【導(dǎo)讀】1)論文的撰寫(xiě)應(yīng)當(dāng)依據(jù)充分，分析合理，結(jié)論正確，具有一定的參考和應(yīng)用價(jià)值；2)論文撰寫(xiě)符合規(guī)范，語(yǔ)句通順，條理清晰，結(jié)構(gòu)良好；3)論文圖表，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤；用氣系數(shù)%,沿程高差不超過(guò)200m日用氣均采用末端儲(chǔ)氣，介質(zhì)為天然氣。設(shè)計(jì)的主要依據(jù)本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均采用中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《輸氣。管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》以及教科書(shū)《輸氣管道設(shè)計(jì)與管理》。

　　

【正文】 （ 21） 根據(jù)公式（ 21）計(jì)算結(jié)果 M=++++++=??? ni ipc tyT 1 （ 22） 22 根據(jù)公式（ 22）計(jì)算結(jié)果 ?? ????????? ni ipc TyT 1 ci ??pcT ℃ ??? ni ipc Ty1 ciP （ 23） 根據(jù)公式（ 23）計(jì)算結(jié)果 ?? ????????? ni ipc Ty1 ci a t 25 M/N10* ?pc ???????? ???zq2zqpj PP PP32P （ 24） 根據(jù)公式（ 24）計(jì)算結(jié)果 Ppc= 39。Tpr pcTT? （ 25） 根據(jù)公式（ 25）計(jì)算結(jié)果 2527839。Tp r ???? pcTT 39。PPP pjpr pc? （ 26） 根據(jù)公式（ 26）計(jì)算結(jié)果 39。PPP pjpr ???pc ?? （ 27） 根據(jù)公式（ 27）計(jì)算結(jié)果 3/ mkgM ??? 相對(duì)密度△： 23 aMM?? （ 28） 根據(jù)公式（ 28）計(jì)算結(jié)果 ??? M? 天然氣壓縮系數(shù) Z： ??? prpr TPZ （ 29） 根據(jù)公式（ 29）計(jì)算結(jié)果 ??? ?prpr TPZ 天然氣的動(dòng)力粘度μ =*106N/M2 平均溫 度 25℃ Pmax=， Pmin= （ 1） 預(yù)取管內(nèi)徑 d＝ 385mm 雷諾數(shù)：???? da ???? （ 211） 根據(jù)公式（ 211）計(jì)算結(jié)果 66 ???? ??????? ???? ? d a 式中： Q－氣體流量， m3/s, Q=6 108=19m3 /s； d－管內(nèi)徑， m； △ －氣體的相對(duì)密度，無(wú)量綱； ρ a－空氣密度，工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下， ρ a= ㎏ /㎡； μ －天然氣的動(dòng)力粘度， Ns/ ㎡。 臨界雷諾數(shù)： 78ee1dK2??????? （ 212） 根據(jù)公式（ 212）計(jì)算結(jié)果 24 678ee1 dK2 ?????????? ee2dK211R??????? （ 213） 根據(jù)公式（ 213）計(jì)算結(jié)果 66ee2 dK211R ?? ??????????? 其中 Ke－管內(nèi)壁當(dāng)量粗糙度， mm，我國(guó)通常取 ； λ 水力摩阻系數(shù)，無(wú)量綱。 因?yàn)? ReRe2 所以氣體流態(tài)在阻力平方區(qū)； 采用蘇聯(lián)近年使用的公式 e dk2R158 ?????? ??? (214) 根據(jù) 公式（ 214）計(jì)算結(jié)果 01 ??????? ??? (215) 根據(jù)公式（ 215）計(jì)算結(jié)果 ： qv=因?yàn)?vq= Q =19m3/s，所以 d＝ 385mm 符合要求； ⑵ 取 d＝ 380mm 時(shí)： 雷諾數(shù)： 臨界 雷諾數(shù)： 25 因?yàn)?ReRe2 所以氣體流態(tài)在阻力平方區(qū)； ? ? / mTLz dpp1051q ??????? ???? ? 因?yàn)?qv =，所以 d＝ 380mm 不滿足要求。計(jì)算的直徑 d 在標(biāo)準(zhǔn) SY5036— 83中，與 d相近的管子規(guī)格有外徑為 ￠ 和 ￠ 426mm兩種。可擬采用兩種方案：一種是全線都采用 ￠ 或 ￠ 426mm 管 ,另一種是采用 ￠ 和 ￠426mm兩種管子規(guī)格組成的串聯(lián)變徑管 。 確定壁厚 （ 1）方案一： 選取管徑為 ， —— 《鋼制壓力容器》 GB150— 89 式中 δ — 管壁厚， mm； P— 設(shè)計(jì)壓力， MPa； D— 管道外徑， mm； 26 d— 管道內(nèi)徑， mm； [? ]— 設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力， MPa； φ — 焊縫系數(shù)，無(wú)量綱，這里取 ￠ =； Pj— 平均壓力， MPa； 在平均壓力之前的壁厚 δ 1為： ? ? 11 ???? ??? ?? 取附加余量為 ，則 δ 1=+=，取 δ 1=7mm； 在平均壓力之前的壁厚 δ 2為 ： ? ? 22 ???? ??? ?? 取附加余量為 ，則 δ 2=+=，取 δ 2=5mm； （ 2）方案二： 選取管徑為 d1= 和 d2=426mm 變徑管； —— 《鋼制壓力容器》 GB150— 89 在平均壓力之前的壁厚 δ 1為： ? ? 11 ???? ??? ?? 取附加余量為 ，則 δ 1=+=，取 δ 1=7mm； 在平均壓力之前的壁厚 δ 2為 ： ? ? 22 ???? ??? ?? 取附加余量為 ，則 δ 2=+=，取 δ 2=5mm； 末段儲(chǔ)氣計(jì)算 城市的用氣量隨時(shí)間變化，而氣源供氣一般變化不大，尤其是長(zhǎng)距離輸氣管，為求最高的效率和最好的經(jīng)濟(jì)效益，需要在某一最佳輸量工作，為了保證供氣和用氣的平衡，則要解決末段儲(chǔ)氣問(wèn)題。 氣體的每秒流量： （ 1）方案一：按 ￠ 設(shè)計(jì) 確定末段參數(shù)： 取管道末段長(zhǎng)度 lm =100km 27 ① 儲(chǔ)氣開(kāi)始時(shí) 1）管道末段起點(diǎn)的氣體最低壓力 p1min 根據(jù)公式 （ 217） 52dc TZK ??? （ 218） 根據(jù)（ 217）（ 218）計(jì)算結(jié)果： K=, p1min= 式中： Q－氣體標(biāo)態(tài)下流量， m3/s； p1min－輸氣管末段起點(diǎn)的氣體最低壓力 , MPa； p2min－配氣站要求的最低允許壓力 , MPa； λ －同上； Z－同上； T－氣體的平均溫度， ℃ ； △－同上； c－常數(shù) c=； lm－管道計(jì)算段長(zhǎng)度， m。 氣體的平均壓力 p1min 式中公式符號(hào)同上。 根據(jù)公式（ 219）計(jì)算結(jié)果 = 管道內(nèi)的存氣量 28 式中公式符號(hào)同上。 根據(jù)公式（ 220）計(jì)算結(jié)果 式中 Tn－工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體溫度， k, Tn=293 k； pn－工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體壓力 pn= MPa。 ② 儲(chǔ)氣結(jié)束 1) 儲(chǔ)氣結(jié)束時(shí) ,管道末段的總存氣量 Vz應(yīng)為開(kāi)始的存氣量 Vc與要求儲(chǔ)存的氣量 Vch之和，即 Vz=Vc+Vch ； 設(shè)月日時(shí)不均衡系數(shù)為 ，則 所以儲(chǔ)氣量為日輸氣量的 %，則 ： 式中公式符號(hào)同上。 根據(jù)公式（ 221）計(jì)算結(jié)果 2) 氣體的平均壓力 ppjmax 29 式中公式符號(hào)同上。 根據(jù)公式（ 222）計(jì)算結(jié)果 =*103m3 ? ?nnchcpj m a x VT TPZVV ??P （ 223） 式中公式符號(hào)同上。 根據(jù)公式（ 223）計(jì)算結(jié)果 ? ? M TPZVVnnchcpj m a x ???P 4）計(jì)算mpjKlQ2P3 max ，確定ε值 mpjKlQ2P3 max （ 224） 根據(jù)公式（ 224）計(jì)算結(jié)果 由《輸油氣技術(shù)》表 13－ 1 查得 ε = ③ 驗(yàn)證 根據(jù)公式 ： 22m ax2 1 ???????? ?? ? QKlp m 計(jì)算結(jié)果： M 22ma x2 ????????? ?? ? QKlp m 其中 p1max－氣體出站最高工作壓力 MPa； p2max－終點(diǎn)進(jìn)站的最高壓力 MPa。 有計(jì)算結(jié)果可以看出 ,在確定管道末段長(zhǎng)度 l m=100km，管徑為 ￠ 7mm 時(shí)，末30 段起點(diǎn)的氣體 最高壓力值 ()接近于 ( MPa)，說(shuō)明確定的末段長(zhǎng)度滿足儲(chǔ)氣要求。 (2)方案二： 按 ￠ 426 5mm設(shè)計(jì) 確定末段參數(shù)：取管道末段長(zhǎng)度 lm=80km ①儲(chǔ)氣開(kāi)始 1)管道末段起點(diǎn)的氣體最低壓力 p1min K =, P1min=[（ 106） 2+ 80 103 192]Mpa 2）氣體的平均壓力 Ppjmin= 3）管道內(nèi)的存氣量 ② 儲(chǔ)氣結(jié)束 1)儲(chǔ)氣結(jié)束時(shí)，管道末段的總存氣量 Vz應(yīng)為開(kāi)始的存氣量 Vc與要求儲(chǔ)存的氣量 Vch之 和 ,即 Vz=Vc+Vch 3）計(jì)算 得 . 由《輸油氣技術(shù)》表 13－ 1 查得 ε = 31 ③ 驗(yàn)證 顯然末段長(zhǎng)度 lm =80km，管徑為 ￠ 426 5mm 時(shí)，末段起點(diǎn)的氣體最高壓力值()接近于 ()，說(shuō)明確定的末段長(zhǎng)度滿足儲(chǔ)氣要求。 壓縮機(jī)先型計(jì)算 選 PCL802－ 1/30 型離心壓縮機(jī)，排量 ,壓力 ,功率 9377 kw, 由于末段管線設(shè)計(jì)流量的要求，所以只需要一臺(tái)壓縮機(jī)便可以滿足生產(chǎn)需要。（另選取一臺(tái)同型號(hào)壓縮機(jī)與其互為備用） ⑴ 多變指數(shù) m 根據(jù)公式（ 251） 可推導(dǎo)出公式： （ 227） 根據(jù)公式（ 227）計(jì)算結(jié)果： m= （ 2）壓縮機(jī)消耗功率 根據(jù)公式 32 式中 G－質(zhì)量流量， kg/s ； Q－體積流量 ,m3/s ； Hpol－多變壓縮功 ,kw。 ⑶ 選取壓氣機(jī)特性系數(shù) A、 B 取 370－ 10－ 2 型壓氣機(jī)，進(jìn)口壓力 ，出口壓力 ，功率 10000KW， 求壓氣機(jī)特性系數(shù) A、 B： 根據(jù)公式（ 229）可計(jì)算結(jié)果 33 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 22 表 22 計(jì)算結(jié)果 34 35 布站計(jì)算 （ 1）方案一： 按 ￠ 7m管設(shè)計(jì) 此方案是采用預(yù)先不固定站址的方法進(jìn)行布站： ① 末段參數(shù) 最優(yōu)末段長(zhǎng)度為： ② 壓縮機(jī)站數(shù) 平均站間距 : 36 按最大植取整，因?yàn)槟┒蔚牧髁繉?shí)際上總是小于管線的起始輸量，所以 n=4，除末站外還有 3 個(gè)中間站。 ③ 各站及站數(shù) 在任務(wù)流量下各站出口的實(shí)際最大壓力，有式： 37 38 (2)方案二 ：按 ￠ 7mm和 ￠ 426 5mm變徑管進(jìn)行設(shè)計(jì) 此方案是采用預(yù)先不固定站址的方法進(jìn)行布站： ① 末段參數(shù) 最優(yōu)末段長(zhǎng)度為： ② 壓縮 機(jī)站數(shù) 39 按最大植取整，因?yàn)槟┒蔚牧髁繉?shí)際上總是小于管線的起始輸量，所以 n=4，除末站外還有 3 個(gè)中間站。 ③ 各站及站數(shù)： 在任務(wù)流量下各站出口的實(shí)際最大壓力，有式 ； 40 壓縮機(jī)類型的選取 選 PCL802130 型離心壓縮機(jī)。進(jìn)口 40。，出口 140。，排量 ，壓力 ，功率 9377KW。與離心壓縮既相匹配的燃?xì)廨啓C(jī)的參數(shù)： 41 型號(hào) JB03558114 電壓（ V） 350 功率 3100KW（變頻電機(jī)） 電氣原圖 JJLBF 重量 確定操作參數(shù)及工況校核 離心壓縮機(jī)的功率下式計(jì)算： 理論功率 當(dāng) 1000N2021kw 時(shí)， η g=； 當(dāng) N 1000kw 時(shí)， η g =。 η c— 傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)， η c =；用齒輪增速箱傳動(dòng)時(shí)， η c =— 混合氣體在進(jìn)口溫度為 20℃ 下的絕熱指數(shù) k。 ⑴ 根據(jù)公式 可推導(dǎo)出公式 [9] 42 根據(jù)公式（ 242）計(jì)算結(jié)果 ⑵ 混合氣體的絕熱指數(shù)為 k=，由圖 15（參考《壓縮機(jī)工藝計(jì)算》）查得多變指數(shù)所以為： m=，此壓 縮機(jī)的壓力比是 ，壓縮機(jī)的進(jìn)口溫度 T1= 1293k；壓縮機(jī)的出口溫度為 式中公式符號(hào)同上。 根據(jù)公式（ 243）可計(jì)算結(jié)果 實(shí)際進(jìn)出口溫度均小于壓縮機(jī)所允許的數(shù)值，所以從溫度方面校核，所選壓縮機(jī)滿足要求。 ⑶ 根據(jù) m=,ε =,由圖 14 查得 ￠ = 氣體的理論的功率消耗為： 式中 η p 由圖查得 η p= 因?yàn)閴嚎s機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)采用直接連接的方式。所以傳動(dòng)效率 η c=，機(jī)械效率 ηg=，則壓縮機(jī)實(shí)際消耗的功率為 : 43 計(jì)算壓氣站與管路的工作點(diǎn)： 根據(jù)公式 強(qiáng)度校核 管材的選?。? 本設(shè)計(jì)所選的管道材質(zhì)為 16 MnR， 材料的允許應(yīng)力為 [? ]=170 Mpa。 其化學(xué)成份（ %）見(jiàn)表 26： 從上面的表可以看出管材滿足含碳量不太于 %，含磷量不大于 %，含硫量不大于 %的要求，所以從管材的化學(xué)成份方面較核，管材滿足工藝要求。 （ 1） 取管道 ￠ 7mm時(shí) ① 當(dāng)量應(yīng)力校核： 管道的軸向應(yīng)力為