【正文】 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 。這不但使進(jìn)入筒體的顆粒停留時(shí)間增長，有利于分離，且能使尚未達(dá)到排氣管的顆粒有更多的機(jī)會(huì)從旋風(fēng)分離器中分離出來，減少二次夾帶，以提高除塵效率。 筒體的高度及其他尺寸可以參考《天然氣工程手冊》中的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)來選取。 計(jì)算分離器按處理氣量計(jì)算分離器的直徑，要考慮進(jìn)入分離器的油氣兩相比例隨時(shí)間不斷變化這一實(shí)際情況， 引入波動(dòng)系數(shù) ? ，一般取 ? =～ 2?？梢园阎睆?10～ 100 m? 的油滴除去。 分離器各部分其他尺寸可參照下述方法確定： 除霧段 1H 一般不小于 400mm ； 沉降段 2H 一般取 2H =D，但不小于 1m； 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 入口分離段 3H 一般不小于 600mm 。 (2) 站場及大、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)服從站場和穿（跨）越工程的位置。 (4) 線路應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有的公路，方便施工和管理。 (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) 。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。 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。采用的鋼管和鋼材，西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 應(yīng)具有良好的韌性和焊接性能。 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。 軸向應(yīng)力得相關(guān)計(jì)算公式： ? ? kS ttE ???? ??? 21 (52) ?? 2Pdh ? (53) 式中 L? —— 管 線的軸向應(yīng)力， MPa ； E —— 鋼材彈性模量，為 510MPa? ； ? —— 鋼材的線性膨脹系數(shù)，取 510 /?? ℃； 1t —— 管線安裝溫度，℃； 2t —— 管線工作溫度，℃； ? —— 泊松比，取 ； h? —— 管線的環(huán)向應(yīng)力， MPa ； d —— 鋼管內(nèi)徑， cm； ? —— 鋼管的公稱壁厚， cm。可供管道采用的敷設(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。 (3) 地上敷設(shè)（土堤埋設(shè)）是管道管底完全位于地面之上。一般 用于跨越人、自然障礙物、開采礦區(qū)和永凍地段。 管道轉(zhuǎn)角 根據(jù)《天然氣長輸管道工程設(shè)計(jì)》中規(guī)定： 管道改向可采用彎頭或彎角 方式 來 實(shí)現(xiàn)，為滿足清官器或檢驗(yàn)儀器能順利 通過管道，彎頭的曲率半徑應(yīng)大于 5DN。 (1) 現(xiàn)場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)對焊縫進(jìn)行 X射線檢查。水平彈性敷設(shè)曲線與豎向彈性輻射曲線不易重疊。 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、地勢較高的地方。 b 截?cái)嚅y間距 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 我國 《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定安地區(qū)等級(jí)，不等間距設(shè)計(jì)截?cái)嚅y，截?cái)嚅y最大間距應(yīng)符合下列要求： 一級(jí)地區(qū)為主的管段 32Km 二級(jí)地區(qū)為主的管段 24Km 三級(jí)地區(qū)為主的管段 16Km 四級(jí)地區(qū)為主的管段 8Km c 截?cái)嚅y要求截?cái)嚅y可采用自動(dòng)或手動(dòng)閥門，并應(yīng)能通過清管器和檢測儀器。 (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。 (4) 地耐力不小于 150KPa。 (2) 站場測量系統(tǒng)應(yīng)與管線測量系統(tǒng)保持一致。 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。 為了便于管線的巡線檢測，掌握沿線管道陰極保護(hù)的情況，隨時(shí)測定管道沿線各點(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)測試樁。 線 路設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)設(shè)防烈度的原則，線路設(shè)計(jì)中采取以下有利于抗震的措施： 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 (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。 (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 鐵路及高等級(jí)的公路穿越段架設(shè)套管保護(hù)。便于管道的分段檢修與事故搶修。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)。 清管和試壓 (1) 清管掃線 a 管道竣工前應(yīng)用清管器進(jìn)行清管，清管應(yīng)不少于兩次。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。 (2) 試壓的一般規(guī)定 按《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5025103） 的 章節(jié)有關(guān)內(nèi)容執(zhí)行，輸氣管道必須進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn)，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(yàn) 合格后，可不再進(jìn)行試壓。 (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)。 (4) 實(shí)驗(yàn)壓力 a 一級(jí)地區(qū)的管段不應(yīng)小于設(shè)計(jì)壓力的 倍； b 二級(jí)地區(qū)的管段不應(yīng)小于設(shè)計(jì)壓力的 倍； 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 c 三級(jí)地區(qū)的管段不應(yīng)小于設(shè)計(jì)壓力的 倍； d 四級(jí)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(jì)壓力的 1倍； e 試驗(yàn)壓力穩(wěn)定時(shí)間不應(yīng)少于 4小時(shí)，以驗(yàn)證其強(qiáng)度。 (6) 干燥 輸氣管道試壓、清管結(jié)束后宜進(jìn)行干燥。 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。 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。具有調(diào)節(jié)流量的地方不能采用閘閥。 b 截止閥 用于全開全關(guān)屬于截?cái)嗟墓芏巍Ｔ谡緢鲋兄饕糜诖终{(diào)節(jié)的控制閥，對流體壓力降要求嚴(yán)格的地方不宜采用截止閥。在站場內(nèi)通常采用角式節(jié)流閥。自動(dòng)開啟，排放部分介質(zhì)，防止壓力繼續(xù)升高，當(dāng)介質(zhì)壓力降低到規(guī)定值（即安全閥的回座壓力）時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉。西安石油大學(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。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 6 輸氣管道工藝計(jì)算書 原始 資 料及基本物性計(jì)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 300km ，送至 溫州 市的一期輸量為 9310 /ma? ，二期輸量為 9310 /ma? 。 iiM M Y??? ； iid d y??? ； Pc Pci yi??? ； Tc Tci yi??? 。 壓縮系數(shù) Z 的計(jì)算 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 由 式 （ 36） ： PrcPP? 及式 （ 37） ： r TT Tc? 代入數(shù)據(jù) 得 ： Pr = （ Pr 在 ~ 之間） Tr = （ Tr 在 ~ 之間） 綜合表 (31)可得 壓縮因子的表達(dá)式 為： Z =Pr（ ） ++ 代入數(shù)據(jù)得： Z = ( )+ + = 天然氣粘度計(jì)算 根據(jù)粘度的計(jì)算公式 （ 311）： expC?? [ ( /1000) ]yx ? 又已 知天然氣所處的壓力、溫度下的密度 ?? 3/Kgm ,相對密度為? =，則可求出所處條件下天然氣的粘度： 式（ 311）中 ： 1 0 6 3 .62 .5 7 0 .2 7 8 1x T? ? ? ? ?? .4 5 1 ( 7 .7 7 0 .1 8 4 4 )1 2 2 .4 3 7 7 .5 8 1 .8TC T??? ? ? ? ? —— 天然氣的粘度， mPas? ； T —— 天然氣的溫度， K。 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? 。 通過計(jì)算，可得： Cp = /( )KJ mol K? 。 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) ?— 相對密度 通過公式計(jì)算可 得 ???A 。 管道壁厚的計(jì)算 由 《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中 直管段壁厚計(jì)算公式 ： 2 sPDFt? ??? (63) 式中 ? —— 鋼管計(jì)算壁厚， cm； P—— 設(shè)計(jì)壓力， MPa ； D —— 鋼管外徑， cm ； s? —— 鋼管的最小屈服強(qiáng)度， MPa ； F —— 強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)，按輸氣管道穿越地區(qū)所屬的地區(qū)等級(jí)劃分級(jí)別選擇； ? —— 焊縫系數(shù)， 一般取 ； t —— 溫度折減系數(shù)。 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： ?