输气管温度分布规律
26输气管道参数对输气量的影响(修改)
第六节 输气管道参数对输气量的影响现在我们有了输气管的基本公式，也有了常用的一些适用公式，讨论一下管径、管长、压力、温度对输气量的影响，在实际生产过程中，我们对不同的管径它的输量有什么关系，不同的输送压力、不同的输送温度，致使我们的流量增加还是减小，在设计的时候心里有数。
现在以输气管威莫斯公式讨论各种参数对输气量的影响，从而得出某些结论：0.5222.6700.3967Q z P P Q D z TL ⎡⎤-=⎢⎥∆⎢⎥⎣⎦管径D 对输量的影响：Q 0∝D 2.67假设起终点压力、温度、管长都保持一定的条件下，我们可以看出来，输量与管径的22.67成正比，D 增大一倍，输量增加22.67=6.4倍（例子：如果是600mm 的管径，它的输量是每年100亿方，如果管径提高到1200mm ，这时候它的输量可以达到640亿方每年，管径增大1倍，输气的成本不会增加6.4倍，600mm 的管线投资时30个亿，但是1200mm 的管道投资不会是30乘以6.4倍，应该远远低于这个数，因此在设计中管径的选取时非常重要的，当然我们还是希望采用管径比较大的管线，如果是大口径管道，那么它的输量就很高，就要涉及到后备的气源，就是说如果你的大管线的管道建成之后，你的气源得不到保证，这时候尽管可以输送很高的输量，但是你没有那么多气让它输，这时候也是一个比较大的浪费，设计时既不能太小，太小满足不了我们的要求，输送单位体积的气体它的运价就要比较高，如果太大，就会使我们管道不是满负的），所以，加大输气管直径是提高输量的主要措施。
管径的选取是我们在设计一条管线中一个最重要的环节，就是如何来确定输气管的管径，确定的时候我们刚才说了，要考虑气源，同时还要考虑市场的需求，就是我能不能需要这么多的气体，尽管我有很大的输气量，但是我们末端的市场得不到保证，没有人用这个气，用气量很少，这样气体输送过去后也没有地方储存，这也是一个问题，这就是管径对输量的影响。
第五章 输气管的热力计算new
26
输油管温降公式
（5-7）
TL = T0 + (TR − T0 )e − aL
3
实际计算时， 实际计算时，干线输气管上可取 Di = 2.5 ~ 3 0 C MPa 。计算 结果表明，输气管的温降曲线如图5-1所示 所示， 结果表明 ，输气管的温降曲线如图 所示， 由于气体的 密度远小于油品密度， 与同样直径的输油管相比 ， 质量 密度远小于油品密度 ， 与同样直径的输油管相比， 而定压比热相差不大， 流量只有油管的1 4 ~1 3，而定压比热相差不大，在同样的 K，T0，D和L条件下，输气管的 值大很多，温降比输油 ， 条件下， 值大很多， 和 条件下 输气管的a值大很多 管快得多，温降曲线较陡。 管快得多，温降曲线较陡。
iC4H10 2.5
nC4H10 1.0
CO2 10.0
H2S 29.0
21
六、防止水合物形成的方法
防止水合物的形成不外乎破坏水合物形成的温度、 防止水合物的形成不外乎破坏水合物形成的温度、压力 和水分条件，使水合物失去存在的可能。这类方法很多， 和水分条件，使水合物失去存在的可能。这类方法很多， 主要有： 主要有： 1.加热 加热 2.降压 降压 3.添加抑制剂 添加抑制剂 4.干燥脱水 干燥脱水
9
第四节 水合物
一、水合物及其形成条件 水合物又称水化物， 水合物又称水化物，是天然气中某些组分与水分在一定 温度压力条件下形成的白色结晶，外观类似密致的冰雪， 温度压力条件下形成的白色结晶，外观类似密致的冰雪， 密度为0.88~0.90g/cm3 ， 遇火可燃烧 ， 俗称 “ 可燃冰 ” 。 遇火可燃烧， 俗称“ 可燃冰” 密度为 研究表明，水合物是一种笼形晶格包络物， 研究表明，水合物是一种笼形晶格包络物，水分子借氢 键结合形成笼形结晶，气体分子被包围在晶格之中。 键结合形成笼形结晶，气体分子被包围在晶格之中。
第三章 天然气管输系统
2) 在T、d、G、P1 、P2 不变时,管线长度的影响 Q1/Q2=(L2/L1)1/2 即输气量与管长的0.5次方成反比,若管长缩小一半, 即:L2=0.5L1,则Q2=1.41Q1,如在原有两加压站间再增设一个加压站,输
天然气管输系统示意图
矿场 集气 支线 集气 站 加压站 配气 站 输 气 干 线 输配气 站 配气管 线
矿场 集气 集气 干线 净化 站 厂 首站 集气 站 集气 站 加压站
配气 站
1、矿场集气
气田集气从井口开始，经分离、计量、调压、净化和集中等一 系列过程，到向干线输气为止。包括井场、集气管网、集气站、天 然气处理厂、外输总站等。
2、干线输气
输气干线从矿场附近的输气首站开始，到终点配气站为止。长 距离管线管径大，压力高，距离长。
3、城市配气
城市配气从配气站开始，通过各级配气管网和气 体调压站根据用户的要求供气。 储气库以调节输气和供气之间的不平衡。
第二节 输气干线的工艺计算
一、一般输气管道通过能力公式及分析
1. 通过能力公式（潘汉德公式） 1)一般输气管指管线敷设在平坦地区，管线沿线地形起 伏的高差在200米以内。 Q=11500Ed2.53〔 (P12-P22)/(ZTLG0.961) 〕0.51
2 2
l输气管线运行的几项基本技术指标 运行操作参数
表征输气管线内气流状况的基本指标是压力、流 量、温度等，用以表明严密性、管内有无积液、污物、 水化物的堵塞。
常用公式
一、输气常用计算公式1． 输气量计算用公式：当管段起终点得相对高差小于200米时[]51.053.2961.0222111522ZTLGP P EdQ -=当管段起终点得相对高差大于200米时()51.01)1(53.2112961.0222111522⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧∑=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆+-=-ni i i i L aL h h ZTLG h a P P Ed Q式中：Q ：气体流量（P 0=0.101325Mpa,T 0=293.15K ）,m 3/d ； d ：输气管内径，cm ；P 1,P 2：输气管计算段起点、终点的气体压力（绝），MPa ； Z ：气体的压缩系数；T ：气体的平均温度，非精确计算时可简化为加权平均值； L ：计算段长度，km ； G ：气体的相对密度；E ：输气管的效率系数，DN 为300～800时，E=0.8～0.9； a ：系数，a=0.0683(G/ZL)，m -1; Δh ：输气管段终点和起点的在日常运行管理过程中，针对鄯乌线当前实际（管线长度 L=301.625Km ；管径457×6mm ；），因此，此公式可简化为：Q输 = 7967538⎥⎦⎤⎢⎣⎡-TL PP 22210.51（Nm 3/h ）2． 管道储气量计算公式式中：Q 储=管道的储气量，Nm3; V —管道的容积,m3; T 0—293.15K; P 0—0.101325Mpa; T —气体的平均温度；P 1m —管道计算段内气体的最高平均压力（绝），Mpa ； P 2m —管道计算段内气体的最低平均压力（绝），Mpa ； Z 1、Z 2—对应P1m 、P2m 时的气体压缩系数。
3．平均压力P m 及管道任意点气体压力P x 计算公式：⎪⎪⎭⎫- ⎝⎛=221100Z m P Z m P T P VT Q储)(3221221P P P P P m ++= （MPa ）LXP P P P x )(222121--=(MPa)4．管道内气体平均温度t 、沿线任意点温度t X 计算式：t X =t 0+( t 0+t 0)e -aX式中：t —管道计算段内气体平均温度，℃； t 0—管道周围介质温度，℃； t 1—管道计算段内起点气体温度，℃； t X —管道任意点气体温度，℃； e —自然对数底数，e=2.718； L —管道计算段的实际长度，Km ； X —管道计算段起点至任意点的长度，Km;⎪⎭⎫⎝⎛--+=aL -1010e QL t t t t PQGC KDa610256.225⨯=a—计算常数；K—管道内气体到土壤的总传热系数，W/m2〃℃；D—管道外直径，m；Q—气体流量（p0=0.101325Mpa,T0=293.15K），m3/d；G—气体的相对密度；C P—气体的定压比热，J/kg〃℃。
输气管道设计与管理习题
《输气管道设计与管理》习题1、某种天然气的摩尔分数如下表：组分 CH 4 C 2H 6 C 3H 8 C 4H 10 CO 2 N 2（%） 94 1 0.5 0.5 3 1分别使用实际气体状态方程（BWRS ）上机和通用压缩因子图两种方法计算天然气密度。
（1）P=101325 Pa ，t=0℃。
（2）P=101325 Pa ，t=20℃。
（3）P=101325 Pa ，t=60 F 。
（4）P=12 MPa ，t=20℃。
（5）P=20 MPa ，t=20℃。
2、根据第1题中给出的天然气组分数据，计算相应的天然气相对密度。
（1）P=101325 Pa ，t=0℃。
（2）P=101325 Pa ，t=20℃。
3、某水平输气管段长L=215km ，采用的钢管规格为Ф1220×17.5螺旋焊接管，在该管段停止流动状态下，其起点压力为P 1=7M Pa ，输气温度t=15℃，压缩因子Z=0.91，求该管段中的天然气标准体积（按中国石油行业标准状态）。
4、天然气中单位体积干空气所分摊的含水蒸汽质量称含水量，试证明：式中各符号意义见教材。
5、利用输运定理推导气体管流的连续性方程。
6、某输气管段长L=155km ，采用的钢管规格为Ф1016×15.9螺旋焊接管，起点压力P 1=10M Pa ，终点压力P 2=4M Pa ，输气温度t=17℃，天然气相对密度Δ=0.59，水力摩阻系数λ=1.059×10-2，压缩因子Z=0.92，求：（1）管段平均压力P cp ；（2）管段输气流量。
（3）管段起、终点的气体流速。
7、一条管内径为300mm 、长130km 的水平输气管段，起点压力P Q =58×105Pa ，终点压力P Z =40×105Pa 。
平均温度T CP =293K ，天然气压缩因子Z=0.85，相对密度Δ=0.6，试用Weymouth 公式、Panhandle-B 式（取E=0.9）和苏联近期公式（α=1、Ф=1、E=1）分别计算该管段的日输量。
26输气管道参数对输气量的影响(修改)
第六节 输气管道参数对输气量的影响现在我们有了输气管的基本公式，也有了常用的一些适用公式，讨论一下管径、管长、压力、温度对输气量的影响，在实际生产过程中，我们对不同的管径它的输量有什么关系，不同的输送压力、不同的输送温度，致使我们的流量增加还是减小，在设计的时候心里有数。
现在以输气管威莫斯公式讨论各种参数对输气量的影响，从而得出某些结论：0.5222.6700.3967Q z P P Q D z TL ⎡⎤-=⎢⎥∆⎢⎥⎣⎦管径D 对输量的影响：Q 0∝D 2.67假设起终点压力、温度、管长都保持一定的条件下，我们可以看出来，输量与管径的22.67成正比，D 增大一倍，输量增加22.67=6.4倍（例子：如果是600mm 的管径，它的输量是每年100亿方，如果管径提高到1200mm ，这时候它的输量可以达到640亿方每年，管径增大1倍，输气的成本不会增加6.4倍，600mm 的管线投资时30个亿，但是1200mm 的管道投资不会是30乘以6.4倍，应该远远低于这个数，因此在设计中管径的选取时非常重要的，当然我们还是希望采用管径比较大的管线，如果是大口径管道，那么它的输量就很高，就要涉及到后备的气源，就是说如果你的大管线的管道建成之后，你的气源得不到保证，这时候尽管可以输送很高的输量，但是你没有那么多气让它输，这时候也是一个比较大的浪费，设计时既不能太小，太小满足不了我们的要求，输送单位体积的气体它的运价就要比较高，如果太大，就会使我们管道不是满负的），所以，加大输气管直径是提高输量的主要措施。
管径的选取是我们在设计一条管线中一个最重要的环节，就是如何来确定输气管的管径，确定的时候我们刚才说了，要考虑气源，同时还要考虑市场的需求，就是我能不能需要这么多的气体，尽管我有很大的输气量，但是我们末端的市场得不到保证，没有人用这个气，用气量很少，这样气体输送过去后也没有地方储存，这也是一个问题，这就是管径对输量的影响。
中石油18年8月《输气管道设计与管理含课程设计》第二阶段在线作业
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 第二阶段在线作业单选题 (共15道题)展开收起1.（2.5分）与所研究的物理过程有关的一个空间区域称为（）。
A、控制体B、微元控制体C、微元体D、隔离体正确答案：此题得分：2.5分2.（2.5分）对处于稳态工况的输气管段，在流动方向上维持不变的流动状态参数是（）。
A、气体流速B、气体体积流量C、气体质量流量D、气体密度正确答案：此题得分：2.5分3.（2.5分）对处于稳态等温流动的等直径水平输气管段，其气体流速沿流动方向的变化规律是（）。
A、逐渐减小B、逐渐增大C、保持不变D、非单调变化正确答案：此题得分：2.5分4.（2.5分）对处于稳态等温流动的等直径水平输气管段，其单位长度压降沿流动方向的变化规律是（）。
A、逐渐减小B、逐渐增大C、保持不变D、非单调变化正确答案：此题得分：2.5分5.（2.5分）对处于稳态等温流动的水平输气管段，其气体体积流量沿流动方向的变化规律是（）。
A、逐渐减小B、逐渐增大C、保持不变D、非单调变化正确答案：此题得分：2.5分6.（2.5分）对处于等温流动的水平输气管段，其气体密度沿流动方向的变化规律是（）。
A、逐渐减小B、逐渐增大C、保持不变D、非单调变化正确答案：此题得分：2.5分------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 7.（2.5分）当输气管段长度足够大时，划分水平输气管段与非水平输气管段的高差界限是（）。
输气管温度分布规律
安全管理编号：LX-FS-A26163 输气管温度分布规律In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior oractivity reaches the specified standard编写：_________________________审批：_________________________时间：________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑输气管温度分布规律使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。
资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。
输气管段的热力计算主要有两个目的，一是为同一管段的水力计算服务，二是预测管段中出现凝析液及水合物的情况。
由输气管段的流量公式可知：在其他条件一定的前提下，输气管段的流量取决于整个管段中气体的平均温度，而这一平均温度又取决于整个管段沿轴向的温度分布。
另一方面，输气管段的稳态温度分布又取决于该管段的流量。
因此，输气管段的稳态水力计算与热力计算实际上是相互耦合的一对问题。
为了求出一个输气管段的流量与沿线温度分布，需要联立求解输气管段的流量关系式和温度分布关系式。
由于这两个关系式中的气体物性取决于气体温度和压力，故要进行精确的联立求解是相当困难的。
为此，在工程上通常采用近似解法，即：先假定输气管段的平均温度，按该温度计算输气管段中气体的物性参数并计算输气管段的流量，然后根据该流量求出输气管段沿线的温度分布及平均温度，若该平均温度与假设的平均温度之差满足工程精度的要求，则计算结束；否则，以计算出的平均温度作为新的假设平均温度并重复前面的计算过程，直到输气管段平均温度的假设值与新的计算值之差满足工程上的精度要求为止。
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输气管段的热力计算主要有两个目的，一是为同一管段的水力计算服务，二是预测管段中出现凝析液及水合物的情况。由输气管段的流量公式可知：在其他条件一定的前提下，输气管段的流量取决于整个管段中气体的平均温度，而这一平均温度又取决于整个管段沿轴向的温度分布。另一方面，输气管段的稳态温度分布又取决于该管段的流量。因此，输气管段的稳态水力计算与热力计算实际上是相互耦合的一对问题。为了求出一个输气管段的流量与沿线温度分布，需要联立求解输气管段的流量关系式和温度分布关系式。由于这两个关系式中的气体物性取决于气体温度和压力，故要进行精确的联立求解是相当困难的。为此，在工程上通常采用近似解法，即：先假定输气管段的平均温度，按该温度计算输气管段中气体的物性参数并计算输气管段的流量，然后根据该流量求出输气管段沿线的温度分布及平均温度，若该平均温度与假设的平均温度之差满足工程精度的要求，则计算结束；否则，以计算出的平均温度作为新的假设平均温度并重复前面的计算过程，直到输气管段平均温度的假设值与新的计算值之差满足工程上的精度要求为止。
对于一个等直径、等流量的输气管段，若已知管道起点x=0处的温度T=T1，则其沿线轴向温度分布可以用输气管道温降基本公式(3-14)描述：其中a是一个综合系数：式中T管段上到起点的距离为z于埋地管道，此温度系指管道中心线处的自然地温，K；K管段与周围环境之间的总传热系数，W/(m2K)；M一管段中气体的质量流量，kg/s；dm管段的外径，m；Cp管段中气体质量定压比热容，J/(kgK)Di管段中气体的焦耳一汤姆逊效应系数，℃/MPa。式(3-14)中其他符号的意义与式(3-1)对应符号相同。式(3-14)中最后一项是由焦耳-汤姆逊效应引起的温降，在干线输气管道上该项一般为3～5℃。若忽略该项的影响后，式(3-14)可变为：T=T0+(T1-T0)e-ax (3-15)式(3-15)就是著名的苏霍夫公式。分析研究表明，当x时，由式(3-15)计算出的温度TT0，即输气管道的温度接近地温；但由式(3-14)计算出的温度TT0-Di(p1-p2)/aL，即输气管道中的温度低于地温，这与实际是符合的。图3-4给出了两种公式计算的示意图。