管道輸送工藝課程設計報告(氣)40

1、 重慶科技學院課程設計任務書設計題目：某輸氣管道工藝設計學生姓名課程名稱管道輸送工藝課程設計專業(yè)班級地 點起止時間17-18周設計內容及要求擬建一條輸氣管全長2000公里，全線起伏不大，年輸氣量為23.5億標方。對管線進行工藝設計，布置全線壓氣站，及各站的工藝參數(shù)，并決定末段最大儲氣能力。設計要求：（1）求平均直徑D；（2）檢驗假設末端的直徑d和長度L；（3）求末段最大儲氣能力； （4）壓氣站的布置；（5）各站的工藝參數(shù)（6） 繪制首站流程圖（2#）1張。設計參數(shù)壓縮機采用燃輪機離心式子壓縮機組，特性系數(shù)A=4.53，B=9.479×109，采用末段儲氣，末段管道壓力為終點配氣站的最

2、低壓力2.5MPa。管材的最高工作壓力7.6MPa，其它參數(shù)如下：首站進站壓力為5.2MPa；天然氣相對密度=0.58；平均壓縮系數(shù)Z=0.905；平均溫度t=42；管道的水力摩阻系數(shù)=0.0115。進度要求17周：周一上午9:00-12:00：發(fā)任務書，講解任務書內容和設計要求，然后學生查找相關設計手冊，查資料，開始做課程設計；下午：14:00-5:00 答疑，指導；周二周四上午9:00-12:00：個別指導；下午：14:00-5:00 集中答疑、指導；周五上午9:00-12:00：個別輔導；下午：14:00-5:00 檢查本周設計內容，對未完成要求任務的提出警告。18周：周一周三上午9:0

3、0-12:00：個別指導；下午：14:00-5:00 集中答疑、指導；周四上午9:00-12:00：學生交設計初稿，進行檢查，對存在的問題要求學生改進；下午：14:00-5:00 集中答疑、指導，修改設計報告及流程圖；周五上午9:00-12:00：個別指導，修改修改設計報告及流程圖；下午：14:00-5:00 交設計報告及流程圖參考資料輸油管道設計與管理，楊筱蘅主編，石油大學出版社；油氣管道輸送技術，張其敏主編，中國石化出版社；泵與壓縮機，錢錫俊主編，石油大學出版社；油氣儲運概論，張勁軍主編，石油大學出版社；油氣管道工程概論，中國管道公司主編，中國石油工業(yè)出版社；油氣地面工程設計手冊第四冊，石

4、油工業(yè)出版社；石油專用管，石油工業(yè)出版社等。其它正式提交的文檔必須嚴格按學校的格式來寫，不能有計算錯誤；不能有錯別字。說明.本表應在每次實施前一周由負責教師填寫二份，院系審批后交院系辦備案，一份由負責教師留用。.若填寫內容較多可另紙附后。3.一題多名學生共用的，在設計內容、參數(shù)、要求等方面應有所區(qū)別。系主任： 指導教師： 年 月 日目錄1設計總則1 1.1設計依據1 1.2設計原則12工程概況23輸氣管道工藝計算3 3.1平均直徑D的計算33.1.1輸氣管道平均內徑33.1.2管道壁厚的計算33.2檢驗假設末端的直徑d和長度L43.3末段最大儲氣能力54壓氣站的布置74.1壓縮機站數(shù)的確定74

5、.2計算各站起終點壓力74.3各壓氣站的工藝參數(shù)85結論9參考文獻101 設計總則 1.1設計依據本次設計根據課程設計任務書提供的參數(shù)，參照油氣管道輸送技術教材，油氣管道工程設計規(guī)范GB50251-94以及石油地面工程設計手冊進行設計計算。為在輸氣管道工程設計中貫徹國家的有關法規(guī)和方針政策，統(tǒng)一技術要求，做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量，制訂本規(guī)范。1.2設計原則輸氣管道工程設計應遵照下列原則：保護環(huán)境、節(jié)約能源、節(jié)約土地，處理好與鐵路、公路、河流等的相互關系；采用先進技術，努力吸收國內外新的科技成果；優(yōu)化設計方案，確定經濟合理的輸氣工藝及最佳的工藝參數(shù)。12工程概況擬建一條輸氣管全

6、線2000公里，全線起伏不大，年輸氣量為23.5億標方。壓縮機采用燃輪機離心式子壓縮機組，特性系數(shù)A=4.53，B=9.479×109，采用末段儲氣，末段管道壓力為終點配氣站的最低壓力2.5MPa。管材的最高工作壓力7.6MPa，其他參數(shù)如下：首站進站壓力為5.2MPa；天然氣相對密度=0.58；平均壓縮系數(shù)Z=0.905；平均溫度t=42；管道的水力摩阻系數(shù)=0.0115.23 輸氣管道工藝計算3.1平均直徑D的計算3.1.1 輸氣管道平均內徑在沿管線地形起伏的高差h200m時的管線輸氣量按下列基本公式計算： (3-1)式中 氣體的流量，m3/d（按工程標準狀況P0=0.01013

7、25MPa,T=293K）； PH輸氣管道計算段的起點壓力（絕）（MPa）；PK輸氣管道計算段的終點壓力（絕）（Mpa）； d輸氣管道內徑,mm 水力摩阻系數(shù)； Z氣體的壓縮因子； 氣體的相對密度； T氣體的平均溫度,K； L輸氣管道計算段的長度，km。（計算長度應為輸氣管實長和局部摩阻損失當量長度之和。在無實測資料時，平原丘陵地區(qū)取管道長度的1.031.05；山區(qū)管道取1.061.08作為計算長度。）538.02由公式3-1可導出管徑的計算公式： (3-2)帶入數(shù)據后： 3.1.2管道壁厚的計算進氣管道壁厚公式： (3-3)式中 管線壁厚，mm 焊縫系數(shù)，無縫鋼管：=1；直縫鋼管和螺旋焊縫鋼

8、管：=1;螺旋埋弧焊鋼管：=0.9；（此處選=1） s鋼材屈服極限，MPa；查表2.13P管線的設計工作壓力，MPa D管線外徑，mm F設計系數(shù)；（此處為輸氣管道野外地區(qū)，取0.6）表2.1 常見鋼管材質屈服極限鋼管材質優(yōu)質碳素鋼碳素鋼A3F低合金鋼16MnAPIS-5L1020X52X60X65X70，MPa205245235353358413448482根據公式3-3，選擇X70號鋼，可計算出壁厚：綜上選擇管徑813×11mm的管道。3.2 檢驗假設末端的直徑d和長度L按公式3-4計算所需管徑： (3-4)式中 Vsmax取最大儲氣量為日輸量的40%，m3/d； qv氣體的流量

9、，m3/s； P1,P2分別為最高壓力和最低壓力,Pa； P0工程標標狀況下的壓力, P0=101325Pa； 取0.03848水力摩阻系數(shù)； Z氣體的壓縮因子；氣體的相對密度； T氣體的平均溫度，K；T0工程標標狀況下的溫度，T0=293K。代入數(shù)值后可以得出： 4 根據公式3-3可以計算出末段管道壁厚：所需末段長度按公式3-5計算： (3-5)式中 d管線內徑，mm取0.03848水力摩阻系數(shù)； Z氣體的壓縮因子；氣體的相對密度； T氣體的平均溫度，K；P1,P2分別為最高壓力和最低壓力,Pa；氣體的流量，m3/s；末段儲氣管道長度，km。故由公式可得： 根據以上計算結果取末段長度為360

10、km并設末段管徑為660×9mm3.3末段最大儲氣能力儲氣開始時，終點的最低壓力不低于配氣站要求的最低壓力： (3-6)儲氣結束時，起點的最高壓力不超過管材的最高壓力： (3-7)5平均壓力按公式3-6計算： (3-8)代入數(shù)值后：末段輸氣管的儲氣能力按公式3-9： (3-9)式中 儲氣開始時末段管道中的存氣量，m3； 儲氣結束時末段管道中的存氣量，m3； V末段管道的幾何體積，m3；Z氣體的壓縮因子；代入數(shù)據后：假定的末段儲氣能力為日輸量的40%，由于：故末段管道的最大儲氣能力，能夠滿足要求，末段管徑取660×9mm，長度取360km合理。64 壓氣站的布置4.1 壓縮機

11、站數(shù)的確定平均站間距： (4-1)壓縮機站數(shù)： (4-2)式中 n壓縮機站數(shù)，計算結果向上取整；L輸氣管道長度，km末段儲氣管道長度，km：l平均站間距，kmPQ,PZ分別為管道起點壓力和終點壓力,Pa代入數(shù)值后： 平均站間距取830km>190km，符合輸氣管道工程設計規(guī)范中對站間距的要求，壓氣站站數(shù)取3。4.2 計算各站起終點壓力根據設計規(guī)范規(guī)定當采用離心式壓縮機增壓輸送時，站壓比宜為1.21.5。假定壓比為=1.4 故壓比設計不合理假定壓比為=1.35 7 經校核計算表明，進出站壓力均不高于管材的最高工作壓力7.6MPa，末段管道壓力高于終點配氣站的最低壓力2.5MPa，故壓比設定

12、合理4.3各壓氣站的工藝參數(shù)從管道的起點開始，根據設定的壓氣站出氣壓力、壓比及管段水力計算的結果確定壓氣站數(shù)目，沿管道線路布置壓氣站首站：進站壓力5.2MPa，出站壓力7.02MPa，壓比1.35；二站：進站壓力5.338 MPa，出站壓力7.206MPa，壓比1.35；三站：進站壓力5.58 MPa，出站壓力7.53MPa，壓比1.35。85 結論通過對長輸管線任務書的分析，選擇出滿足年輸量為23.5億標方的輸氣管道平均直徑為813×11mm。假定末段儲氣能力為日輸量的40%，可求得末段管道管徑660×9mm，長度為360Km。再根據末段管徑分別計算儲氣開始和儲氣結束時的平均壓力，計算出末段最大儲氣能力為2.85×106m3，并比較其與假定儲氣能力的大小來驗算所選末段管徑和長度是否合理。計算所得數(shù)據如下：表5.1 壓氣站工藝參數(shù)進站壓力，MPa出站壓力，MPa壓縮比管徑選擇，mm站間距，km首站5.27.021.35813×118