《输气管道设计与管理1》课程教学大纲

《输气管道设计与管理1》教学大纲一、课程基本信息课程名称输气管道设计与管理DesignandManagementofGasTransmissionPipeline课程编码PLC221711025开课院部储运与建筑工程学院课程团队输气管道设计与管理课程团队学分2.5课内学时41讲授38实验3上机0实践0课外学时41适用专业油气储运工程授课语言中文先修课程工程流体力学、工程热力学、传热学、泵与压缩机课程简介（必修）《输气管道设计与管理》是在相关设计及运行规范的指导下进行输气管道工艺设计及运行管理的课程，是油气储运工程专业本科生的专业核心课。本课程的主要内容包括：天然气的物理化学性质及主要物性参数的计算方法；天然气的处理方法及气质要求；输气管道系统及特点；输气管道的水力、热力计算及参数的变化规律；输气站工艺流程设计；输气管道整体布站方案、末段储气的原理及设计；输气管道运行过程典型工况及案例分析；输气管道的完整性管理；天然气的储存技术、城市燃气配送系统等。通过本课程的学习，使学生了解输气管道系统组成及设计、运行所涉及的法律及标准规范，掌握输气管道工艺设计方法，理解输气管道运行特点及管理技术，培养学生处理输气管道设计及运行中的问题，具备工艺设计及运行管理的能力。DesignandManagementofGasTransmissionPipelineisadesigningandmanagingtechnologycoursethatisperformedundertheguidanceofdesigningcodesandmanagingspecifications.ThecourseisacorecurriculumforseniorstudentsmajoringinOil&GasStorageandTransportationEngineering.Thiscourseincludesthefollowingcontents:physicochemicalpropertiesofnaturalgasaswellastheircalculatingmethods;constituteandcharacteristicsofgastransmissionlinesystem;naturalgasprocessingsystemandrequirementsforgasquality;hydrauliccalculationandthermodynamiccalculationofgastransmissionprocess;functionandprocessaswellaslocationofgastransmissionstation;gasstorageinthepipeendsegment;typicalworkingconditionsandengineeringcases;gasstorage;urbangastransmissionanddistribution;pipelineintegritymanagementandsoon.Throughthestudyofthiscourse,studentwillmasterdesigningandmanagingmethodforgastransmissionpipeline;understandsystemcompositionandworkingprinciplesofgastransmissionpipelineaswellasrelatedlegalandstandardcodes.Theywillhavetheabilitytosolveengineeringdesigningaswellasmanageproblemsandconductdesignandmanagementofgastransmissionpipelines.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：能够将输气管道设计及管理专业知识和基本原理用于解决复杂输气管道工程问题。是1.32M2目标2：掌握输气管道工程设计方法，能够根据用户需求确定输气管道工程的设计目标和技术方案；掌握输气管道工程管理原理与经济决策方法。是3.1,11.13M3目标3：能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析复杂输气管道工程问题的解决方案；并能够对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。是4.1,4.44M4目标4：能够针对复杂输气管道工程问题，选择使用商业专业软件预测与模拟复杂输气管道工程问题，并能够理解其局限性。了解输气管道工程领域的国际发展趋势和研究热点。是5.2,10.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章第一章绪论本章重点难点：输气管道概况和发展方向////21.11.1天然气的来源与用途天然气的主要来源；天然气的用途M10.5讲授0.5自学31.21.2天然气工业概况中国与世界天然气工业现状与趋势M10.5讲授0.5自学41.31.3输气管道的发展概况中国和世界输气管的发展概况；输气管道管材选择及施工技术；输气管道的发展方向与趋势M11讲授1自学5第二章第二章天然气的物理化学性质本章重点难点：天然气的物理性质及热物性；天然气的节流效应；天然气物性参数的计算////62.12.1天然气的热物理性质及其特点天然气的密度、粘度、含水量，比热容、绝热指数、热值、焓、熵、导热系数；爆炸性；节流效应系数。M12讲授2自学72.22.2天然气状态方程的选择及热物性计算讨论:气体状态方程在物性参数计算中的选择应用；基于典型商业软件的热物性计算。利用商业化软件完成天然气物性计算分析（大作业）。M2,M42研讨2软件仿真大作业8第三章第三章输气系统组成及设计流程输气系统组成、设计和气质要求////93.13.1输气系统的组成与特点输气系统的组成；输气系统的特点M10.5讲授0.5自学103.23.2输气系统的气质要求天然气中杂质及危害；气质标准；除液、除尘、酸性气体及凝液脱除方法M11讲授1自学113.33.3输气管道设计流程输气管道的总体设计思路及设计流程。利用具体案例讨论输气管道设计的各个环节以及设计流程M10.5讲授0.5自学12第四章第四章输气管道的工艺计算输气管道流动基本方程、温降特性，以及压气站和管线的联合工作、储气调峰等////134.14.1稳定流动气体管流基本计算输气管流基本方程的含义及简化，水平输气管流量基本公式、含义及应用；地形起伏输气管流量基本公式、含义及应用；探讨地形起伏对输量的影响M1,M23讲授（2）、讨论（1）3自学144.24.2复杂管气体管流计算流量系数的含义、计算及用途。集气、分气及配气管网的水力计算M1,M42讲授（1）、讨论（1）2自学154.34.3输气管温降特性及其计算输气管温降特性、传热系数。输气管道设计温度参数的选择M11讲授1自学164.44.4输气管流动特性及参数选择输气管温度、起终点压力、站间距、管径等对输气流量的影响及应用；输气管流动过程的压力分布；输气管平均压力的计算及应用，实验：输气管道水力学特性实验、压降及平均压力实验。M31.5实验1.5撰写实验报告174.54.5压气站与管线的联合工作压气站的特性方程，压气站与管线的联合工作M12讲授2自学184.64.6输气管道末段储气及调峰末段储气的原理，储气量计算，末段管道的设计思路。M2,M32讲授（1），讨论（1）2自学19第五章第五章输气站场输气站场的工艺和主要设备，包括压气站、分输站等////205.15.1压气站工艺输气站压气工艺流程；压缩机及动力机的选择；压气站的调节；输气站的冷却系统流程及设备；压气站管线及设备选型M11讲授1自学215.25.2分输站工艺分输站工艺流程，气体计量系统。分输站调压系统M11.5讲授1.5自学225.35.3输气站清管系统及截断阀室输气系统清管工艺流程及主要设备；清管器的种类及工作原理；输气管道收球和发球流程；输气管道系统截断阀室的作用和工艺流程；截断阀室的主要设备及动力选择。M11讲授1自学235.45.4输气站辅助工艺SCADA系统，放空系统M11.5讲授1.5自学245.55.5输气站的平面布置与工艺流程站址选择；平面布置。研讨：针对某实际输气站场，结合设计规范分析各环节的原则以及注意事项M11研讨1自学25第六章第六章输气管道工艺设计方法输气管道工艺方案及参数选择，输气方案的经济比选和优化////266.16.1输气管道工艺设计工艺方案设计及参数选择，压气站布置方案，输气管道全线工艺仿真及参数优化分析，最优工艺参数选择与压气站压缩机配置优化M2,M44讲授（2）、研讨（2）4自学276.26.2输气方案经济比选原理及优化工艺方案的经济分析，优化方法。研讨：针对某长距离输气管管道的设计方案，分析设计方法以及优化措施M11讲授（1）1自学28第七章第七章输气管安全运行管理输气管道运行分析、安全运行技术以及完整性管理/////297.17.1输气管道运行分析多站和管线联合运行条件下运行参数对干线输气工况的影响；多站输气管道系统运行工况分析。增加输气管输送能力的措施；输气管网的优化调度，基于商业软件的运行分析大作业；M2,M42案例讨论（2）2软件仿真大作业307.27.2输气管道流动安全运行技术输气管道泄漏工况分析及泄漏检测方法；天然气水合物形成分析及解堵措施，实验：输气管道泄漏检测实验。M2,M33.5案例讨论（2）、实验（1.5）3.5撰写实验报告317.37.3输气管道完整性管理输气管道完整性管理的理论，管道检测技术，完整性评价。研讨：输气管道的主要安全隐患以及运行管理的措施和技术M43讲授（2）、研讨（1）3自学32第八章第八章天然气调峰与储存技术天然气调峰方法，天然气储罐，地下储气库及运行特点，LNG及其它天然气储存技术。/////338.18.1天然气调峰天然气调峰的概念，主要调峰方法M11讲授1自学348.28.2天然气储存天然气储罐，地下储气库及运行特点，LNG及其它天然气储存技术。研讨：地下储气库储存的相关问题扩展M1,M21讲授1自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.共布置上交作业8道题目。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对输气系统运行基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有分析和设计计算题。10%2实验1.本课程3个学时实验，共两次实验。2.成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3.考核学生对输气管道流动系统知识的工艺计算知识的应用能力，针对多参数对管道流量影响、管道压力分布和管道泄漏问题，能够根据用户需求确定设计目标，从技术角度优选解决方案获得有效结论。能够设计实验方案，对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。5%3大作业1.本课程要求利用专业软件进行气体状态方程的计算以及不同运行工况的动态模拟。2.根据模型建立情况和模拟结果的准确性评分。10%4课外学习随堂布置一定数量思考题；根据课外学习的准备和成果进行评分。5%5课程研讨1.本课程对于输气管道发展现状、输气站场设计、输气工艺方案技术经济优化设计等环节进行研讨，考核学生的自主学习能力。2.根据研讨的讲解和对问题的响应效果进行评分。20%6期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。3.主要考核学生对输气管道系统基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答题、分析题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业40%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。C-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱。2M1期末考试60%（见试卷评分标准）3M2平时作业20%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。C-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱。4M2课程研讨20%A-研讨内容丰富，响应问题，团队分工明确，细路清晰，表达准确，分析合理，可以解决工程实际问题。B-研讨内容较丰富，响应问题，团队分工较明确，细路较清晰，表达较准确，分析较合理，基本可以解决工程实际问题。C-研讨内容基本丰富基本，响应问题，团队分工基本明确，细路基本清晰，表达基本准确，分析基本合理，没有解决工程实际问题。D-研讨内容不丰富，没有响应问题，团队分工不明确，细路不清晰，表达不准确，分析不合理，没有可以解决工程实际问题。5M2期末考试60%（见试卷评分标准）6M3实验60%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实验数据，从技术角度设计实验方案获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确分析实验数据，从技术角度设计实验方案获得比较有效的结论。C-实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有正确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度设计实验方案获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度设计实验方案获得有效的结论。7M3课外学习20%A-态度认真，资料准备齐全，对于学习内容有条理。B-态度较认真，资料准备较齐全，对于学习内容满足要求。C-态度基本认真，资料准备基本齐全，对于学习内容基本满足要求。D-态度不认真，资料准备不齐全，对于学习内容不满足要求。8M3课程研讨20%A-研讨内容丰富，响应问题，团队分工明确，细路清晰，表达准确，分析合理，可以解决工程实际问题。B-研讨内容较丰富，响应问题，团队分工较明确，细路较清晰，表达较准确，分析较合理，基本可以解决工程实际问题。C-研讨内容基本丰富基本，响应问题，团队分工基本明确，细路基本清晰，表达基本准确，分析基本合理，没有解决工程实际问题。D-研讨内容不丰富，没有响应问题，团队分工不明确，细路不清晰，表达不准确，分析不合理，没有可以解决工程实际问题。9M4大作业40%A-利用专业软件等建立研究对象的模型正确，系统功能满足要求,仿真结果准确,设计解决不同工况下的运行方案合理。B-利用专业软件等建立