【正文】 本設(shè)計(jì)是一個(gè)初步的設(shè)計(jì)，實(shí)際中需要做的工作還有很多，因此，設(shè)計(jì)中疏漏在所難免，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。其次，非常感謝和我同組的成員田國龍同學(xué)在設(shè)計(jì)中與我默契的合作，同時(shí)也非常感謝輸氣管道設(shè)計(jì)其他成員在設(shè)計(jì)過程中給予我的幫助。本次設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)點(diǎn)全面，從線路的選取到設(shè)計(jì)方案的可行性研究，幾乎涵蓋了輸氣管道設(shè)計(jì)與管理各個(gè)方面。 中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)論文致 謝本次設(shè)計(jì)中首先感謝王武昌老師在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的悉心指導(dǎo)。通過事故工況的分析，為后期管道運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問題提供的解決方法。（3）通過調(diào)整后的布站方案：管道末段長度514km；全線站場布置：首站1座，中間壓氣站15座，末站（城市配氣站）1座，分輸站2座，分別位于貴陽（3900km）和南寧（），分輸氣量分別為50億立方米/年，15壓氣站與南寧分輸站合并；清管設(shè)施設(shè)在壓氣站內(nèi)；設(shè)計(jì)管道全線地區(qū)等級(jí)為二級(jí)地區(qū)，全線共設(shè)置204座干線截?cái)嚅y室；管線運(yùn)行管理采用 SCADA 控制系統(tǒng)。主供氣源為塔里木氣田天然氣，補(bǔ)充氣源為新疆煤制天然氣。通過內(nèi)涂層設(shè)置分析、管道適應(yīng)性分析、壓氣站布置分析、管道末段儲(chǔ)氣能力分析和兩種主要的事故工況分析，對(duì)管道工藝系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并且針對(duì)事故工況，提出了大致的解決方法。（4）應(yīng)對(duì)方法泄漏發(fā)生后，應(yīng)該迅速關(guān)閉泄漏點(diǎn)附近上、下游截?cái)嚅y，并采取安全放空，及時(shí)進(jìn)行管道維修工作，盡快恢復(fù)管道正常工作。/d。 管道泄漏分析（1）仿真分析1）建立模型天然氣的輸量為6531wm179。這樣就造成9壓氣站壓縮機(jī)組的出口壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)出口壓力，勢必導(dǎo)致全線壓力下降，達(dá)不到設(shè)計(jì)輸氣要求。 事故工況分析 中間壓氣站停運(yùn)分析（1）仿真分析1）建立模型以三期8壓氣站停運(yùn)作為研究，建立模型。儲(chǔ)氣開始階段： （42）儲(chǔ)氣結(jié)束階段： （43）末段輸氣管的儲(chǔ)氣能力為： （44） 全線完全建成投產(chǎn)，在進(jìn)行分輸?shù)那闆r下，輸氣管道每天向廣州輸送天然氣量為。；空氣密度：a=179。 末段儲(chǔ)氣仿真分析（1）仿真分析1）建立模型 圖417 末段儲(chǔ)氣仿真模型2）仿真① 平均壓力最大時(shí)末段儲(chǔ)氣量圖418 平均壓力最大時(shí)末段參數(shù)圖419 平均壓力最大時(shí)末段壓降曲線② 平均壓力最小時(shí)末段儲(chǔ)氣量圖420 平均壓力最小時(shí)末段參數(shù)圖421 平均壓力最小時(shí)末段壓降曲線 調(diào)峰能力計(jì)算最佳輸氣方案末段參數(shù)：lZ=514km，管徑為。這說明：設(shè)計(jì)的壓氣站布站方案是合理的。 壓氣站布置分析干線輸氣管上布置壓氣站既要詳細(xì)地考慮工藝問題、地理地質(zhì)問題，也要考慮經(jīng)濟(jì)問題，甚至與其他部門相聯(lián)系的社會(huì)問題，力求做到方便壓氣站的建設(shè)與管理，讓整條管線發(fā)揮出最大效益。（2）三期仿真模擬1）仿真表44 三期仿真全線參數(shù)總表圖416 三期全線壓降曲線3）仿真結(jié)果分析三期輸氣量達(dá)到管道設(shè)計(jì)最大輸量，此時(shí)，全線壓氣站應(yīng)全部開啟以達(dá)到設(shè)計(jì)輸氣量和壓降要求。（2）二期仿真模擬1)建立模型 圖410 二期仿真模型2）仿真圖411 13管段壓降曲線 圖412 46管段壓降曲線圖413 79管段壓降曲線圖414 1013管段壓降曲線圖415 1417管段壓降曲線表43圖416 二期全線壓降曲線3）仿真結(jié)果分析 由仿真結(jié)果可以得到：二期正常運(yùn)行時(shí)，在滿足輸氣量和壓降的要求下，管道全線只需開啟首站、3壓氣站、6壓氣站、9壓氣站、13壓氣站就可以達(dá)到設(shè)計(jì)輸氣量和壓降要求。（2）投產(chǎn)期仿真模擬1）建立仿真模型 圖46 一期仿真模型2）參數(shù)設(shè)置和仿真圖47 首站運(yùn)行參數(shù)設(shè)置及仿真運(yùn)行結(jié)果圖48 末站運(yùn)行參數(shù)設(shè)置及仿真運(yùn)行結(jié)果 圖49 投產(chǎn)期全線壓降曲線3）仿真結(jié)果分析由仿真運(yùn)行結(jié)果可以得到：投產(chǎn)期運(yùn)行時(shí)，在滿足輸氣量和末站進(jìn)站最小壓力的要求下，全線只需開啟首站壓縮機(jī)組，就可以達(dá)到設(shè)計(jì)輸氣量和壓降要求。技術(shù)的發(fā)展是無止境的，僅就內(nèi)涂層涂料和涂敷而論，國外的應(yīng)用現(xiàn)狀即提出不少需要研究改進(jìn)的問題，給我們留下創(chuàng)新的空間。針對(duì)如何決定是否采用內(nèi)涂層以及內(nèi)涂層的實(shí)際效益估算，許多管道運(yùn)營公司提出了技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的模式，頗有參考價(jià)值。內(nèi)涂層技術(shù)在涂料和涂敷施工兩方面都比較成熟，足以滿足長距離、大口徑管道的需要。可見，管道設(shè)置內(nèi)涂層后對(duì)于提高輸量作用明顯，這也說明，管道設(shè)置內(nèi)涂層是十分有必要的。/D。 圖41 內(nèi)涂層設(shè)置分析仿真模型表41 美國氣體協(xié)會(huì)測定了輸氣管在各種狀況下的絕對(duì)粗糙度表面狀態(tài)絕對(duì)粗糙度/mm新鋼管室外暴露6個(gè)月室外暴露12個(gè)月清管器清掃噴砂內(nèi)壁涂層 根據(jù)以上參考，具體設(shè)置參數(shù)如下：表42 內(nèi)涂層參數(shù)設(shè)置管道內(nèi)壁粗糙度/mm未設(shè)置內(nèi)涂層設(shè)置內(nèi)涂層后（3）仿真1）未設(shè)置內(nèi)涂層圖42 未設(shè)內(nèi)涂層管道參數(shù)設(shè)置圖43 管道仿真運(yùn)行結(jié)果2）設(shè)置內(nèi)涂層后圖44 設(shè)置內(nèi)涂層后管道參數(shù)設(shè)置圖45 管道仿真運(yùn)行結(jié)果（4） 仿真結(jié)果分析在同樣的進(jìn)口壓力和出口壓力條件下，未設(shè)內(nèi)涂層時(shí)，179。美國氣體協(xié)會(huì)測定了輸氣管在各種狀況下的絕對(duì)粗糙度，其平均值如下：（見表41）從表中的數(shù)據(jù)可以看出，輸氣管加上了內(nèi)壁涂層，不但減少了內(nèi)腐蝕，更重要的是使粗糙度下降了很多，在同樣條件下使輸氣管輸氣量增加了5%8%，有的甚至高達(dá)10%。 內(nèi)涂層設(shè)置仿真模擬（1）建立仿真模型仿真模型示意圖見圖41。綜上所述，對(duì)于輸氣干線，內(nèi)涂層設(shè)置分析是非常有必要的。長輸管道的防腐技術(shù)是長輸管道建設(shè)的重要內(nèi)容之一，防腐涂層的合理選擇與使用，對(duì)長輸管道的安全運(yùn)行、使用壽命，提高流動(dòng)性，降低經(jīng)濟(jì)成本都具有十分重要的意義。管道腐蝕往往會(huì)造成很大的損失。 第4章 輸氣方案可行性研究第4章 輸氣方案可行性研究為保證管道設(shè)計(jì)輸氣要求以及準(zhǔn)確性和安全性，必須對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析，研究設(shè)計(jì)輸氣方案的可行性?？稍诙喾N畫面中以直觀方式通知調(diào)度人員系統(tǒng)發(fā)生異常，不同級(jí)別的報(bào)警可在所有操作員站上接收，報(bào)警沒有確認(rèn)時(shí)保持閃光。③ 顯示功能 顯示整個(gè)輸氣管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)工藝流程、各站的動(dòng)態(tài)工藝流程，在流程圖上實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行參數(shù)及設(shè)備狀態(tài)；運(yùn)行參數(shù)顯示，包括實(shí)時(shí)歷史趨勢圖、棒圖、運(yùn)行報(bào)表等；操作指導(dǎo)、調(diào)度指令等顯示；顯示其它自定義畫面。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理，提供對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理。我國的長距離大型輸氣管線所處自然條件差、系統(tǒng)復(fù)雜，目前的調(diào)度管理水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，因而引用SCADA系統(tǒng)技術(shù)勢在必行。管道SCADA系統(tǒng)能夠達(dá)到實(shí)現(xiàn)各種最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約能源，改善勞動(dòng)條件，保證環(huán)境衛(wèi)生及安全生產(chǎn)等目的。SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的DCS與電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)；它應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。 （5）SCADA系統(tǒng)本設(shè)計(jì)中管線運(yùn)行管理采用 SCADA 控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)管道全線為二級(jí)地區(qū)，按等間距設(shè)置截?cái)嚅y，設(shè)置間距設(shè)為24km。（4）干線截?cái)嚅y室設(shè)置 在輸氣管道上間隔一定距離應(yīng)設(shè)置截?cái)嚅y，其主要目的是便于維修以及當(dāng)管道發(fā)生破損時(shí)，盡可能減少損失和防止事故擴(kuò)大。根據(jù)我國《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，為節(jié)約投資，便于管理，規(guī)范規(guī)定清管站設(shè)在輸氣站內(nèi)。本設(shè)計(jì)采用環(huán)氧粉末內(nèi)涂層。（1）輸氣站建設(shè) 輸氣站特別是壓氣站因有大部件檢修工作，需要進(jìn)行拆卸、裝配、起吊和運(yùn)輸；清管站在清管作業(yè)時(shí)，因需車輛運(yùn)送清管器，故在這類站場應(yīng)設(shè)站內(nèi)車行通道。管線運(yùn)行管理采用 SCADA 控制系統(tǒng)，管線通訊系統(tǒng)主信道為光纜，并與輸氣管線同溝敷設(shè)。管線最大設(shè)計(jì)輸氣量為200億立方米/年。首站壓縮機(jī)組由于壓比較大，采用兩級(jí)壓縮機(jī)串聯(lián)增壓，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過計(jì)算機(jī)軟件模擬調(diào)整站場位置后，15中間壓氣站與南寧分輸站（）合并。全線分三期建成，包括：投產(chǎn)期（一期）、二期、三期。 最佳輸氣方案的詳細(xì)設(shè)計(jì)表39 最佳輸氣方案詳細(xì)參數(shù)管道全長/km設(shè)計(jì)壓力/Mpa12壓比管徑/mm1219管道材料X80壁厚23首站1第一段壓氣站數(shù)13第二段壓氣站數(shù)1第三段壓氣站數(shù)1分輸站2城市配氣站1 最佳輸氣方案詳述在考慮首站、末站、分氣點(diǎn)的位置以及壓氣站壓比在一定的范圍內(nèi)的情況下，通過計(jì)算機(jī)軟件模擬，得到以下布站方案：，設(shè)置首站1座、末站（城市配氣站）1座，中間壓氣站15座，根據(jù)分氣點(diǎn)要求，在貴陽（距起點(diǎn)3900km處）和南寧（）分別設(shè)置分輸站。年）5人工費(fèi)用： 百萬/年 （343）9）年當(dāng)量費(fèi)用計(jì)算： 工程基建投資（J）=管道鋼材費(fèi)用+站場投資費(fèi)用+施工費(fèi)用+內(nèi)涂層費(fèi)用 =C1+C3+C4+C9+C10 =++++ = 百萬 年經(jīng)營費(fèi)用（C）=年燃料氣費(fèi)用+管道年維護(hù)和管理費(fèi)用+站場年操作維護(hù)費(fèi)用+ 人工費(fèi)用 =C5+C6+C2+C7+C8+C11 =+++++ = 百萬/年額定投資回收系數(shù)： 基本投資收益率i=10%，管道設(shè)計(jì)年限30年 （344） 年當(dāng)量費(fèi)用 =+=8690 百萬/年（） （345）同理可計(jì)算出其他方案的年當(dāng)量費(fèi)用。km）：施工費(fèi)用： 百萬 （340）7） 內(nèi)涂層費(fèi)用內(nèi)涂層價(jià)格： 百萬/m178。 方案的經(jīng)濟(jì)比較分析（1）經(jīng)濟(jì)性計(jì)算1） 管道材料費(fèi)用計(jì)算輸氣管線路部分的耗鋼量： （331） X80鋼材價(jià)格：9000元/噸管道鋼材費(fèi)用 百萬 （332）2） 管道年維護(hù)和管理費(fèi)用 管道年管理和維護(hù)費(fèi)用系數(shù)： 管道年維護(hù)和管理費(fèi)用： 百萬/年 （333）3） 站場投資費(fèi)用首站投資費(fèi)用： 百萬 （334）中間壓氣站投資費(fèi)用： 百萬 （335）4） 壓氣站年燃料氣費(fèi)用(179。（5）方案模擬計(jì)算結(jié)果表36 布站方案結(jié)果方案設(shè)計(jì)壓力/Mpa壓比管徑/mm壁厚/mm首站第一段壓氣站數(shù)第二段壓氣站數(shù)第三段壓氣站數(shù)城市配氣站分輸站112121923113111221210161912721123121016191303112412101619138211258101613158431261212192312022127121219231112112810