第三章天然氣管道輸送技術

第三章天然氣管道輸送技術第一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.1天然氣物理化學性質

3.1.1.天然氣的組成

第二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.1.2天然氣物性參數(shù)

（1）天然氣相對分子質量（2）天然氣的密度第三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（3）天然氣虛擬臨界參數(shù)與對比參數(shù)第四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（4）天然氣黏度第五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3）由密度和對比狀態(tài)參數(shù)計算天然氣密度。4）查圖法計算天然氣密度。第六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.1.3天然氣的熱力學參數(shù)（1）比熱容第七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術

天然氣是混合氣體，其比定壓熱容可根據(jù)各組分氣體的比定壓熱容由下式計算：

第八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（2）絕熱指數(shù)

k=cp/cv（3）焦耳-湯姆遜效應

氣體在絕熱節(jié)流過程中發(fā)生的溫度變化，可用焦耳-湯姆遜系數(shù)來衡量。（4）導熱系數(shù)（5）天然氣的燃燒熱值（6）天然氣的爆炸性

第九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.1.4天然氣PVT關系（1）理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT（2）實際氣體狀態(tài)方程第十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術第十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術第十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（3）對比態(tài)原理實際氣體PV=ZRT密度：（4）壓縮系數(shù)的計算圖解法；計算公式法。

第十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術2.1.5天然氣濕度和露點第十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.2天然氣管輸基礎

3.2.1天然氣長輸管道系統(tǒng)的組成

天然氣長輸管道系統(tǒng)的總流程見圖3-11（P111），一般包括輸氣干管、首站、壓氣站、中間氣體分輸站、干線截斷閥室、中間氣體接受站、清管站、末站（或稱城市門站）及輔助系統(tǒng)（通信系統(tǒng)和儀表自動化系統(tǒng)）等。

第十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.2.2.管輸天然氣氣質要求

（1）我國《天然氣》（GB17820-1999）中規(guī)定的天然氣的技術指標，見教材P112表3-6；（2）我國石油天然氣行業(yè)標準《天然氣管道運行規(guī)范》（SY/T5922-2003）規(guī)定的管輸天然氣氣體指標，見教材P113表3-7。第十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.2.3.氣體在管道中流動的基本方程

第十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術第十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術第十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.3輸氣管道的水力特性3.3.1.穩(wěn)定流動的氣體管流基本方程

管道的壓降由三部分組成：消耗于摩阻的壓降、氣體上升克服高程的壓降和流速增大引起的壓降。

第二十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.3.2.輸氣管的基本公式

（1）水平輸氣管的基本公式第二十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術第二十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術第二十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術第二十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（2）地形起伏地區(qū)輸氣管的流量基本公式第二十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.3.3.常用水力摩阻系數(shù)及輸氣管道流量計算公式

（1）常用水力摩阻系數(shù)

第二十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（2）常用輸氣管道流量計算公式第二十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.3.4.輸氣管道參數(shù)對流量的影響

（1）管徑D的影響（2）長度L的影響第二十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（3）溫度T的影響（4）起終點壓力的影響第二十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.3.5.輸氣管道壓力分布和平均壓力（1）輸氣管道壓力分布

第三十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（2）輸氣管道平均壓力第三十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.4輸氣管的熱力特性3.4.1.輸氣管道的溫度分布

第三十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.4.2.輸氣管平均溫度

第三十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.4.3.管道總傳熱系數(shù)第三十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.5壓縮機站與輸氣管道的聯(lián)合工作3.5.1.輸氣管道的工作特性

輸氣管道的工作特性是管道壓力降與流量之間的關系。

第三十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.5.2.壓縮機站的工作特性

（1）壓縮機的工作特性

第三十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術離心式壓縮機定轉速下的特性方程：往復式壓縮機的特性方程：第三十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（2）離心式壓縮機站的工作特性離心式壓縮機串聯(lián)特性：第三十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術離心式壓縮機并聯(lián)特性：若兩臺并聯(lián)機組相同時：

第四十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.5.3.壓縮機站與管路的聯(lián)合工作

一個壓縮機站與管路的聯(lián)合工作點：壓縮機站與串聯(lián)管路工作點第四十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術多個壓縮機站與管路聯(lián)合工作：第四十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術壓縮機站-輸氣管道系統(tǒng)的流量：第四十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術第四十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術分析以上各式得到：第四十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.5.4.輸氣管道末段

（1）末段工況特點

第四十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（2）末段儲氣能力第四十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術（3）輸氣管道末段長度和管徑的計算第四十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術第四十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術第五十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.5.5.壓縮機站數(shù)及站址的確定

第五十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期四第三章天然氣管道輸送技術3.5.6.干線輸氣管道設計基本步驟：（1）根據(jù)管道沿線各管段的流量、地區(qū)類別及其他條件確定各管段的管材、管徑、設計壓力及管壁厚度（通常也稱為最大允許操作壓力）。（2）確定每個壓氣站在其設計流量下的站壓比（即出站壓力與進站壓力之比）。（3）根據(jù)對管道末段（即最后一個壓氣站出口到管道終點的管段）的儲氣容量要求，確定末段的長度、管徑及管壁厚度，將管道的最后一個壓氣站布