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1、重庆科技学院管道输送技术课程设计报告 学 院: 石油与天然气工程学院 专业班级: 油气储运 学生姓名: 学 号: 设计地点（单位）： k栋801 设计题目: 某输气管道工艺设计 完成日期：2015 年 1月10日指导教师评语: 成绩（五级记分制）: 指导教师（签字）: 某输气管道工艺设计 目录 目 录1 设计总则11.1设计标准12设计任务参数22.1设计工程概况23 确定管道评估性通气能力34 输气管道规格44.1天然气的密度及相对密度44.2天然气运动黏度44.3末端储气量计算54.4 末端最大储气量计算74.5管段平均直径D计算84.6管段壁厚确定95 压缩机选择与布置125.1压缩机站
2、的确定125.2计算各站间进出站压力135.3 压缩机功率计算145.4压缩机选型146 结论156.1管道评估性通气能力166.2 输气管道规格166.3压缩机站数及压缩比166.4压缩机选型16参考文献17某输气管道工艺设计 设计总则 1 设计总则1.1设计标准本设计主要依据的是课程设计任务书提供的设计参数以及输气管道工程设计规范GB50251-94进行设计计算。1.2设计原则输气管道工程设计应遵照下列原则：（1）输气管道工程设计规范GB50251-2003（2）保护环境、节约能源、节约土地，处理好与铁路、公路、河流等的相互关系；（3）采用先进技术，努力吸收国内外新的科技成果；（5）优化设
3、计方案，确定经济合理的输气工艺及最佳的工艺参数。 （6）在保证管线通信可靠的基础上，进一步优化通信网络结构，降低工程投资。提高自控水平，实现主要安全性保护设施远程操作。（7）以经济效益为中心，充分合理利用资金，减少风险投资，力争节约基建投资，提高经济效益。0某输气管道工艺设计 设计任务参数 2设计任务参数2.1设计工程概况某长距离输气干线，沿线地形起伏不大，海拔高度1200m。要求对该管道进行工艺设计。设计要求如下：（1） 确定管道评估性通气能力（2） 输气管道规格（3） 压缩机站数及压缩比（4） 确定压缩机机组的功率与型号（5） 布置压气站2.2其他有关基础数据 所输天然气组分见下表2-1：
4、表2-1 天然气相关组分组成Mol%组成Mol%甲烷95己烷0.06乙烷1.2硫化氢0.2丙烷1.47二氧化碳0.37丁烷0.32氮1.3正戊烷0.02氦0.00（2）天然气的温度为27，管道全长1080km，任务输量为：26亿方/年，起点气源压力为:6.2MPa；（3）压气站最大工作压力为7.5MPa，进站压力为5.4MPa，各站自用气系数为0.5%，末端最低压力2.0MPa；（4）入站口到压缩机入口压损为0.1MPa；压缩机出口到压缩站压损0.2MPa2.3设计要求（1）确定管道评估性通气能力；（2）输气管道规格；（3）压缩机站数及压缩比；（4）确定压缩机机组的功率与型号；（5）布置压气站
5、。 3 确定管道评估性通气能力任务年输量为26亿方/年。根据GB50251-2003输气管道工程设计规范规定：输气管道的设计输送能力应按设计委托书或合同规定的年或日最大输气量计算，设计年工作天数应按350d计算（350d是为冬夏平衡，同时最大输气量应以标态计算。）。由上计算可得该管道通气能力为85.98立方米每秒。16某输气管道工艺设计 总结 4 输气管道规格4.1天然气的密度及相对密度 由气体的相对分子质量公式： (4-1)得出:由公式得：在标准状态下，天然气的密度与干空气的密度之比称为相对密度。天然气相对密度用符号用表示，则有： (4-2)式中 气体的相对密度 气体的密度 空气的密度，在工
6、程标准下，为1.206 相对密度： =0.729/1.206=0.6044.2天然气运动黏度 （1）由各组分黏度计算天然气黏度： (4-3) 代入数据得： 所以按公式计算得动力黏度:=44.30/4.19=10.57MPas （2）计算天然气运动黏度:4.3末段储量计算假设末段管径770mm，压缩比1.3，式中 气体流量， 气体响度密度 d输气管径，cm u气体的动力粘度， 式中 气体平均压力式中 平均压力 起点压力 终点压力（1）计算管径为满足储气要求，设计最大储气量为日输气量的40%，即式中 d管道内径，mm; 末段起点最大压力，Pa; 末段终点最小压力，Pa; 标况下的温度（）； 标准大
7、气压（）；转换系数值，取值0.03848。相对误差：上式中参数的计算公式如下：式中 水利摩阻系数； 气体压缩因子； 气体的相对密度； 输气管道内气体的平均温度，K；管道内径，mm；转换系数值，取值0.03848。根据最优末段长度计算公式：式中 最优末段长度，m； 末段起点最大压力，Pa； 末段终点最小压力，Pa；由任务书知：4.4末段最大储气量的确定储气开始时，终点的最低压力应该不低于配气站要求的最低供气压力，故为已知，此时有： （3-3）式中 开始储气时末段起点的最低压力； 开始储气时末段终点的最低压力。储气结束时，起点最高压力应该不超过最后一个压气站的最大出口压力或管路的强度，故为已知，则
8、有： （3-4）式中 储气结束时末段终点的最高压力； 储气结束时末段起点的最高压力。根据输气管道末段储气开始和结束时的平均压力和可以算出末段输气管道的储气能力，计算公式如下： （3-5）式中 标况下的温度（）； 标准大气压（）；将数据代入（3-5）计算可得：4.5管段的平均直径D的确定由于全线起伏不大()，所以管段平均直径的计算我采用的是潘汉德尔公式：式中 在标准状况下（=0.101325MPa，T=293K）气体流量，； 输气管内直径，cm； 输气管计算段起点压力（绝），MPa； 输气管计算段终点压力（绝），MPa； 气体的压缩系数； 气体的平均绝对温度，K； 气体的相对密度； 输气管计算段
9、的长度，km，（计算段长度为输气管实长和局部摩阻损失当量长度之和。在无实测资料时，平原、丘陵地区取管道长度的1.031.05，山区管道取1.061.08作为计算长度。）d=701mm取值d=720mm4.6 确定管壁厚度输气管线的管径确定后，要根据其输送压力、管线材质等来设计壁厚。油田油气集输和外输油、气管线可按下式计算： ( 式中 p管线设计的工作压力，10MPa； d管线内径，mm；焊缝系数：无缝钢管=1，缝管和螺旋焊缝钢管=1， 旋埋弧焊钢管=0.9； 刚性屈服极限，MPa(查表4.1材料刚性屈服极限)； F设计系数（查表4.2 管线设计系数）。钢管材质优质碳素钢碳素钢A3F低合金钢16
10、MnAPIS-SL1020X52X60X65X70，Mpa205245235353358413448482表4.1 材料刚性屈服极限表4.2 管线设计系数工作环境管线野外地区居住区，油气田站内部、穿跨越铁路公路小河渠（常年枯水面宽20m）输油管线0.720.60输气管线0.600.50 这里选用直焊缝钢管=1；选用APIS-SL X70 =482MPa；因为此处为输气管道野外地区，取0.6。将数据代入计算管道壁厚：则管道外径为D1=750+9.7*2=769.4mm 管道外径为D2=750+9.9*2=769.8mm根据国标无缝钢管规格表选管径规格（表4-3国标无缝钢管规格）。综上选择外管径75010mm的管道，末端管径76210mm表4-3 国标无缝钢管规格直径厚度/mm管重/m直径/mm厚度/mm管重/m159415.2982010199.75518.991
