【正文】 ～ 5 倍。 (3) 線路盡可能避開高強(qiáng)度地震區(qū)、沙漠、沼澤、滑坡、泥石流等不良 工程地質(zhì)地區(qū)和施工困難地區(qū)。 沿線自然條件狀況 (1) 工程地形、地貌、地質(zhì)概況 管道沿線地形較為平坦，相對(duì)高差小于 200 米 。 管道材質(zhì)及壁厚選擇 材質(zhì)選擇 優(yōu)選管道用鋼是保證工程質(zhì)量、減少工程投資的重要環(huán)節(jié)。 管道的軸向應(yīng)力及穩(wěn)定性驗(yàn)算 管線鼻喉設(shè)計(jì)計(jì)算公式只考慮了管線在內(nèi)壓作用下產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力，對(duì)于 較大直徑的管線或?qū)τ谀承┨厥夤芏蔚陌踩枰€應(yīng)該核算軸向應(yīng)力。 (2) 半地下敷設(shè)是管底位于地表之下，而管頂位于地面之上。 按規(guī)范規(guī)定，并結(jié) 合管道沿線所經(jīng)過地區(qū)的具體情況，本工程干線管道除某些其他地區(qū)采用管梁跨越結(jié)構(gòu)形式外，其他管道采用埋地敷設(shè)。 (3) 輸氣管道平面和豎向不易同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)角。目的是便于維修以及當(dāng)管道發(fā)生破壞時(shí)，盡可能減少損失和防止事故擴(kuò)大。 (3) 地下水位較低，無腐蝕性。 (3) 測(cè)量范圍應(yīng)具體考慮為總圖布置方案留有余地（特殊地區(qū)建站可視現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，確定測(cè)量范圍和地形比例）。 在管道穿越鐵路、公路、地下建筑物、河流、溝渠及較大沖溝、水利工程等處，均應(yīng)設(shè)置標(biāo)志樁，在管道水平 轉(zhuǎn)角處均設(shè)置轉(zhuǎn)角樁表示管道走向，便于巡線檢測(cè)，對(duì)易于遭到車輛碰撞和人為破壞的管段，應(yīng)設(shè)置警示牌，并應(yīng)采取保護(hù)措施。 (4) 考慮正常的檢測(cè)和事故狀態(tài)的搶修的需要，全線設(shè)置 4 座截?cái)嚅y室。 管道焊前，焊接過程中間 焊后檢查及焊接工程交工檢驗(yàn)記錄，竣工驗(yàn)收要求及用于破壞性實(shí)驗(yàn)的焊縫，其取樣、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法，焊接質(zhì)量要求，按 國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)章節(jié)執(zhí)行。 c 管道投于使用前應(yīng)進(jìn)行干燥清管，必要時(shí)可投入吸濕劑。 b 用水做實(shí)驗(yàn)介質(zhì)時(shí)，管道高位點(diǎn)應(yīng)設(shè)置排氣閥放空。可采用吸水性泡沫清管塞反復(fù)吸附、干燥氣體（壓縮空氣或氮?dú)猓┐祾摺⒄婵照舭l(fā)、注入甘醇吸濕劑清洗等方法進(jìn)行管內(nèi)干燥。 (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(guān) 屬于截?cái)嗟墓芏?。但截止閥可用于流量調(diào)節(jié)要求不嚴(yán)格的地方，作一般的截流控制操作之用。 d 安全閥 安全閥在受壓的管道和容器上起保護(hù)作用，當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)壓力升高到超過規(guī)定值（即安全閥的開啟壓力）時(shí)。 法蘭的選用 一般情況下法蘭可以鑄造或模鍛，根據(jù)操作條件和介質(zhì)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。 計(jì)算數(shù)據(jù)見表 (62)： 表 62 物性計(jì)算結(jié)果表 組成 體積百分 含量 /（﹪） 分子 量 （ /kgmol ） 密度 （ 3/Kg m ） 視臨界壓力 510Pa 視臨界溫度 K 1C 2C 48． 16 3C 4iC 4nC 5iC 2N 混合氣 100 由上表可得 ：天然氣的平均分子量 M = /kgmol ；密度 ? = 3/Kg m ；視臨界壓力 Pc =；視臨界溫度 Tc=。 定壓摩爾比熱的計(jì)算 由式 （ 312） ： 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 5 1. 124425. 08 ( 10 ) 10()100MPC p T T T ?? ?? ? ? ? ? 式 中 Cp —— 天然氣的定壓摩爾比熱， /( )KJ mol K? ； T —— 天然氣的溫度， K； P—— 壓力， Pa； M 天然氣的平均分子量， /Kg mol 。 ?maxsV 20﹪ Q=106m3 Q= smQ / 36 ?? ??? 根據(jù)式 (858)： ? ?71m i n22Im3m i n23m a x1222???????????????????? ????PPPPAQVDaxs a mx (62) 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 代入數(shù)據(jù) 得最優(yōu)管徑： 《天然氣管道輸送》附錄我國(guó)管道系列規(guī)定取末端管徑為 762mm。 從而 ,得出末段管道的內(nèi)徑為： d=。當(dāng)溫度 小于 120℃ 時(shí) ， t 值取 。 由天然氣工程手冊(cè)圖 (279)得 CpCv= /( )KJ mol K? ； 計(jì)算可得 Cv= /( )KJ mol K? 。 代入數(shù)據(jù)可求得 ： x=； y=； C= 從而， 可求出 ： ? = 天然氣物性參數(shù)計(jì)算 天然氣組成原始數(shù)據(jù)（見表 61） 表 61 天然氣的組成 組分 1C 2C 3C 4iC 4nC 5iC 2N 體積組分（﹪） 天然氣物性參數(shù)計(jì)算 天然氣的物性按式 (31)至式 (34)計(jì)算。 e 球閥 球閥與閘閥的功能相似，是用來作為截?cái)喙苈方橘|(zhì)用的閥門，不能用于調(diào)節(jié)流量。 c 節(jié)流閥 節(jié)流閥也叫針型閥，主要用于 調(diào)節(jié)流量和截流 降壓。在站場(chǎng)裝置中通常采用契式單閘板閘閥。在防火區(qū)域內(nèi)關(guān)鍵部位使用的閥門還應(yīng)考慮閥門的耐火性能。 (5) 嚴(yán)密性試驗(yàn) 輸氣管道嚴(yán)密性試驗(yàn)應(yīng)在強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)合格后進(jìn)行，用無腐蝕性氣體作為試驗(yàn)介質(zhì)，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力，穩(wěn)壓 24小時(shí)，不泄露為合格。輸氣站和穿（跨）越大中型河流、鐵路、二級(jí)以上公路、高速公路的管段，應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行試壓。 b 清管掃線應(yīng)設(shè)臨時(shí)清管收發(fā)設(shè)施和防空口，不應(yīng)使用站內(nèi)設(shè)施。 焊接與檢驗(yàn)、清管與試壓 焊接與檢驗(yàn) 本工程管段環(huán)形焊口焊接采用全位置下焊接方式。 (2) 管道覆蓋土回填時(shí)，基本未松散回填，自然沉降，有一定的縱向變形補(bǔ)償能力。 (2) 組織各 有關(guān)專業(yè)的負(fù)責(zé)人（總圖、水、電、土建、地質(zhì)、測(cè)量）以及生產(chǎn)單為的負(fù)責(zé)人進(jìn)行站址確定以后應(yīng)進(jìn)行地 質(zhì)勘察和測(cè)量工作確定以后應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)勘察和測(cè)量工作、線路里程樁 （兼作陰極保護(hù)測(cè)試樁），轉(zhuǎn)角樁及標(biāo)志樁的設(shè)置。 勘察要求 (1) 站場(chǎng)地形圖比例 （ 1： 200）～（ 1： 500）。 線路走向 (1) 應(yīng)避開易發(fā)山洪、滑坡等不良地質(zhì)段 以及其他不易建站的地方。 干線采用曲率半徑為 Rr=6D 的彎頭；冷彎管現(xiàn)場(chǎng)彎制，采用曲率半徑為1R =40DN。對(duì)于溫差較大的管道應(yīng)大于等于 10DN。 (4) 管架敷設(shè)是把管道架設(shè)在構(gòu)筑于地面的支架上面 。 管線的當(dāng)量應(yīng)力 可按最大剪應(yīng)力破壞理論來計(jì)算和校核并滿足以下條件： slh ??? ?? (54) 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 管道敷設(shè) 管道的敷設(shè)方式 輸氣 管道敷設(shè)的地形、地質(zhì)、水文地質(zhì) 及氣候條件不同的地區(qū)， 采用的 敷設(shè) 方式也不同。根據(jù)輸氣管道工藝計(jì)算書確定的管線系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力、管徑、輸送介質(zhì)及首站出站 溫度等條件，確定本工程干線管道采用符合《 石油天然氣輸送管道用螺旋埋弧焊鋼管 》 (GB971188)標(biāo)準(zhǔn)的 X65 等級(jí)螺旋雙面埋弧焊鋼管。 (2) 工程條件 管道所經(jīng)地區(qū)屬于暖溫帶大陸性氣候，降水稀少，空氣干燥，氣候四季分明，晝夜溫差大，光照充足，是 該地區(qū)的氣候特征。同時(shí)應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有的國(guó)家電網(wǎng)供電，以降低工程費(fèi)用。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 5 線路工程 線路所處位置及沿線自然條件狀況 線路選擇的基本要求 (1) 管線敷設(shè)地區(qū)的選擇應(yīng) 符合我國(guó)現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)定，線 路走向應(yīng)避開城市規(guī)劃區(qū)、文物古跡、風(fēng)景名勝、自然保護(hù)區(qū)等。 gvSSS wPT TZPVD ? ?4? (42) 捕霧器厚度一般取 100～ 150mm 。足夠長(zhǎng)的旋風(fēng)分離器筒體 可避免旋轉(zhuǎn)氣流對(duì)灰斗頂部的磨損。工程上常用的旋風(fēng)分離器筒體直徑都在 200mm 以上。一般的進(jìn)口氣速為 10～ 25 /ms。 b 分離器進(jìn)口管氣速 v。旋風(fēng)分離器有兩種主要的進(jìn)口形式：切向進(jìn)口和軸向進(jìn)口。目前，輸氣站中經(jīng)常采用的除塵設(shè)備有：旋風(fēng)分離器、導(dǎo)葉式旋風(fēng)分離器、過濾分離器等。 站場(chǎng)工藝設(shè)備選型 簡(jiǎn)述 天然氣中的固體雜質(zhì)不僅會(huì)增加管輸阻力，影響設(shè)備、閥門和儀表的正常運(yùn)作 ，使其磨損加速、使用壽命縮短，而且污染環(huán)境，有害于人體。 ② 根據(jù)流程和設(shè)備功能，分區(qū)塊布置，把功能相同的設(shè)備布置在一起成為一個(gè)裝置區(qū)，裝置區(qū)之間的連接管道敷設(shè)應(yīng)有利于車行道的布置。 ④ 站址與附近工業(yè)、企業(yè)、倉(cāng)庫(kù)、火車站及其他公用設(shè)施的安全距離必須符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，《石油天然氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50183 的有關(guān)規(guī)定。安全閥瀉放 的氣體可引入同級(jí)壓力放空管線。 b 對(duì)于連續(xù)多個(gè)安全閥的瀉放管，應(yīng)按所有安全閥同時(shí)瀉放時(shí)產(chǎn)生的背壓不大于其中任何一個(gè)安全閥的瀉放壓力的 10％ 來確定，且瀉放管截面積不應(yīng)小于各支線截面積之和。 (3) 天然氣體積流量計(jì)有壓差式和容積式流量計(jì)兩種，其中以壓差式流量計(jì)為西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 主，近年來隨著輸氣管道自動(dòng)化程度的不斷提高在輸氣 站場(chǎng)上已開始利用微機(jī)測(cè)定天然氣流量。 (2) 調(diào)壓裝置應(yīng)設(shè)置在氣源來氣壓力不穩(wěn)定且需要控制進(jìn)站壓力的管線上、分輸器和配氣管線上以及需要對(duì)氣體流量進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的計(jì)量裝置之前的管段上。 (2) 快速開關(guān)盲板：快速開關(guān)盲板上應(yīng)有防自松安全裝置。為此，應(yīng)與管線投產(chǎn)前和運(yùn)行過程中加以清除。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 輸氣站的主要功能 分離 為了保證進(jìn)入輸氣管道的氣體的氣質(zhì)要求，在一些站場(chǎng)要設(shè) 置分離 裝置，分離其中攜帶的干粉塵，其除塵設(shè)備多采用旋風(fēng)分離器、多管除塵器、過濾除塵器等。 (2) 中間 站及功能 它是設(shè)在輸氣管道首站和末站之間的站場(chǎng)。 b 末站流程說明 正常輸氣： 上游來氣 —— 旋風(fēng)分離器 —— 穩(wěn)壓計(jì)量 —— 下輸?shù)礁鏖T站； 接受清管器： 上游來氣 清管器 —— 通過指示器 —— 旋風(fēng)分離器 —— 穩(wěn)壓計(jì)量 —— 下輸?shù)礁鏖T站； 接受干線來氣，經(jīng)分離、調(diào)壓、計(jì)量輸送給各用戶，干線末端設(shè)清管器接受裝置。 (2) 水力摩阻系數(shù) ? a 層流區(qū)摩阻系數(shù)按下式計(jì)算： 64Re?? (317) b 臨界過渡區(qū)摩阻系數(shù)按下式計(jì)算： Re? ? (318) c 紊流區(qū)摩阻系數(shù)按下式計(jì)算： 1 2 . 5 22 . 0 1 l g (3 . 7 0 6 5 ReK d??? ? ?） (319) 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 4 站場(chǎng)工藝 輸氣管道工程站場(chǎng)種類及名稱 概述 輸氣站是輸氣管道工程中各類工藝站場(chǎng)的總稱。 管道水力計(jì)算 輸氣管道的水力摩阻系數(shù)的計(jì)算首先需要計(jì)算雷諾數(shù)來確定管道 流態(tài)根 據(jù)流態(tài)選擇不同的計(jì)算公式。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 (3) 平均壓力 P 根據(jù)式： 22 BQAPP ZQ ?? (38) 式中 Pz —— 終點(diǎn)壓力 ； QP —— 起點(diǎn)壓力； 代入已知數(shù)據(jù)可以得到： PaPz ?? 根據(jù)式： ???????? ???ZQZQ PP PPP 232 (39) 得到： P = 610Pa? (4) 壓縮系數(shù) Z 利用高帕爾的相關(guān)方程式的通式： ? ? DcT rBA T rZ ???? Pr (310) 由于 Pr 和 Tr 的數(shù)值不同，系數(shù) A、 B、 C、 D 取值也不相同 ,根據(jù)式 （ 310）得出 Z（見表 31）。 (2) 平均密度及相對(duì)密度 a 平均密度 d ?? iiydd (32) 式中 d—— 平均密度 ； id —— 第 i 組分的密度 ； iy —— 第 i 組分的摩爾質(zhì)量 。 輸氣管道干線 末段管段 選用 的 管徑為 ? 762mm ，壁厚為 ，其余管段管徑為 ? 762mm ，采用等壁厚設(shè)計(jì)，壁厚為 9mm ，管材材質(zhì)為 X65,并采用符合 GB971188標(biāo)準(zhǔn)的雙面螺旋埋弧焊鋼管。 (2) 設(shè)計(jì) 內(nèi)容： a 天然氣的熱物性計(jì)算，包括密度、粘度、壓縮因子、比熱等； b 天然氣管道的熱力、水力計(jì)算； c 壓氣站的布置，包括末