【正文】 故危害，并供管道維修時放空使用。iy(2) 對比壓力 和對比溫度rprT (36)Pc? (37)Tr西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)5式中 P—— 平均壓力； T——平均溫度。 (316)???????dkc 流型判斷： ⅰ Re 流態(tài)為水力光滑區(qū)；1R ⅱ 流態(tài)為混合摩擦區(qū)；2e? ⅲ 流態(tài)為阻力平方區(qū)。一般具有分離、調(diào)壓、計量、清管發(fā)送等功能。 清管輸氣管線在施工過程中積存下來的污物和管道投產(chǎn)運行時所積存下來的腐蝕產(chǎn)物，都是影響氣質(zhì)、降低輸氣能力、堵塞儀表、影響計量精度和加劇管線內(nèi)部腐蝕的主要因素。輸氣首站內(nèi)調(diào)壓設(shè)計中應(yīng)符合輸氣工藝設(shè)計要求并應(yīng)滿足開、停工和檢修的需要。a 單個安全閥的泄壓管直徑應(yīng)按背壓不大于該閥瀉放壓力的 10％來確定，但不應(yīng)小于安全閥的出口管徑。③ 應(yīng)避開山洪、滑坡等不良工程地質(zhì)地段及其他不宜設(shè)站的地方。⑤ 壓氣站的儀表控制室、維修間和行政辦公室建筑通常布置在單獨或合并在一起的建筑物內(nèi)，與壓縮機房保持一定的距離，以減少噪音干擾。m?(1) 旋風分離器進口a 旋風分離器進口形式和進口管形式。因此，在設(shè)計旋風分離器的進口截面時，必須使進口氣速為一適宜的值。這不但使進入筒體的顆粒停留時間增長，有利于分離，且能使尚未達到排氣管的顆粒有更多的機會從旋風分離器中分離出來，減少二次夾帶，以提高除塵效率。分離器各部分其他尺寸可參照下述方法確定：除霧段 一般不小于 400 ；1H沉降段 一般取 =D，但不小于 1m；22入口分離段 一般不小于 600 。沿線地貌以平原主，有少量間歇性地表水及農(nóng)田耕地，且沿線大部分地段地下水位較低。軸向應(yīng)力得相關(guān)計算公式： (52)??kStE???????21 (53)?Pdh式中 ——管線的軸向應(yīng)力， ；L?Ma——鋼材彈性模量，為 ；E510P?——鋼材的線性膨脹系數(shù)，取 ℃；?/?——管線安裝溫度，℃；1t——管線工作溫度，℃；2t——泊松比，取 ；?——管線的環(huán)向應(yīng)力， ；h?MPa——鋼管內(nèi)徑，cm；d西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)16——鋼管的公稱壁厚，cm。 管道轉(zhuǎn)角根據(jù)《天然氣長輸管道工程設(shè)計》中規(guī)定：管道改向可采用彎頭或彎角方式來實現(xiàn)，為滿足清官器或檢驗儀器能順利通過管道，彎頭的曲率半徑應(yīng)大于 5DN。b 截斷閥間距我國《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定安地區(qū)等級，不等間距設(shè)計截斷閥，截斷閥最大間距應(yīng)符合下列要求： 一級地區(qū)為主的管段 32Km 二級地區(qū)為主的管段 24Km 三級地區(qū)為主的管段 16Km 四級地區(qū)為主的管段 8Kmc 截斷閥要求截斷閥可采用自動或手動閥門，并應(yīng)能通過清管器和檢測儀器。 站址選擇步驟 (1) 先在總流向確定的范圍內(nèi)的地形圖上 (1：50000)或(1：10000)初選幾處作為站址。便于管道的分段檢修與事故搶修。(2) 試壓的一般規(guī)定按《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》 （GB5025103）的 章節(jié)有關(guān)內(nèi)容執(zhí)行，輸氣管道必須進行強度試驗和嚴密性實驗，經(jīng)試壓合格的管段間互相連接的焊縫經(jīng)射線照相檢驗合格后，可不再進行試壓。 閥門與法蘭的選用 閥門的種類及選用(1) 閥門的選用要求a 應(yīng)選用密封性能好，使用壽命長的閥門。在站場中主要用于粗調(diào)節(jié)的控制閥，對流體壓力降要求嚴格的地方不宜采用截止閥。 西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)216 輸氣管道工藝計算書 原始資料及基本物性計算 天然氣輸送流向和氣量分配甬溫輸氣管道起始于寧波市，末站位于溫州市，管線全長 300 ，送至溫州市km的一期輸量為 ，二期輸量為 。M/gl 通過計算，可得： = 。 末段管道內(nèi)徑的校核根據(jù)式（315）： ?DQ??代入數(shù)據(jù)可得： ?又根據(jù)式（317）： ()Kd?代入數(shù)據(jù)可得: =?西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)25由于： Re＞ 2Re從而可知該管段的流態(tài)處于阻力平方區(qū)。 壓縮系數(shù)的計算由 《輸氣管道設(shè)計與管理》上式（917）： (615) 22maxaxZPBQA??計算可得，各站的進站壓力為： ?從而得出： ? 管線應(yīng)力的校核管線壁厚設(shè)計計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，對于較大西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)28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。故,選取不同的管徑及管壁厚度做比較，比較結(jié)果見下表(62)表 62 初步計算管道建設(shè)預算名稱鋼材號鋼材的單價（元/t）內(nèi)徑（mm）壁厚（mm）壓氣站數(shù)目(個)建設(shè)費用（萬元/年）X65 7400 642 9 5 18426X65 7400 693 9 4 18381X65 7400 744 9 3 18336由于建設(shè)費用基本相同，故運行費用在總費用中占主導地位，而壓氣站越多運行費用越大。 管道壁厚的計算由《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》中 直管段壁厚計算公式： (63)2sPDFt????式中 ——鋼管計算壁厚，cm；?P——設(shè)計壓力， ；Ma——鋼管外徑， ；Dcm——鋼管的最小屈服強度， ；s?P——強度設(shè)計系數(shù)，按輸氣管道穿越地區(qū)所屬的地區(qū)等級劃分級別選擇；F——焊縫系數(shù)，一般取 ；?——溫度折減系數(shù)。?3/KgmPc西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)22 壓縮系數(shù) Z 的計算由式（36 ）： Prc? 及式（37）： rT代入數(shù)據(jù)得： = （ 在 ~ 之間）PPr = （ 在 ~ 之間）綜合表(31 )可得壓縮因子的表達式為：Z =Pr（ ）++代入數(shù)據(jù)得： Z =()++ = 天然氣粘度計算根據(jù)粘度的計算公式（311）：[expC??(/10)]y?又已知天然氣所處的壓力、溫度下的密度 ,=，則可求出所處條件下天然氣的粘度：?式（311 ）中： ???.(.)12378C——天然氣的粘度， ；?mPas?——天然氣的溫度，K。自動開啟，排放部分介質(zhì)，防止壓力繼續(xù)升高，當介質(zhì)壓力降低到規(guī)定值（即安全閥的回座壓力）時，自動關(guān)閉。具有調(diào)節(jié)流量的地方不能采用閘閥。(4) 實驗壓力 a 一級地區(qū)的管段不應(yīng)小于設(shè)計壓力的 倍； b 二級地區(qū)的管段不應(yīng)小于設(shè)計壓力的 倍； c 三級地區(qū)的管段不應(yīng)小于設(shè)計壓力的 倍；d 四級地區(qū)內(nèi)的管段及輸氣站內(nèi)的工藝管段不應(yīng)小于設(shè)計壓力的 1 倍； e 試驗壓力穩(wěn)定時間不應(yīng)少于 4 小時，以驗證其強度。 清管和試壓(1) 清管掃線 a 管道竣工前應(yīng)用清管器進行清管，清管應(yīng)不少于兩次。西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)18 線路設(shè)計中采取的抗震措施根據(jù)《輸油（氣）埋地鋼制管道抗震設(shè)計規(guī)范》(SY5405091)有關(guān)要求及結(jié)合沿線所處的部分區(qū)域按 7 度地震烈度設(shè)防，減災(zāi)地面上的線路附屬設(shè)施和重要的穿越工程在該區(qū)域基本設(shè)防烈度的基礎(chǔ)上提高一度作為設(shè)計設(shè)防烈度的原則，線路設(shè)計中采取以下有利于抗震的措施：(1) 全線道路基本采取溝埋敷設(shè)，在管道縱向和水平轉(zhuǎn)角處采取大曲率半徑的自然彎曲彈性敷設(shè)，增加了管線的整體柔韌性。(4) 地耐力不小于 150KPa。水平彈性敷設(shè)曲線與豎向彈性輻射曲線不易重疊。(3) 地上敷設(shè)（土堤埋設(shè)）是管道管底完全位于地面之上。采用的鋼管和鋼材，西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)15應(yīng)具有良好的韌性和焊接性能。(4) 線路應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有的公路，方便施工和管理。計算分離器按處理氣量計算分離器的直徑，要考慮進入分離器的油氣兩相比例隨時間不斷變化這一實際情況，引入波動系數(shù) ，一般取 =～2。另外，筒體太小容易引起堵塞，尤其對粘性物料。一般，矩形進口管的高度 a 與寬度 b 之比為 2～3。輸氣站場中的除塵設(shè)備，要求結(jié)構(gòu)簡單、可靠，分離效率高，不用經(jīng)常更換或清洗部件，氣流通過壓降小等。西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)11(3) 站場平面布置原則① 輸氣站各建（構(gòu)）筑物及設(shè)備的平面布置應(yīng)根據(jù)工藝流程中天然氣的流向來確定，應(yīng)盡量縮短管線長度，避免倒流，減少交叉，管線應(yīng)采用地上或埋土敷設(shè)，不應(yīng)采用管溝敷設(shè)。b 站內(nèi)的受壓設(shè)備和容器應(yīng)按現(xiàn)行的安全規(guī)程的規(guī)定設(shè)置安全閥。(2) 氣體計量裝置應(yīng)設(shè)置在輸氣干線上、分輸氣干線上和配氣管線上以及站內(nèi)的自耗氣管線上。其發(fā)送筒的長度應(yīng)能滿足最長清管器或監(jiān)測器的需求，一般不應(yīng)小于筒徑的 3～4 倍；其接受筒長度應(yīng)更長些，因為它需要容納進入排污管的大塊清除物和先后發(fā)入管道的兩個或更多的清官器，其長度一般不小于管徑的 4～6 倍。一般具有分離調(diào)壓計量和清管器收發(fā)等功能。a 首站流程說明正常輸送來氣：增壓站來氣——除液器——旋風分離器——計量——去中間站發(fā)送清管器：首站發(fā)球筒——清管器通過指示器——下游管線氣源為增壓站來氣，站內(nèi)氣體凈化以旋風分離器除塵為主，但有時上游氣體處理裝置的非正常情況，管道內(nèi)可能存在少量液體，在清管時，這些液體被推進站內(nèi)，將影響調(diào)壓閥、壓縮機的正常工作。 定壓摩爾比熱 根據(jù)《油氣集輸》中的定壓摩爾比熱的計算公式： (312)?? ???????????? ??TPMTCp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； M——天然氣的平均分子量, 。西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)43 輸氣管道的工藝計算說明 天然氣的熱物性計算 天然氣的平均分子量、密度和相對密度(1) 平均分子量 M (31)iMY??式中 ——平均分子量，kg/(kmol)； ——第 i 組分的分子量，kg/(kmol)；i ——第 i 組分的摩爾組成 。910 管線設(shè)計要求及內(nèi)容(1) 設(shè)計要求：a 輸氣管具有日輸量 20％的調(diào)峰能力；b 全線設(shè)計系數(shù)相同，采用等強度設(shè)計。設(shè)計深度應(yīng)滿足投資包干、招標承包、材料與設(shè)備訂貨、土地征購和施工準備等要求，并能據(jù)以編制施工圖和總概算。課題的提出是針對目前各種用戶對清潔能源的需求量的急劇升高的現(xiàn)狀以及天然氣工業(yè)的蓬勃發(fā)展的形式。本設(shè)計以石油工業(yè)出版社出版的《天然氣管道輸送》和中國石油大學出版社出版的《輸氣管道設(shè)計與管理》為主要設(shè)計依據(jù)，課題研究的目的在于通過對輸氣管道的初步設(shè)計，得到最優(yōu)的管輸設(shè)計方案。(5) 適應(yīng)線路的自然環(huán)境氣候，確保生產(chǎn)運行安全可靠，能保護環(huán)境、防止污染、節(jié)約能源、節(jié)約土地，處理好管線與鐵路、公路、河流等的相互關(guān)系。輸氣管道干線末段管段選用的管徑為 762 ，壁厚為 ，其余管段管?mm徑為 762 ，采用等壁厚設(shè)計，壁厚為 9 ，管材材質(zhì)為 X65,并采用符合?mGB971188 標準的雙面螺旋埋弧焊鋼管。(3) 平均壓力 P根據(jù)式： (38)2BQAPZQ??式中 ——終點壓力；z——起點壓力；Q代入已知數(shù)據(jù)可以得到： ?根據(jù)式： (39)????????ZQPP23得到： = 610a?(4) 壓縮系數(shù) Z利用高帕爾的相關(guān)方程式的通式： (310)??DcTrBAr??P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) 水力摩阻系數(shù) ?a 層流區(qū)摩阻系數(shù)按下式計算： (317)64Re??b 臨界過渡區(qū)摩阻系數(shù)按下式計算：