【正文】 子量， /Kg mol 。 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。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。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?、真空蒸發(fā)、注入甘醇吸濕劑清洗等方法進(jìn)行管內(nèi)干燥。 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。 (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。 (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）。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。 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)。 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。 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 。立式分離器的高度建議為直徑的 ～ 5 倍。 b 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。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。 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 m? 以上的粉塵效率較高。 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 。 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。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。 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。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。 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)。 如流量 Q 的單位取 sm/3 ， 管內(nèi)徑 D 取 m，動(dòng)力粘度 ? 取 Pa/s，將 a ? = 3/mkg代入式 (313)得 ?DQ?? (314) 根據(jù)雷諾數(shù)可以判斷天然氣的流態(tài)： a Re2021 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： 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 731 2???????Dk (315) 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。 天然氣壓縮系數(shù)的計(jì)算 (1) 視臨界壓力 cp 和視臨界溫度 CT ? ?? ii yPcPc (34) iiTc Tc y??? (35) 式中 iPc 、 iTc —— 分別 為第 i 組分的臨界壓力和臨界溫度； iy —— 第 i 組分的摩爾質(zhì)量 。 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。 (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)。 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。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。 (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。 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。 b 相對(duì)密度 ed ae ddd ? (33) 式中 ed —— 相對(duì)密度 ； d—— 平均密度 ； ad —— 空氣密度 。 (1) 雷諾數(shù)可按以下公式計(jì)算 ??????????? DMDQDQDDQDAQvDR ae 4444 2 ??????? (313) 式中 Re—— 雷諾數(shù)； v —— 氣體的流速 ， m/s； ?—— 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? ； ? —— 氣體的密度， 3/mkg ； a? —— 空氣的密度 ， 3/mkg （ 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下 a? = 3/mkg ）； Q—— 輸氣管道 體積流量， sm/3 ； M—— 輸氣管道質(zhì)量流量 ， kg/s。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。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。 (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。 安全泄放 輸氣站的各類站場(chǎng)必須設(shè)置安全設(shè)施。 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。 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。本工程采用旋風(fēng)分離器。 在一定范圍內(nèi)，進(jìn)口氣速越高，除塵效率 越高。 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： 36 GQrDP?? ? (41) 式中 D —— 旋風(fēng)分離器的筒體直徑， m ； Q —— 工作條件下的氣體流量， 3/ms； ? —— 阻力系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定，一般取 ? =180； Gr —— 工作條件下的氣體密度， 3/kgm ； P? —— 水力損失（即旋風(fēng)分離器的壓降）， 2/kgm ?？梢园阎睆?10～ 100 m? 的油滴除去。 (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) 。 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? ）： tFPDSn ??? 2? (51) 式中 n? —— 鋼 管計(jì)算壁厚， cm； P —— 設(shè)計(jì)壓力， MPa； D —— 管道的外徑， cm； s? —— 鋼管的最小屈服強(qiáng)度， MPa； F —— 設(shè)計(jì)系數(shù)； ? —— 焊縫系數(shù)，取 ； T —— 溫度折減系數(shù)，當(dāng)溫度 小于 120℃ 時(shí)， t值取 1。一般 用于跨越人、自然障礙物、開采礦區(qū)和永凍地段。 線路輔助設(shè)施 (1) 線路截?cái)嚅y室的設(shè)置 a 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。 (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。 (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)。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。 (6) 干燥 輸氣管道試壓、清管結(jié)束后宜進(jìn)行干燥。 b 截止閥 用于全開全關(guān)屬于截?cái)嗟墓芏巍Ｎ靼彩痛髮W(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 球閥因其通徑與管路相同， 故在輸氣管線中普遍使用。 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： ； 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)： A =， B = 910? 。 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 415MPa ；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)范》可查得 F =；又有 P= ； D = ，可以算出末段管段的壁厚： ? =。 末段管道的最優(yōu)管徑及最優(yōu)長度的計(jì)算 最優(yōu)管徑的計(jì)算 本設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定輸量 dm /10 36? ，要求最大儲(chǔ)氣量 為 3m ，為日輸量的 20% ，已知條件：相對(duì)密度為 ， T=286K,Z=, 輸氣管總長300km, MPaP ? , MPaP ? ,管道摩阻系數(shù)初定為 . 由 《輸氣管道設(shè)計(jì)與管理》中式（ 859）： ?? ?? 220 0206 ZTP TCA (61) 式中 , ?C T0— 工程標(biāo)準(zhǔn)下的溫度，一般可取 293K P0— 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力 ， 101325Pa ?— 管道的摩阻系數(shù)，初設(shè)定為 Z— 氣體壓縮系數(shù) ?— 相對(duì)密度 通過公式計(jì)算可 得 ???A 。 iiM M Y??? ； iid d y??? ； Pc Pci yi??? ； Tc Tci yi??? 。在站場(chǎng)內(nèi)通常采用角式節(jié)流閥。 b 在需要清管的管段，應(yīng)選用 能通過清管器的全通徑閥門。 (3) 試壓介質(zhì) a 位于一、二級(jí)地區(qū)的管段可采用氣體或水做試驗(yàn)介質(zhì)，位于三、四級(jí)地區(qū)的管段及輸氣站內(nèi)的工藝管道 應(yīng)用水作實(shí)驗(yàn)介質(zhì)。焊口無損探傷檢驗(yàn) 按照規(guī)范要求，結(jié)合本工程的具體情況管道環(huán)形焊口 周長 100﹪采用 X射線全周長復(fù)驗(yàn)。 為了便于管線的巡線檢測(cè)，掌握沿線管道陰極保護(hù)的情況，隨時(shí)測(cè)定管道沿線各點(diǎn)的有關(guān)數(shù)據(jù)，從管道起點(diǎn)每隔 1Km 設(shè)置一個(gè)線路里程樁，為了 方便管理及減少投資，里程樁兼作陰極保護(hù)測(cè)試樁。 (2) 遇到濕陷性黃土分布區(qū)，站址應(yīng)盡量避開或選在濕陷量較小的地段。 (1) 現(xiàn)場(chǎng)冷彎彎管的最小曲率半徑為： 公稱直徑（ DN） 最小曲率半徑 (Rmin) ? 300 18DN 350 21DN 400 24DN ? 450 30DN (2) 彎管上有環(huán)向焊縫時(shí)，彎制后應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行 X射線檢查?？晒┕艿啦捎玫姆笤O(shè)方式有以下幾種： (1) 地下敷設(shè)是長輸管線采用的最廣泛的一種形式，管子頂點(diǎn)位于地表以下有一定的距離。 沿線地區(qū)等級(jí)劃分 地區(qū)等級(jí)劃分按《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50251 的規(guī)定，可劃分為四個(gè)等級(jí)： (1) 一級(jí)地區(qū)：供人 居住的建筑物內(nèi)的數(shù)戶在 15 戶或以下的區(qū)段； (2) 二級(jí)地區(qū)：供人居住的建筑物內(nèi)的數(shù)戶在 15 戶以上， 100 戶以下的區(qū)段； (3) 三級(jí)地區(qū)：供人居住的建筑物內(nèi)的數(shù)戶在 100 戶或以上的區(qū)段，包括市郊居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)、發(fā)展區(qū)以及不夠四級(jí)地區(qū)條件的人口稠密區(qū)； (4) 四級(jí)地區(qū)：系指四層及四層以上樓房普遍集中、交通頻繁、地下設(shè)施多的區(qū)段。 (2) 站場(chǎng)及大、中型河流穿（跨）越位置選址應(yīng)服從大的線路走向，線 路局部走向應(yīng)服從站場(chǎng)和穿（跨）越工程的位置。 筒體的高度及其他尺寸可以參考《天然氣工程手冊(cè)》中的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)來選取。 (2) 旋風(fēng)分離器的直徑等圓筒結(jié)構(gòu)尺寸 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 a 圓筒體直徑 D 一般旋風(fēng)分離器的圓筒直徑很小，旋轉(zhuǎn)半徑越小，粉塵所受的離心力越大，旋風(fēng)除塵的效率就會(huì)越高。進(jìn)口管可以制成矩形和圓形兩種形式。因此，在供給用戶前，應(yīng)出去除去懸浮在天然氣中的固體雜質(zhì)。 (2) 設(shè)計(jì)原則 ① 輸氣站的設(shè)置應(yīng)符合線路走向和輸氣工藝設(shè)計(jì)的要求，各類輸氣站宜聯(lián)合建設(shè)。 (2) 安全瀉放設(shè)施的設(shè)置要求 a 輸氣站應(yīng)在進(jìn)站截?cái)嚅y上游和出站截?cái)嚅y下游設(shè)置泄壓放空裝置。 計(jì)量 (1) 輸入與輸出干線的氣體及站內(nèi)自耗氣必須計(jì)量。