天然氣輸氣管道畢業設計-資料下載頁

　　

【正文】 壓力的 倍；d 四級地區內的管段及輸氣站內的工藝管段不應小于設計壓力的 1 倍； e 試驗壓力穩定時間不應少于 4 小時，以驗證其強度。(5) 嚴密性試驗輸氣管道嚴密性試驗應在強度實驗合格后進行，用無腐蝕性氣體作為試驗介質，試驗壓力為設計壓力，穩壓 24 小時，不泄露為合格。(6) 干燥輸氣管道試壓、清管結束后宜進行干燥。可采用吸水性泡沫清管塞反復吸附、干燥氣體（壓縮空氣或氮氣）吹掃、真空蒸發、注入甘醇吸濕劑清洗等方法進行管內干燥。 閥門與法蘭的選用 閥門的種類及選用(1) 閥門的選用要求a 應選用密封性能好，使用壽命長的閥門。在防火區域內關鍵部位使用的閥門還應考慮閥門的耐火性能。b 在需要清管的管段，應選用能通過清管器的全通徑閥門。(2) 閥門的種類a 閘閥管道中主要用于安裝在需要全開全關屬于截斷的管段。具有調節流量的地方不能采用閘閥。在站場裝置中通常采用契式單閘板閘閥。b 截止閥用于全開全關屬于截斷的管段。但截止閥可用于流量調節要求不嚴格的地方，作一般的截流控制操作之用。在站場中主要用于粗調節的控制閥，對流體壓力降要求嚴格的地方不宜采用截止閥。c 節流閥節流閥也叫針型閥，主要用于調節流量和截流降壓。在站場內通常采用角式節流閥。d 安全閥西安石油大學本科畢業設計(論文)20安全閥在受壓的管道和容器上起保護作用，當被保護系統內介質壓力升高到超過規定值（即安全閥的開啟壓力）時。自動開啟，排放部分介質，防止壓力繼續升高，當介質壓力降低到規定值（即安全閥的回座壓力）時，自動關閉。e 球閥球閥與閘閥的功能相似，是用來作為截斷管路介質用的閥門，不能用于調節流量。球閥因其通徑與管路相同，故在輸氣管線中普遍使用。 法蘭的選用一般情況下法蘭可以鑄造或模鍛，根據操作條件和介質等可以選擇法蘭及法蘭的公稱壓力、類型、密封面要求及其材料。 西安石油大學本科畢業設計(論文)216 輸氣管道工藝計算書 原始資料及基本物性計算 天然氣輸送流向和氣量分配甬溫輸氣管道起始于寧波市，末站位于溫州市，管線全長 300 ，送至溫州市km的一期輸量為 ，二期輸量為 。9310/ma?9310/ma? 天然氣物性參數計算 天然氣組成原始數據（見表 61）表 61 天然氣的組成組分 1C234iC4n5iC2N體積組分（﹪） 天然氣物性參數計算 天然氣的物性按式(31)至式(34) 計算。；iMY???；dy；Pci?。T計算數據見表(62)：表 62 物性計算結果表組成體積百分含量/（﹪）分子量（ ）/kgmol密度（ ）3/Kg視臨界壓力 510Pa視臨界溫度 K1C 48．16 混合氣 100 由上表可得：天然氣的平均分子量 = ；密度M/kgmol= ；視臨界壓力 =；視臨界溫度 Tc=。?3/KgmPc西安石油大學本科畢業設計(論文)22 壓縮系數 Z 的計算由式（36 ）： Prc? 及式（37）： rT代入數據得： = （ 在 ~ 之間）PPr = （ 在 ~ 之間）綜合表(31 )可得壓縮因子的表達式為：Z =Pr（ ）++代入數據得： Z =()++ = 天然氣粘度計算根據粘度的計算公式（311）：[expC??(/10)]y?又已知天然氣所處的壓力、溫度下的密度 ,=，則可求出所處條件下天然氣的粘度：?式（311 ）中： ???.(.)12378C——天然氣的粘度， ；?mPas?——天然氣的溫度，K。T代入數據可求得： x=； y=； C=從而，可求出： =s 輸氣管熱力計算 管線工藝計算基本參數 設計年輸送天數：350 天；管線最高工作壓力： ；MPa進配氣站最低壓力： ；設計壓力： ； 平均溫度：13℃； 壓氣站特性系數： =， = 。AB910?西安石油大學本科畢業設計(論文)23 定壓摩爾比熱的計算由式（312 ）： ()???????式中 ——天然氣的定壓摩爾比熱， ；/()KJmol? T ——天然氣的溫度，K； P——壓力， Pa；天然氣的平均分子量， 。M/gl 通過計算，可得： = 。Cp()Jo? 由天然氣工程手冊圖(279)得 CpCv= ；/Kml計算可得 Cv= 。/()KJmol? 末段管道的最優管徑及最優長度的計算 最優管徑的計算本設計任務書規定輸量 ，要求最大儲氣量為 ，為日輸d/1036?3m量的 20%，已知條件：相對密度為 ，T=286K,Z=,輸氣管總長 300km, ,管道摩阻系數初定為 ??由《輸氣管道設計與管理》中式（859）： (61)???2026ZTCA式中 ,?C T0—工程標準下的溫度，一般可取 293K P0—標準大氣壓力 ， 101325Pa —管道的摩阻系數，初設定為 ? Z— 氣體壓縮系數 —相對密度?通過公式計算可得 。???A20﹪Q=10 6m3maxsVQ= sQ/??根據式(858)：西安石油大學本科畢業設計(論文)24 (62)????????????????????PPAQVDaxsa代入數據得最優管徑：《天然氣管道輸送 》附錄我國管道系列規定取末端管徑為 762mm。 管道壁厚的計算由《輸氣管道工程設計規范》中 直管段壁厚計算公式： (63)2sPDFt????式中 ——鋼管計算壁厚，cm；?P——設計壓力， ；Ma——鋼管外徑， ；Dcm——鋼管的最小屈服強度， ；s?P——強度設計系數，按輸氣管道穿越地區所屬的地區等級劃分級別選擇；F——焊縫系數，一般取 ；?——溫度折減系數。當溫度小于 120℃時， 值取 。t t又根據該輸氣管道材質取 S415 鋼，可由《天然氣輸送工程》查得 S415 鋼的最小屈服強度為 415 ；管段末段通過地區為二級地區，由《輸氣管道工程設計規MPa范》可查得 =；又有 P= ； = ，可以算出末段管段的壁厚：FaDcm=。?從而,得出末段管道的內徑為：d=。 末段管道內徑的校核根據式（315）： ?DQ??代入數據可得： ?又根據式（317）： ()Kd?代入數據可得: =?西安石油大學本科畢業設計(論文)25由于： Re＞ 2Re從而可知該管段的流態處于阻力平方區。根據阻力平方區的威莫斯公式： (64)??代入數據可得： =由式： (65)代520DCTZ?入已知數據得： =由式： (66)2minax1max2QPlLzzb??代入數據可得 計算儲氣開始時的最低壓力： 由式： (67)zlCQP22minin1??代入數據可得： = ? 由式： (68)???????min2i1min3pj代入數據可得： Paj607.?? 儲氣開始時管道內的存氣量：由《輸氣管道設計與管理》中（851）式： (69)10minTZVpj代入數據可得： 36i72.??儲氣終了時應有的存氣量： T?inax代入數據可得： mV36.計算儲氣終了時的平均壓力： 由式： (610)ax0mpjPZT?代入數據可得: 61? 由式： 西安石油大學本科畢業設計(論文)26 (611)max3()2pjzZPQCl???代入數據可得： 查《輸氣管道設計與管理》表 82 得（表 63）：=? 由式： (612)22max1ZQClP???代入數據可得： =?由式： (613)1max2ax??代入數據可得： = 2P60?由于： 所以末段選取的管外徑 D=762mm，管內徑 d=，最優管長 =176km 能符合ZL儲氣要求。表 63 函數值）（ ???0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ? 計算除末段外的其余管段 管徑的計算分別選取 762 ，711 ，660 的管徑計算比較可得 762 的管徑最經濟mmm合理。本設計選取同一種鋼材類型，則其的最小屈服強度 相同為 448 ，又由于s?MPa西安石油大學本科畢業設計(論文)27本設計的末段的管徑、長度及壁厚都已經確定，則末段的鋼材用量一定，投資一定。故,選取不同的管徑及管壁厚度做比較，比較結果見下表(62)表 62 初步計算管道建設預算名稱鋼材號鋼材的單價（元/t）內徑（mm）壁厚（mm）壓氣站數目(個)建設費用（萬元/年）X65 7400 642 9 5 18426X65 7400 693 9 4 18381X65 7400 744 9 3 18336由于建設費用基本相同，故運行費用在總費用中占主導地位，而壓氣站越多運行費用越大。經過上面的比較管徑大的經濟性較好，故本設計選取內徑 744mm 的X65 型號的鋼材。 壓氣站個數、站間距的確定采用上述確定的管徑及壁厚可得：C=及《輸氣管道設計與管理》中式（99） (614)??2max1zACQBPL??代入數據可得： L=則壓氣站個數： ??n實際上總是 ，因此得出的壓氣站數一般應向較大的方向取整。按較maxaQz?大值取，則 n= 3 個站間。 壓縮系數的計算由 《輸氣管道設計與管理》上式（917）： (615) 22maxaxZPBQA??計算可得，各站的進站壓力為： ?從而得出： ? 管線應力的校核管線壁厚設計計算公式只考慮了管線在內壓作用下產生的環向應力，對于較大西安石油大學本科畢業設計(論文)28直徑的管線或對于某些特殊管段的安全需要，還應該核算軸向應力。軸向應力相關關系式： (616)12()LhEt??????? (617)hPd?式中: ——管線的軸向應力， ；L?Ma ——鋼材彈性模量，為 ；E510P? ——鋼材的線性膨脹系數，取 ℃；?/? ——管線安裝溫度，℃；1t ——管線工作溫度，℃；2t ——泊松比，取 ；? ——管線的環向應力， ；h?MPa ——鋼管內徑，cm；d