天然氣管道輸送技術

天然氣管道輸送技術第1頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.1天然氣物理化學性質

3.1.1.天然氣的組成

第2頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.1.2天然氣物性參數(shù)

（1）天然氣相對分子質量（2）天然氣的密度第3頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術

（3）天然氣虛擬臨界參數(shù)與對比參數(shù)第4頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術（4）天然氣黏度第5頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3）由密度和對比狀態(tài)參數(shù)計算天然氣密度。4）查圖法計算天然氣密度。第6頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.1.3天然氣的熱力學參數(shù)（1）比熱容第7頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術

天然氣是混合氣體，其比定壓熱容可根據(jù)各組分氣體的比定壓熱容由下式計算：

第8頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術（2）絕熱指數(shù)

k=cp/cv（3）焦耳-湯姆遜效應

氣體在絕熱節(jié)流過程中發(fā)生的溫度變化，可用焦耳-湯姆遜系數(shù)來衡量。（4）導熱系數(shù)（5）天然氣的燃燒熱值（6）天然氣的爆炸性

第9頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.1.4天然氣PVT關系（1）理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT（2）實際氣體狀態(tài)方程第10頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術第11頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術第12頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術（3）對比態(tài)原理實際氣體PV=ZRT

密度：（4）壓縮系數(shù)的計算圖解法；計算公式法。

第13頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術2.1.5天然氣濕度和露點第14頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.2天然氣管輸基礎

3.2.1天然氣長輸管道系統(tǒng)的組成

天然氣長輸管道系統(tǒng)的總流程見圖3-11（P111），一般包括輸氣干管、首站、壓氣站、中間氣體分輸站、干線截斷閥室、中間氣體接受站、清管站、末站（或稱城市門站）及輔助系統(tǒng)（通信系統(tǒng)和儀表自動化系統(tǒng)）等。

第15頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.2.2.管輸天然氣氣質要求

（1）我國《天然氣》（GB17820-1999）中規(guī)定的天然氣的技術指標，見教材P112表3-6；（2）我國石油天然氣行業(yè)標準《天然氣管道運行規(guī)范》（SY/T5922-2003）規(guī)定的管輸天然氣氣體指標，見教材P113表3-7。第16頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.2.3.氣體在管道中流動的基本方程

第17頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術第18頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術第19頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.3輸氣管道的水力特性3.3.1.穩(wěn)定流動的氣體管流基本方程

管道的壓降由三部分組成：消耗于摩阻的壓降、氣體上升克服高程的壓降和流速增大引起的壓降。

第20頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.3.2.輸氣管的基本公式

（1）水平輸氣管的基本公式第21頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術第22頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術第23頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術第24頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術（2）地形起伏地區(qū)輸氣管的流量基本公式第25頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.3.3.常用水力摩阻系數(shù)及輸氣管道流量計算公式

（1）常用水力摩阻系數(shù)

第26頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術（2）常用輸氣管道流量計算公式第27頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.3.4.輸氣管道參數(shù)對流量的影響

（1）管徑D的影響（2）長度L的影響第28頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術（3）溫度T的影響（4）起終點壓力的影響第29頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.3.5.輸氣管道壓力分布和平均壓力（1）輸氣管道壓力分布

第30頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術（2）輸氣管道平均壓力第31頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.4輸氣管的熱力特性3.4.1.輸氣管道的溫度分布

第32頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.4.2.輸氣管平均溫度

第33頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.4.3.管道總傳熱系數(shù)第34頁/共52頁第35頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.5壓縮機站與輸氣管道的聯(lián)合工作

3.5.1.輸氣管道的工作特性

輸氣管道的工作特性是管道壓力降與流量之間的關系。

第36頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.5.2.壓縮機站的工作特性

（1）壓縮機的工作特性

第37頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術離心式壓縮機定轉速下的特性方程：往復式壓縮機的特性方程：第38頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術（2）離心式壓縮機站的工作特性離心式壓縮機串聯(lián)特性：第39頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術離心式壓縮機并聯(lián)特性：若兩臺并聯(lián)機組相同時：

第40頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.5.3.壓縮機站與管路的聯(lián)合工作

一個壓縮機站與管路的聯(lián)合工作點：壓縮機站與串聯(lián)管路工作點第41頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術多個壓縮機站與管路聯(lián)合工作：第42頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術壓縮機站-輸氣管道系統(tǒng)的流量：第43頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術第44頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術分析以上各式得到：第45頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術3.5.4.輸氣管道末段

（1）末段工況特點

第46頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術（2）末段儲氣能力第47頁/共52頁第三章天然氣管道輸送技術（3）輸氣管道