新京輸氣管道工程初步設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，那內涂層費用就是不可或缺的一部分。內涂層費用主要是計算內涂層面積，然后再乘以所用內涂層價格，就可得到內涂層費用。(4)經營費用輸氣管道建設工程年經營費用是輸氣管道工程建成投產后維持其正常生產所必須花費的費用。年經營費用主要包括：年燃料氣費用、管道年維護和管理費用、站場年操作維護費用和人工費用。 方案經濟比較分析輸氣管道設計方案經濟分析方法有很多種，包括方案比較法、數學分析法、動態規劃法、灰色關聯法以及最小金屬耗量法等。方案比較法是工程設計以至決策系統中選擇優秀方案的設計方法，也是最基本和最常用的方法。雖然方案比較法是傳統的方法。但其靈活性和適應性極強,故應用非常廣泛。本設計采用方案比較法對各種輸氣方案進行經濟比較分析，確定最佳輸氣方案。輸氣管道年當量費用：從技術經濟觀點來看,任何建設輸氣管道的工程方案,常采用年當量費用來表示:式中，S為年當量費用（萬元/年）；E為額定的投資回收系數或投資效率系數（a1）；J為工程基建投資（萬元）；C為年經營費用（萬元/年）。額定的投資回收系數：由國家根據行業特點制定,其意義為國家認為投資該行業應該有的收益，一般由行業平均利潤決定。式中，i為基本投資收益率，i＜1；t為投資回收期（年）。工程基建投資：工程基建投資=管道鋼材費用+站場投資費用+施工費用+內涂層費用年經營費用：年經營費用=年燃料氣費用+管道年維護和管理費用+站場年操作維護費用+人工費用通過年當量費用的比較，就可以確定最佳輸氣方案。第3章管路布站方案計算書第3章管路布站方案計算書(1) 本輸氣管道設計項目是新京天然氣管道工程，管道全長3441km，設計輸量每年200億立方米。(2) 設計方案為：設計壓力10MPa，管徑1219mm，有內涂層，管線末段長度為377km，全線管材采用X80鋼。（3）全線共有站場143座，其中壓氣站14座，清管站15座，截斷閥室114座，并且有14座清管站與壓氣站合并，減少了單獨建站費用。（4）第一段每一站的分離器總數為8臺，第二段每一站的分離器總數為6臺，第三段每一站的分離器總數為9臺，其他參數參考規范進行選擇，流量控制可以通過開啟分離的個數來實現。（5）全線的壓縮機采用燃氣輪機驅動，燃氣輪機型號有三種，第一段即從No1站到No11站燃氣輪機型號為NK36PT，第二段即No12站燃氣輪機型號為DR61P，第三度即從No13站到No14站燃氣輪機型號為LM2500+，并且每站燃氣輪機都采用“一臺工作一臺備用”。利用GoogleEart進行線路的選取學習RealPipe軟件，根據壓力等級、管徑、壓比、內涂等原始參數進行模擬管線工況。確定各段各個壓氣站直接的距離及壓氣站數計算單站壓氣站功率進行壓縮機選型，進行燃氣耗量計算費用計算管線應力校核 基本物性計算(1) 天然氣組成原始數據如表表31天然氣組成組分CH4C2H6CO2N2Mol%(2) 天然氣物性參數計算根據天然氣組成及物性計算公式，可以計算出天然氣物性參數，計算結果見表32.表32 天然氣物性參數組成摩爾百分數（%）摩爾質量（g/mol）燃氣低熱值（MJ/Nm3）CH4C2H6N2\CO2\由上表計算可得：空氣的相對分子質量=；天然氣的平均分子量=；天然氣相對密度=；燃氣低熱值kJ/Nm3。 線路的選取本次設計線路為新疆霍爾果斯到北京，新京管道工程西起新疆霍爾果斯口岸，東至北京市末站。沿線經過新疆、甘肅、寧夏、內蒙古、山西、河北等省市自治區。 線路的選擇要求（1）線路走向應根據地形、工程地質、沿線主要進氣、供氣點的地理位置以及交通運輸、動力等條件，經多方案對比后確定。（2）管線敷設地區的選擇應符合我國現行的有關規定，線路走向應盡量避開城市規劃區、文物古跡、風景名勝、自然保護區等。（3）線路宜避開多年經濟作物區域和重要的農田基本設施。（4）管道不應從飛機場、鐵路車站、海港碼頭、鐵路通過，若必須通過，除征得有關部門同意外，還需要采用相應的安全保護措施。（5）大中型河流穿（跨）越工程和壓氣站位置的選擇，應符合線路走向。局部走向應根據大、中型穿（跨）越工程和壓氣站的位置進行調整。（6）線路應盡可能的利用現有的公路，方便施工和管理。同時應盡可能利用現有的國家電網供電，以降低工程費用。（7）線路應盡可能的取直，縮短線路長度，同時線路也要盡可能靠近城鎮和工礦企業用戶。 沿線自然條件管道沿線存在大型穿越江河工程，以及鐵路、高速公路穿越工程，除穿越點大都為平原地貌，高差小于200m。 沿線地理等級劃分按照《輸氣管道工程設計規范》GB50251[4]的規定，沿管道中心兩側各200m范圍內，任意劃分成長度為2km并能包括最大聚居戶數的若干地段，按規定地段內的戶數劃分為四個等級。在農村人口聚集的村莊、大院、住宅樓，應以每一獨立戶作為一個供人居住的建筑物計算。1）一級地區：戶數在15戶或以下的區段；2）二級地區：戶數在15戶以上、100戶以下的區段；3）三級地區：戶數在100戶或以上的區段，包括市郊居住區、商業區、工業區、發展區以及不夠四級地區條件的人口稠密度；4）四級地區：系指四層及四層以上樓房（不計地下室層數）普遍集中、交通頻繁、地下設施多的區段。表33 強度設計系數地區等級強度設計系數F一級地區二級地區三級地區四級地區 利用GoogleEarth選取線路(1) 根據以上的線路選取要求利用GoogleEarth選取線路如下圖。圖31 輸氣管線線路圖(2) 沿線的高程圖如下：圖32 沿線高程圖(3)沿線高程與距離對應如下表：圖33 軟件模擬取點圖表33 高程與距離對應表距離（KM）082161202224248278390442高程(M)7992125319293391213319288431距離(KM)50559265871278690399010401097高程(M)4415451131113950734936796581距離(KM)113211791244130713751471150615551629高程(M)6879761300155210521217134115101351距離(KM)165916811754177618231861195620002054高程(M)126914671358136714461461157914671387距離(KM)214522072270233624042475250225432600高程(M)144514461519127411611532155613191351續表33距離(KM)266827502791283829093048308331353241高程（M）11551092107812061375125294634135距離(KM)33643441高程(M)831RealPipe管道仿真軟件提供了一個圖形化的集成環境用來完成氣體和液體管網的建模，并對模型進行水力、熱力瞬態分析。RealPipe通過圖形建模工具構建包含邊界、罐、泵、壓縮機、閥門、管段的油氣輸送管網的物理模型，通過后臺的預處理過程將建好的圖形化模型和管道的流動控制方程、設備的特性方程、分支點的控制方程、外部邊界（氣源、罐、分輸站等）以及流體的狀態方程建立映射，形成一個復雜的數值系統，然后通過仿真計算引擎進行動態求解。在仿真運行時，RealPipe會隨著時間的變化計算管網內在數值空間上的壓力、流圖34RealPipe軟件產品結構量、溫度、密度、流速和其它變量，并通過設備圖形、動態曲線、動態報表等方式來展示這些物理量的分布和變化細節。在模型建立后，用戶需要對模型的全局參數和元件參數進行配置，模型通過驗證后才可進行仿真運行。在仿真運行過程中，用戶可以隨時通過設備圖形、交互命令等方式對管網系統進行動態設置，對設備進行操作、對輸出結果的形式進行配置。RealPipe可以為氣體和液體管網進行動態仿真，但并不支持兩相流動。仿真可以運行在批次跟蹤模式和交互模式。仿真的初始狀態可以是零流量條件也可以是上一個仿真運行時保存的工況。RealPipe管道仿真平臺基于油氣管道運行仿真業務的共性需求，能夠適應于天燃氣管道、成品油管道、原油管道仿真與運行優化的基礎平臺，主要有管道建模、設備仿真、操作培訓、運行控制腳本、仿真結果監視等功能。RealPipe應用工程在“RealPipe仿真平臺”的基礎上，通過分析不同應用工程的特性，集成、定制完成油氣仿真與優化系列軟件產品，也可以根據用戶的需求，實現快速定制軟件產品，為管道運行提供最快捷的技術服務。 RealPipeGas 天然氣管道仿真軟件RealPipeGas Optimizer 天然氣管道運行優化軟件 RealPipeProduct 成品油管道仿真軟件 RealPipeCrude 原油管道仿真軟件 RealPipe業務流程圖35 管道仿真業務流程圖（1）系統建模 系統建模是仿真業務流程的基礎。系統建模主要以圖形化的方式完成管道系統輸送工藝系統的物理建模，并完成元件參數的配置。 （2）模型驗證 仿真工程師對管道模型進行驗證分析。檢查模型文件文本是否有語法錯誤、元件是否重名、同一元件所處的高程是否一致。 （3）仿真運行控制設置 仿真控制腳本用于對將要運行的仿真過程進行操作控制的預設，以批處理的方式對仿真過程進行控制。 仿真運行 在仿真運行中主要進行以下幾方面工作： 1) 對管道系統進行水力分析，包括：管道啟輸/停輸過程分析、管道運行分析（開關閥門，啟停泵或壓縮機組，改變壓力、流量、溫度或轉速等設定值對仿真運行的影響范圍與幅度）、壓縮機運行分析、氣體管道存活時間分析、管道事故分析等。 2) 分析外界環境變化對管道運行的影響、分析流體流過動力設備的溫度變化、分析管輸過程中流體溫度的變化等。 3) 在仿真運行過程中，對仿真運行的狀態、管道輸送工藝過程進行控制。（4）仿真結果分析 仿真工程師對仿真運行過程中的仿真計算結果進行管理，包括：運行記錄，模型數據更新，繪制參數曲線和生成系統參數報表。 管網運行優化圖36 管網優化業務流程圖RealPipeGas（1）分析管道啟停過程 （2）分析管道運行穩定性 （3）管網瞬態仿真 （4）壓縮機運行仿真（5）天然