某输气管道工艺设计.docx
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某输气管道工艺设计
《管道输送工艺》
课程设计报告
学院:
石油与天然气工程学院专业班级:
学生姓名:
学号:
设计地址（单位）_________________
设计题目:
某输气管道工艺设计
完成日期：
2021年12月27日
指导教师评语:
_________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
成绩（五级记分制）:
________________
指导教师（签字）:
________________
1总论
设计依据及原那么
本设计要紧依照设计任务书，查询相关的国家标准和标准，以布置合理的长距离输气干线。
设计依据
（1）国家的相关标准、行业的相关标准、标准；
（2）相似管道的设计体会
（3）设计任务书
设计原那么
（1）严格执行现行国家、行业的有关标准、标准。
（2）采纳先进、有效、靠得住的新工艺、新技术、新设备、新材料，成立新的治理体制，保证工程项目的高水平、高效益，确保管道平安靠得住，长期平稳运行。
（3）节约用地，不占或少占良田，合理布站，站线结合。
站场的布置要与油区内各区块进展紧密结合。
（4）在保证管线通信靠得住的基础上，进一步优化通信网络结构，降低工程投资。
提高自控水平，实现要紧平安性爱惜设施远程操作。
（5）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。
整体技术水平
（1）采纳高压长距离全密闭输送工艺；
（2）输气管线采纳先进的SCADA系统，使各站场主生产系统达到有人监护、1自动操纵的治理水平。
既保证了正常工况时管道的平稳、高效运行，也保证了管道在异样工况时的超前爱惜，使故障损失降低到最小。
（3）采纳电路传输容量大的光纤通信。
给全线实现SCADA数据传输带来可靠的传输通道，给以后实现视频传输、工业操纵及多功能信息处置提供了可能。
（4）在线路截断阀室设置电动紧急切断球阀，在SCADA中心操纵室依照检漏分析的结果，确信管道泄漏位置，并可及时关闭相应泄漏段的电动紧急切断球阀。
（5）站场配套自成系统。
（6）采纳固化时刻短、防腐性能优良的环氧粉末作为管道外防腐层。
2设计参数
（1）所输天然气的组分见下表
表
组成
Mol%
组成
Mol%
甲烷
94
己烷
乙烷
硫化氢
丙烷
二氧化碳
丁烷
氮
正戊烷
氦
（2）天然气的温度为30℃，管道长度为900km，任务输量（起点流量）为：
20亿方/年，气源起点压力为:
8MPa。
（3）压气站最大工作压力为，进站压力为，各站自用气系数为%，结尾最低压力。
（4）入站口到紧缩机入口压损为，紧缩机出口到紧缩站压损。
3工艺计算
管道规格
天然气相对分子质量
有气体的相对分子质量公式：
M=（）
得出：
M=16×94%+30×%+44×%+58×%+72×%+86×%+34×%+44×%+28×%+4×%=
天然气密度及相对密度
由公式的：
=（）
相对密度==
天然气运动粘度
（1）由各组分粘度计算天然气粘度
（）
按公式带入数据得动力粘度：
=
（2）计算天然气运动粘度
（）
任务输量
任务年输量为20亿方/年。
管道内径的计算
依照公式：
（）
式中—为天然气标准密度，；
—为天然气运动粘度，；
—为天然气在该管段内的流量，：
—管道在100米的压力降，当，取45，当，取35。
因此,从起点到进气点的管道管径：
612mm
壁厚计算
输气管线的管径确信后，要依照其输送压力、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——管线设计的工作压力，Mpa；
——管线管径，=+,为管道内径，mm；
——刚性屈服极限，Mpa（查表
F——设计系数（查表）
表刚性屈服极限
钢管材质
优质碳素钢
碳素钢
A3F
低合金钢
16Mn
APIS-SL
10
20
X52
X60
X65
X70
，Mpa
205
245
235
353
358
413
448
482
表设计系数
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
输气管线
依照设计要求，选用APIS-SLX70=482；因为是输气管线F=。
别离带入管径，求得：
==
=+2=612+=
依照国标无缝钢管规格表选管径规格:
表
直径
厚度
管重/米
直径
厚度
管重/米
159
4
820
10
5
12
6
14
219
4
920
8
5
9
6
10
7
12
8
14
273
5
1020
8
6
9
7
10
8
12
325
5
14
6
16
7
18
8
1220
10
9
12
10
14
377
6
16
7
1420
12
8
14
9
16
10
1620
12
426
6
14
7
16
8
18
9
1820
12
10
14
480
6
16
7
18
8
20
9
2020
14
10
16
529
7
18
8
20
9
22
10
2220
16
630
8
18
9
22
10
24
720
8
2420
16
9
18
10
20
820
8
22
9
24
末段长度和管径确信
当设计一条新的干线输气管道时，工艺计算应该从末段开始，先确信末段的长度和管径，然后再进行其他各中间管段的计算。
输气管道末段的计算与其他各段的区别是：
应该考虑末段既能输气，又能储气的特点，也确实是说，在末段的计算中除要考虑与整条输气管道一致的输气能力，还必需考虑储气能力，最理想的是使末段能代替为排除日夜用气不均衡所需的全数容积的储气罐。
计算输气管道末段长度和直径时，应考虑以下三个条件:
（1）当用气处于低峰时（夜间），输气管道末段应能积存全数多余的气体，如条件不许诺，可考虑部份知足；当用气处于顶峰时（白天），应能放出全数积存的气体。
（2）输气管道末段的起点压力，即最后一个紧缩机站的出口压力不该高于紧缩机站最大工作压力，而且应在钢管强度的许诺范围之内。
（3）末段的终点压力不该低于城市配气管网的最小许诺压力。
假设末段长度LZ=20KM,内径d=620mm
依照有关资料查的体会值，末段储气能力为输气量的25%-30%，故能够计算的末段储气能力为V=m3/d*=万m3/d
通过假设数据求出末段输气管道的储气能力Vs，当Vs接近要求的末段储气能力的时候，假设成立。
假设不符合要求那么从头假设。
参量的计算
1.天然气紧缩因子的计算有很多方式那个地址选择比较精准的一个紧缩因子公式：
（）
其中p为管道设计压力，10MPa。
带入数据求得Z=
2.水力摩阻系数的计算：
前苏联天然气研究所近期公式
其中D取管道末段管径1270mm，e取带入公式得=
3.参数C：
（）
其中C0=*10-6带入数据的C=
计算管道末段储气量
储气开始时,终点的最低压力P2min应不低于配气站要求的最低压力，故P2min为，计算末段起点最低压力P1min。
（）
其中P2min=，C=，LZ=20km，Q=m3/d带入公式得P1min=
储气终止时，起点最高压力应不超过最后一个压气站或管路的强度，故为已知，那么：
=
其中=5MPa，带入公式得P2mx=
储气开始时的平均压力：
（）
带入以上数据的=
储气终止是的平均压力：
带入上述数据得=。
依照输气管道末段储气开始和终止时的平均压力和可求得末段输气管的储气能力为：
（）
式中---工程标准状况下的压力，=101325Pa
---工程标准状况下的温度，=293K
带入相关数据得万m3/d。
通过假设的管道长度和管径计算出的储气量接近要求的储气量，因此假设成立。
因此，末段长度为20km，管道规格为720*12.
4输气管道沿线布站相关工艺计算
紧缩机相关概况
沿线有气体分出或引入的干线输气管的特点是管路中的流量逐段转变：
在分气的情形下，流量逐段减小；在进气的情形下，流量逐段增大。
若是计算段起点流量维持不变，在相同管径、压力等条件下，有分气点时，计算段的长度必然大于无分气点的输气管计算段的长度，而且分气量越大（或分气点越多），计算段越长；在进气点时，计算段的长度必然小于无分气点的输气管计算段的长度，而且进气量越大（或进气点越多），计算段越短；在既有分气点又有进气点的情形下，计算段的长度取决于分气和进气的一起阻碍，分气的阻碍使管段变长，进气的阻碍使管段变短，因此，如分气的阻碍超过进气的阻碍，那么计算段变长，反之，那么计算段变短。
沿线有进气点的水平输气管，设输气管计算段的起点流量为，内径为，起点和终点压力为,沿线有假设干进气点，各进气点的进气量为，,.......，，各进气点之间的管段长度为，,.......，这种有进气点的输气管的特点是流量逐段增加，在计算段的长度l必然小于无进气点的输气管计算段的长度。
紧缩机站数、布站位置的计算公式依据
输气管计算段的长度可按下面的水平输气管大体公式的变换形式进行计算：
（
式中
也可按整理变形后的以下公式计算：
式中—输气管计算段起点和终点压力，Mpa
—各进气点的进气量，
—计算段的长度，km
—天然气相对密度
—水力摩阻系数
如不考虑进气分气阻碍，计算段长度为：
紧缩机站数、布站位置的计算
除去末段储气段20Km,给剩下的880Km的管道长度进行紧缩机布置。
天然气气源压力为8Mpa,不需加压，故设计时在起点不设紧缩机。
由已知数据，Z=，第一假设紧缩比
设计压力=，求出进站压力==
（1）第1站紧缩机布置情形
第1站距离起点的长度计算：
第1站紧缩机布置在距离起点的位置
（2）第2站紧缩机布置情形
第2站到首站的长度计算：
不考虑进气阻碍，计算段长度为：
下面进行详细计算：
考虑进气阻碍，计算段长度为：
因此第2站布置在离首站的位置。
又因为除去已经计算的，和
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