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1、重庆科技学院重庆科技学院管道输送技术管道输送技术 课程设计报告课程设计报告学 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）: 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
2、84.6 管段壁厚确定.95 压缩机选择与布置 .125.1 压缩机站的确定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 .171 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
3、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。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
4、输天然气组分见下表 2-1：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；
5、（4）确定压缩机机组的功率与型号；（5）布置压气站。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。 ） 。amdmhmsmmQ/103/107 . 8/36414015.10185. 0360024350102638363338 由上计算可得该管道通气能力为 85.98 立方米每秒。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)iiM
6、y M得出:53.17400. 028013. 0440037. 0340002. 0860006. 0720002. 0580032. 0440147. 03003. 01695. 0M由公式得：729. 0055.2453.17p空天天MM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：a (4-2)式中 气体的相对密度气体的密度空气的密度，在工程标准下，为 1.206a3mkg相对密度： =0.729/1.206=0.604 天空4.2 天然气运动黏度（1）由各组分黏度计算天然气黏度： iiiiiiiMyMy (4-3)代入数据得： 30.4
7、428%3 . 104.1844%37. 030.1434%2 . 090.1172%02. 048. 658%32. 097. 644%47. 156. 730%377. 816%9560.10)( iiiimyu19. 428%3 . 144%37. 034%2 . 072%02. 058%32. 044%47. 130%316%95)( iiimy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:smm /50.14729. 057.1024.3 末段储量计算假设末段管径 770mm，压缩比 1.3，duqv310777. 1Re式中 气体流量
8、，vqdm /3气体响度密度d输气管径，cmu气体的动力粘度， 2/msN 11473101057.10770604. 0107 . 810777. 1Re136 30392. 0Re0147. 00102. 0114730147. 00392. 015. 1773. 1100100pjpZ式中 气体平均压力pjp)(322zQZ QpjppppP式中 平均压力pjp起点压力Qp终点压力Zp)(46. 4)22 . 622 . 6(322 MPaPpj91. 046. 4773. 110010015. 1Z（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)/(5 .40)
9、/(150000)/(105 . 3)/(1024.124 . 0%8510264 . 03336388maxsmhmdmamQV715 . 12 min22 max13 min23 max12 max22 PPPPAqVdV22 002 0 p6ZTTCA式中 d管道内径，mm;末段起点最大压力，Pa;max1P末段终点最小压力，Pa;min2P标况下的温度（） ；0T0293TK标准大气压（） ；0p0101325PPa转换系数值，取值 0.03848。0C9 222 109 . 4604. 00102. 091. 0300101325293 603848. 014. 3A相mmd6981
10、02103 . 722102103 . 7109 . 415.101105 . 3715 . 1122122183183926 对误差：上式中参数的计算公式如下：C52 0DCTZC式中 水利摩阻系数；气体压缩因子；Z气体的相对密度；*输气管道内气体的平均温度，K；T管道内径，mm；D转换系数值，取值 0.03848。0C39.4196)10770(03848. 0300604. 091. 00102. 0532C根据最优末段长度计算公式：22 1max2min ,22z bPPlCQ式中 最优末段长度，m；, z bl末段起点最大压力，Pa；1maxP末段终点最小压力，Pa；2minP由任务
11、书知：)(15.3002715.273);(0 . 2);(2 . 52 . 04 . 5min2max1KTMPaPMPaP)(01.574)(31.57401215.10139.41962102103 . 72122122,kmmlbz4.4 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）22 1min2minzppCl Q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，则有：（3-4）22 2max1maxzppCl Q式
12、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。40.535210215.10131.57401239.4196102212222 min2min1QClPPZ38.535210215.10131.57401239.4196103 . 7212222 max1max2QClPPZMPaPPPPPwpj0 . 4)1021035. 51021035. 5(32)(3266122 6minmin12 min2 min1minMPaPPPPPpj38. 6)103 . 71035. 51035. 5103 . 7(32)(3266122 6max2max12 max2 max1max
13、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）24sDVmaxmin0pjpjppp0 zTlTZ式中 标况下的温度（） ；0T0293TK标准大气压（） ；0p0101325PPa将数据代入（3-5）计算可得：36662 1073. 657401291. 0300293 1013251041038. 6477. 014. 3mVS4.5 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200h 式：5 . 0522)(1051 TLZdPPqKH v式中 在标准状况下（=0.101325MPa，T
14、=293K）气体流量，；vq0P3/md输气管内直径，cm；d输气管计算段起点压力（绝） ，MPa；HP输气管计算段终点压力（绝） ，MPa；KP气体的压缩系数；Z气体的平均绝对温度，K；T气体的相对密度；输气管计算段的长度，km， （计算段长度为输气管实长和局部摩阻损失当L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。 ）5.0522 6 99.505300604.091.00102.0)22.6(1051107.8 dd=701mm 取值 d=720mm 4.6 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：(Fpd 2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
