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1、20132014 学年第二学期输气管道课程设计专业班级 建环1102班姓 名学 号开课系室燃气工程系考试日期2014年7月得分阅卷人设计书目录1. 设计任务及要求42. 参数设计及工艺计算72.1管道壁厚及内径72.1.1计算管道壁厚 72.1.2管内径72.2工艺计算82.2.1天然气物性参数82.2.2天然气平均分子量M82.2.3视临界压力Pc和视临界温度Tc82.2.4平均压力ppj和平均温度Tpj82.2.5对比压力pr和对比温度Tr92.2.6压缩因子92.2.7混合气的密度和相对密度93. 任务计算93.1第一问93.1.1初期向终点最大供气量（按潘汉德尔B式计算）93.1.2
2、C语言程序设计103.2第二问123.2.1初期向终点供气10Mm3 /d时起点的供气压力133.2.2 C语言程序设计133.3第三问143.3.1题设条件143.3.2管段末段储气长度L的确定15Z3.3.3确定管段末段储气长度L的C语言程序 17Z3.3.4布设中间气站203.3.5校核计算223.3.6功耗计算223.3.7计算管道基建投资223.3.8图表整理见附表和附图23附表1压气站各站数据指标24附表2压缩机特性方程计算25附图1单台离心压缩机压缩机 2-Q2关系26附图2第一问压降曲线图27附图3第二问压降曲线图27附图4第三问压降曲线图274. 主要参考文献与相关标准281
3、. 设计任务及要求一、课程设计的目的 输气管道课程设计的目的是通过两周的设计训练，培养与检验学生综合运用 已学专业基础课程和专业课程知识的能力，包括：1、巩固输气管道设计与管理的理论知识，培养运用所学知识进行工程设计 的实践能力；2、掌握工程设计的内容、方法和步骤，学习设计方案确定、工程设计计算图纸绘制、规范标准使用以及设计说明书编写的动手能力；3、熟悉最新国家标准输气管道工程设计规范及相关规范、标准的全部条文内容，以及规范所涉及的相关技术原则和理论基础；4、掌握输气管道与压气站的工艺计算和设备选型；5、掌握压气站布置的设计方法；6、掌握输气管道末段储气的设计方法；7、掌握输气管道工艺设计方案
4、工况计算的方法。二、设计依据1、GB50251输气管道工程设计规范2、SYT0011气田天然气净化厂设计规范3、GB50183-2004石油天然气工程设计防火规范4、SYT0009-2004石油地面工程设计文件编制规程5、SYT0003-2003石油天然气工程制图标准6、GB/T 9711.2-1999 石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第 2 部分B 级钢管7、输气管道设计与管理（教材） 中国石油大学出版社8、石油地面工程设计手册第五册_天然气长输管道工程设计 石油大学 出版社三、课程设计的工程数据某气矿至某城市拟建输气管一条，全长857 km,沿线地形平坦，相对高差不超过100m。该管道
5、初期利用地层压力输气，远期加大输量，需要设计压气站增压输送。设计年工作天数为350 d 。已知：1、初期起点供气压力不大于70X105Pa，远期供气压力不大于54X105Pa；2、初期出站温度t=35C ；建压气站后，出站温度t=55C ；环境温度15C.3、天然气组成 CH4 为 96%,C2H6 为 1%,C3H8 为 1%,N2 为 1%,C02 为 1%.4、管线终点的最低压力pzmin=10X 105Pa；5、远期输气时，沿线各点的进气（正）、分气（负）如表 1。表 1 沿线进、分气编号1234进、分气点距起点的距离130426520750进、分气量 Mm3/d+7-2-3-8初期输
6、气时，全部由起点供气，即130km处不供气，其它各处的分气量只 有上述远期分气量的 50%；建压气站后，各站的自用气量约为进站气量的 1%， 即 MP.99。6、使用的压缩机特性如表 2。表 2 单台离心压缩机特性项目1234567进口条件下的 流量m/s6.63596.06765.55405.07774.51043.95563.1654压缩比81.26211.32611.37041.40221.43421.45261.4330相应转速：5100r/min；单机额定排量：24Mm3/d；最高效率在项目5附近； 双机额定排量： 42Mm3/d ；压缩机效率n0.8。四、课程设计的任务1、初期向终
7、点最大供气量（按潘汉德尔B式计算）。2、初期向终点供气10Mm3/d时，起点的供气压力。3、全线地区等级为二级，管材钢级为X80,全线采用外径OD914的焊接钢管，设计压力Pmax=9MPa ，远期终点供气不小于30Mm3/d的条件下 max（见表 3），布置全线的压气机站，并计算出各站工况（进、出站压力 流量及压缩比；压气站压缩机总功率与燃气轮机的燃料气耗量）。4、根据上述设计工况的压气站布置方案，确定工程的管道基建投资和末段储气量。表 3 设计参数管材钢级XX80地区等级Y二级地区Q(Mm3/d)30钢管外径OD （mm）914设计压力Pmax （MPa）9终点最高压力Pzmax（MPa）
8、4钢材价格：X70 （8000元/吨）；X80 （9500元/吨）。五、课程设计的要求（1）进行输气管道初期工况工艺设计计算；（2）进行输气管道远期压气站布置方案设计；（3）完成输气管道工程设计说明书的编制（包括设计依据、水力计算步 骤、布站方案设计过程等）。（4）以图表形式总结全线布站设计方案与远期输量下流量、压力、站燃 料气耗量等运行参数；（5）绘制13三种工况下全线的压力降分布图；（6）所有报告、图纸与成果表格手工撰写绘制并附在本文件后面2. 参数设计及工艺计算2.1管道壁厚及内径2.1.1计算管道壁厚5 = 5 +C二PD/(2o Ft)+C；0s式中5-钢管实际壁厚(cm)；5 钢管
9、计算壁厚(cm)；0P-设计压力9(MPa)；D-钢管外径(cm)；。一-X80钢管最小屈服强度551 (MPa)；sF-强度设计系数，按GB50251-2003输气管道工程设计规范表4.2.3,二级地区，取0.6；最小厚度8.0mm；-焊缝系数，取0.9；t-温度折减系数，因为温度小于120C，取1.0；C腐蚀余量 3 (cm) ,30 年，0.1mm/a；计算得壁厚t=13.82+3=16.82mm；考虑到设计规范公称直径950至1000, 最小壁厚8mm，由钢材选材表8选取壁厚t=17.5mm;2.1.2管内径ID=914-17.52=879m住 H(把St.述JU例I夕卜M 相业呼歼+3*mnflEmn2. 2. 15空.9筑s5 - $fl片. 1 1 1 11 S ” 53 4 . H111 7. r忘畧Li0HR3Z40W 7L-1i3斤亠J1 i i. 4 .1 5& 3-Z11JU35S-.日ESQGLO口卞i t2Bl 3e-3l- -I11 O5 71| | MI Sil?11躯| -1
