天然气输气管道毕业设计（word版）

1、 精编范文 天然气输气管道毕业设计温馨提示：本文是笔者精心整理编制而成，有很强的的实用性和参考性，下载完成后可以直接编辑，并根据自己的需求进行修改套用。天然气输气管道毕业设计 本文简介：天然气输气管道毕业设计目录1前言12设计概述22.1设计依据22.1.1设计原则22.1.2管道设计规范和要求22.2长输管道设计原始资料22.2.1天然气管道设计输量22.2.2天然气的组成22.2.3管线设计参数22.2.4管线设计要求及内容32.3工程概况33输气管道的工艺计算说明43.1天然天然气输气管道毕业设计 本文内容：天然气输气管道毕业设计目录1前言12设计概述22.1设计依据22.1.1设计原则

2、22.1.2管道设计规范和要求22.2长输管道设计原始资料22.2.1天然气管道设计输量22.2.2天然气的组成22.2.3管线设计参数22.2.4管线设计要求及内容32.3工程概况33输气管道的工艺计算说明43.1天然气的热物性计算43.1.1天然气的平均分子量、密度和相对密度43.1.2天然气压缩系数的计算43.1.3天然气的粘度53.1.4定压摩尔比热63.2管道水力计算64站场工艺84.1输气管道工程站场种类及名称84.1.1概述84.1.2输气站种类及功能84.2输气站的主要功能94.2.1分离94.2.2清管94.2.3调压计量94.3站址选择104.4站场工艺设备选型114.4.

3、1简述114.4.2分离器的设计114.4.3除液器设备设计及选择125线路工程145.1线路所处位置及沿线自然条件状况145.1.1线路选择的基本要求145.1.2沿线自然条件状况145.1.3沿线地区等级划分145.2管道材质及壁厚选择145.2.1材质选择145.2.2钢管壁厚的确定155.2.3管道的轴向应力及稳定性验算155.3管道敷设165.3.1管道的敷设方式165.3.2管道转角165.3.3线路辅助设施165.3.4线路走向175.3.5勘察要求175.3.6站址选择步骤175.3.7线路设计中采取的抗震措施175.4焊接与检验、清管与试压185.4.1焊接与检验185.4.

4、2清管和试压185.5阀门与法兰的选用195.5.1阀门的种类及选用195.5.2法兰的选用206输气管道工艺计算书216.1原始资料及基本物性计算216.1.1天然气输送流向和气量分配216.1.2天然气物性参数计算216.2输气管热力计算226.2.1管线工艺计算基本参数226.2.2定压摩尔比热的计算226.3末段管道的最优管径及最优长度的计算236.3.1最优管径的计算236.3.2末段管道内径的校核246.4计算除末段外的其余管段266.4.1管径的计算266.4.2压气站个数、站间距的确定276.4.3压缩系数的计算276.5管线应力的校核276.6一期方案的确定286.7旋风分离

5、器的设计计算286.7.1工作条件下的气体流量的计算286.7.2旋风分离器直径的计算296.7.3旋风分离器的验算296.7.4旋风分离器的工作范围的计算296.7.5旋风分离器的进口管径和出口管径的计算306.8安全阀的选择316.8.1操作条件316.8.2安全阀通道截面面积的计算326.9管道计算总思路图337自动控制和通讯347.1概述347.1.1说明347.1.2仪表及系统设备选型原则347.2SCADA系统347.3仪表检测、控制系统347.4流量计量系统358结论36参考文献37致谢381前言本工程的主要内容是天然气输气管道工程的初步设计。课题的提出是针对目前各种用户对清洁能

6、源的需求量的急剧升高的现状以及天然气工业的蓬勃发展的形式。现在天然气的供应量需求与日俱增, 而我国又存在着气源分布不均的情形, 作为天然气输送调节气源不均情况的主要手段, 长输管线的设计就尤为重要。通过长输管线的优化设计来提高管输天然气量以及提高其的经济性为解决现今的供气不足和供气费用昂贵的情况提供了好的方案。根据国家能源会议精神, 天然气的开发和利用是今后几十_大政方针。本设计以石油工业出版社出版的天然气管道输送和中国石油大学出版社出版的输气管道设计与管理为主要设计依据, 课题研究的目的在于通过对输气管道的初步设计, 得到最优的管输设计方案。初步设计是在工程项目确定后, 根据设计任务书的要求

7、, 结合实际条件所做的具体实施方案。它是安排建设项目和组织施工的主要依据。设计深度应满足投资包干、招标承包、材料与设备订货、土地征购和施工准备等要求, 并能据以编制施工图和总概算。2设计概述2.1设计依据2.1.1设计原则(1)严格执行行业的有关规范和标准, 并参照国际上有关的先进的标准和规范。(2)采用先进的技术, 努力吸收国内外的新的科技成果。(3)比较优化设计方案, 确定经济合理的输气工艺级最佳的工艺参数。(4)管道设计要确保能长期安全、均衡、平稳的进行天然气的输送。(5)适应线路的自然环境气候, 确保生产运行安全可靠, 能保护环境、防止污染、节约能源、节约土地, 处理好管线与铁路、公路

8、、河流等的相互关系。2.1.2管道设计规范和要求输气管道设计与管理（姚光镇主编, 石油大学出版社）油气集输（冯叔初主编, 石油大学出版社）天然气长输管道工程设计（中国石油天然气总公司主编, 石油大学出版社）输气管道工程设计规范（50251-94）油田油气集输设计技术手册（上下册）2.2长输管道设计原始资料2.2.1天然气管道设计输量管道首站起始于宁波市, 末站位于温州市, 管线全长300, 送至温州市的输气量一期为3.0, 二期为4.5。2.2.2天然气的组成表2-1天然气的组成组分体积分数（）91.464.742.590.570.540.010.092.2.3管线设计参数设计年输送天数：35

9、0天；首站来气压力：6.3Pa；管线最高工作压力：6.3Pa；进配气站最低压力：2.5Pa；年平均温度：13；压气站特性系数：A=6.1012,B=7.727。2.2.4管线设计要求及内容(1)设计要求：a输气管具有日输量20的调峰能力；b全线设计系数相同, 采用等强度设计。(2)设计内容：a天然气的热物性计算, 包括密度、粘度、压缩因子、比热等；b天然气管道的热力、水力计算；c压气站的布置, 包括末段管道的最优管径、最优长度、站间距、压气站的个数以及各压气站的进出站压力及温度；d管道壁厚、管材的确定；e线路工程设计；f站场工程设计, 包括主要设备的选型计算。2.3工程概况甬温输气管道起始于宁

10、波市, 末站位于温州市, 管线全长300千米, 为水平管线。全线拟建设四座压气站场：输气首站、两个中间清管站及输气末站。全线设置四座干线截断阀室, 使管线在事故情况下能紧急自动关闭, 易减少天然气损失和事故危害, 并供管道维修时放空使用。输气管道干线末段管段选用的管径为762, 壁厚为10.3, 其余管段管径为762, 采用等壁厚设计, 壁厚为9, 管材材质为X65,并采用符合GB9711-88标准的双面螺旋埋弧焊钢管。输气干线采用煤焦油磁漆涂层防腐, 同时采用强制电流保护为主, 牺牲阳极为辅的阴极保护法对干线进行防腐蚀控制。管线运行管理采用SCADA控制系统, 管线通讯系统主信道为光缆, 并

11、与输气管线同沟敷设, 管线辅助系统和公用设施尽力依托现有设施, 管线设置维修队、抢修队各一个。3输气管道的工艺计算说明3.1天然气的热物性计算3.1.1天然气的平均分子量、密度和相对密度(1)平均分子量(3-1)式中平均分子量, kg/(kmol)；第i组分的分子量, kg/(kmol)；第i组分的摩尔组成。(2)平均密度及相对密度a平均密度(3-2)式中平均密度；第i组分的密度；第i组分的摩尔质量。b相对密度(3-3)式中相对密度；平均密度；空气密度。3.1.2天然气压缩系数的计算(1)视临界压力和视临界温度(3-4)(3-5)式中、分别为第i组分的临界压力和临界温度；第i组分的摩尔质量。(

12、2)对比压力和对比温度(3-6)(3-7)式中P平均压力；T平均温度。(3)平均压力根据式：(3-8)式中终点压力；起点压力；代入已知数据可以得到：根据式：(3-9)得到：=6.08(4)压缩系数Z利用高帕尔的相关方程式的通式：(3-10)由于Pr和Tr的数值不同, 系数A、B、C、D取值也不相同,根据式（3-10）得出Z（见表3-1）。表3-1压缩因子相关方程式范围范围相关方程式0.21.21.051.21.21.41.42.02.03.0Pr(1.6643Tr2.2114)0.3647Tr+1.435Pr(0.5222Tr0.8511)0.0364Tr+1.040Pr(0.1931T0.2

13、988)+0.0007Tr+0.999Pr(0.0295Tr0.0825)+0.0009Tr+0.9971.22.81.051.21.21.41.42.02.03.0Pr(-1.3570Tr+1.4942)+4.6315Tr-4.09Pr(0.1717Tr-0.3232)+0.5869Tr+0.129Pr(0.0984Tr-0.2353)+0.0621Tr+0.858Pr(0.0211Tr-0.0527)+0.0127Tr+0.9593.1.3天然气的粘度根据粘度的计算公式：(3-11)式中天然气的粘度, ；天然气的温度, K。已知天然气所处的压力、温度条件下的密度和标准状态下的相对密度, 可

14、求出所处条件下天然气的粘度。3.1.4定压摩尔比热根据油气集输中的定压摩尔比热的计算公式：(3-12)式中天然气的定压摩尔比热, ；T天然气的温度, K；P压力, Pa；M天然气的平均分子量,。3.2管道水力计算输气管道的水力摩阻系数的计算首先需要计算雷诺数来确定管道流态根据流态选择不同的计算公式。(1)雷诺数可按以下公式计算(3-13)式中Re雷诺数；气体的流速, m/s；气体的运动粘度, ；天然气对空气的相对密度, 无因次；D输气管道的内径, m；天然气的动力粘度, ；气体的密度, ；空气的密度, （在标准状况下=1.206）；Q输气管道体积流量, ；M输气管道质量流量, kg/s。如流量Q的单位取, 管内径D取m, 动力粘度取Pa