【正文】 壓氣站個(gè)數(shù)、站間距的確定采用上述確定的管徑及壁厚可得：C=及《輸氣管道設(shè)計(jì)與管理》中式（99） (614)??2max1zACQBPL??代入數(shù)據(jù)可得： L=則壓氣站個(gè)數(shù)： ??n實(shí)際上總是 ，因此得出的壓氣站數(shù)一般應(yīng)向較大的方向取整。t t又根據(jù)該輸氣管道材質(zhì)取 S415 鋼，可由《天然氣輸送工程》查得 S415 鋼的最小屈服強(qiáng)度為 415 ；管段末段通過地區(qū)為二級(jí)地區(qū)，由《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)MPa范》可查得 =；又有 P= ； = ，可以算出末段管段的壁厚：FaDcm=。s 輸氣管熱力計(jì)算 管線工藝計(jì)算基本參數(shù) 設(shè)計(jì)年輸送天數(shù)：350 天；管線最高工作壓力： ；MPa進(jìn)配氣站最低壓力： ；設(shè)計(jì)壓力： ； 平均溫度：13℃； 壓氣站特性系數(shù)： =， = 。球閥因其通徑與管路相同，故在輸氣管線中普遍使用。b 截止閥用于全開全關(guān)屬于截?cái)嗟墓芏巍?6) 干燥輸氣管道試壓、清管結(jié)束后宜進(jìn)行干燥。防空口應(yīng)設(shè)置在第是開闊的安全地帶，防空口應(yīng)錨固并有可靠的接地裝置。(3) 在穿越河流、較大溝渠、鐵路、公路處，提高設(shè)計(jì)系數(shù)，適當(dāng)增加壁厚，并對(duì)鐵路及高等級(jí)的公路穿越段架設(shè)套管保護(hù)。 (2) 站場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)與管線測(cè)量系統(tǒng)保持一致。1R 線路輔助設(shè)施(1) 線路截?cái)嚅y室的設(shè)置西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)17a 設(shè)置目的在輸氣管道上間隔一定距離需設(shè)置截?cái)嚅y，截?cái)嚅y的位置應(yīng)選擇在交通方便、地形開闊、地勢(shì)較高的地方。一般用于跨越人、自然障礙物、開采礦區(qū)和永凍地段。 鋼管壁厚的確定鋼管壁厚按《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5025192)中規(guī)定計(jì)算（計(jì)算所得的管道壁厚度應(yīng)向上圓整至鋼管的壁厚 ）：n? (51)tFPDS??2?式中 ——鋼管計(jì)算壁厚，cm；n?——設(shè)計(jì)壓力，MPa；P ——管道的外徑，cm；D ——鋼管的最小屈服強(qiáng)度，MPa；s ——設(shè)計(jì)系數(shù)；F ——焊縫系數(shù)，取 ；? ——溫度折減系數(shù)，當(dāng)溫度小于 120℃時(shí)，t 值取 1。(5) 線路應(yīng)盡可能取直，縮短線路長度，同時(shí)線路也要盡可能靠近氣田、城鎮(zhèn)和工礦企業(yè)。可以把直徑 10～100 的油滴除去。m旋風(fēng)分離器的筒體直徑可以參考《天然氣工程手冊(cè)》中的公式來求取，公式如下： (41)???式中 ——旋風(fēng)分離器的筒體直徑， ；Dm ——工作條件下的氣體流量， ；Q3/s ——阻力系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定，一般取 =180；? ? ——工作條件下的氣體密度， ；Gr 3/kg ——水力損失（即旋風(fēng)分離器的壓降） ， 。在一定范圍內(nèi)，進(jìn)口氣速越高，除塵效率越高。本工程采用旋風(fēng)分離器。③ 輸氣站與周圍建筑物和站內(nèi)各建筑物之間的距離必須滿足有關(guān)安全防火要求，有保證消防、起重和運(yùn)輸車輛通行的道路和必要的檢修堆放場(chǎng)地。c 站內(nèi)高低壓放空氣體不得以同一管線輸?shù)椒趴樟⒐?，必須按壓力等?jí)分別設(shè)置放空管，防空氣體應(yīng)經(jīng)放空管排入大氣，并應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)和安全防火要求。 安全泄放輸氣站的各類站場(chǎng)必須設(shè)置安全設(shè)施。(3) 污物排放清管作業(yè)清除的污物應(yīng)集中處理，不得隨意排放。大流量站場(chǎng)的氣體除塵器可以經(jīng)過匯管采取并聯(lián)安裝 來滿足處理要求。氣體分離采取除液、除塵相結(jié)合，使天然氣達(dá)到管輸要求。(1) 雷諾數(shù)可按以下公式計(jì)算 (313)??????DMQDAQvRae 442????式中 Re——雷諾數(shù)； ——?dú)怏w的流速，m/s；v —— 氣體的運(yùn)動(dòng)粘度， ；?sm/2 ——天然氣對(duì)空氣的相對(duì)密度，無因次；? D——輸氣管道的內(nèi)徑，m； ——天然氣的動(dòng)力粘度 ， ；?aps?——?dú)怏w的密度， ；?3/mkg——空氣的密度， （在標(biāo)準(zhǔn)狀況下 = ） ；a a?3/mkgQ——輸氣管道體積流量， ；s/3M——輸氣管道質(zhì)量流量，kg/s。yb 相對(duì)密度 ed (33)aed?式中 ——相對(duì)密度；e ——平均密度；d ——空氣密度。 工程概況甬溫輸氣管道起始于寧波市，末站位于溫州市，管線全長 300 千米，為水平管線。(2) 采用先進(jìn)的技術(shù)，努力吸收國內(nèi)外的新的科技成果。通過長輸管線的優(yōu)化設(shè)計(jì)來提高管輸天然氣量以及提高其的經(jīng)濟(jì)性為解決現(xiàn)今的供氣不足和供氣費(fèi)用昂貴的情況提供了好的方案。根據(jù)國家能源會(huì)議精神，天然氣的開發(fā)和利用是今后幾十年內(nèi)我國能源開發(fā)的主要方向，納入在我國“十一五”規(guī)劃和 2020 年遠(yuǎn)景目標(biāo)中的能源發(fā)展戰(zhàn)略，是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃中的重要組成部分。(3) 比較優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確定經(jīng)濟(jì)合理的輸氣工藝級(jí)最佳的工藝參數(shù)。全線擬建設(shè)四座壓氣站場(chǎng)：輸氣首站、兩個(gè)中間清管站及輸氣末站。a 天然氣壓縮系數(shù)的計(jì)算(1) 視臨界壓力 和視臨界溫度cp CT (34) ???iyPc (35)i式中 、 ——分別為第 i 組分的臨界壓力和臨界溫度；iPciT ——第 i 組分的摩爾質(zhì)量。如流量 Q 的單位取 ，管內(nèi)徑 D 取 m，動(dòng)力粘度 取 Pa/s，將 =?a?代入式(313)得3/mkg西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)7 (314)?DQ??根據(jù)雷諾數(shù)可以判斷天然氣的流態(tài)：a Re2022 層流； b Re3000 紊流；工作區(qū)可用下列兩個(gè)臨界雷諾數(shù)公式來判斷： (315)???????Dk式中 k——管內(nèi)壁的當(dāng)量粗糙度；（絕對(duì)粗糙度的平均值） ，mm 。 輸氣站種類及功能 (1) 輸氣首站是設(shè)在輸氣管道起點(diǎn)的站場(chǎng)。在設(shè)計(jì)分離器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)按分離器的最小處理能力來計(jì)算設(shè)計(jì)安排，以保證當(dāng)一臺(tái)分離器檢修時(shí)余下的分離器的最大處理能力仍能滿足站場(chǎng)的處理要求。 調(diào)壓計(jì)量 調(diào)壓(1) 輸入和輸出支線與干線的聯(lián)結(jié)點(diǎn)應(yīng)保持穩(wěn)定的輸入和輸出壓力，并規(guī)定其波動(dòng)范圍以利于對(duì)支線和干線輸送過程的控制。安全閥定壓及泄壓防空管直徑應(yīng)按以下要求計(jì)算：(1) 安全閥定壓，安全閥定壓應(yīng)等于或小于受壓設(shè)備和容器的設(shè)計(jì)壓力。 站址選擇 (1) 基本要求 ① 地勢(shì)平緩、開闊；② 供電、給水、排水、生活及交通方便占地面積、所選站址應(yīng)使站內(nèi)各建筑物之間能留有符合防火安全規(guī)定的間距，應(yīng)該考慮站場(chǎng)的發(fā)展余地。④ 生活區(qū)、辦公區(qū)應(yīng)布置在全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，要求有利于生產(chǎn)、方便生活、力求節(jié)約。 分離器的設(shè)計(jì)旋風(fēng)分離器是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體所產(chǎn)生的離心力，將粉塵從氣流中分離出來的一種干式氣固分離裝置，對(duì)于捕集 5～10 以上的粉塵效率較高。但氣速太高會(huì)使粗顆粒粉碎變成細(xì)粉塵的量增加，并增加旋風(fēng)分離器的壓力損失和加速分離器本體的磨損，降低其使用壽命。P? 2/kmb 筒體高度 h通常，除塵效率較高的旋風(fēng)分離器都有較大的長度比例。立式分mm?離器的高度建議為直徑的 ～5 倍。 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。T 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?，還應(yīng)該核算軸向應(yīng)力。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)。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) 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） 。(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。 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。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。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。 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。AB910?西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)23 定壓摩爾比熱的計(jì)算由式（312 ）： ()???????式中 ——天然氣的定壓摩爾比熱， ；/()KJmol? T ——天然氣的溫度，K； P——壓力， Pa；天然氣的平均分子量， 。?從而,得出末段管道的內(nèi)徑為：d=。按較maxaQz?大值取，則 n= 3 個(gè)站間。經(jīng)過上面的比較管徑大的經(jīng)濟(jì)性較好，故本設(shè)計(jì)選取內(nèi)徑 744mm 的X65 型號(hào)的鋼材。當(dāng)溫度小于 120℃時(shí)， 值取 。T代入數(shù)據(jù)可求得： x=； y=； C=從而，可求出： =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。在站場(chǎng)裝置中通常采用契式單閘板閘閥。(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。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。(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。 勘察要求 (1) 站場(chǎng)地形圖比例（1：200）～（1：500） 。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=40DN。(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 。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。同時(shí)應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有的國家電網(wǎng)供電，以降低工程費(fèi)用。? (42)gvSwPTZVD?4?西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)13捕霧器厚度一般取 100～150 。工程上常用的旋風(fēng)分離器筒體直徑都在 200以上。b 分離器進(jìn)口管氣速 v。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。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。安全閥瀉放的氣體可引入同級(jí)壓力放空管線。(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) 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。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。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。/()kgl 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。 Y(2) 平均密度及相對(duì)密度a 平均密度 d (32)?iyd式中 ——平均密度； ——第 i 組分的密度；i —— 第 i 組分的摩爾質(zhì)量。(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，包括末段管道的最優(yōu)管徑、最優(yōu)長度、站間距、壓氣站的個(gè)數(shù)以及各壓氣站的進(jìn)出站壓力及溫度；d 管道壁厚、管材的確定；e 線路工程設(shè)計(jì)；f 站場(chǎng)工程設(shè)計(jì)，包括主要設(shè)備的選型計(jì)算。西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)22 設(shè)計(jì)概述 設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)原則(1) 嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)的有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并參照國際上有關(guān)的先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范?，F(xiàn)在天然氣的供應(yīng)量需求與日俱增，而我國又存在著氣源分布不均的情形，作為天然氣輸送調(diào)節(jié)氣源不均情況的主要手段，長輸管線的設(shè)計(jì)就尤為重要。加快開發(fā)和利用天然氣的步伐，提高天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重是堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要舉措，是利國利民的大政方針。(4) 管道設(shè)計(jì)要確保能長期安全、均衡、平穩(wěn)的進(jìn)行天然氣的輸送。全線設(shè)置四座干線截?cái)嚅y室，使管線在事故情況下能緊急自動(dòng)關(guān)閉，易減少天然氣損失和事