从陕京输气管道工程SCADA系统看油气管道SCADA系统设计

从陕京输气管道工程SCADA系统看油气管道SCADA系统设计
从陕京输气管道工程SCADA系统看油气管道SCADA系统设计

(16)历史数据的保存

用户必须在组态时设定需要保存的变量(包括运行模块中的中间变量)作为历史数据长期保存。其时间间隔可以在1~60min 之间。

(17)事件和报警的记录(黑匣子功能)

系统会自动记录系统中的报警信息和操作事件,每条报警信息包括报警信息发生和结束2条记录。每条记录内容包括当前值班操作人员,事件/报警描述,发生/结束时间。此记录任何人都无法修改,系统将无限制地记录下去,但可供随意查询,打印。

(18)Script 语言(这是本软件包的独到之处,它使本软件包的功能更加强大)

系统内置一种Script 语言,大部分组态元件均

支持一个Script 语言的程序段,每段程序代码不超

过4K 大小。同时系统提供一个全局性的程序段。该Script 语言支持的运算符及关键字如下:

算术运算:+、-、×、÷、=、(、)逻辑运算:!、&&、||、>、<、>=、<=、(、)、==

关键字:IF 、THEN 、EL SE 、ENDIF

函数:Sin 、Cos 、Tan

5.SH 采输气站场监控(组态)软件包主要技术指标

(1)屏幕刷新频率:1~10s (如果设置的屏幕刷

新速率太快,在系统进行后台操作时可能溢出,但并不影响使用)。

(2)历史记录时间间隔:1~60min 。

(3)数据采集周期:MODBUS 通信9600bps ;IO 卡:10ms ;ADAM5000:60ms ×I/O 卡数。

(4)数据报表时间间隔:1h 。

(5)数据报表起始时间:1~24点。

(6)没有2000年问题(工业微型计算机硬件必须没有2000年问题)。

(7)软件最大负荷300个数据点(每个现场信号即为1个点),同时也可以提供500~1000点的版本

(需要定制);最多300个组态元件;最多20幅组态画面;最多10个报表。

(收稿日期 1999-07-26 编辑 王瑞兰)

3姚伟,1956年生,高级工程师;1984年毕业于沈阳化工学院,长期从事油气管道的生产管理工作。地址:(100101)北京市朝阳区慧忠里甲118号。电话:(010)64916804。

从陕京输气管道工程SCADA 系统

看油气管道SCADA 系统设计

姚 伟3 祁国成 魏 巍

(北京天然气集输公司)

姚伟等.从陕京输气管道工程SCADA 系统看油气管道SCADA 系统设计.天然气工业,2000;20(3):86~89 摘 要 陕京输气管道是目前国内陆上第一条长距离、大口径的高压输气管线,它采用国际流行的SCADA 系统实现全线的监视、操作和管理。根据在陕京输气管道SCADA 系统设计、安装、调试和运行管理中的实践经验,从系统的安全性、先进性、可靠性、开放性等几个角度探讨了SCADA 系统的设计思想,同时指出了油气管道SCADA 系统建设中应注意的问题,从而对国内油气管道SCADA 系统的建设具有一定的指导意义。 主题词 陕甘宁地区 北京 输气管道 自动控制 系统 设计 分析

陕京输气管道SCADA 系统简介

陕京输气管道是我国目前陆上天然气输送距离最长、管径最大( 660)、沿线自然条件最为恶劣的一条管道。它是天然气东进的大动脉,担负着改善大气环境、气化京津地区的重任。干线西起陕西靖

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边首站,东至北京石景山衙门口末站,全长853km。支线西起北京琉璃河分输站,东至河北永清分输站,全长65km,负责向天津供气。干线设计一期不加压年输气量为13×108m3,二期加压后年输气量为20×108m3,最大年输气量设计可达30×108m3,干线最高设计压力为6.4MPa。

陕京输气管道SCADA系统采用国际招标方式,选定德国PL E管道工程公司进行基本设计和详细设计、Cegelec AEG公司进行工厂设计。全线目前设有计量站4座(分别为靖边首站、北京末站和琉璃河、永清两座分输站)、清管站7座、9座R TU截断阀室。在北京市亚运村设有调度控制中心(DCC)一座,对全管线进行监控和调度管理。另设3个输气管理处,分别负责陕西、山西、河北各段管线的维护管理工作。管线各站场均按无人值守设计,SCADA 系统负责全管线的数据采集和监控,对管线进行科学的管理。

油气管道SCADA系统的设计思想

1.安全性

工业生产首先要讲安全,油气输送管道的操作,更是防范甚于救灾。安全的目的是保护人、设备、资源和环境,减少国家财产的损失和保障生命。因此系统设计,安全为先。

由于油气属于易燃易爆物品,因此油气管道的SCADA系统设计要将防火防爆纳入设计范畴,有条件也可设置自动消防系统。为此,陕京输气管道专门设置了火灾和气体监测系统,另外根据地区性防爆等级要求而选择相应的防爆类型的仪器仪表。在硬件设置上,安全性措施还有很多,如在控制室信号引入点有隔离措施,在雷暴多发地域加装雷击保护装置,控制系统的接地也要自成体系等等。

在软件的设计上设置了操作权限,无论在DCC 还是在站场,对不同的系统操作人员设置了相应的系统访问密码。最高级别为系统管理员,他能进入系统内部修改数据库和程序;最低级别是操作员,他仅能进行MM I的日常操作。

控制软件是安全性设计的重要一环,它直接对工艺设备进行操作,从软件设计上要充分考虑逻辑条件的关联及互锁,稍有疏漏就可能酿成严重的生产事故。另外三级控制模式的设计,即使自控系统全部失灵也能通过手动操作保证管线的安全运行。

如果SCADA系统与企业网连接,尤其当企业网与Internet连接时,系统设计就必须考虑网络安全问题,在软件/硬件方面采取积极的措施,防止SCA2 DA系统因不良分子的侵入而遭受破坏。

安全性存在于SCADA系统设计的方方面面,只有考虑周详、设计严密才能保障管线的生产安全。

2.先进性

陕京输气管道在立项之初就有明确的目标,要建成国内第一条具有90年代国际先进水平的输气管线,这对SCADA系统的设计提出了很高的要求。

陕京输气管道SCADA系统的设计采用国际标准,吸取了国际先进思想。如L IC管道模拟软件的应用使调度管理工作更科学,阴极保护“3秒断12秒通”数据采集方法的应用使阴保数据采集更准确,计量回路中差压变送器采用“2高1低”的配置也保证了计量结果的准确性和精度。在数据通讯方面,主路由采用了先进的卫星通讯方式。

另外在硬件选型方面,陕京输气管道SCADA系统选用的大多是当时较先进的设备。如主机选用SUN公司的64位机,以太网络可由10base T升级到100base T,计量系统的压力和差压变送器采用Rosemount新型的3051C系列,PLC采用Schneider 公司Modicon Quantum系列产品等等。

以上软硬件两方面的设计,保证了目前陕京输气管道SCADA系统在国内处于领先地位。但任何系统的先进性都是暂时的,特别是在微电子技术飞速发展的今天,这一点显得尤为突出。另外当先进的东西组成一套系统时,如果这套系统可靠性不高,则这套系统先进性也就无从谈起。希望油气管道SCADA系统的建设者们能有个冷静的思考,在目标、投资和先进性等方面作出折中的选择,不要片面地强调先进性。

3.可靠性、可用性

即使一套SCADA系统设计得再先进,其元器件经常损坏,软件总是出故障,使维护人员一刻也离不开现场,那这套系统就很不可靠也不实用。因此在设计SCADA系统时要专门进行可靠性设计,采取一系列可靠性技术。

陕京输气管道的SCADA系统既要求具有很高的先进性又要具有很高的可靠性,在设计上可用性要求达到99.8%。为了保证这一高的可靠性,首先要求系统具有容错能力,要求非关键元器件的故障不能影响整个系统的正常运行;其次对关键设备采取冗于配置,如DCC采取双主机、计量站PLC采取双CPU配置。在计量站,流量计算机获取色谱分析数据采用双通道数据通讯。另外模块化设计、抗干

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扰和防雷击措施、热插拔技术和故障的自诊断等等一系列措施,也是保证了系统可靠性的提高。

SCADA系统承包商的选择也是决定系统可靠性的关键,在比选承包商时,既要考察系统所采用的硬件,更要考察采用的软件,从操作系统、视窗软件到系统软件、应用软件等等方面一一加以考察。所有采用的软件应当是在投入现场使用前已进入成熟阶段,且具有相当的业绩。

4.冗余性

为了实现系统的高可靠性,要求SCADA系统中重要的关键设备具有很强的容错能力,对它们采取冗余配置。基于这一要求,调空中心采用双主机(Host)、双以太网、双通讯处理机配置;站控系统PLC采用双CPU配置。

冗余配置的工作模式为主从方式,当主机(Mas2 ter)在线工作时,从机(Slave)处于热备状态,它时刻监视主机的工作状态,并从主机获取数据使从机与主机数据库保持完全一致。当主机一旦出现故障,从机就立刻将主机的工作接管过来,自动由从机变成主机,这一切换过程要求做到无扰动,以不使管道输送发生任何突变;而发生故障的主机修复后则变为从机,这时系统的主从关系发生了一次转换。

5.开放性

开放性设计是当今系统设计的基本要求,它要求计算机软硬件厂家共同遵守OSI国际标准,以实现不同厂家之间的异种计算机设备间的通讯。虽然开放性是针对计算机设备间通讯提出的要求,但也给用户提供了很多方便。用户在设备采办和软件选择时可以不必限定在一家厂商,而可在多家厂商之间进行挑选,增加了选择余地和灵活性。开放性也给系统的维护带来便利,如计算机的更新换代。

陕京输气管道将要开口新增分输站,由于陕京输气管道SCADA系统设计在一开始就遵循了国际开放标准,这给新增分输站自控系统设备的选型提供了很大的空间。

6.模块化

模块化是指软件和硬件设计的一种方法。按照该方法,SCADA系统具有了积木式结构,从而使用户可根据生产要求灵活地进行系统配置。模块化设计的优点是系统易于维护、扩展方便。

靖边首站的控制软件按功能划分成一些模块,任一模块的故障不会影响其它模块的运行。另外靖边首站在二期工程期间将上压缩机,只要在现有软件模块基础上添加压缩机模块即可,无需对软件结

构做大的改动,更无需重新进行软件开发。

7.扩展性

系统的扩展性是对未来提出的要求。现阶段由于条件不成熟,系统规模受到限制。如将来系统规模可能扩大,系统在设计之初就必须加以考虑,给系统的扩展留有余地和弹性。一个系统能不能扩展,扩展能力有多大,这主要取决于系统所选用的软件的性能和硬件容量。设计人员要在系统的整体性能如响应速度、通讯速率和计算机资源两方面进行优化考虑,最终确定一个合理的系统扩展规模。

陕京输气管道的扩展能力很强,设计要求至少可扩展到50个带R TU站场。目前全线共有20个带R TU站场,连扩展能力的一半还不到,所以陕京输气管道的扩展的余地很大。

8.可操作性、可维护性

SCADA系统管理者和使用者是生产技术人员和操作人员,尤其是国内油气管道操作人员的文化水平相对较低,SCADA系统的可操作性和可维护性显得就非常重要,SCADA系统要易于操作、便于维护。系统组态软件是SCADA系统的重要组成部分,系统开发人员在用它生成系统时要灵活方便。MM I 的设计是一个重点,这往往要求控制人员和工艺人员密切配合,共同设计出一个界面要友好便于操作的MM I。另外硬件模块能够热插拔、逻辑程序注释清楚、端子接线图标注清晰等等方面,都给系统的操作维护带来极大的方便。

9.三级控制

目前国内外油气管道都采用三级控制的管理模式,陕京输气管道的SCADA系统也不例外地设置了三级控制:DCC远程控制,站场控制,现场手动控制。

DCC控制为第一级控制,这时站场的状态处于“站远程”。虽然DCC的控制级别最高,但它的控制任务很少,可发的命令也有限,即紧急截断ESD指令、阴保数据采集指令、设定值指令等。

站场控制为第二级控制,一旦DCC计算机出现故障,这时要将站场的状态切换到“站本地”,站控系统就全面接管站场的监控任务。

现场手动控制是在DCC控制和站控全都失灵情况下的第三级控制,这时现场设备处于手动状态,依靠操作人员的现场手动操作实现对设备的控制。

国内油气管道工业在二十一世纪将有大的发展,特别是天然气管道的建设在国内目前还处于起步阶段,因此油气管道SCADA系统的建设方兴未艾。陕京输气管道的建成投产,使中国油气管道建

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设的总体水平上升到一个新的高度,也标志着中国的天然气管道建设进入了一个崭新的发展时期。陕京输气管道有一些值得其它管道建设借鉴的成功经验,陕京输气管道SCADA 系统设计采用的就是国内外联合设计的方式,这样既吸取了国外设计的新思想,又结合了中国国情,取得了较好的效果。

本文探讨的油气管道SCADA 系统设计的几个方面肯定不能涵括设计的全部内容,但它们是设计时需要注意的几个重要方面,希望能给从事油气SCADA 系统设计者和建设者一丝启发。

(收稿日期 1999-08-16 编辑 王瑞兰)

3徐立,1964年生,工程师;1984年毕业于西南石油学院机械系储运专业;现从事地面工艺研究。地址:(400021)重庆市江北区大石坝大庆村川东开发公司工艺研究队。电话:(023)67613188转312834。

井站小气量天然气净化与防腐

徐 立3 宁 飞

(四川石油管理局川东开发公司)

徐立等.井站小气量天然气净化与防腐.天然气工业,2000;20(3):89~91

摘 要 川东气田单井水套炉加热用燃料气基本上都是未经脱硫的本井含硫天然气,对水套炉造成严重腐蚀,而且也严重危害了井站职工的身体健康。针对这一现场实际问题,提出了采用以氧化铁为主要原料的固体脱硫剂脱硫从而达到防腐目的干法脱硫工艺。文章叙述了该脱硫工艺的脱硫原理、脱硫效果,装置结构设计以及操作、应用情况。该工艺在川东气田经过多年的现场试验,现已被作为四川石油管理局推广项目在川东气田广泛推广应用,目前的使用情况良好。

主题词 天然气 硫化氢腐蚀 脱硫 工艺流程 应用

硫化氢腐蚀

石油、天然气从地层流到井场然后经管线输往用户,必须经过井口节流然后经水套炉二、三级节流,再进行分离、计量。在进行一、二、三级节流后,其气流温度将大幅度下降,以至于影响计量与输送,因此在节流过程中,井场普遍采用了水套炉加热提温降压再进入集输系统。由于地理位置所限制,水套炉加热所用燃料气均为本井所产含硫气,同时井站生活用气也采用这些原料气。现场上腐蚀的种类很多,而最普遍的则是硫化氢腐蚀。硫化氢不仅对水套炉等重要生产设备造成严重腐蚀,而且也严重危害了职工的身体健康。每年用于维修、更换水套加热炉的费用开支也很高,因维修、更换水套炉停产而影响生产的损失就更大。多年来,水套炉的腐蚀严重困扰着气田的正常生产,所以必须解决这个问题。目前现场上已有多种水套炉的防腐保护措施,比如保温层和涂层等,还有一种方法就是将材料改为抗硫的不锈钢。所有这些方法,都不同程度地对水套炉起到了一定的保护作用,但却是被动性的,受现场施工质量及经济费用等多种因素的制约而不能达到理想的效果,要从根本上解决这个问题,则应考虑脱除天然气中的硫化氢来达到防腐目的。

脱硫与再生原理简介

含硫天然气直接作燃料对设备管线的腐蚀是十分严重的,如果能想办法将H 2S 从天然气中脱除,则达到了天然气脱硫即防腐的目的。我们知道,能将H 2S 脱除的方法很多,如脱硫厂所采用的醇类,氮肥

厂常用的氨类等,但这些方法仅适合大量天然气的脱硫,工艺较复杂,投资高,并不适合于单井条件。根据目前市场情况,采用氧化铁固体脱硫剂脱硫方?

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equilibrium thermodynamic model of the gas2liquid2solid three2 phase in oil2gas system is set up and according to the material balance equation a relevant numerical calculation model is also developed in the paper.Through calculating an example it is shown that this model is of a good convergence and stability.

SUB JECT HEADING S:Thermodynamics,Phase equilibri2 um,Model,G as phase,Liquid phase,Parameter,Calculation Mei H aiyan(f em ale),born in1965,is a graduate student studying for a doctorate in the China University of Science and Technology.Now she is mainly engaged in the research on the reservoir engineering,fluid phase state and organic solid precipi2 tates.Add:The Department of Petroleum Engineering,the S outhwest Petroleum Institute,Nanchong,Sichuan(637001), China Tel:(0817)2643060

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A RESEARCH ON G AS CHANNE L ING S IN G AS2CAP OI L RESERV OIR

Wang Bin and Zhu Yufeng(G eological Explo2 ration and Development Research Institute of Xinjiang Petroleum Administration).N A TU R.GA S IN D.v. 20,no.3,pp.79~82,5/25/2000.(ISSN1000-0976;In Chinese)

ABSTRACT:By taking the Triassic oil and gas reservoir in Xiazijie oil field as an example,the properties and mechanisms of gas channelings in oil wells in the reservoir are discussed in the paper.Because the oil and gas field is in the initial stage of devel2 opment,the gas2cap gas channelings have occurred as a result of delayed water injection,slightly high oil production rate and rapid formation pressure drop.Through a research on the gas channelings in the oil wells in the reservoir and in combination with the numerical simulation technique and analogy method,the standard of dividing the gas channelings and their types are de2 termined and their formation mechanism model is set up in the paper.Being suitable for the oil and gas field,a set of methods of cleaving the channeling gas amounts are developed and the influ2 ences of the gas2cap gas channelings and different gas2cap devel2 opment schemes on the oil reservoir are discussed in the article also.

SUB JECT HEADING S:G as2cap oil reservoir,Oil well,G as channeling,G as cap drive,Triassic Period

W ang Bin(engineer),born in1967,graduated from the S outhwest Petroleum Institute in1990and has published several papers in the public periodicals.Currently he is engaged in the research on natural gas development.Add:K elamayi,Xinjiang (834000),China Tel:(0990)6884024

……………………SH SUPERVISOR Y CONTR OL SOFTWARE PACKAGE SUITED T O THE G AS PR OD UC2 TION AN D TRANSMISSION STATIONS IN NATURAL G AS IN D USTR Y OF CHINA

Liu Wei(University of Electronic Science and Technology of China),Zhong Jinrui and Chen Kaimin (Sichuan Petroleum Administration).N A TU R.GA S IN D.v.20,no.3,pp.82~86,5/25/2000.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

ABSTRACT:The SH supervisory control(configuration) software package is a set of the software package suited to the natural gas production and transmission stations in China,devel2 oped by integrating the advantages of the various prevailing su2 pervisory control softwares in the world at present and according to the practical situation of the oil and gas industry of China.Be2 cause,for the SH software package,the configuration mode is adopted to generate the application system,it is not necessary to make the complicated programming according to the site situa2 tion,therefore,it has such advantages as low cost and wide adaptability and it can be rapidly spreaded and popularized in all oil and gas fields in China,enabling the management of the pro2 duction,transmission and gathering stations in whole oil and gas industry to realize standardization.

SUB JECT HEADING S:Natural gas industry,G as recovery, G as transportation,Supervisory control,S oftware package,Per2 formance

Liu Wei,born in1972,graduated in electronic computer from University of Electronic Science and Technology of China in1995.Now he is chief of the Computer Section of the Depart2 ment of Applied Mathematics,U ESTC and deputy director of Chengdu Huaxi Research Institute of Engineering Detection Technique.Add:(610054),China Tel:(028)3202166

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JU D GING THE DESIGN OF SCADA SYSTEM OF OI L AN D G AS PIPE L INE FR OM THE SCADA SYSTEM FOR SHAAN2JING G AS TRANSMISSION L INE PR OJECT

Yao Wei,Qi Guocheng and Wei Wei(Beijing Natural G as G athering and Transmission Company). N A TU R.GA S IN D.v.20,no.3,pp.86~89,5/25/ 2000.(ISSN1000-0976;In Chinese)

ABSTRACT:Shaan2Jing(Shaanxi2Beijing)gas transmission pipeline is the first long2distance,large2diameter and high2pres2 sure pipeline on the land in China up till now.The supervision, operation and management of whole pipeline are realized by adopting prevailing SCADA system in the world.Based on the

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N A TU RA L GA S IN DUS T R Y/May2000

experiences in the design,installation,debugging and operation management of SCADA system of Shaan2Jing pipeline,the de2 sign thought for SCADA system is discussed from the angles of the safety,advanced level,reliability and openness of the system, and some matters needing attention in the construction of SCA2 DA system of oil and gas pipeline are pointed out,which is of a certain guiding significance for the construction of SCADA sys2 tem of the oil and gas pipeline in China.

SUB JECT HEADING S:Shaanganning area,Beijing,G as pipeline,Automatic control,System,Design,Analysis

Yao Wei(senior engineer),born in1956,graduated from Shenyang College of Chemical Industry in1984.He has been en2 gaged in the operation management of oil and gas pipeline for a long time.Add:No.A2118,Huichongli,Chaoyang district,Bei2 jing(100101),China Tel:(010)64916804

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PURIFICATION AN D ANTICORR OSION OF NATURAL G AS WITH LOW OUTPUT FR OM WE LL STATION

Xu Li(Technological Research Team of Chuan2 dong Develoment Co).N A TU R.GA S IN D.v.20, no.3,pp.89~91,5/25/2000.(ISSN1000-0976;In Chinese)

ABSTRACT:The Fuel gas for water chamber heater from single well in Chuandong(East2Sichuan)gas field is the sour gas from this well.This gas severely corrodes the water chamber heater and harm the health of workers at the well station.In view of this practical problem at the site,the desulfuration adopt2 ing solid desulfurizing agent based on iron oxide is given to achive dry desulfuration processing for anticorrosion.This paper de2 scribes the principle,efficiency of sulfurization,structure design of the desulfuration unit as well as its operation and applications. This technology has gone through many2year field test in Chuan2 dong gas field and widely been applied in production of this field as a popularized project of the Administration.The application is very satisfying at present.

SUB JECT HEADING S:Natural gas,Hydrogen sulphide, Corrosion,Desulguration,Technological process,Application X u Li(engineer),born in1964,graduated in Storage& Transportation Specialty of Machinery Department from the S outhwest Petroleum Institue;he is engaged in the research on process of ground engineering.Add:Technological Research Team of Chuandong Development Co.in Daqing Village of Dashiba,Jiangbei District,Chongqing(400021),China Tel: (023)67613188-312834

……………………A THEORETICAL ANALYSIS OF NATURAL G AS L IQUIFYING PR OCESS B Y MIXED REFRIGERANT CYC L E

Shi Yumei,Gu Anzhong,Wang Rongshun and Lu Xuesheng(Shanghai Jiaotong University).N A TU R. GA S IN D.v.20,no.3,pp.92~95,5/25/2000. (ISSN1000-0976;In Chinese)

ABSTRACT:Liquified natural gas is favorable for trans2 portation and recovery of the natural gas in remote area,as well as for reducing gas storage cost.The mixed refrigerant cycle (MRC)is a process of gas liquefaction most frequently used in practice,which has the advantages of less equipments,simple process,less investment and convenient management,etc.For this reason,a theoretical analysis of the MRC process is made and a calculation method for a typical gas liquefaction process by MRC with heat recuperation is systematically introduced.A sim2 ulation of the whole process is made,obtaining the pressure,tem2 perature,enthalpy and entropy at each nodal point,the vapour2 liquid two2phase flow rate,the total flow rate and the vapour2liq2 uid two2phase molal fraction.The parameters reflecting the per2 formance of the process,namely,the consumed power at the compressor,the precooling propane quantity,the refrigerant flow rate and the heat exchange quantity in the heat exchanger,etc., are calculated also.

SUB JECT HEADING S:Refrigerant cycle,Natural gas liq2 uefaction,Flow process,Simulation,Calculation

Shi Yumei(f em ale),born in1970,received her Doctor’s degree from Shanghai Jiaotong University in1998.Now she is a teacher at the Research Institute of Refrigeration and low Tem2 perature Engineering,the College of Power and Energy Engi2 neering of Shanghai Jiaotong University.She is mainly engaged in the research on the physical property of natural gas and its liquifying process and published nearly20papers.Add:No. 1954,Huashan Road,Shanghai(200030),China Tel:(021) 62932602

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PR OGRESS IN RESEARCHING NATURAL

G AS ST ORAGE AN D TRANSPORTATION IN

H YD RATE FORM

Zhang Wenling,Li Haiguo,Wang Shengjie and Liu Furong(Xi’an Jiaotong University).N A TU R. GA S IN D.v.20,no.3,pp.95~98,5/25/2000. (ISSN1000-0976;In Chinese)

ABSTRACT:Although a long time has past since the natu2 ral gas hydrate has been discovered,the research has been con2 fined to the prevention and inhibition of the hydrate formation all along.Because the hydrate has a peculiar cagelike crystal struc2

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N A TU RA L GA S IN DUS T R Y/May2000

水平输气干线工艺设计(末端储气)

重庆科技学院 《管道输送工艺》 课程设计报告 学院:_ 石油与天然气工程学院_ 专业班级:油气储运工程 学生姓名:学号: 设计地点(单位)________ 石油科技大楼K704 _____ ___ __设计题目:______ _水平输气干线工艺设计(末端储气)____ _ ___ 完成日期:年月日 指导教师评语: ___________ ___________ _________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ _____________________________________ __________ _ 成绩(五级记分制):______ __________ 指导教师(签字):________ ________

目录 摘要..................................................................... I 1 总论. (1) 1.1 设计依据及原则 (1) 1.1.1设计依据 (1) 1.1.2 设计原则 (1) 1.2 总体技术水平 (1) 2 工程概况 (3) 3 输气管道工艺计算 (4) 3.1 末端管道规格 (4) 3.1.1 天然气相对分子质量 (4) 3.1.2 天然气密度及相对密度 (4) 3.1.3 天然气运动粘度 (4) 3.2 管道内径的计算 (5) 3.3 确定管壁厚度 (5) 3.4 确定管道外径及壁厚 (6) 3.5末段长度和管径的确定原则 (7) 3.6 末段最大储气能力的计算 (8) 4 结论 (10) 参考文献 (11)

输气管道课程设计

输气管道课程设计 姓名:李轩昂 班级:油储1541 学号:201521054114 指导教师:任世杰

目录 前言------------------------------------------------------------------------------------------------- 4第一章设计概述---------------------------------------------------------------------------------- 5 1.1设计原则--------------------------------------------------------------------------------- 5 1.2 管道设计依据和规范----------------------------------------------------------------- 5 1.3长输气管道设计原始资料------------------------------------------------------------ 6 1.3.1天然气管道的设计输量 ------------------------------------------------------- 6 1.3.2气源特性 ------------------------------------------------------------------------- 6 1.3.3气源处理 ------------------------------------------------------------------------- 6 1.3.4管道设计参数 ------------------------------------------------------------------- 7 1.3.5基本经济参数 ------------------------------------------------------------------- 7第2章管道工艺计算---------------------------------------------------------------------------- 9 2.1天然气物性参数计算------------------------------------------------------------------ 9 2.1.1天然气的平均分子质量、平均密度和相对密度------------------------- 9 2.1.2天然气压缩因子的计算 ------------------------------------------------------- 9 2.1.3天然气粘度计算 -------------------------------------------------------------- 10 2.1.4定压摩尔比热 ----------------------------------------------------------------- 10 2.2输气管道水力计算------------------------------------------------------------------- 11 2.2.1雷诺数的计算 ----------------------------------------------------------------- 11 2.2.2管道内压力的推算 ----------------------------------------------------------- 12 2.2.3管道壁厚推算 ----------------------------------------------------------------- 12 2.3输气管道热力计算------------------------------------------------------------------- 12 2.3.1总传热系数 -------------------------------------------------------------------- 12 2.3.2天然气的平均地温 ----------------------------------------------------------- 13 2.3.3考虑气体的节流效应时输气管沿管长任意点的温度计算----------- 13 2.4管道工艺计算结果------------------------------------------------------------------- 14 2.4.1首站到分输站1 --------------------------------------------------------------- 14 2.4.2分输站1到分输站2 --------------------------------------------------------- 14 2.4.3分输点2到末点 -------------------------------------------------------------- 15

动态模拟在输气管道工艺设计中的应用

动态模拟在输气管道工艺设计中的应用 李彤民吴长春梁江 摘要概述了动态模拟在输气管道工艺设计中的作用和意义,阐述了传统的工艺稳态设计方法的局限性,提出了动态设计方法的基本原则与步骤。通过实例对稳态和动态设计的结果进行了对比分析,指出动态模拟是提高输气管道工艺设计水平的关键。 主题词输气管道动态模拟工艺设计应用 一、引言 工艺设计是输气管道设计中的最基本内容。工艺设计方案优劣的选择在很大程度上影响输气管道运行的可靠性和投资效益。在干线输气管道设计中,对工艺设计方案的基本技术要求是:能比较可靠地满足目标用户需求,具有较大的运行灵活性。此外,在满足技术要求的前提下,工艺设计方案还应有较好的经济性。 在70年代以前,由于设计手段的限制,输气管道工艺设计方案的确定基本上是以稳态工艺计算为基础的。自70年代以来,计算机技术的发展为输气管道设计提供了强有力的手段。特别是进入80年代后,国外输气管道工艺模拟软件的发展相当迅速,目前已有多种商业软件在世界各地使用,其中比较著名的有Stoner、SIMONE、TGNET、Gregg、LIC等。这些商业软件均同时具有稳态工况模拟和动态工况模拟的功能,设计人员可以利用这些软件对输气管道的工艺设计方案进行任何工况下的动态模拟,从而对方案的可行性、可靠性、灵活性和合理性做出更客观的评价,并根据对多种方案的比选和评价结果选出较好的方案。多年来,这些软件已在全世界许多输气管道的设计中得到了应用,既提高了输气管道工艺设计方案的质量,又在很大程度上改变了工艺设计人员传统的稳态设计观念。 二、稳态设计方法的局限性〔1〕〔2〕 稳态设计是输气管道工艺设计的基本方法,其出发点是假设管道在设计流量下按稳态工况运行。然而,输气管道的实际流量往往是变化的。这种变化不仅来源于运行寿命期内管道年输气量的变化,而且在年输气量一定的前提下,管道在一年中的实际流量往往随季节、月份、周、日而变化,即使在一日之中也会随小时而变化。例如,北京市在某一年的用气高峰周的最大用气量为26.54×104Nm3/h,最小用气量为 2.24×104Nm3/h。因此,在对输气管道进行稳态设计时,一个最基本的问题是确定管道的设计流量。 如果管道的年输气量在设计寿命内有较大幅度的变化,通常需要根据年输气量的具体变化情况选择多个设计流量,并针对这些流量分别进

输气管道设计规范 GB50251-2003

1 总则 1.0.1 为在输气管道工程设计中贯彻国家的有关法规和方针政策,统一技术要求,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制订本规范。 1.0. 2 本规范适用于陆上输气管道工程设计。 1.0.3 输气管道工程设计应遵照下列原则: 1 保护环境、节约能源、节约土地,处理好与铁路、公路、河流等的相互关系; 2 采用先进技术,努力吸收国内外新的科技成果; 3 优化设计方案,确定经济合理的输气工艺及最佳的工艺参数。 1.0.4 输气管道工程设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。 2 术语 2.O.1 管输气体 pipeline gas 通过管道输送的天然气和煤气。 2.O.2 输气管道工程 gas transmission pipeline project 用管道输送天然气和煤气的工程。一般包括输气管道、输气站、管道穿(跨)越及辅助生产设施等工程内容。 2.O.3 输气站 gas transmission station 输气管道工程中各类工艺站场的总称.一般包括输气首站、输气末站、压气站、气体接收站、气体分输站、清管站等站场。

2.O.4 输气首站 gas transmission initial station 输气管道的起点站。一般具有分离,调压、计量、清管等功能。 2.O.5 输气末站 gas transmission terminal station 输气管道的终点站。一般具有分离、调压、计量、清管、配气等功能。 2.O.6 气体接收站 gas receiving station 在输气管道沿线,为接收输气支线来气而设置的站,一般具有分离、调压、计量、清管等功能。 2.O.7 气体分输站 gas distributing station 在输气管道沿线,为分输气体至用户而设置的站,一般具有分离、调压、计量、清管等功能。 2.O.8 压气站 compressor station 在输气管道沿线,用压缩机对管输气体增压而设置的站。 2.0.9 地下储气库 underground gas storage 利用地下的某种密闭空间储存天然气的地质构造。包括盐穴型、枯竭油气藏型、含水层型等。 2.O.10 注气站 gas injection station 将天然气注入地下储气库而设置的站。 2.O.11 采气站 gas withdraw station 将天然气从地下储气库采出而设置的站。 2.O.12 管道附件 pipe auxiliahes 指管件、法兰、阀门、清管器收发筒、汇管、组合件、绝缘法兰或绝缘接头等管道专用承压部件。

输气管道输气工艺设计规范

输气管道输气工艺设计规范 1.1 一般规定 1.1.1 输气管道的设计输送能力应按设计委托书或合同规定的年或日最大输气量计算,设计年工作天数应按350d计算。 1.1.2 进入输气管道的气体必须清除机械杂质;水露点应比输送条件下最低环境温度低5℃;烃露点应低于最低环境温度;气体中硫化氢含量不应大于20mg/m3。 3. 1.3 输气管道的设计压力应根据气源条件、用户需要、管材质量及地区安全等因素经技术经济比较后确定。1.1.4 当输气管道及其附件已按国家现行标准《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY 0007和《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SY/T 0036的要求采取了防腐措施时,不应再增加管壁的腐蚀裕量。

1.1.5 输气管道应设清管设施。有条件时宜采用管道内壁涂层。 1.2 工艺设计 1.2.1 工艺设计应根据气源条件、输送距离、输送量及用户的特点和要求,对管道进行系统优化设计,经综合分析和技术经济对比后确定。 1.2.2 工艺设计应确定下列主要内容: 1 输气总工艺流程。 2 输气站的工艺参数和流程。 3 输气站的数量和站间距。 4 输气管道的直径、设计压力及压气站的站压比。 1.2.1 管道输气应合理利用气源压力。当采用增压输送时,应合理选择压气站的站压比和站间距。当采用离心式压缩机增压输送时,站压比宜为1.2~1.5,站间距不宜小于190km。

1.2.4 压气站特性和管道特性应协调,在正常输气条件下,压缩机组应在高效区内工作。压缩机组的数量、选型、联接方式,应在经济运行范围内,并满足工艺设计参数和运行工况变化的要求。 1.2.5 具有配气功能分输站的分输气体管线宜设置气体的限量、限压设施。 1.2.6 输气管道首站和气体接收站的进气管线应设置气质监测设施。 1.2.7 输气管道的强度设计应满足运行工况变化的要求。1.2,8 输气站应设置越站旁通。进、出站管线必须设置截断阀。截断阀的位置应与工艺装置区保持一定距离,确保在紧急情况下便于接近和操作。截断阀应当具备手动操作的功能。 1.3 工艺计算与分析

输气管道设计

天然气输气管道设计 1 管道材质及壁厚选择 壁厚 F D P S H H σδ2= H P —设计压力,MPa ; H D —管道的外径,mm ; S σ—所选钢材的最小屈服强度,MPa ; F —根据地区等级确定的设计系数; 2 管道轴向应力及稳定性验算 h l t t E μσασ+-=)(21 σ σ2Pd h = l σ—管道轴向应力,MPa ; E —钢材的弹性模量,为51006.2?MPa ; α—钢材的线性膨胀系数,取5102.1-?MPa ; 1t —管线安装温度,C 0; 2t —管线工作温度,C 0; μ—泊松比,取0.3;

h σ—管线的环向应力,MPa ; P —管道内压,MPa ; d —钢管内径,cm ; σ—钢管的公称壁厚,cm ; 应力满足如下条件: s l h σσσ9.0<- 敷设: 弯头的曲率半径大于等于4倍管外直径,并应满足清管器或检测仪器能顺利通过管道要求。 试压。

工艺说明,,, 1物理和热力性质(平均分子量,相对密度,平均密度,热值) 2压缩因子相关方程式。(Gopal 的相关方程式) 3定压摩尔比热(根据干线输气管道实用工艺计算方法) 4焦—汤系数(根据干线输气管道实用工艺计算方法) 二,水力计算 1雷诺数Re 2水力摩阻系数λ 三,输气管道内径 δ2-=H B D D

强度设计系数 地区等级 强度系数 一级地区 0.72 二级地区 0.6 三级地区 0.5 四级地区 0.4 2压力 (1)压缩机入口压力εH B P P = =设计压力/压比 (2)起点压力 211P P P P H δδ--= 1P δ—压缩机与干线输气管之间连接管线的压力损失,输气工作压力 为7.5~10MPa 时,1P δ≈0.05~0.07MPa 2P δ—天然气冷却系统的压力损失,按照“标准”取0.0588MPa (3)终点压力 32P P P B δ+= B P —压缩机入口压力;

输气工艺计算试题

输气工艺计算题 1、一段输气管道,平均压力是1.2MPa,平均温度是19℃,管道规格 是φ457 mm×7 mm,管道长度25km,管道的平均压缩系数为1,请计算 该段管道的管道容积? 已知:t=19℃,P=1.2MPa,D=(457-7×2)mm,L=25km 求:V=? 解:根据公式得: ①A=1/4×3.14×((457-7×2)×10-3)2=0.1541 m2 ②V= A L= 0.1541×25×103=3852.5 m3 答:该段管道的管道容积是3852.5 m3。 2、一段输气管道,天然气的平均压力是4.5MPa,平均温度是15℃, 管道规格是φ559 mm×9 mm,管道长度25.4km,大气压力按0.1 MPa, 天然气的平均压缩系数为1,请计算该段管道的储气量? 已知:t=15℃,P=4.5MPa,D=(559-9×2)mm,L=25.4km,t0=20℃, P0=0.1MPa 求:V0=? 解:根据公式得: ①A=1/4×3.14×((559-9×2)×10-3)2=0.2298 m2 ②V= A L= 0.2298×25.4×103=5836.9 m3 ③T0 =273.15+20=293.15 K T=273.15+15=288.15 K ④P0 V0/ T0 = P V/ T Z0=Z=1

⑤V0 = P V T0/ (P0 T) =(4.5+0.1)× 5836.9 × 293.15/(0.1×288.15) = 273156 m3 答:该段管道的储气量是273156 m3。 3、输气站到邻近阀室距离16.9 km,输气站起点压力是3.8MPa,阀室压力是3.5MPa,距输气站5 km处的输气管道发生泄漏,请问发生泄漏时泄漏点的压力是多少? 已知:。P1=3.8MPa,P2=3.5MPa,L=16.9km,X=5km。 求:P X=? 解:根据公式得: ①P X=( P12 -(P12– P22)X/L )1/2 ②P X=( 3.82 -(3.82–3.52)×5/16.9 )1/2 ③P X=3.72 MPa 答:发生泄漏时泄漏点的压力是3.72 MPa。 4、输气站到邻近阀室距离25.9 km,输气站起点压力是2.9MPa,阀室压力是2.5MPa,输气管道在压力2.69MPa处发生泄漏,请问发生泄漏时泄漏点距输气站的距离有多远? 已知: P1=2.9MPa,P2=2.5MPa,L=25.9km,P X =2.69MPa。 求:X =? 解:根据公式得: ①P X=( P12 -(P12– P22)X/L )1/2 ②2.69=( 2.92 -(2.92–2.52)X /25.9 )1/2

最新输气管道工程设计规范2015(建议收藏)

输气管道工程设计规范 1 总则 2 术语 3 输气工艺 3.1一般规定 3.1.1 输气管道的设计输送能力应按设计委托书或合同规定的年或日最大输气量计量。当采用年输气量时,设计年工作天数应按350d计算。......感谢聆听 3.1.2进入输气管道的气体应符合现行国家标准《天然气》GB17820中二类气的指标,并应符合下列规定:......感谢聆听 1 应清除机械杂质; 2 露点应比输送条件下最低环境温度低5℃; 3 露点应低于最低环境温度; 4 气体中硫化氢含量不应大于20mg/m3; 5 二氧化碳含量不应大于3%。 3.1.3 输气管道的设计压力应根据气源条件、用户需求、管材质量及管道附近的安全因素,经技术经济比较后确定。......感谢聆听 3.1.4 当输气管道及其附近已按现行国家标准《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447和《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448的要求采取了防腐措施时,不应再增加管壁的腐蚀裕量。......感谢聆听 3.1.5 输气管道应设清管设施,清管设施与输气站合并建设。 3.1.6 当管道采用内壁减阻涂层时,应经技术经济比较确定。 3.2工艺设计 3.2.1工艺设计应根据气源条件、输送距离、输送量、用户的特点和要求以及与已建管网和地下储气库容量和分布的关系,对管道进行系统优化设计,经综合分析和技术经济对比后确定。......感谢聆听 3.2.2 工艺设计应确定下列内容: 1 输气总工艺流程; 2 输气站的工艺参数和流程; 3 输气站的数量及站间距; 4 输气管道的直径、设计压力及压气站的站压比。

3.2.3 工艺设计中应合理利用气源压力。当采用增压输送时,应结合输量、管径、输送工艺、供电及运行管理因素,进行多方案技术经济必选,按经济和节能的原则合理选择压气站的站压比和确定站间距。......感谢聆听 3.2.4 压气站特性和管道特性应匹配,并应满足工艺设计参数和运行工况变化的要求。再正常输气条件下,压缩机组应在高效区内工作。......感谢聆听 3.2.5 具有分输或配气功能的输气站宜设置气体限量、限压设施。 3.2.6 当输气管道起源来自油气田天然气处理厂、地下储气库、煤制天然气工厂或煤层气处理厂时,输气管道接收站的进气管线上应设置气质监测设施。......感谢聆听 3.2.7 输气管道的强度设计应满足运行工况变化的要求。 3.2.8 输气站宜设置越站旁通。 3.2.9进、出输气站的输气管线必须设置截断阀,并应符合现行国家标准《石油天然气工程设计防火规范》GB50183的有关规定。 ......感谢聆听 3.3 工艺设计与分析 3.3.1 输气管道工艺设计至少应具备下列资料: 1 管道气体的组成; 2 气源的数量、位置、供气量及其可变化范围; 3 气源的压力、温度及其变化范围; 4 沿线用户对供气压力、供气量及其变化的要求。当要求利用管道储气调峰时,应具备用户的用气特性曲线和数据;......感谢聆听 5 沿线自然环境条件和管道埋设处地温。 3.3.2 输气管道水力计算应符合下列规定: 1 当输气管道纵断面的相对高差Δh ≤200m 且不考虑高差影响时,应按下式计算: 5.052221)(1051???????-=TL Z d P P q v λ (3.3.2—1) 式中:v q ——气体(P 0=0.101325MPa ,T=293K )的流量(m 3/d ); P 1——输气管道计算段的起点压力(绝)(MPa ); P 2——输气管道计算段的终点压力(绝)(MPa ); d ——输气管道内径(cm ); λ——水力摩阻系数; Z ——气体的压缩因子; ?——气体的相对密度; T ——输气管道内气体的平均温度(K ); L ——输气管道计算段的长度(km )。 2 当考虑输气管道纵断面的相对高差影响时,应按下列公式计算: 5 .01152221)(21)1(1051????????????????????++??+-=∑=-n i i i i v L h h L TL Z d h P P q αλα (3.3.2—2)

输气管道设计过程 万

输气管道设计过程 1)在确定输气管道计算流量时要考虑年平均输气不均衡性,确定输气管评估性通过能力利用系数H K : 959.0=??=?πH P H K K K K 2)计算输气管评估性通过能力q : 857.43501017365108 2 =?=??=H K Q q 106m 3/d 8856.3350 106.1336510820=?=??=H K Q q 106m 3 /d 3)设定3个设计压力H P :5.5,6.0,6.5 a MP ; 4)对每个设计压力H P 设定3个压比ε,一般压力比为1.26—1.5之间,我取压力比为:1.3、1.4、1.5; 5) 设定管径(711㎜)为例,与3个设计压力(H P )和3个压比(ε)组成9个输气工艺方案;以下各项计算仅以其中的一个方案(H P =6a MP ,ε =1.3)作为示范,其余各方案的计算列入计算成果表(表1-3)。 6)设计管材的钢种等级为X60,其最小屈服强度σs =413 a MP ; 7)计算钢管的壁厚δ(初定地区等级为Ⅲ类,设计系数F=0.5):

mm F D P s H H 1.113.105 .041327115.62→=???==σδ 8)确定输气管内径: mm D D H B 8.6881.1127112=?-=-=δ 9)根据设计压力H P =6a MP (即压缩机出口压力)和压比ε=1.3,计算压缩机入口压力B P : a H B MP P P 62.43 .16===ε 10)确定输气管计算段的起点压力(即压气站出站压力)1P : a H MP P P P P 90.50588.00412.05.6211=--=--=δδ (天然气在压气站出口端的工艺管线和设备中的压力损失定为0.1 a MP ,小于附录Ⅰ中所列的数值0.11a MP ) 11)确定输气管计算段的终点压力(即下一压气站进站压力)2P : a B MP P P P 70.408.062.42=+=+=δ (天然气在压气站进口端的一级除尘装置和连接管线中的压力损失定为0.08a MP ,小于附录Ⅰ中所列的数值0.10 a MP ) 12)计算输气管计算段的平均压力CP P :

某输气管道工程初步设计策划

目录 1 工作范围 (3) 1.1 工程简介 (3) 1.2 工作范围 (16) 2 项目目标 (31) 2.1总体目标 (31) 2.2 技术目标 (31) 2.3 进度目标 (32) 2.4 质量目标 (32) 2.5 HSE目标 (32) 2.6费用目标 (33) 3 项目实施组织机构及资源配置 (33) 3.1 组织机构 (33) 3.2 组织形式 (40) 3.3人力资源配置 (40) 3.4 软件资源配置 (42) 4 初步设计提交成果目录及成果验收 (43) 4.1 成果目录 (43) 4.2 工作成果验收 (45) 5 初步设计文件编制依据 (46) 5.1 设计依据 (46) 5.2 主要基础数据 (46) 5.3 技术要求 (49) 5.4 遵循的主要标准和规范(以最新版本为准) (55) 6 项目进度管理 (58) 6.1 项目进度计划 (58) 6.2 项目进度控制 (65) 7 项目工作程序 (69) 7.1 项目沟通协调程序 (69) 7.2 文件管理程序 (71) 7.3 站址选择工作程序 (79) 7.4 选线工作程序 (87) 8 项目质量管理 (99) 8.1 组织机构 (99) 8.2 质量计划 (102)

8.3 质量控制程序 (102) 8.4 设计评审 (104) 8.5 不合格产品纠正措施及跟踪验证 (105) 8.6 质量事故的处理程序及质量记录 (105) 8.7 项目内外沟通制度 (105) 8.8 技术服务 (106) 9 项目健康、安全与环境(HSE)管理 (106) 9.1组织机构 (106) 9.2 职责 (107) 9.3设计过程HSE工作要点 (109) 9.4危害识别与控制 (110) 9.5 HSE具体管理措施 (111) 9.6 应急预案 (112) 10 项目风险管理 (116) 10.1组织机构 (116) 10.2 工作程序 (117) 10.3项目风险识别及防范措施举例: (117)

毕业设计(论文)开题报告--某长距离输气管道的工艺设计

本科毕业设计(论文)开题报告 题目:某长距离输气管道的工艺设计 学生姓名学号 教学院系石油工程学院 专业年级油气储运工程 2007级 指导教师职称讲师 单位油气储运教研室

某长距离输气管道的工艺设计 1 本论文选题意义及国内外研究现状 1.1 选题意义 我国国民经济快速发展对能源的需求量越来越大。我国的能源结构由以煤为主逐步转向以石油、天然气为主。我国政府制定以“优化结构、提高效率、重视环保、保障供应、开发西部”为核心的新能源战略,要求增加天然气在能源构成中的比例。2007年我国能源发展“十一五”规划中进一步提出,要重点发展石油天然气工业。我国加快了天然气勘探开发力度,进入了天然气快速发展的时期。除本国天然气生产外,我国还将从外国引进大量天然气。管道是天然气开发和利用的纽带,由于天然气为气体介质,采用管道输送,具有管输距离长、压力高、输量大的特点,而且密闭安全、便于管理和易于实现自动化。 1.2国内外研究现状 1.2.1 世界天然气管道技术现状 (1)长运距、大管径和高压力管道是当今世界天然气管道发展主流 自20 世纪70年代以来,世界上新开发的大型气田多远离消费中心。同时,国际天然气贸易量的增加,促使全球输气管道的建设向长运距、大管径和高压力方向发展。1990 年,前苏联的天然气管道的平均运距达到2698 公里。从20世纪至今,世 界大型输气管道的直径大都在1000 毫米以上。到1993 年,俄罗斯直径1000毫米以上的管道约占63%,其中最大直径为1420 毫米的管道占34.7%。西欧国家管道最大直径为1219 毫米,如著名的阿-意管道等。干线输气管道的压力等级20 世纪 70年代为6~8 兆帕;80 年代为8~10 兆帕;90 年代为10~12 兆帕。2000年建成的Alliance 管道压力为12兆帕、管径为914 毫米、长度为 3000 公里,采用富气输送工艺,是一条公认的代表当代水平的输气管道。 (2)输气系统网络化随着天然气产量和贸易量的增长以及消费市场的扩大,目前全世界形成了洲际 的、多国的、全国性的和许多地区性的大型供气系统。这些系统通常由若干条输气干线、多个集气管网、配气管网和地下储气库构成,可将多个气田和成千上万的用户连接起来。这样的大型供气系统具有多气源、多通道供气的特点,保证供气的可靠性和灵活性。前苏联的统一供气系统是世界最庞大的输气系统,连接了数百个气田、数十座地下储气库及约1500个城市,管道总长度超过20×104公里。目前欧洲的输气管网

最新输气管道设计规范GB50251-2003

最新输气管道设计规范GB50251-2003 1 总则 1.0.1 为在输气管道工程设计中贯彻国家的有关法规和方针政策,统一技术要求,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制订本规范。 1.0. 2 本规范适用于陆上输气管道工程设计。 1.0.3 输气管道工程设计应遵照下列原则: 1 保护环境、节约能源、节约土地,处理好与铁路、公路、河流等的相互关系; 2 采用先进技术,努力吸收国内外新的科技成果; 3 优化设计方案,确定经济合理的输气工艺及最佳的工艺参数。 1.0.4 输气管道工程设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。 2 术语 2.O.1 管输气体 pipeline gas 通过管道输送的天然气和煤气。 2.O.2 输气管道工程 gas transmission pipeline project 用管道输送天然气和煤气的工程。一般包括输气管道、输气站、管道穿(跨)越及辅助生产设施等工程内容。 2.O.3 输气站 gas transmission station 输气管道工程中各类工艺站场的总称.一般包括输气首站、输气末站、压气站、气体接收站、气体分输站、清管站等站场。

2.O.4 输气首站 gas transmission initial station 输气管道的起点站。一般具有分离,调压、计量、清管等功能。 2.O.5 输气末站 gas transmission terminal station 输气管道的终点站。一般具有分离、调压、计量、清管、配气等功能。 2.O.6 气体接收站 gas receiving station 在输气管道沿线,为接收输气支线来气而设置的站,一般具有分离、调压、计量、清管等功能。 2.O.7 气体分输站 gas distributing station 在输气管道沿线,为分输气体至用户而设置的站,一般具有分离、调压、 计量、清管等功能。 2.O.8 压气站 compressor station 在输气管道沿线,用压缩机对管输气体增压而设置的站。 2.0.9 地下储气库 underground gas storage 利用地下的某种密闭空间储存天然气的地质构造。包括盐穴型、枯竭油气 藏型、含水层型等。 2.O.10 注气站 gas injection station 将天然气注入地下储气库而设置的站。 2.O.11 采气站 gas withdraw station 将天然气从地下储气库采出而设置的站。 2.O.12 管道附件 pipe auxiliahes 指管件、法兰、阀门、清管器收发筒、汇管、组合件、绝缘法兰或绝缘接 头等管道专用承压部件。

毕业设计某长距离输气管道的工艺设计

天然气管道投产方案研究 (开题报告) 一、设计(论文)的选题意义及国内外研究现状 1、设计目的及实质内容 1.1设计目的: 通过天然气管道投产方案的研究,掌握天然气长输管道预投产的基本方法和步骤,掌握其有关的信息检索的方法,以及很好的结合各门所学的知识的,全面、连贯地把所学的知识运用到实际设计中。据题目给出的已知条件及设计要求,先掌握天然气管道投产的步骤以及各步骤的基本方法和适用范围。再结合西气东输西段管道投产的实际情况,编制一套可行的投产方案,确保管道安全,平稳,连续,可靠,经济的供气。 1.2 实质内容: 论文先对管道预投产中涉及到的试压,清管,干燥,置换进行理论研究,掌握各个环节的可以采用的方法以及适用范围。并且为干燥和置换过程需要计算的一些参数提供可行的计算公式和方案。再通过西气东输的具体情况,确定可行的试压,清管,干燥,置换的方案,计算出相关的工艺参数。最后编制出一套完整的投产方案。 2、国内外研究现状: 2.1 国外研究状况 国外长输天然气管道发展比较早,从20世纪50年代前苏联就开始长输天然气管道建设。到80年代,他们已建成6条超大型中央输气管道系统,全长近2万公里,管径1220毫米~1420毫米,是当时世界上最宏大的管道工程。经过半个多世纪的发展,国外长输天然气管道主要有以下六个特点: 一是增大管径。国外干线天然气管道直径一般都在1000毫米以上,这些大口径管道的施工技术都比较成熟。 二是提高输气压力。目前,西欧和北美地区的天然气管道压力普遍都在10兆帕以上,如阿意输气管道最高出站穿越点压力高达21兆帕; 三是广泛采用内涂层减阻技术,提高输送能力。国外输气管道采用内涂层后,一般可提高输气量6%~10%,还可有效减少设备磨损和清管次数,延长管道使用寿命。 四是提高管材韧性,增大壁厚,制管技术发展较快。国外输气管道普遍采用x70级管材,近年x80级管材已用于管道建设。据有关文献介绍,用x80级管材可比x65级管材节省建设费用7%。目前,加拿大、法国等国家的输气管道已采用x80级管材。日本和欧洲的一些钢管制造商已经开始研制x100级管材。 五是完善的调峰技术。为保证可靠、安全、连续向用户供气,发达国家都采用金属储气

天然气管道工艺设计

1 绪论 1.1引言 随着人类社会的发展,人类使用的燃料也经历了漫长的禾薪时代和燃煤时代,而现在已进入石油和天然气时代。气体燃料在能源结构中比例的升高,是人们生活水平、生活质量的提高和社会发展进步程度的重要标志。 天然气作为能源和化工原料,在国民经济发展中日益占有更重要的地位。天然气的热值高,介于32~353 / MJ m,不含灰份,扩散性好,容易燃烧完全,不污染环境,运输方便,价格低廉是理想的工业及民用燃料。用在发电方面可使火力发电站的投资较燃煤减少20%左右,而且管理方便,易于实现自动化,使发电成本大大下降;用在炼铁上,可使焦比下降15%以上,获得更好的经济效益;在民用方面,煤炉热效率一般只有20—25%,而一个构造良好的天然气炉灶热效率可达60%以上,而且使用方便,卫生,很受居民欢迎[1]。 天然气的主要成分是甲烷及少量的乙烷、丙烷、丁烷等。甲烷除用作燃料外,还可直接用于生产氢氰酸、二硫化碳、卤化甲烷、炭黑等;经裂解得到乙炔,从乙炔出发可以生产塑料,裂解后得到乙烯、丙烯、丁烯,也可生产合成橡胶、合成纤维、塑料及其他一系列产品。 天然气中有的还含有少量的硫化氢、二氧化碳、氮、氦等,也是极有用途的原料。硫化氢可用于生产硫磺,硫酸,二氧化碳可以制造成冰,氦更是国防和原子能工业需要的产品。 专家预测,在21世纪的能源结构中,天然气将占主导地位。我国天然气资源非常丰富,是今后很长时期内国民经济发展的重要因素之一;也是石油天然气工业新的经济增长点。目前,我国天然气工业已呈现出一派蓬勃发展的景象。管道输送是天然气输送的主要方式,管道输送具有能耗少、运费低、运量大、连续密闭输送、安全性好的优点。近年来天然气的经济和环保价值日益受到各国重视,探明储量已超过了石油,天然气工业发展面临新的机遇。 从以上这些可以发现,天然气不管对居民还是工业都具有很重要的意义。那么如何用最少的费用把天然气从气源地输送到用户集中的城市则是另一个更为严峻的问题。本设计将通过实例来讨论上面提出的问题,

毕业设计开题报告某长距离输气管道的工艺设计

题目:某输气管道工艺设计 学生姓名XXXX 学号0631254 教学院系石油工程学院 专业年级油气储运工程2006级 指导教师Xxxx 职称教授 单位油气储运研究所 天然气管道投产方案研究 (开题报告) 一、设计(论文)的选题意义及国内外研究现状

1、设计目的及实质内容 1.1设计目的: 通过天然气管道投产方案的研究,掌握天然气长输管道预投产的基本方法和步骤,掌握其有关的信息检索的方法,以及很好的结合各门所学的知识的,全面、连贯地把所学的知识运用到实际设计中。据题目给出的已知条件及设计要求,先掌握天然气管道投产的步骤以及各步骤的基本方法和适用范围。再结合西气东输西段管道投产的实际情况,编制一套可行的投产方案,确保管道安全,平稳,连续,可靠,经济的供气。 1.2 实质内容: 论文先对管道预投产中涉及到的试压,清管,干燥,置换进行理论研究,掌握各个环节的可以采用的方法以及适用范围。并且为干燥和置换过程需要计算的一些参数提供可行的计算公式和方案。再通过西气东输的具体情况,确定可行的试压,清管,干燥,置换的方案,计算出相关的工艺参数。最后编制出一套完整的投产方案。 2、国内外研究现状: 2.1 国外研究状况 国外长输天然气管道发展比较早,从20世纪50年代前苏联就开始长输天然气管道建设。到80年代,他们已建成6条超大型中央输气管道系统,全长近2万公里,管径1220毫米~1420毫米,是当时世界上最宏大的管道工程。经过半个多世纪的发展,国外长输天然气管道主要有以下六个特点: 一是增大管径。国外干线天然气管道直径一般都在1000毫米以上,这些大口径管道的施工技术都比较成熟。 二是提高输气压力。目前,西欧和北美地区的天然气管道压力普遍都在10兆帕以上,如阿意输气管道最高出站穿越点压力高达21兆帕; 三是广泛采用内涂层减阻技术,提高输送能力。国外输气管道采用内涂层后,一般可提高输气量6%~10%,还可有效减少设备磨损和清管次数,延长管道使用寿命。 四是提高管材韧性,增大壁厚,制管技术发展较快。国外输气管道普遍采用x70级管材,近年x80级管材已用于管道建设。据有关文献介绍,用x80级管材可比x65级管材节省建设费用7%。目前,加拿大、法国等国家的输气管道已采用x80级管材。日本和欧洲的一些钢管制造商已经开始研制x100级管材。 五是完善的调峰技术。为保证可靠、安全、连续向用户供气,发达国家都采用金属储气罐和地下储气库进行调峰供气。目前,这些国家季节性调峰主要采用孔隙型和盐穴型地下储气库。而日调峰和周调峰等短期调峰,则多利用管道末端储气及地下管束储气来实现。天然气储罐以高压球罐为主,国外球罐最大几何容积已达5.55万立方米。 六是提高压缩机组功率,广泛采用回热循环燃气轮机,用燃气轮机提供动力或发电。国外干线输气管道压缩机组普遍采用大功率机组。如俄罗斯天然气公司压缩机站单套压缩机平均功率都在10千瓦以上,欧美国家也是如此。此外,国外还广泛采用压缩机机械干密封、磁性轴承和故障诊断等新技术,不仅可以延长轴承使用寿命,取消润滑油系统,降低压缩机的运行成本,而且可以从根本上提高机组运行的可靠性和完整性。

输气管道设计与管理考试试题

《输气管道设计与管理》考试试题 年级: 专业: 姓名: 一、填空题(40分,每空1分) 1.天然气按中戊烷含量低于10mL/m 3时,称为__________。 2.洁气是指___________和___________含量甚微,不需要净化处理的天然气。 3.除湿度和含水量,____________也是表征天然气含水量的参数之一。 4.天然气热值分____________和____________,实际生产中采用____________。 5.天然气中加入惰性气体,爆炸极限范围____________。 6.常用于天然气净化的离心式分离器有____________和____________。 7.对于管输天然气,天然气中硫化氢的含量一般低于____________。 8.为了增大流通面积、降低流速,可以采用等流量管系统___________和___________来实现。 9.油气管道内常用的内表面除锈的方法有____________和____________。 10.管道内涂层对压缩机功率的影响是______________________,并可以使输气量______。 11.防止天然气生成水合物的途径有____________、____________、____________、____________。 12.离心压缩机稳定工况区是指性能曲线上____________和____________之间的区域。 13.压缩机转速越_____,压力比越_____,稳定工况区越窄。 14.压缩机并联后,可使____________增大。 15.中间压气站停运后,全线输气量_______;___________个压气站停运,全线输气量下降最少。 16.管道系统调节就是调节____________和____________两大部分。 17.计算末段管线长度,应考虑____________及末段起点压力____________和终点压力____________。 18.输气站__________既是干线输气的终点,又是城市配气的起点。 19.天然气生产中常用的安全阀有____________和____________两种。 20.天然气储存的方式有低压罐储气、高压罐储气、____________、____________、____________、____________等。 二、简答题(30分) 1. 输气系统的组成及特点。(6分) 2.论述水合物的形成条件。(5分) 3.画图表示TEG 法脱水的工艺流程和主要设备。(8分) 4.地形起伏管路对输气管的影响。(6分) 5.天然气末段储气的特点。(5分) 三、分析题(20分) 1、已知输气管流量基本公式为:()0.5225Q Z P P D Q C z TL λ??-??=?????,试分析管路的终点压力对流量的影响。 (6分) 2、已知输气管压力分布方程为:()L x P P P P Z Q Q x 222--=,推导平均压力计算公式以及平均压力点 距起点的距离在0.5L~0.55L 之间变化的依据。(8分)

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