐn)?shù)：各種組分的分體積在天然氣的總體積中所占的比例；是溫度、壓力的函數(shù)。摩爾分?jǐn)?shù)：各種組分的摩爾數(shù)在天然氣的總摩爾數(shù)中所占的比例。質(zhì)量分?jǐn)?shù)：各種組分的質(zhì)量在天然氣的總質(zhì)量中所占的比例。67（二）天然氣組成的表示方法體積分?jǐn)?shù)：各種組分的分體積在天然氣（三）天然氣的密度與相對(duì)密度密度：?jiǎn)挝惑w積天然氣的質(zhì)量，溫度、壓力的函數(shù)。相對(duì)密度：相同溫度、壓力下天然氣的密度與干空氣的密度之比。通常指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的相對(duì)密度。氣田氣：0.58～0.62，伴生氣：0.7～0.8568（三）天然氣的密度與相對(duì)密度密度：?jiǎn)挝惑w積天然氣的質(zhì)量，溫度（四）天然氣的粘度起因于：兩層之間摩擦和兩層之間分子的熱交換。液體的粘度隨溫度升高而降低，壓力不高時(shí)氣體粘度隨溫度升高而升高。相同溫度下，壓力越高，天然氣的粘度越大。69（四）天然氣的粘度起因于：兩層之間摩擦和兩層之間分子的熱交換（五）天然氣的節(jié)流效應(yīng)正節(jié)流效應(yīng)和負(fù)節(jié)流效應(yīng)正節(jié)流效應(yīng)：節(jié)流后壓力下降、溫度下降。負(fù)節(jié)流效應(yīng)：節(jié)流后壓力下降、溫度升高。注:理想氣體不存在上述節(jié)流效應(yīng).70（五）天然氣的節(jié)流效應(yīng)正節(jié)流效應(yīng)和負(fù)節(jié)流效應(yīng)10二、天然氣供氣系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)（一）天然氣一體化供氣系統(tǒng)

從氣田的井口裝置開(kāi)始，經(jīng)礦場(chǎng)集氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、干線輸氣管道、再通過(guò)配氣管網(wǎng)到用戶，天然氣所通過(guò)的所有環(huán)節(jié)構(gòu)成了一個(gè)統(tǒng)一的、一體化的儲(chǔ)、運(yùn)、銷(xiāo)系統(tǒng)。它是一個(gè)密閉的、連續(xù)的水力系統(tǒng)。天然氣一體化體現(xiàn)在氣源、管線建設(shè)和用戶的統(tǒng)一方面；也體現(xiàn)在其運(yùn)行的安全性和可靠性方面。71二、天然氣供氣系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)（一）天然氣一體化供氣系統(tǒng)11（二）天然氣供氣系統(tǒng)的組成氣田礦場(chǎng)集輸管網(wǎng)（見(jiàn)第二章）天然氣凈化處理廠長(zhǎng)距離干線輸氣管道或管網(wǎng)城市輸配氣管網(wǎng)儲(chǔ)氣庫(kù)72（二）天然氣供氣系統(tǒng)的組成氣田礦場(chǎng)集輸管網(wǎng)（見(jiàn)第二章）12第二節(jié)長(zhǎng)距離輸氣管道的組成及勘察設(shè)計(jì)73第二節(jié)長(zhǎng)距離輸氣管道的組成及勘察設(shè)計(jì)13一、長(zhǎng)距離輸氣管道的組成74一、長(zhǎng)距離輸氣管道的組成1475157616二、輸氣管道水力計(jì)算P1—管道起點(diǎn)燃?xì)獾慕^對(duì)壓力，Pa；P2—管道終點(diǎn)燃?xì)獾慕^對(duì)壓力，Pa;P0—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，P0=101325Pa；λ—燃?xì)夤艿赖乃ψ柘禂?shù)；Q0—燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量，Nm3/s；d—燃?xì)夤艿赖膬?nèi)徑，m；ρ0—標(biāo)準(zhǔn)狀況下燃?xì)夤艿赖拿芏?，kg/Nm3；T—燃?xì)獾慕^對(duì)溫度，K；T0—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)絕對(duì)溫度，T0=273.15K；Z—燃?xì)獾膲嚎s因子；Z0—標(biāo)準(zhǔn)狀況下燃?xì)獾膲嚎s因子；Z0=1L—燃?xì)夤艿赖挠?jì)算長(zhǎng)度，m。輸氣管道應(yīng)采用：高壓、低溫的輸送方式。77二、輸氣管道水力計(jì)算P1—管道起點(diǎn)燃?xì)獾慕^對(duì)壓力，Pa；ρ0三、輸氣管道熱力計(jì)算為水力計(jì)算服務(wù)預(yù)測(cè)管段中出現(xiàn)凝析液和水合物情況。由輸氣管段的流量公式可知：在條件一定的前提下，輸氣管段的流量取決于整個(gè)管段中氣體的平均溫度，而這一平均溫度又取決于整個(gè)管段沿軸向的溫度分布。另一方面輸氣管段的穩(wěn)態(tài)溫度分布又取決于該管段的流量。78三、輸氣管道熱力計(jì)算為水力計(jì)算服務(wù)18四、輸氣管段中水合物的形成規(guī)律及其預(yù)防措施（一）水合物的基本概念天然氣中某些組分與液態(tài)水在一定溫度、壓力下所形成的外形像冰霜的物質(zhì)。節(jié)流處最易形成。79四、輸氣管段中水合物的形成規(guī)律及其預(yù)防措施（一）水合物的基本（二）形成水合物的條件溫度、壓力、水分條件。臨界溫度：高于此溫度不會(huì)形成水合物。80（二）形成水合物的條件溫度、壓力、水分條件。20（二）形成水合物的條件（續(xù)）形成水合物的必要條件：必須有液態(tài)水與天然氣接觸天然氣中水蒸氣分壓等于或超過(guò)在水合物體系中與天然氣的溫度對(duì)應(yīng)的水的飽和蒸汽壓。天然氣溫度必須等于或低于其在給定壓力下的水合物的形成溫度。81（二）形成水合物的條件（續(xù)）形成水合物的必要條件：21（二）形成水合物的條件（續(xù)）形成水合物的外因:高流速、氣流擾動(dòng)或壓力脈動(dòng)出現(xiàn)小的水合物晶體天然氣中含有硫化氫和二氧化碳。因?yàn)檫@兩種氣體比烴類(lèi)氣體更容易溶于水。82（二）形成水合物的條件（續(xù)）形成水合物的外因:因?yàn)檫@兩種氣體（三）防止水合物形成及消除水合物的方法1、干燥脫水2、添加水合物抑制劑----降低水合物形成溫度，破壞形成水合物的溫度條件；吸收天然氣中水蒸氣，破壞形成水合物的水分條件。甲醇、乙二醇、二甘醇等。3、加熱---使溫度提高到水合物形成溫度以上。4、清管—清除液態(tài)水和已經(jīng)形成的水合物。83（三）防止水合物形成及消除水合物的方法1、干燥脫水23五、干線輸氣管道的工藝方案設(shè)計(jì)（一）工藝方案設(shè)計(jì)的基本步驟1、確定各管段的管材、管徑、設(shè)計(jì)壓力和管道壁厚。2、確定每個(gè)壓氣站在設(shè)計(jì)流量下的壓比。3、設(shè)每個(gè)壓氣站的出口壓力等于所在位置管段的設(shè)計(jì)壓力。4、根據(jù)管道末段儲(chǔ)氣量的要求，確定末段管徑和長(zhǎng)度，并確定最后壓氣站的位置。5、確定壓氣站的數(shù)量和位置。6、確定壓縮機(jī)組的配置方案。84五、干線輸氣管道的工藝方案設(shè)計(jì)（一）工藝方案設(shè)計(jì)的基本步驟2（二）管道末段的儲(chǔ)氣能力管道最后一個(gè)壓氣站到管道終點(diǎn)的管段。目的：平衡均衡供氣與不均勻用氣的矛盾。利用氣體的壓縮性改變所儲(chǔ)氣體的數(shù)量。儲(chǔ)氣能力：最高壓力與最低壓力之間的儲(chǔ)氣容量。與管道截面積、管道長(zhǎng)度有關(guān)，但存在最優(yōu)末段長(zhǎng)度。85（二）管道末段的儲(chǔ)氣能力管道最后一個(gè)壓氣站到管道終點(diǎn)的管段。第三節(jié)壓縮機(jī)組與壓氣站86第三節(jié)壓縮機(jī)組與壓氣站26一、壓縮機(jī)組壓縮機(jī)組包括壓縮機(jī)和與之配套的原動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)：往復(fù)式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)87一、壓縮機(jī)組壓縮機(jī)組包括壓縮機(jī)和與之配套的原動(dòng)機(jī)278828892990309131原動(dòng)機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)—類(lèi)似內(nèi)燃機(jī)電動(dòng)機(jī)92原動(dòng)機(jī)32二、壓氣站功能：天然氣增壓、清管器收發(fā)、越站旁通輸送、安全放空、管路緊急截?cái)?、?jì)量調(diào)壓。組成主工藝系統(tǒng)：壓縮機(jī)組、凈化除塵設(shè)備、調(diào)壓閥、流量計(jì)、天然氣冷卻器、事故緊急切斷系統(tǒng)、工藝閥門(mén)和管道。輔助系統(tǒng)：能源系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑密封系統(tǒng)、儀表、通信、通風(fēng)、消防、放空系統(tǒng)等。93二、壓氣站功能：天然氣增壓、清管器收發(fā)、越站旁通輸送、安全放三、壓氣站與管道的匹配與工況調(diào)節(jié)壓縮機(jī)組水力特性與管道水力特性之間的匹配。工況調(diào)節(jié)改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速；壓氣站出口節(jié)流；壓氣站進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)；進(jìn)口導(dǎo)葉角度調(diào)節(jié)；回流調(diào)節(jié)。94三、壓氣站與管道的匹配與工況調(diào)節(jié)壓縮機(jī)組水力特性與管道水力特第四節(jié)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)95第四節(jié)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)35人工燃?xì)獾馁|(zhì)量要求焦油與灰塵:<=10mg/Nm3奈<=50mg/Nm3（冬季）奈<=100mg/Nm3（夏季）硫化物:<=20mg/Nm3氨:<=50mg/Nm3一氧化碳:<=10%氮氧化物一、燃?xì)獾馁|(zhì)量要求96人工燃?xì)獾馁|(zhì)量要求焦油與灰塵:<=10mg/Nm3一、燃?xì)獾囊夯蜌獾馁|(zhì)量要求硫<50mg/Nm3水份:盡可能的脫出干凈二烯烴<2%乙烷和乙烯<6%殘液<2%97液化石油氣的質(zhì)量要求硫<50mg/Nm337城市燃?xì)獾募映裟康氖菫榱思皶r(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣98城市燃?xì)獾募映裟康氖菫榱思皶r(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣38二、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)（一）城市燃?xì)夤艿赖姆诸?lèi)1、按管道的功能分：分配管道、用戶引入管、室內(nèi)燃?xì)夤艿馈⒐I(yè)企業(yè)燃?xì)夤艿馈?、按敷設(shè)方式分：埋地管道、架空管道。3、按燃?xì)鈮毫Ψ郑焊邏篈級(jí)：0.8～1.6MPa，高壓B級(jí)：0.4～0.8MPa，中壓A級(jí)：0.2～0.4MPa，中壓B級(jí)：0.005～0.2MPa，低壓：<0.005MPa4、按管材分：鋼管、鑄鐵管、塑料管99二、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)（一）城市燃?xì)夤艿赖姆诸?lèi)39（二）城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指管網(wǎng)的組成以及組成管網(wǎng)的各個(gè)部分之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系。主要組成部分為：各種壓力等級(jí)的燃?xì)夤艿莱鞘腥細(xì)夥峙湔?、壓氣站、調(diào)壓計(jì)量站、調(diào)壓室。儲(chǔ)氣站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)管網(wǎng)的形式：枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)100（二）城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指管網(wǎng)的組成以及組成管網(wǎng)的各個(gè)部（三）城市燃?xì)庀到y(tǒng)根據(jù)所采用的管網(wǎng)壓力的級(jí)數(shù)，分為一級(jí)系統(tǒng)兩級(jí)系統(tǒng)三級(jí)系統(tǒng)多級(jí)系統(tǒng)101（三）城市燃?xì)庀到y(tǒng)根據(jù)所采用的管網(wǎng)壓力的級(jí)數(shù)，分為41燃

氣

輸

配

管

網(wǎng)

102燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)4210343燃

氣

輸

配

管

網(wǎng)

104燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)4410545（四）燃?xì)鈨?chǔ)配站106（四）燃?xì)鈨?chǔ)配站46儲(chǔ)配站：

功能：1、儲(chǔ)存必要的燃?xì)饬坑靡哉{(diào)峰2、多種燃?xì)饣旌希ＷC用氣組分均衡3、將燃?xì)饧訅?，保證每個(gè)燃?xì)庥镁咔坝凶銐虻膲毫怏w管網(wǎng)型式

107儲(chǔ)配站：

功能：氣體管網(wǎng)型式47（五）調(diào)壓站作用：調(diào)節(jié)和穩(wěn)定管網(wǎng)壓力的設(shè)施。分類(lèi)：區(qū)域調(diào)壓站、專(zhuān)用調(diào)壓站（用于工業(yè)企業(yè)）和箱式調(diào)壓站（用于生活用戶）。組成：調(diào)壓器、閥門(mén)、過(guò)濾器