輸氣管道畢業(yè)論文--輸氣管道工程初步設計

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設 計（論文）</p><p>　　題 目：**輸氣管道工程初步設計</p><p>　　2013年 6月13日</p><p>　　**輸氣管道工程初步設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本輸氣管道設計項目是**輸氣管道

2、工程，管道全長3441km，設計輸量每年200億立方米。</p><p>　　通過程序RealPiep模擬仿真，確定最優(yōu)方案，并以最優(yōu)方案為例進行設計計算。最優(yōu)方案為：末段管長377，管徑1219mm，壁厚16mm，有內涂層，共有14座壓氣站，15座清管站和114座截斷閥室，總投資487.43億元。全線采用等強度設計原則，管道鋼材材質為X80鋼。</p><p>　　目前天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)不斷

3、建設和相互連接成網(wǎng)，輸氣管道的設計計算、工況變化日益繁瑣，個別異常工況的出現(xiàn)必將影響輸氣管網(wǎng)的安全運行。</p><p>　　本文闡述了干線輸氣管道設計的基本原理和一般方法，本文主要介紹了天然氣的物性計算；輸氣管道的水力計算；技術經(jīng)濟分析；管路布站方案計算；有無內涂層的壓降和儲氣情況。</p><p>　　關鍵詞：長輸管道；RealPipe軟件；布站方案；站場工藝計算</p>

4、<p>　　The preliminary design on the Xinjing Natural Gas Pipeline Project</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The gas pipeline project is the xinjiang-bejing Natural Gas Pipeline

5、Project, the pipe length of 3441km, the design transmission capacity of 20 billion cubic meters per year.</p><p>　　Through a simulation program RealPip, determine the optimal plan and design the best program

6、 as an example. The optimal solution is: the last paragraph of tube length 377km, diameter 1220mm, wall thickness of 16mm, with the inner coating, with 14compressor stations, 15 pigging stations and 114 block valve chamb

7、er and total investment is RMB 487.43 billion. Across the board with the principles of strength design, pipeline steel material for X80 steel. </p><p>　　Currently building the natural gas pipeline system and

8、 connected into a network, design and calculation of gas pipeline, operating conditions are increasingly burdensome and individual appearance of abnormal working conditions will affect the safe operation of gas transmiss

9、ion network. </p><p>　　Trunk gas pipeline design was elaborated the basic principles and general methods, this article focuses on the calculation of physical properties of natural gas;Hydraulic calculation o

10、f gas pipeline;Calculation of gas storage capacity;Technical and economic analysis;Guan Lubu calculation;Starting, phase I, phase II under the condition of power on the programme and the corresponding pressure drop curve

11、;There is no Undercoat of pressure drop and air condition.</p><p>　　Keywords: Long-distance pipeline; RealPipe software; Station layoutprogram; Technology design of the station</p><p><b>　

12、　第1章前言</b></p><p>　　天然氣是一種優(yōu)質、高效、清潔的能源和化工原料。進入20世紀70年代以來，世界天然氣發(fā)展速度加快，大大超過了石油工業(yè)的發(fā)展速度。天然氣在能源結構中的比例也迅速提高。目前，一般發(fā)達國家天然氣在能源生產(chǎn)結構中的比例大約在24%以上，而天然氣在我國能團結構中的比例很小，近幾年一直保持在3%左右。因此，為了改善我國能源結構，保持生態(tài)環(huán)境，應提高天然氣在我國能源消費中的比

13、例，加快我國天然氣工業(yè)的發(fā)展，發(fā)揮天然氣資源的優(yōu)勢，實現(xiàn)資源的合理利用。</p><p>　　管道是天然氣走向市場的重要環(huán)節(jié)，是溝通氣田與天然氣用戶的重要紐帶，也是促進氣田開發(fā)，加速天然氣消費利用的重要手段。世界各國天然氣工業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗表明，天然氣工業(yè)要發(fā)展，管道必須先行。北美，英國，西歐稠密的天然氣管輸網(wǎng)絡為天然氣提供了安全、便捷的運輸通道，極大地促進了各國天然氣的大力開發(fā)利用。我國天然氣管道建設進入了一個快速

14、發(fā)展階段，但同時也要注意全國輸氣管道的合理規(guī)劃，形成一個反應快速、運作優(yōu)化、協(xié)調統(tǒng)一的全國天然氣管道網(wǎng)絡，滿足市場需求，是當前發(fā)展我國天然氣管道的主要問題。</p><p>　　自20世紀60年代我國建設了第一條輸氣管道以來，經(jīng)過40余年的建設，輸氣管道事業(yè)有了很大的發(fā)展。從70年代起，在東北、華北和西北建設了較大規(guī)模的輸氣管道，從陜北至北京的陜京線，還有忠武線，川氣東送線，西氣東輸一線、二線，以及正在規(guī)劃修建中

15、的各條西氣東輸線，這些管線的簡稱使用極大地推動了我國天然氣管網(wǎng)的發(fā)展。</p><p>　　我國能源資源豐富，但分布不盡合理。我國天然氣管道輸送戰(zhàn)略布局要根據(jù)我國能源資源的分布和工業(yè)生產(chǎn)布局選擇我國天然氣管道的走向。既要考慮國內天然氣管道聯(lián)網(wǎng)，又要考慮與東北亞天然氣管網(wǎng)相聯(lián)，以便實現(xiàn)國內、國際天然氣的調配。同時，在管道建設項目的選擇中，以經(jīng)濟效益最優(yōu)為標準，采用世界先進技術，提高我國天然氣管網(wǎng)的總體工藝水平和自控

16、水平。</p><p>　　自二十世紀七十年代以來，伴著天然氣的用戶以及用量的不斷增大，世界范圍內已經(jīng)形成了很多個多氣源、多用戶的大型輸氣管網(wǎng)系統(tǒng)。這些輸氣管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模大、范圍廣以及受外部條件影響大等特點，其運行管理也變得相當復雜。目的是為了保證輸氣管網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、高效的運行，以便在很大程度上滿足各類用戶的需求、降低輸氣管網(wǎng)系統(tǒng)的暑期能耗和運行管理費用、提高輸氣管網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)營的經(jīng)濟效益，世界范圍內的那些

17、輸氣管道相對發(fā)達的國家已經(jīng)在輸氣管網(wǎng)系統(tǒng)的運行優(yōu)化方面做了大量研究工作，并獲得了一些有實用價值的成果。</p><p>　　而是世界六十年代，美國早就開始進行干線輸氣管道的優(yōu)化運行研究，當時主要研究的是穩(wěn)態(tài)優(yōu)化運行的問題。在經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，天然氣工業(yè)發(fā)達的美國、英國、俄羅斯等已經(jīng)形成了一套相對完整的輸氣管道系統(tǒng)的運行優(yōu)化的理論及其方法，并且將其已經(jīng)應用到輸氣管線的運營生產(chǎn)實踐中。干線輸氣管道優(yōu)化運行的最優(yōu)標準

18、就是運行能耗或者能耗的費用最低，采用這類最優(yōu)準則的優(yōu)化運行問題被稱作能耗的最優(yōu)化問題。國外經(jīng)驗表明：能耗最優(yōu)化研究可以使輸氣管道的運行能耗在一定程度上降低。</p><p>　　目前，國外涉足油氣管道行業(yè)的專業(yè)軟件開發(fā)公司已經(jīng)擁有了干線輸氣管道或官網(wǎng)優(yōu)化運行的商品軟件，這些優(yōu)化軟件已經(jīng)在國外一些干線輸氣管道或者管網(wǎng)上得到了應用。近些年來，國外的輸氣管道優(yōu)化運行方面的發(fā)展趨勢是干線輸氣管道上推廣應用這項技術，并將進

19、一步研究管網(wǎng)優(yōu)化運行技術和非穩(wěn)態(tài)優(yōu)化運行技術。</p><p>　　美國的Stoner公司研究開發(fā)了主要用于氣體穩(wěn)態(tài)官網(wǎng)設計的軟件SWS和模擬長輸管道動態(tài)工況運行的仿真軟件SPS。SPS設置了理想化的調壓器模型，可以方便的模擬管道系統(tǒng)的控制。</p><p>　　二十世紀八十年代以來，我國已經(jīng)引進了多個商業(yè)化的輸氣管道放著軟件，如TGNET、SPS等。目前，國際上的主流輸氣管道仿真軟件幾乎

20、在我國獲得了不同程度的應用。管道設計單位在國內率先使用輸氣管道仿真軟件，目前這類軟件已經(jīng)成為我國輸氣管道設計的必備工具。</p><p>　　隨著我國經(jīng)濟事業(yè)的快速發(fā)展，天然氣的開發(fā)與建設事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。國內最長的輸氣管道——西氣東輸管道投產(chǎn)運行，接著川氣東送管道建設投產(chǎn)，致使我國的天然氣管網(wǎng)輸送系統(tǒng)日趨龐大、復雜。管網(wǎng)系統(tǒng)的復雜性主要體現(xiàn)在：氣源壓力大、輸送流量大，輸送距離長，支路、環(huán)路以及壓氣站增多等

21、方面，這些必然給管道的安全經(jīng)濟管理帶來挑戰(zhàn)，管理者要隨時了解、掌握和調整管道的運行狀態(tài)，以達到安全、經(jīng)濟運行的目的，而要對這樣的一個復雜系統(tǒng)做出精確的運行管理是一件非常困難的工作，因此必須對輸氣管道系統(tǒng)進行模擬和研究。為此，本文在管道初步設計計算的基礎上，建立了**天然氣管道系統(tǒng)物理模型，對**管道系統(tǒng)的運行工況展開了模擬分析，了解和掌握了**管道系統(tǒng)的運行規(guī)律，提供合理經(jīng)濟的運行方案。</p><p>　　應用

22、仿真模擬軟件進行模擬是必要的。這是上中下游平穩(wěn)運行的需要，也是提高經(jīng)濟效益的需要，更是提高調度管理水平的需要。當然，在突發(fā)情況發(fā)生時，如果有了預先的模擬，處理事件的能力、效率和預防工作都可以很迅速的完成。</p><p>　　RealPipe 是一款由中石油管道科技研究中心自主研發(fā)的管道模擬仿真軟件。RealPipe管道仿真軟件提供了一個圖形化的集成環(huán)境用來完成氣體和液體管網(wǎng)的建模，并對模型進行水力、熱力瞬態(tài)分析

23、。</p><p>　　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(wǎng)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(tài)方程建立映射，形成一個復雜的數(shù)值系統(tǒng)，然后通過仿真計算引擎進行動態(tài)求解。在仿真運行時，RealPipe會隨著時間的變化計算管網(wǎng)內在數(shù)值空間上的壓力、流量、溫

24、度、密度、流速和其它變量，并通過設備圖形、動態(tài)曲線、動態(tài)報表等方式來展示這些物理量的分布和變化細節(jié)。</p><p>　　在模型建立后，用戶需要對模型的全局參數(shù)和元件參數(shù)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(wǎng)系統(tǒng)進行動態(tài)設置，對設備進行操作、對輸出結果的形式進行配置。</p><p>　　根據(jù)國情，近幾年我國管道發(fā)展的目標

25、是：改造舊管道與新建管道統(tǒng)籌兼顧，增加天然氣管道建設投資，合理布局，配套成網(wǎng)，管道建設可適度超前。今后我國天然氣管道輸送戰(zhàn)略是：以國內各大氣田、各主要消費地連接的天然氣管網(wǎng)為主，積極開發(fā)利用本國天然氣資源，參與世界天然氣資源的再分配，加速我國天然氣工業(yè)的發(fā)展，形成由不同等級、不同規(guī)模組成的生產(chǎn)與消費相接的天然氣管輸網(wǎng)絡。我國天然氣管網(wǎng)的形成，需要經(jīng)過幾十年的努力才能實現(xiàn)。</p><p>　　第一步是我國東部、西

26、部、中部天然氣管道的建設，三大氣區(qū)基本形成連接各氣區(qū)干線及支線，便于區(qū)域間天然氣輸量的調節(jié)。環(huán)形管線與支線將成為整個管輸網(wǎng)絡的重要組成部分。</p><p>　　第二步，用主干線將分散的西部、中部、東部區(qū)域性管網(wǎng)連接起來，形成我國天然氣管網(wǎng)。</p><p>　　第三步，將主要消費地與主干管網(wǎng)連接，實現(xiàn)天然氣資源的多元化，打到國內天然氣產(chǎn)需平衡、協(xié)調供應。積極開發(fā)利用沿海氣田天然氣資源，并

27、將我國海上天然氣管道與陸上輸氣管道聯(lián)通。從而將國內各氣田用管道有機地聯(lián)系在一起，形成國內四通八達、從橫交錯的天然氣灌輸系統(tǒng)。</p><p>　　綜上所述，經(jīng)過20—30年的努力，我國天然氣管網(wǎng)將基本完善，國內將形成幾縱橫的主干管道及其連通管道，并與西伯利亞及中亞的國際天然氣管道連接。</p><p><b>　　第2章設計概述</b></p><

28、p><b>　　2.1設計依據(jù)</b></p><p><b>　　2.1.1設計原則</b></p><p>　?。?）嚴格執(zhí)行國家、行業(yè)的有關規(guī)范和標準，并參照有關國際先進的標準和規(guī)范；</p><p>　?。?）工程盡量采用先進的技術，努力吸取國內外的先進科技成果；</p><p>　　

29、（3）工程設計本著一次規(guī)劃，分期實施的原則，做到工程建設近、遠期相結合，充分利用資金，節(jié)約投資；</p><p>　?。?）以氣源為基礎、市場為導向，處理好供給與利用之間的關系；</p><p>　?。?）優(yōu)選工藝方案，達到先進適用、經(jīng)濟合理、適應性強；</p><p>　?。?）線路走向合理、貼近市場，盡量減少干線長度；</p><p>　

30、?。?）管道設計要確保能長期安全、平穩(wěn)的運行；</p><p>　?。?）適應線路的自然環(huán)境氣候，確保生產(chǎn)運行安全可靠，能保護環(huán)境、防止污染、節(jié)約能源、少占土地。</p><p>　　2.1.2管道設計依據(jù)和規(guī)范</p><p>　　（1）《輸氣管道工程設計規(guī)范》（GB50251-2003，中國計劃出版社）</p><p>　?。?）《油氣集

31、輸與礦場加工》（馮叔初 主編，中國石油大學出版社）</p><p>　?。?）《輸氣管道工程》（王志昌 主編，石油工業(yè)出版社）</p><p>　?。?）《干線輸氣管道實用工藝計算方法》（苗承武 主編，石油工業(yè)出版社）</p><p>　?。?）《石油地面工程設計手冊》（第五冊（天然氣長輸管道工程設計）石油大學出版社）</p><p>　?。?/p>

32、6）《天然氣管道輸送技術》（黃春芳 主編，中國石化出版社）</p><p>　?。?）《天然氣工程手冊》（四川石油管理局 編，石油工業(yè)出版社）</p><p>　?。?）《輸氣管道設計與管理》（李玉星 姚光鎮(zhèn) 主編，中國石油大學出版社）</p><p>　　2.2輸氣管道設計原始資料</p><p>　　**管線：在寧夏中衛(wèi)設置分輸站，分輸氣

33、量為50億立方米/年，在陜西榆林設置進氣站，用于代輸陜甘寧的天然氣，代輸量80億立方米/年。</p><p>　　2.2.1天然氣的組成</p><p>　　2.2.2管道的設計參數(shù)</p><p>　　（1）首站進站壓力：4.0Mpa(表壓)</p><p>　?。?）末站進站壓力：2.0Mpa(表壓)</p><p&g

34、t;　?。?）設計年輸送天數(shù)：350天</p><p>　?。?）管道埋深處地溫：夏季30℃，冬季8℃，年平均地溫：15℃。</p><p>　?。?）管線調峰能力為日輸量的42%。</p><p>　　2.2.3管線設計要求及內容</p><p><b>　　設計內容：</b></p><p>

35、　　**管道工程西起新疆霍爾果斯口岸，東至北京市末站。沿線經(jīng)過新疆、甘肅、寧夏、內蒙古、山西、河北等省市自治區(qū)，設計輸量200億立方米/年。主供氣源為進口中天然氣燃氣，氣體組成：甲烷97.6%、乙烷1.4%、二氧化碳0.5%，氮氣0.5%。在寧夏中衛(wèi)設置分輸，分輸氣量為50億立方米/年，在陜西榆林設置進氣站，用于代輸陜甘寧的天然氣，代輸量80億立方米/年。</p><p><b>　　設計要求：<

36、/b></p><p>　　針對該工程開展可行性研究以及初步設計研究，針對工程概況完成線路的選擇、管徑的優(yōu)選、壓力等級的確定、戰(zhàn)場布置等內容，并針對工程情況開展輸氣管道工藝計算分析，具體要求如下：</p><p>　?。?）針對起終點要求，根據(jù)工程量、穿跨越的情況、在電子地圖上完成線路的優(yōu)選，確定路由和高程。</p><p>　?。?）針對確定的線路，利用軟件

37、進行工藝計算，完成不同壓力等級、不同管徑的模擬計算，并進行經(jīng)濟比較分析，確定最佳的輸氣方案。</p><p>　　（3）針對輸氣方案，分別完成下面的內容:</p><p>　　1）進行站的工藝計算，完成工藝設計，完成各站戰(zhàn)場設備的選型計算，確定設備的型號和個數(shù)，并繪制首末站和中衛(wèi)分輸站工藝流程圖。完成設計任務。</p><p>　　2）為保證管道設計輸氣要求以及準確

38、性和安全性，必須對工藝系統(tǒng)進行詳細分析。工藝系統(tǒng)分析的內容有：內涂層設置分析；壓氣站布置分析；管道輸送能力適應性分析；管道末端儲氣能力分析、代輸能力分析等計算，完成計算分析報告。</p><p>　　2.3 相關軟件介紹</p><p>　　2.3.1選線軟件—谷歌地球（Google Earth，GE）</p><p>　　谷歌地球（Google Earth，GE）

39、是一款Google公司開發(fā)的虛擬地球儀軟件，它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上。利用其先進的衛(wèi)星圖像可以進行線路選擇、確定高程和測距。</p><p>　　本設計使用軟件版本：Google Earth 7.0.3.8542。</p><p>　　2.3.2 設計和仿真軟件—RealPipe</p><p>　　RealPipe是一款由中國石油管

40、道科技研究中心自主研發(fā)的石油天然氣管道仿真軟件，可以對天然氣、成品油、原油三種介質管道進行仿真計算。</p><p>　　本設計使用軟件版本：RealPipe 3.0（Build 2907）。</p><p>　　2.4 不同方案的設計思路</p><p>　　2.4.1 線路選擇思路</p><p>　?。?）輸氣管道線路選擇原則</

41、p><p>　　1）線路走向應根據(jù)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(jīng)多方案對比后確定。</p><p>　　2）管線敷設地區(qū)的選擇應符合我國現(xiàn)行的有關規(guī)定，線路走向應盡量避開城市規(guī)劃區(qū)、文物古跡、風景名勝、自然保護區(qū)等。</p><p>　　3）線路宜避開多年經(jīng)濟作物區(qū)域和重要的農田基本設施。</p><p&g

42、t;　　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。</p><p>　　5）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。</p><p>　　6）線路應盡可能的利用現(xiàn)有的公路，方便施工和管理。同時應盡可能利用現(xiàn)有的國家電網(wǎng)供電，以降低工程費用。<

43、;/p><p>　　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(zhèn)和工礦企業(yè)用戶。</p><p><b>　?。?）地區(qū)等級劃分</b></p><p>　　管道安全保證兩種指導思想：（1）控制管道自身的安全性。它的原則是嚴格控制管道及其構件的強度和嚴密性，并貫穿到從設計、設備材料選用、施工、生產(chǎn)、維護到更新改造的全過程。用控制

44、管道的強度來確保管線系統(tǒng)的安全，從而對周圍建構筑物提供安全保證。（2）控制安全距離，如前蘇聯(lián)“大型管線”設計標準。它雖對管道系統(tǒng)強度有一定的要求，但主要是控制管道與周圍建筑物的距離，以此對周圍建構筑物提供安全保證。</p><p><b>　　地區(qū)等級劃分：</b></p><p>　　我國幅員遼闊，東西南北的地區(qū)特征差別甚大。根據(jù)我們多年來的工作實踐，按居民（建筑物

45、）密度指數(shù)劃分四個地區(qū)等級，進行相應的管道設計是適宜的?！遁敋夤艿拦こ淘O計規(guī)范》采用沿管道中心線兩側各200m范圍內，任意劃分長度為2km的若干管段區(qū)域，按劃定區(qū)域內供人居住的獨立建筑物（戶）數(shù)目（以數(shù)目多者為準）確定居民（建筑物）密度指數(shù)。</p><p>　　綜上所述，用提高輸氣管道自身的安全度來保證管道周圍建構筑物的安全是積極的。</p><p>　　本設計中，全線地區(qū)等級設定為二級

46、地區(qū)，對應設計系數(shù)為0.6。</p><p>　　地區(qū)等級劃分標準見表2-1</p><p>　　表2-1 規(guī)范采取的地區(qū)等級劃分標準</p><p><b>　?。?）管道敷設</b></p><p>　　1）考慮管道的安全，便于維護，不影響交通和耕作等，輸氣管道應為埋地敷設。埋地敷設困難的特殊地段，經(jīng)設計論證后，亦可

47、采用地上或土堤敷設等形式。</p><p>　　2）為保證管道完好，免受外力損傷，不妨礙農業(yè)耕作等要求，規(guī)范規(guī)定的最小覆土層厚度是根據(jù)我國輸氣管道的建設經(jīng)驗并參照國外等有關規(guī)范而提出。</p><p>　?。?）干線截斷閥室建設</p><p>　　根據(jù)《輸氣管道工程設計規(guī)范》的規(guī)定，截斷閥位置應該選擇在交通方便、地形開闊、地勢較高的地方。不同等級地區(qū)截斷閥的設置間

48、距不同，截斷閥最大間距應符合下列規(guī)定：</p><p>　　一級地區(qū)為主的管段不宜大于32km；</p><p>　　二級地區(qū)為主的管段不大于24km；</p><p>　　三級地區(qū)為主的管段不大于16km；</p><p>　　四級地區(qū)為主的管段不大于8km。</p><p>　　上述規(guī)定的閥門間距可以稍作調整，使閥

49、門安裝在更容易接近的地方。</p><p>　　西氣東輸聯(lián)絡線管道所處地區(qū)等級為二級地區(qū)。</p><p><b>　　（5）線路構筑物</b></p><p>　　管道在通過土（石）坎、陡坡、沖溝、河溝等特殊地段時應結合環(huán)境保護的要求因地制宜設置保護管道的設施。常用方法有：石砌護坡、漿砌塊石擋土墻、毛石混凝土擋土墻、加筋土擋土墻、鋼筋混凝土擋

50、土墻、灰土擋土坎、石砌擋土坎、混凝土擋土坎、條石（灰土、草袋）護壁、截（排）水溝、阻水墻、淤土壩、抗沖層、錨固墩等。</p><p>　　2.4.2 設計方案確定思路</p><p>　?。?）近些年來國內外長距離天然氣管道的發(fā)展趨勢：1）大管徑、高壓力、不斷采用新材料、新技術；2）采用高強度、高韌性、直縫鋼管，以節(jié)省材料。本設計中，緊密結合當前我國天然氣管道技術水平和管道參數(shù)，方案組合中

51、，設計壓力選取8Mpa、10Mpa、12Mpa，管徑選取超過1000mm的1016mm和1219mm，管道材料選擇強度較高的X80鋼。</p><p>　?。?）不同方案，根據(jù)不同的設計壓力和城市配氣站進站所需最小壓力及設計輸氣量確定末段長度，然后根據(jù)末段長度計算調峰能力，當調峰能力達不到預期時，通過提高末段起點壓力P1max來達到儲氣要求；</p><p>　?。?）利用軟件進行工藝計算

52、，具體方法是采用試算法。根據(jù)設計壓力、設計壓氣站壓比和輸氣量，考慮高差的影響，利用軟件生成的壓降曲線確定相鄰兩個壓氣站的站間距，并由前往后初步布站；</p><p>　?。?）考慮進、分氣的影響對站址進行調整，確定各布站方案；</p><p>　　（5）利用方案比較法對設計方案進行經(jīng)濟比較分析，確定最佳輸氣方案。投資費用最小的即為最優(yōu)方案。</p><p>　　依此

53、思路進行工藝設計計算，得出各方案布站情況及相關數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.4.3站場設計原則</p><p>　　根據(jù)《輸氣管道工程設計規(guī)范》的規(guī)定：輸氣站設置，第一是滿足輸氣工藝的要求；第二是符合線路走向的要求。</p><p>　　根據(jù)《輸氣管道工程設計規(guī)范》清管設計規(guī)定：為節(jié)約投資，便于管理，本規(guī)范規(guī)定清管站設在輸氣站內。</p><p

54、>　　根據(jù)輸氣要求進行壓氣站布置，兼顧均勻布站的方針，進行布站。</p><p>　　2.5 工藝計算說明</p><p>　　設計輸量下，輸氣管外徑越大，所需壓氣站數(shù)量越少，站場投資相應減小，但同時線路投資及管材費用會增加；大壓比下相鄰站之間站間距增長，這樣會減少壓氣站站數(shù)，但大壓比下壓縮機組投資和燃氣輪機所產(chǎn)生的燃料氣費用會相應增大，并且會導致各年經(jīng)營成本增加；</p>

55、;<p>　　綜上所述，不同工藝參數(shù)下的輸氣方案需要綜合全面考慮。首先對各方案進行初步水力計算及布站；然后根據(jù)設計壓力、設計壓比及壓降對壓氣站間距進行調整，得出調整后的布站方案；最后對各種方案，利用方案比較法進行經(jīng)濟比較分析，確定最佳輸氣方案，年當量費用最小方案即為最佳輸氣方案。</p><p>　　2.5.1輸氣管道末段</p><p><b>　　天然氣調峰：&

56、lt;/b></p><p>　　城市的用氣量隨時間而變化，而氣源供氣量一般變化不大，尤其是長距離輸氣管，為求得最高的效率和最好的經(jīng)濟效益，總希望在某一最佳輸量下工作。這樣，供氣和用氣經(jīng)常發(fā)生不平衡，時而供大于需，時而又轉為需大于供。為了保證按用戶要求供氣，必須解決供氣與用氣的不平衡問題。輸氣系統(tǒng)必須具備一定的調峰能力。</p><p>　　長距離輸氣管線中，末段可用作調峰儲氣。為滿

57、足調峰儲氣要求，對末端作特殊處理，可采用方法為增大管徑或提高末段起點壓力。</p><p>　　2.5.2 輸氣管線相鄰壓氣站站間距的確定</p><p>　　方案工藝參數(shù)確定后，對各中間壓氣站（除首站和末站），保持離心壓縮機出口壓力為設計壓力，通過設計的壓氣站壓比確定壓氣站離心壓縮機的進口壓力。利用軟件計算出的物性參數(shù)，計算某一管段的相關參數(shù)，，和q，然后利用地形起伏地區(qū)輸氣管壓氣站布站

58、方法求出相鄰壓氣站的站間距。</p><p>　　地形起伏地區(qū)輸氣管壓氣站布站方法：</p><p>　　1）在計算壓氣站站間距時，原則上應先求出輸氣管末段的長度lk（即最后一個壓氣站至終點的距離）。</p><p>　　輸氣管末段通常兼作調節(jié)晝夜用氣不均衡性的儲氣容器，而末段終點壓力又比其前面各站間管段的終點壓力低得多，因此末段的長度比其它各站間管段要長得多。&l

59、t;/p><p>　　末段的計算與其前面各段的區(qū)別是：在計算中既要考慮輸氣能力，又要考慮儲氣能力。</p><p>　　在初步計算中，可暫不考慮儲氣，末段長度按水平輸氣管的基本計算公式進行計算，</p><p>　　但公式中的計算段終點壓力應以城市配氣管網(wǎng)的最低允許壓力代之。</p><p>　　2）從輸氣管起點開始，按地形起伏地區(qū)輸氣管流量基本

60、公式進行計算，確定相鄰兩個壓氣站之間的站間距。</p><p>　　《輸氣管道工程設計規(guī)范》中地形起伏地區(qū)輸氣管的流量基本公式：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　及——計算段起點和終點壓力（Mpa）；</p>

61、<p><b>　　d——管道內徑；</b></p><p>　　λ——水力摩阻系數(shù)；</p><p>　　Z——氣體壓縮因子；</p><p>　　Δ——氣體相對密度；</p><p>　　T——氣體溫度（K）；</p><p>　　Δh——計算段起點和終點間高差（m）；</

62、p><p><b>　　——系數(shù)（），；</b></p><p>　　——空氣的氣體常數(shù)，在標準狀態(tài)下=287.1m²/（s²·K）；</p><p>　　n——輸氣管道計算管段內按沿線高差變化所劃分的計算段數(shù)；</p><p>　　——各劃分管段終點和起點的標高（m）；</p>

63、<p>　　——各劃分段長度（km）；</p><p><b>　　C——計算常數(shù)，。</b></p><p>　　式中，分子中一項表示輸氣管終點與起點的高差對流量的影響；分母內一項，表示輸氣管沿線地形（沿線中間點的高程）對流量的影響。</p><p>　　因尚未確定2#壓氣站的位置，故不知道第一站間距終點與起點的高差，可用試算法進行

64、求解：先按水平輸氣管算出l水平作參考，然后通過軟件配置高程參數(shù)后進行模擬，找到設計壓氣站進口壓力一點所處的位置，就可以確定一個站間距，以此類推，確定以后各站的站間距。</p><p>　　2.5.3站場布置及調整</p><p>　　確定末段長度后，由管道起點由前往后依次布置壓氣站，考慮壓氣站與分氣點是否能夠合并來調整站址，并核算壓氣站壓縮機組的壓比是否在合理的范圍內，即保持中間壓氣站出口

65、壓力為設計壓力，核算調整站間距后各站壓比，壓比在1.1～1.6范圍內認為合理，調整后的布站方案初步可行。</p><p>　　2.6 輸氣方案的確定</p><p>　　以方案的建設投資費用和以后維護管理費用的大小確定最佳輸氣方案。</p><p>　　2.6.1管道及各站場投資</p><p>　　管道投資主要是管道鋼材費用。本設計中管道鋼

66、材類型為X80鋼，通過計算管道鋼材耗量，然后乘以管道鋼材價格（X80鋼：9000元/噸）就可以得到管道投資費用。</p><p>　　站場投資費用主要是站內設備投資費用。本設計中站場投資主要是計算壓縮機組的投資費用。通過壓縮機組選型，然后查壓縮機組價格，就可以確定站場投資費用。</p><p>　　2.6.2 燃料氣費用</p><p>　　本設計中壓氣站使用的離心

67、壓縮機全部由燃氣輪機驅動。對于燃料氣費用的計算，首先應根據(jù)輸氣能力和壓比等參數(shù)進行燃氣輪機的選型，在確定壓縮機組型號后計算出各壓氣站的燃料氣年耗量。</p><p>　　本設計中，分別計算不同方案首站、中間壓氣站和最后一個壓氣站的燃料氣耗量，然后再乘以天然氣價格（1.5元/m3），得到燃料氣費用。</p><p>　　2.6.3 其他費用</p><p>　　(1)

68、 各站場人員編制</p><p>　　首站：30人；中間壓氣站：25人；末站（城市配氣站）：30人；分輸站：10人。</p><p>　　本設計中，分別計算不同方案各站場人員編制，然后再乘以人員工資，得到人工費用。</p><p><b>　　(2) 施工費用</b></p><p>　　施工費用主要是管道敷設費用。&l

69、t;/p><p><b>　　(3) 內涂層費用</b></p><p>　　如果管道設置內涂層，那內涂層費用就是不可或缺的一部分。</p><p>　　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。</p><p><b>　　(4)經(jīng)營費用</b></p>

70、<p>　　輸氣管道建設工程年經(jīng)營費用是輸氣管道工程建成投產(chǎn)后維持其正常生產(chǎn)所必須花費的費用。</p><p>　　年經(jīng)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。</p><p>　　2.6.4 方案經(jīng)濟比較分析</p><p>　　輸氣管道設計方案經(jīng)濟分析方法有很多種，包括方案比較法、數(shù)學分析法、動態(tài)規(guī)劃法、灰

71、色關聯(lián)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(tǒng)中選擇優(yōu)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(tǒng)的方法。但其靈活性和適應性極強,故應用非常廣泛。</p><p>　　本設計采用方案比較法對各種輸氣方案進行經(jīng)濟比較分析，確定最佳輸氣方案。</p><p>　　輸氣管道年當量費用：</p><p>　　從技術經(jīng)濟觀點來看,任何建設輸

72、氣管道的工程方案,均可用基建投資費用和運行費用來評價.輸氣管道工程的經(jīng)濟性目標是指其由基建投資費用及運行管理費用構成的綜合經(jīng)濟指標,常采用年當量費用來表示:</p><p>　　式中，S為年當量費用（萬元/年）；E為額定的投資回收系數(shù)或投資效率系數(shù)（a-1）；J為工程基建投資（萬元）；C為年經(jīng)營費用（萬元/年）。</p><p>　　額定的投資回收系數(shù)：</p><p&

73、gt;　　由國家根據(jù)行業(yè)特點制定,其意義為國家認為投資該行業(yè)應該有的收益，一般由行業(yè)平均利潤決定。</p><p>　　式中，i為基本投資收益率，i＜1；t為投資回收期（年）。</p><p><b>　　工程基建投資：</b></p><p>　　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</p><p

74、><b>　　年經(jīng)營費用：</b></p><p>　　年經(jīng)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</p><p>　　通過年當量費用的比較，就可以確定最佳輸氣方案。</p><p>　　第3章管路布站方案計算書</p><p>　　3.1管路工藝設計結果</p>&

75、lt;p>　　(1) 本輸氣管道設計項目是**天然氣管道工程，管道全長3441km，設計輸量每年200億立方米。</p><p>　　(2) 設計方案為：設計壓力10MPa，壓比1.3，管徑1219mm，有內涂層，管線末段長度為377km，全線管材采用X80鋼。</p><p>　?。?）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

76、站合并，減少了單獨建站費用。</p><p>　　（4）第一段每一站的分離器總數(shù)為8臺，第二段每一站的分離器總數(shù)為6臺，第三段每一站的分離器總數(shù)為9臺，其他參數(shù)參考規(guī)范進行選擇，流量控制可以通過開啟分離的個數(shù)來實現(xiàn)。</p><p>　　（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NK-36PT，第二段即No12站燃氣輪機型號為DR6

77、1P，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”。</p><p><b>　　3.2設計思路</b></p><p>　　3.3 基本物性計算</p><p>　　(1) 天然氣組成原始數(shù)據(jù)如表</p><p><b>　　表3-1天然氣組成<

78、;/b></p><p>　　(2) 天然氣物性參數(shù)計算</p><p>　　根據(jù)天然氣組成及物性計算公式，可以計算出天然氣物性參數(shù)，計算結果見表3-2.</p><p>　　表3-2 天然氣物性參數(shù)</p><p><b>　　由上表計算可得：</b></p><p>　　空氣的相對分子質

79、量=28.966g/mol；</p><p>　　天然氣的平均分子量=16.439g/mol；</p><p>　　天然氣相對密度=0.567；</p><p>　　燃氣低熱值kJ/Nm3。</p><p><b>　　3.4 線路的選取</b></p><p>　　本次設計線路為新疆霍爾果斯到北

80、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(jīng)過新疆、甘肅、寧夏、內蒙古、山西、河北等省市自治區(qū)。</p><p>　　3.4.1 線路的選擇要求</p><p>　?。?）線路走向應根據(jù)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(jīng)多方案對比后確定。</p><p>　　（2）管線敷設地區(qū)的選擇應符合我國現(xiàn)行的有關規(guī)定，線

81、路走向應盡量避開城市規(guī)劃區(qū)、文物古跡、風景名勝、自然保護區(qū)等。</p><p>　　（3）線路宜避開多年經(jīng)濟作物區(qū)域和重要的農田基本設施。</p><p>　　（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。</p><p>　?。?）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

82、部走向應根據(jù)大、中型穿（跨）越工程和壓氣站的位置進行調整。</p><p>　?。?）線路應盡可能的利用現(xiàn)有的公路，方便施工和管理。同時應盡可能利用現(xiàn)有的國家電網(wǎng)供電，以降低工程費用。</p><p>　?。?）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(zhèn)和工礦企業(yè)用戶。</p><p>　　3.4.2 沿線自然條件</p><p

83、>　　管道沿線存在大型穿越江河工程，其中西江隧道穿越總長度為2446.7m，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。</p><p>　　3.4.3 沿線地理等級劃分</p><p>　　按照《輸氣管道工程設計規(guī)范》GB50251[4]的規(guī)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(shù)的若干地段，按規(guī)定地段內的戶數(shù)劃分為四

84、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。</p><p>　　1）一級地區(qū)：戶數(shù)在15戶或以下的區(qū)段；</p><p>　　2）二級地區(qū)：戶數(shù)在15戶以上、100戶以下的區(qū)段；</p><p>　　3）三級地區(qū)：戶數(shù)在100戶或以上的區(qū)段，包括市郊居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)、發(fā)展區(qū)以及不夠四級地區(qū)條件的人口稠密度；<

85、/p><p>　　4）四級地區(qū)：系指四層及四層以上樓房（不計地下室層數(shù)）普遍集中、交通頻繁、地下設施多的區(qū)段。</p><p>　　表3-3 強度設計系數(shù)</p><p>　　3.4.4 利用GoogleEarth選取線路</p><p>　　根據(jù)以上的線路選取要求利用GoogleEarth選取線路如下圖。</p><p>

86、;　　圖3-1 輸氣管線線路圖</p><p><b>　　沿線的高程圖如下：</b></p><p>　　圖3-2 沿線高程圖</p><p>　　(3)沿線高程與距離對應如下表：</p><p>　　圖3-3 軟件模擬取點圖</p><p>　　表3-3 高程與距離對應表</p>

87、<p><b>　　續(xù)表3-3</b></p><p>　　3.5RealPipe的學習</p><p>　　3.5.1RealPipe軟件簡介</p><p>　　RealPipe管道仿真軟件提供了一個圖形化的集成環(huán)境用來完成氣體和液體管網(wǎng)的建模，并對模型進行水力、熱力瞬態(tài)分析。</p><p>　　Rea

88、lPipe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(wǎng)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(tài)方程建立映射，形成一個復雜的數(shù)值系統(tǒng)，然后通過仿真計算引擎進行動態(tài)求解。在仿真運行時，RealPipe會隨著時間的變化計算管網(wǎng)內在數(shù)值空間上的壓力、流</p><p>　　圖3-4Rea

89、lPipe軟件產(chǎn)品結構</p><p>　　量、溫度、密度、流速和其它變量，并通過設備圖形、動態(tài)曲線、動態(tài)報表等方式來展示這些物理量的分布和變化細節(jié)。</p><p>　　在模型建立后，用戶需要對模型的全局參數(shù)和元件參數(shù)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(wǎng)系統(tǒng)進行動態(tài)設置，對設備進行操作、對輸出結果的形式進行配置。Rea

90、lPipe可以為氣體和液體管網(wǎng)進行動態(tài)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(tài)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。3.5.2RealPipe軟件產(chǎn)品結構</p><p>　　RealPipe管道仿真平臺</p><p>　　基于油氣管道運行仿真業(yè)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(yōu)化的基礎平臺，主要有管道

91、建模、設備仿真、操作培訓、運行控制腳本、仿真結果監(jiān)視等功能。</p><p>　　RealPipe應用工程</p><p>　　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(yōu)化系列軟件產(chǎn)品，也可以根據(jù)用戶的需求，實現(xiàn)快速定制軟件產(chǎn)品，為管道運行提供最快捷的技術服務。 </p><p>　　RealPipe-Gas

92、 天然氣管道仿真軟件</p><p>　　RealPipe-Gas Optimizer 天然氣管道運行優(yōu)化軟件 </p><p>　　RealPipe-Product 成品油管道仿真軟件 </p><p>　　RealPipe-Crude 原油管道仿真軟件</p><p>　　3.5.3 RealPipe業(yè)務流程<

93、;/p><p>　　圖3-5 管道仿真業(yè)務流程圖</p><p>　　3.5.4管道仿真業(yè)務流程</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)建模 </b></p><p>　　系統(tǒng)建模是仿真業(yè)務流程的基礎。系統(tǒng)建模主要以圖形化的方式完成管道系統(tǒng)輸送工藝系統(tǒng)的物理建模，并完成元件參數(shù)的配置。 </p><p&g

94、t;<b>　?。?）模型驗證 </b></p><p>　　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。 </p><p>　?。?）仿真運行控制設置 </p><p>　　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。 </p&

95、gt;<p><b>　　仿真運行 </b></p><p>　　在仿真運行中主要進行以下幾方面工作： </p><p>　　1) 對管道系統(tǒng)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。 <

96、/p><p>　　2) 分析外界環(huán)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。 </p><p>　　3) 在仿真運行過程中，對仿真運行的狀態(tài)、管道輸送工藝過程進行控制。</p><p>　?。?）仿真結果分析 </p><p>　　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

97、數(shù)據(jù)更新，繪制參數(shù)曲線和生成系統(tǒng)參數(shù)報表。</p><p>　　3.5.5 管網(wǎng)運行優(yōu)化</p><p>　　圖3-6 管網(wǎng)優(yōu)化業(yè)務流程圖</p><p>　　3.5.6RealPipe主要功能</p><p>　　RealPipe-Gas</p><p>　?。?）分析管道啟停過程 </p><p

98、>　　（2）分析管道運行穩(wěn)定性 </p><p>　?。?）管網(wǎng)瞬態(tài)仿真 </p><p>　　（4）壓縮機運行仿真</p><p>　?。?）天然氣管道設計與校核計算 </p><p>　?。?）天然氣管道投產(chǎn)計算</p><p>　　（7）天然氣管道系統(tǒng)最大儲氣量與存活時間 </p><p

99、>　?。?）天然氣管道清管仿真</p><p>　　RealPipe-Gas Optimizer</p><p>　?。?）穩(wěn)態(tài)輸氣量最大運行優(yōu)化</p><p>　?。?）穩(wěn)態(tài)運行能耗最低優(yōu)化 </p><p>　?。?）穩(wěn)態(tài)運行收益最大優(yōu)化 </p><p>　?。?）穩(wěn)態(tài)多目標決策優(yōu)化 </p>

100、<p><b>　?。?）壓縮機組優(yōu)化</b></p><p><b>　　3.6站場位置確定</b></p><p>　　取設計壓力：8Mpa，10MPa，12Mpa；取管徑（外徑）：D=1016mm，D=1219mm，D=1420mm；取壓比：?=1.3，?=1.4，?=1.5；管道材料為X80鋼，共組合成18種方案，從中選取9

101、種方案進行工藝計算。</p><p>　　九種設計方案見表3-1。</p><p>　　表3-1 九種設計方案</p><p>　　利用RealPipe軟件，根據(jù)壓力等級、管徑、壓比、內涂等原始參數(shù)模擬管線工況，確定各個站場的位置</p><p>　　設計初選三個設計壓力PH：10.0MPa、12.0MPa、8.5MPa；三個壓比ε：1.3、

102、1.4、1.5；三個管徑DH：1016mm、1220mm、1420mm；有無內防腐層Κ：0.005mm、0.05mm；設定管材的鋼種等級為X80，最小屈服強度σs=552MPa；利用RealPipe軟件進行模擬布置出9種方案。并以其中最優(yōu)方案進行計算如下：</p><p>　　設計壓力10MPa，壓比1.3，管徑1220mm，有內涂層k=0.005mm</p><p><b>　

103、　計算如下：</b></p><p>　　3.6.1基本數(shù)據(jù)確定</p><p>　?。?）計算輸氣管評估性通過能力、、：</p><p>　　第一段：=57.14，106m3/d</p><p>　　第二段：=42.85，106m3/d</p><p>　　第三段：=65.71，106m3/d</p

104、><p>　?。?）計算鋼管的壁厚δ：</p><p>　　預設管徑1219mm,設計壓力12Mpa,壓比1.2，壓縮機入口壓力10Mpa,鋼材等級X70，最小屈服強度s=482Mpa。</p><p>　　由《輸氣管道工程設計規(guī)范》中，直管段壁厚設計式：</p><p><b>　　式中：</b></p>&

105、lt;p>　　——鋼管計算壁厚,mm；</p><p>　　P——設計壓力,Mpa；</p><p>　　D——管道外徑,m；</p><p>　　——鋼管的最小屈服強度,Mpa；</p><p><b>　　F——設計系數(shù)；</b></p><p>　　——焊縫系數(shù)，取1.0；</p

106、><p>　　t——管道的溫度折減系數(shù)，取1.0。</p><p>　　（3）確定輸氣管內徑DB：</p><p>　?。?）根據(jù)設計壓力PH=10MPa（即壓縮機出口壓力）和壓比1.3，計算壓縮機入口壓力PB：</p><p>　?。?）計算水力摩阻系數(shù)λ：</p><p>　　由潘漢德爾公式（B式）：</p>

107、;<p>　　知需要先計算出雷諾數(shù)，才能算出水力摩阻系數(shù)。長輸氣管道的雷諾數(shù)是輸油管道的10-100倍，一般在水力平方區(qū)，不滿負荷時在混合摩擦區(qū)。此時按在水力摩擦區(qū)計算。</p><p><b>　　由于，故：</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　——天然氣對空氣的相對密度

108、；</p><p>　　——為空氣的密度，kg/m3，標況下取1.206 kg/m3；</p><p>　　Q——為工程標準狀況下的輸氣管流量，m3/s；</p><p>　　D——輸氣管道的內徑，m；</p><p>　　——為氣體的動力粘度，N?s/m2</p><p>　　3.6.2運用軟件進行模擬</p&

109、gt;<p>　　由以上數(shù)據(jù)進行模擬，下面列舉一段工況：</p><p>　?。?）天然氣原始數(shù)據(jù)設置</p><p>　　圖3-7天然氣原始數(shù)據(jù)設置圖</p><p>　　(2) 天然氣物性參數(shù)計算</p><p>　　圖3-8天然氣物性參數(shù)計算圖</p><p><b>　　（3）模擬參數(shù)設

110、置</b></p><p>　　圖3-9模擬參數(shù)設置圖</p><p>　　(4)運行模擬，查看壓力流量曲線圖。</p><p>　　圖3-10 壓降曲線圖</p><p>　　由圖4-5可以看到，當前工況下在距離首站100km時，壓力降至8.09MPa，所以可往后推點。</p><p><b>

111、　　調整之后得到下圖：</b></p><p>　　圖3-11 調整之后的壓降圖</p><p>　　可以看到此時壓力將為7.71Mpa，為設計的壓縮機進口壓力，則首站與第一個壓氣站的距離則為224km。其余的以此類推。</p><p>　　圖3-10高程分布圖</p><p>　　計壓力PH=10Pa（即壓縮機出口壓力）和壓比1

112、.3計算壓縮機入口壓力PB：</p><p>　　有壓縮機的入口壓力以及壓力—高程分布圖可求得壓氣站的位置，求出各個壓氣站位置如下表：</p><p>　　表3-3 壓氣站分布圖</p><p>　　全線共14個壓氣站，其中第一段11個壓氣站，第二段1個壓氣站，第三段2個壓氣站。</p><p>　　第4章輸氣管道工藝計算書</p>

113、;<p><b>　　4.1 水力計算</b></p><p>　　計算一個壓氣站所需要的總功率（單站計算功率）：</p><p>　　天然氣組分計算天然氣的平均分子量μ</p><p><b>　　計算氣體常數(shù)R</b></p><p>　　把全站的通過能力換算成質量流量G</

114、p><p>　　計算壓縮機入口條件下天然氣壓縮性系數(shù)（）：</p><p>　　計算多變能頭H（取k=1.5）：</p><p>　　計算各段一個壓氣站所需的總功率（單站計算功率）（取多變效率η=0.8）：</p><p>　　R——氣體常數(shù)，kJ/(kg·s)；</p><p>　　H——多變能量頭（即壓縮每千

115、克氣體所消耗的功），kg·m/kg；</p><p><b>　　Z——壓縮因子；</b></p><p>　　k——比熱比，取1.5；</p><p><b>　　——壓比；</b></p><p>　　G——質量流量，kg/s；</p><p>　　——多變效率