天然气输送管道压力计算
天然气管道水利计算
流速计算
流 量(m3/h) 10000 流 速（m/s） 13.18405069 运行压力（Mpa） 0.4 管 径（m） 0.219 壁厚（m） 0.005
基本参数 放空量
破口截面积
管道挖坏气损计算 泄漏时间 运行压力 35 （min） （Mpa）
0.38
温度（℃）
5
流速
50
管径
长度
壁厚
管存量
备注
400 实时压力降
（KPa）
64.690 335.310
6000 粗糙度
（m）
9.72
0.209 16000
0.1533 三通阻力降
（KPa）
0.00002 粘度（N·S/m2）
0.0000103
天然气管存量计算 管线压力
（MPa）
管线长度
（m）
管径（m） 0.426
壁厚（m） 0.008
管容（m3） 528.10
天然气管线储量（NM3） 2047.98
0.38
4000
天然气管径计算
流 量(m3/h) 50000 流 速（m/s） 30 运行绝对压力（Mpa） 0.4 管 径（mm） 383.8820352
管道金额计算 管径 0.377 壁厚 0.0095 价格（元/吨） 4980 每米重量（Kg/m） 85.55106429 每米单价(元/m) 426.0443001 长度（m） 320
天然气输气管线管路计算
起始压力P1 末端压力P2
（KPa） （KPa）
雷诺数 Re 640750.69 密度（Kg/m3）
摩擦因数λ 0.014 0.65
瞬时流量
（m3/h）
流速
（m/s）
天然气管径和压力以及流量的计算
天然气管径和压力以及流量的计算天然气作为一种清洁、高效的能源，被广泛应用于工业和民用领域。
在天然气的输送过程中，管道的尺寸、压力和流量是关键参数，对于安全、经济和效率都有重要影响。
本文将围绕天然气管径、压力和流量展开讨论，并解释它们之间的关系。
一、天然气管径的计算天然气管道的尺寸通常由其内径来表示，常用单位为毫米（mm）或英寸（inch）。
管径的选择与天然气输送的流量有关，过小的管径会增加流动阻力，导致能耗增加；过大的管径则会增加建设和维护成本。
因此，合理选择管径至关重要。
管径的计算可以通过经验公式进行估算，其中考虑了天然气的流量和压力损失。
一种常用的公式是Darcy-Weisbach公式，该公式可以计算管道内的摩阻损失，并给出最佳管径。
二、天然气压力的计算天然气在输送过程中需要保持一定的压力，以确保流动稳定和安全。
压力通常以帕斯卡（Pa）或磅力/平方英寸（psi）来表示。
天然气管道的压力计算涉及到多个因素，包括管道长度、流量、管道材质、温度等。
根据流体力学原理，可以利用伯努利方程和连续性方程来计算管道的压力损失。
此外，还需要考虑天然气输送的起始压力和终止压力，以确保管道中的压力满足要求。
三、天然气流量的计算天然气的流量是指单位时间内通过管道的气体体积。
常用的流量单位有立方米/小时（m³/h）或立方英尺/小时（ft³/h）。
天然气流量的计算需要考虑多个因素，包括管道尺寸、压力、温度和流体性质等。
通过伯努利方程和连续性方程，可以计算出天然气的实际流量。
此外，还需要考虑天然气的压缩因子、标准状态和温度修正等因素，以得到准确的流量计算结果。
四、管径、压力和流量的关系管径、压力和流量之间存在一定的关系。
当管径确定时，通过流量和压力的计算可以确定管道的输送能力。
如果流量增加或压力降低，将导致管道内流速的增加，从而增加摩阻损失；反之亦然。
因此，在设计天然气管道时，需要综合考虑管径、压力和流量之间的关系，以实现安全、经济和高效的输送。
城市天然气管道安全运行压力确定
城市高压天然气管道安全运行压力确定作者：何亮、程优良、叶年强摘要城市天然气管网的稳定供气事关国计民生，合适的管道运行压力对安全稳定供气至关重要。
城市高压天然气管道运行压力，建立在管道允许运行压力范围内，考虑调峰情况下，必须满足下游用户用气最低压力要求，同时在出现故障时，有足够的应急储气及启动应急供气的时间，保证下游用户用气不受影响。
本文以中山市域天然气管道（以下简称中山管道）为例，阐述了城市高压天然气管道运营公司如何考虑上游管道及下游用气、设备、应急供气能力等情况，对管道日常运行压力进行选择、管理和控制，满足城市天然气用户安全要求。
中山市域天然气管道（以下简称中山管道）设计压力为4.0MPa，实际运行最高压力不超过3.6MPa，下游用户最低运行压力为0.4MPa(除电厂用户以外)。
在上游发生故障停气时，启动LNG应急供气需要8小时准备，同时，在应急设备故障无法修复时，也可满足中山市下游用户一天用气需求。
在此原则下，综合考虑上游管道及下游用气、设备、应急供气能力等情况，管道日常运行压力选择在2.8-3.5MPa进行管理和控制，可满足中山市民用气安全要求。
同时，城市高压管道运行压力的选择还需要考虑自然灾害、高压管道设备故障等因素。
对运行压力选择的影响较大，管道调节作用有限，须与上下游建立联供联保机制，才能确保下游安全平稳用气。
关键词：天然气管道安全运行压力LNG 应急供气1 中山管道一期工程概况中山市域天然气利用项目一期工程于2006年全面开工建设，包括试验段工程、近期工程、中佛线工程、中江线工程。
2007年试验段投产，至2011年12月，一期工程顺利完工。
建成并投产高压管道约78公里，综合门站2座、高-中压调压站4座及分输站1座，主要向中心城区、火炬开发区、南朗、小榄、古镇、大涌等镇区及江门市供气，另外，采用高压直供的方式向下游客户的横栏调压站供气。
高压管道规格为D508×11.9、D508×9.5，设计压力4.0MPa，运行压力不超过3.6MPa。
天然气管道计算
一、天然气计量原理及计算方法测量原理：天然气流经节流装置时，流速在孔板处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，在孔板前后产生静压压差，气流的流速越大，孔板前后产生的差压越大，从而可通过测量差压来衡量天然气流经节流装置的流量大小。
（注：这种测量流量的方法是以能量守恒定律和流动连续性方程为基础的。
）1、天然气流量的计算方法1）公式引用SY/T6143—1996 标准Q n= A s CEd2F G∑F z F T√p1△p其中：Q n——体积流量Nm3/h 标准状态：0.101325MpaA s——计量系数 1.145X10-2C——流出系数0.6E——渐进速度系数 1d——孔板开孔直径F z——超压缩因子 1.1F G——相对密度系数 1.1∑——可膨胀性系数 1F T——流动温度系数 1经过推导和实践中运用，找出各个系数与本站输气计量中的关系。
推导出了经验公式，简便了运算，便于掌握。
输气站流量计算经验公式：Q n = 8.4×10-3d2√p1△p注意：（1）上述公式系数取值要精确，计算误差在5%左右。
（2）天然气计量中对孔板上端面，锐角等要求较严格，孔板必须经检验合格方可使用。
（3）上述公式是对于确定的孔板可推出孔板的测量范围。
如反过来，知道了一定的流量，也可算出需要多大的孔板。
2、输气管线储气量的计算输气管线储气量的计算（引用《输气管道设计与管理》）Q储= VT0/P0T（P1m/Z1-P2m/Z2）式中：Q储——管道的储气量m3V——管道的容积m3V=53275.56 m3（轮库输气管线长192.4km、管径610mm、壁厚7—8mm）T0——293.15kP0——0.101325MpaP1m P2m——分别为计算管内气体的最高、最低平均压力（绝压）MPa，一般P2m为0。
Z1Z2——对P1m P2m气体压力下的压缩系数。
（Z1=Z2）T——气体的平均温度k注：上式可作为压力P1降到P2可有多少m3的天然气计算式。
中冶天然气专供长输管道强度计算
中冶陕西轧辊有限责任公司天然气专供高压输气管道强度计算和应力验算1.1输气管道设计管径计算：流量Q=11416Nm/h管道当量绝对粗糙度K=0.2燃气密度：0.764Kg/m3经计算：管径---DN200终点流速---2.58m/s1.2管道强度计算1.2.1燃气管道S理论壁厚计算：δ=PD/2δsφFt ( 1-1)δ---管道计算壁厚（mm）：P---设计压力4.0（Mpa）D---管道外径（mm）：δs---钢管的最小屈服强度（Mpa）φ---焊缝系数（无缝钢管φ=1）t---温度折减系数，当温度小于120℃钢管，t=1.0δ=PD/2δsφFt=4.0×219/2×360×1×0.6×1.0=2.03 1.2.2燃气管道设计壁厚和名义壁厚：燃气管道设计壁厚：δs=δ+CC= C1+C2δS---管道设计壁厚（mm）：C---管道壁厚附加量（mm）：C1---管道壁厚付偏差附加量，包括加工、开槽和罗纹深度及材料厚度付偏差（mm）：C1=A tδ,该工程C1取0.8C2---管道壁厚腐蚀附加量（mm）：该工程C2取0.2δ---管道计算壁厚（mm）：管道名义壁厚δn(取用壁厚)应不小于管道的设计壁厚δS。
该工程燃气管道设计壁厚：δs=δ+C=2.03+0.8+0.2=3.03该工程燃气管道名义壁厚：δn=8该工程管道采用φ219×8无缝钢管，材质为L360GB/T9711.2。
1.3管道应力验算1.3.1 概述燃气管道的应力，主要是由于管道承受内压力和外部载荷以及热膨胀等多种因素引起的，管道在这些载荷作用下的应力状态是复杂的。
管道应力验算的任务是：验算管道在内压、持续外载作用下的一次应力和热胀冷缩及其位移受约束产生的热胀二次应力，以判明所计算的管道是否安全、经济、合理。
1.3.2 一次应力验算管道一次应力验算采用极限分析进行验算，钢管在工作状态下，由内产生的折算应力，不得大于钢管在设计温度下的许用应力，按下式验算：σzs≤［σ］t（1-2）［δ］t---钢管在设计温度t下的许用应力（Mpa）σzs---内压折算应力（Mpa）σzs=P［D0-（δn-C）］/2φ（δn-C）（1-3）P---设计压力（Mpa）D0---管道外径（mm）：δn---管道名义壁厚（mm）φ---焊接接头系数（无缝钢管φ=1）C---管道壁厚附加量（mm）：对于无缝钢管和在产品技术条件中提供有壁厚允许负偏差百分数值的焊接管，C按下式计算：C=δn A t/1+A t （1-4）A t---管道壁厚负偏差系数C、δn---同前C=δn A t/1+A t=8×0.2/1+0.2=1.333σzs=P［D0-（δn-C）］/2φ（δn-C）=4×［219-（8-1.333）］/2×1×（8-1.333）=63.70［σ］t：钢管在常温下的许用应力为360（Mpa）通过以上计算σzs≤［σ］t1.3.3 由于内压和温度引起的轴向应力按下式计算：σL =μσh+Ea(t1 –t2）（1-5）σh=Pd/2δn （1-6）σL-----管道的轴向应力拉应力为正，压应力为负（Mpa）μ----泊桑比，取0.3；σh-----由于内压产生的管道环向应力（Mpa）;P----管道设计内压力（Mpa）;d----管子内径（cm）;δn----管子公称壁厚（cm）E----钢材的弹性模量（Mpa）t1------管道下沟回填时温度℃t2------管道的工作温度℃σh=Pd/2δn=4.0×20.3/2×0.8=50.75（Mpa）σL =μσh+Ea(t1 –t2）=0.3×507.5+2.05×1.18×10-3×(30–20）=-3.68（Mpa）只考虑压应力1.3.4受约束热胀直管段，按最大剪应力强度理论计算应力，并应合下列表达式的要求：σe=σh–σL＜0.9σsσe----当量应力（Mpa）σs-----管子的最低屈服强度（Mpa）σe=σh–σL＜0.9σs=50.75-（-3.68）＜0.9×36054.43＜324通过以上计算，采用φ219×8无缝钢管，材质为L360钢GB/T9711.2,是符合要求的。
天然气管径计算
天然气管道试算管径计
始点绝对 压力
（kg/cm2 ）
1.200
终点绝对 压力
（kg/cm2 ）
1.180
平均绝对
压力 （kg/cm2
压缩系数
）
1.190 0.999
比重 0.56
管段号 调压站出口至支管1处
天然气管道校核管径计
始点绝对 压力
（kg/cm2 ）
1.120
终点绝对 压力
0.25
管道温度（k） 303
输气量 （Nm3/h）
35400
管径 （cm）
93.31 1.44.53
Re 875981767.7
100天然气管道水力计算
当量长度L2(m) 15.00
计算长度L(m) 265.00
沿程阻力系数λ 0.0110
单位长度压力损 失Rm(pa/m)
（kg/cm2 ）
1.118
平均绝对
压力 （kg/cm2
压缩系数
）
1.119 0.999
比重 0.56
管段号 调压站出口至支管1处
天然气管道沿程阻力系数计算
额定流量 (Nm3/h)
同时工作 系数
计算流量 (Nm3/h)
管段长度 L1(m)
管径d(mm)
35400
1
35400
250
1000
管段号 调压站出口至支管1处
DN≥100天然气管道水力
额定流量 (Nm3/h)
同时工作 系数
计算流量 (Nm3/h)
管段长度 L1(m)
管径d(mm)
35400
1
35400
250
1000
一般常用管道输气能力计算公式
一般常用管道输气能力计算公式
管道容积计算
V=AL=πD2L/4
其中：V:管道的体积，m3
L:管道的长度，m
D:管道的内径，m
圆周长公式：C=πD或者C=2πR
圆面积公式：S=πR2或者S=πD2/4
C：圆周长，m
D：圆直径，m
R：圆半径，m
标准状态下天然气体积计算
根据理想气体状态方程式公式计算标准状态下天然气体积。
PnVn/Tn=P1V1/T1=常数（理想气体状态方程式）
其中：Pn：气体在标准状态下的压力Mpa
Vn：气体在标准状态下的体积Nm3
Tn：气体在标准状态下的温度K
P1：气体在工作状态下的压力Mpa
V1：气体在工作状态下的体积Nm3
T1：气体在工作状态下的温度K
一般输气管线的通过能力公式
管线吹扫所用天然气量的计算可按一般输气管线的通过能力公式计算。
Q=5033.11D8/3[(P12-P22)/GTZL]1/2
管线放空能力的近似计算公式：
Q=382.78D8/3[(P12-P22)/L]1/2
其中：Q：天然气的体积Nm3
D：输气管道内径cm
P1：输气管道起点压力Mpa
P2：输气管道终点压力Mpa G：天然气的真实相对密度
T：天然气的绝对温度
Z：天然气的压缩因子
L：输气管道长度Km。
天然气集输管道 天然气集输管道流量计算公式
天然气集输管道天然气集输管道流量计算公式8.3天然气集输管道8.3.1天然气集输管道水力计算采用的气量，对未经净化处理的湿气应为设计输气量的1.2倍～1.4倍，对净化处理后的干气应为设计输气量的1.1倍～1.2倍。
8.3.2天然气集输管道流量计算应符合下列规定：1当管道沿线的相对高差△h≤200m时，应按下式计算：式中：q v——管道计算流量(m3／d)；d——管道内径(cm)；p1——管道起点压力(绝压)(MPa)；p2——管道终点压力(绝压)(MPa)；△——气体的相对密度(对空气)；Z——气体在计算管段平均压力和平均温度下的压缩因子；T——气体的平均热力学温度(K)；L——管道计算长度(km)。
2当管道沿线的相对高差△h＞200m时，应按下式计算：式中：△h——管道计算的终点对计算段起点的标高差(m)；a——系数(m-1)，；g——重力加速度，g＝9.81m／s2；R a——空气的气体常数，在标准状况下R a＝287.1m2／(s2·K)；n——管道沿线计算管段数，计算管段是沿管道走向，从起点开始，当其相对高差△h≤200m时划作一个计算管段；h i——各计算管段终点的标高(m)；h i-1——各计算管段起点的标高(m)；L i——各计算管段长度。
式中其他符号意义与公式8.3.2-1相同。
8.3.3天然气集输管道沿线任意点的温度确定应符合下列规定：1当无节流效应时，应按本规范公式8.1.2计算。
计算常数a可按下式计算：式中：K——管道中气体到土壤的总传热系数[W／(m2·℃)]；D——管道外径(m)；q v——气体流量(m3／d)；△——气体的相对密度；c p——气体的定压比热容[J／(kg·℃)]。
2当有节流效应时，应按下式计算：式中：J——焦耳—汤姆逊效应系数(℃／MPa)；△P x——x长度管段的压降(MPa)；a——计算常数，按式8.3.3-1计算。
式中其他符号意义与本规范公式8.1.2中相同。