输气管道工艺设计毕业论文

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: 学生姓名: 学 号: 设计地点（单位）： 设计题目: 某输气管道工艺设计 完成日期：2013 年 12 月 27 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 管道内径的计算 .54.4 确定管壁厚度 .54.5 末段工况特点 .74.6 末段长度与管径确定 .85 压缩机选择与布置 .115.1 压缩机相关情况 .115.2 压缩机站数、布站位置的计算公式依据 .115.3 压缩机站数的确定 .125.4 计算各站起终点压力 .135.5 压缩机的布置 .135.6 压缩机的选型 .146 结论 .156.1 管道评估性通气能力 .156.2 输气管道规格 .156.3 压缩机站数及压缩比 .156.4 压缩机选型 .15参考文献 .16某输气管道工艺设计 设计总则 11 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。某输气管道工艺设计 设计任务参数 22 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：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 0.23丙烷 0.27 二氧化碳 0.34丁烷 0.32 氮 2.3正戊烷 0.02 氦 0.00（2）天然气的温度为 30，管道全长 950km，任务输量为： 25 亿方/ 年，起点气源压力为:7.2MPa；（3）压气站最大工作压力为 7.0MPa，进站压力为 5.5MPa，各站自用气系数为 0.5%，末端最低压力 2.5MPa；（4）入站口到压缩机入口压损为 0.11MPa；压缩机出口到压缩站压损 0.2MPa某输气管道工艺设计 确定管道评估性通气能力 33 确定管道评估性通气能力任务年输量为 25 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。 ） 。smsQ33867.202451由上计算可得该管道通气能力为 82.67 立方米每秒。某输气管道工艺设计 输气管道规格 44 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)iMy得出:M1695%301.240.27%580.3270.2%80.43416.80 由公式得： 316.802/4.50.698kg/mM天天 空在标准状态下，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a空气的密度，在工程标准下，为 1.206 3mkg相对密度： = =0.698/1.206=0.5788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： iiiiiMy(4-3)代入数据得： 10.695%18.72307.562%46.97032586.40.27234.418.38iiyM .0. .0.3%4.3859i所以按公式计算得动力黏度:某输气管道工艺设计 输气管道规格 5=43.8503/4.0579=10.81MPas（2）计算天然气运动黏度: sm/49.1568.024.3 管道内径的计算根据公式：(4-4)207.138.0.207.41PqDv式中 D管道内径，mm；天然气密度，kg/m 3；天然气运动黏度，mm 2/s；体积流量， m3/h；vq100 米管道压力降 45kPa；10p代入数据计算内径： mD 3.624528349.1568.4 07.8.00.207. 4.4 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：(4-5)Fpd2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） 。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）优质碳素钢 APIS-SL钢管材质10 20碳素钢A3F低合金钢16Mn X52 X60 X65 X70，Mpas205 245 235 353 358 413 448 482某输气管道工艺设计 输气管道规格 6输油管线 0.72 0.60输气管线 0.60 0.50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s野外地区，取 0.6。将数据代入计算管道壁厚： m78.10426.031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） 。综上选择管径62411mm 的管道。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/m4 15.29 10 199.755 18.99 12 239.11596 22.6482014 278.264 21.21 8 179.925 26.39 9 202.196 31.52 10 224.417 36.6 12 268.72198 41.6392014 312.795 33.04 8 199.656 39.51 9 224.387 45.92 10 249.072738 52.28 12 298.295 39.46 14 347.316 47.2 16 396.147 54.89102018 444.778 62.54 10 298.399 70.13 12 357.4732510 77.68 14 416.366 54.89122016 475.057 63.87 12 416.668 72.8 14 485.419 81.67142016 553.9637710 90.5 12 475.846 62.14 14 554.464267 72.33162016 632.87某输气管道工艺设计 输气管道规格 78 82.46 18 711.19 92.55 12 535.0210 102.59 14 623.56 70.13 16 711.797 81.65 18 799.878 93.12182020 887.769 104.53 14 692.5548010 115.9 16 790.77 90.11 18 888.658 102.78 20 986.49 115.41202022 1083.9552910 127.99 16 869.618 122.71 18 977.429 137.82 22 1192.4663010 152.89222024 1299.688 140.46 16 948.529 157.8 18 1066.272010 175.09 20 1183.688 160.19 22 1300.968209 179.99242024 1418.054.5 末段工况特点输气管道末段，即最后一个压缩机站与城市门站之间的管段。末段与其他各站站间管段在工况上有较大的区别。对于中间站站间管段来说，其起点与终点的流量是相同的，即属于稳定流动的工况，因此可按推导公式计算。但对于输气管道末段来说，其起点流量也是和其他各管段一样保持不变，而其终点流量却是变化的，并等于城市的用气量。城市用气量小于末段的恒定起点流量，如城市无储气库，多余的气体就积存在末段管内。当城市用气量大于管线输气量时，不足的气量就由积存在末段管中剩余气体补充。随着流量的变化，末段的起、终点压力也随着变化。末段终点流量增大时，末段起、终点压力都要减小；相反，终点流量减小时，末段起、终点压力都要增大。末段起点的最高压力等于最后一个压气站出口的最高工作压力，末段终点的最低压力应不低于配气站所要求的供气压力，末段起、终点压力的变化就决定了末段输气管中的储气能力。某输气管道工艺设计 输气管道规格 84.6 末段长度与管径确定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，先确定末段的长度和管径，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，也就是说，在末段的计算中除了要考虑与整条输气管道一致的输气能力，还必须考虑储气能力，最理想的是使末段能代替为消除昼夜用气不均衡所需的全部容积的储气罐。计算输气管道末段长度和直径时，应考虑以下三个条件:当用气处于低峰时（夜间） ，输气管道末段应能积存全部多余的气体，如条件不允许，可考虑部分满足；当用气处于高峰时（白天） ，应能放出全部积存的气体。输气管道末段的起点压力，即最后一个压缩机站的出口压力不应高于压缩机站最大工作压力，并且应在钢管强度的允许范围之内。末段的终点压力不应低于城市配气管网的最小允许压力。具体计算步骤如下：A.假设输气管道末段长度和管径；B.根据条件二确定储气终了时末段起点压力；根据条件三确定储气开始时末段重点压力；C.计算储气终了时末段终点压力，计算储气终了时末段平均压力；D.计算储气开始时末段起点压力，计算储气开始时末段平均压力；E.计算末段储气能力，与要求的末段储气能力比较，若互相接近