输气管道工艺计算
输气管道工艺设计
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:学生姓名:学号:设计地点（单位）重庆科技学院设计题目: 某输气管道工艺设计完成日期：年 1 月 3 日指导教师评语:_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ______________________成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:目录2333设计依据及原则本设计主要根据设计任务书，查询相关的国家标准和规范，以布置合理的长距离输气干线。
设计依据（1）国家的相关标准、行业的相关标准、规范；（2）相似管道的设计经验（3）设计任务书设计原则（1）严格执行现行国家、行业的有关标准、规范。
（2）采用先进、实用、可靠的新工艺、新技术、新设备、新材料，建立新的管理体制，保证工程项目的高水平、高效益，确保管道安全可靠，长期平稳运行。
（3）节约用地，不占或少占良田，合理布站，站线结合。
站场的布置要与油区内各区块发展紧密结合。
（4）在保证管线通信可靠的基础上，进一步优化通信网络结构，降低工程投资。
提高自控水平，实现主要安全性保护设施远程操作。
（5）以经济效益为中心，充分合理利用资金，减少风险投资，力争节约基建投资，提高经济效益。
总体技术水平（1）采用高压长距离全密闭输送工艺；（2）输气管线采用先进的 SCADA 系统，使各站场主生产系统达到有人监护、 1 自动控制的管理水平。
既保证了正常工况时管道的平稳、高效运行，也保证了管道在异常工况时的超前保护，使故障损失降低到最小。
（3）采用电路传输容量大的光纤通信。
给全线实现 SCADA 数据传输带来可靠的传输通道，给以后实现视频传输、工业控制及多功能信息处理提供了可能。
输气管道工艺计算
输气管道工艺计算输气管道工艺计算是为了确定输气管道在运输气体过程中的流量、压力损失、速度和温度等参数，以保证管道运行安全和经济。
在进行输气管道工艺计算前，需要先了解管道的基本参数和条件，如管道直径、长度、流体介质、入口压力和温度等。
输气管道的工艺计算主要包括以下几个方面：1. 流量计算：根据输气量和管道直径等参数，确定气体在管道中的流量。
常用的流量计算公式有经验公式、物理模型和数值模拟等。
根据计算结果，可以选择合适的管道直径以满足输气要求，并确保气体在管道中的流速合理。
2. 压力损失计算：输气管道在运输过程中会产生一定的压力损失，主要包括管阻力、摩擦阻力和局部阻力等。
通过压力损失计算，可以确定管道每段长度上的压力损失，并根据需要进行管道增压或减压处理。
3. 速度计算：速度是指气体在管道中运动的速率，通过速度计算可以确定气体在管道中的流速是否合适。
过大的流速会导致能量损失和管道冲刷，过小的流速则会影响输气效率。
一般来说，气体在输气管道中的速度不宜超过一定的限制值，可以根据速度计算结果进行相应的调整。
4. 温度计算：气体输送过程中的温度变化也是需要考虑的因素之一。
通过温度计算，可以确定气体在管道中的初始温度和末端温度，以及温度梯度和温度变化率。
温度计算结果有助于确定气体输送过程中的热损失和冷却需求，以便选择合适的绝热措施。
总之，输气管道工艺计算是一个综合性的工作，需要考虑多个参数和因素的综合影响。
通过合理的计算和分析，可以确保管道的输气过程安全、高效和经济。
输气管道工艺计算是输气工程领域中非常重要的一步，它关系到输气管道的安全性、经济性和运行效率。
在进行输气管道工艺计算之前，需要获取一系列的输入参数，如输气量、管道直径、管道长度、管道材质、气体性质、入口压力和入口温度等。
这些参数的准确性和完整性对于工艺计算结果的准确性和可靠性至关重要。
首先，对于输气管道的流量计算，可以根据流量计算公式来进行。
这些公式包括经验公式、物理模型和数值模拟等。
输气管道工程设计规范.docx
输气管道工程设计规范1总则2术语3输气工艺一般规定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。
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：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；34 气体中硫化氢含量不应大于20mg/m；5 二氧化碳含量不应大于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。
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。
输气管道应设清管设施，清管设施与输气站合并建设。
当管道采用内壁减阻涂层时，应经技术经济比较确定。
工艺设计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。
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。
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。
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。
具有分输或配气功能的输气站宜设置气体限量、限压设施。
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。
输气管道的强度设计应满足运行工况变化的要求。
输气管道工艺计算
输气管道工艺计算A.0.1 当输气管道沿线的相对高差△h≤200m且不考虑高差影响时，气体的流量应按下式计算：式中：q v——气体(P0＝0.101325MPa，T＝293K)的流量(m3／d)；E——输气管道的效率系数(当管道公称直径为300mm～800mm时，E为0.8～0.9；当管道公称直径大于800mm时，E为0.91～0.94)；d——输气管内直径(cm)；P1、P2——输气管道计算管段起点和终点的压力(绝)(MPa)；Z——气体的压缩因子；T——气体的平均温度(K)；L——输气管道计算段的长度(km)；△——气体的相对密度。
A.0.2 当考虑输气管道沿线的相对高差影响时，气体的流量应按下式计算：式中：α——系数(m-1)，，R a为空气和气体常数，在标准状况下，R a＝287.1m2／(s2·K)；△h——输气管道计算管段的终点对计算段的起点的标高差(m)；n——输气管道沿线计算管段数，计算管段是沿输气管道走向从起点开始，当相对高差≤200m时划作一个计算管段；h i、h i-1——各计算管段终点和对该段起点的标高差(m)；L i——各计算管段长度(km)。
附录B 受约束的埋地直管段轴向应力计算和当量应力校核B.0.1 由内压和温度引起的轴向应力应按下列公式计算：式中：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——由内压产生的管道环向应力(MPa)；E——钢材的弹性模量(MPa)；α——钢材的线膨胀系数(℃-1)；t1——管道下沟回填时的温度(℃)；t2——管道的工作温度(℃)；P——管道设计内压力(MPa)；d——管子内径(mm)；δn——管子公称壁厚(mm)。
B.0.2 受约束热胀直管段，应按最大剪应力强度理论计算当量应力，并应满足下式要求：式中：σe——当量应力(MPa)；σs——管材标准规定的最小屈服强度(MPa)。
附录C 受内压和温差共同作用下的弯头组合应力计算C.0.1 当弯头所受的环向应力σh小于许用应力[σ]时，组合应力以σe应按下列公式计算：式中：σe——由内压和温差共同作用下的弯头组合应力(MPa)；σh——由内压产生的环向应力(MPa)；σhmax——由热胀弯矩产生的最大环向应力(MPa)；σb——材料的强度极限(MPa)；P——设计内压力(MPa)；d——弯头内径(m)；δb——弯头的壁厚(m)；[σ]——材料的许用应力(MPa)；F——设计系数，应按本规范表4.2.3和表4.2.4选取；φ——焊缝系数，当选用符合本规范第5.2.2条规定的钢管时，φ值取1.0；t——温度折减系数，温度低于120℃时，t取1.0；σs——材料标准规定的最小屈服强度(MPa)；βq——环向应力增强系数；σo——热胀弯矩产生的环向应力(MPa)；r——弯头截面平均半径(m)；R——弯头曲率半径(m)；λ——弯头参数；M——弯头的热胀弯矩(MN·m)；I b——弯头截面的惯性矩(m4)。
输气管道工艺计算
输气管道工艺计算输气管道的布置是指对管道的走向、沿线设计、标高等进行合理的安排，以满足输气管道的运行和施工要求。
在进行输气管道的布置计算时，需要考虑以下几个方面：1.管道走向设计。
根据输气管道所经过的地形、地貌、建筑物等因素，确定管道的走向，以最短的距离和最低的建设成本连接输气站和用户。
2.沿线设计。
确定管道沿线各个节点的位置和数量，以保证管道的均匀分布和连续运行。
3.标高设计。
根据地形起伏和管道的运行要求，确定管道的标高，以保证管道在水平和垂直方向上的稳定运行。
4.交叉设计。
在设计管道的布置时，需要考虑与其他管道、道路、河流等的交叉，确定合适的交叉方式和位置，以确保施工和运行的安全和顺畅。
土建工程是指对输气管道的基础、支架、绝热、防护等土建工程进行计算和设计，以保证输气管道的安全和稳定运行。
在进行土建工程的计算时，需要考虑以下几个方面：1.基础设计。
根据土壤的承载力、地质情况等因素，确定合适的基础形式和尺寸，以确保输气管道的稳定性。
2.支架设计。
根据管道的直径、材料和重量，确定合适的支架形式和间距，以保证管道在运行和施工过程中的稳定性。
3.绝热设计。
根据管道的运行温度和环境温度，选择合适的绝热材料和绝热层厚度，以减少能量损失和保持管道的温度稳定。
4.防护设计。
对于在地下或水下敷设的管道，需要进行防腐蚀、防冲刷等设计，以保护管道免受外界环境的损害。
在进行输气管道工艺计算时，通常采用数学模型和计算软件来进行计算和分析。
根据输气管道的实际情况，输入相关的参数，软件可以自动生成管道的布置和土建工程设计，并进行相关的计算和分析。
总之，输气管道工艺计算是保证管道安全运行和施工的重要环节。
通过合理的布置设计和土建工程计算，可以减少工程成本和风险，提高管道的运行效率和可靠性。
气力输送计算
气力输送计算1输送量（G）输送量的大小通常由工艺过程所决定的。
但作为气力输送计算依据的输送量G，应该是输送管在正常工作中可能遇到的最大量。
因此，G应按工艺设计平均物料量再加上一定的储备系数而得，即：G=αG设式中，G—计算输料量；G设—设计工艺输送量，由工艺要求定；α—储备系数，一般为1.05～1.2。
2 输送风速（v）输料管中的风速v，必须保证物料能可靠的输送。
输送速度过高，会造成物料的破碎，增大管件的磨损和动力消耗。
输送速度过低，则容易引起掉料、管道堵塞，影响连续生产。
因此恰当的选择输送风速是很重要的。
一般情况下，在保证物料输送稳定可靠的前提下，尽量选取低风速。
输送物料的气流速度主要取决于各种物料的悬浮速度的大小粒度均匀的物料，输送风速大于其悬浮速度的1.5～2.5倍即可保证正常输送。
粒度不均匀的物料，按其分布比例最多的颗粒，输送风速大于其悬浮速度的2倍左右就可以保证物料的正常输送；对于粉状物料，为避免残留附着于管壁或粘结成团的现象，需要采用比悬浮速度大5～10倍的输送风速。
另外，其选择的速度还与管路的复杂程度、水平还是斜置有关，有弯头、管路复杂的要适当取大值。
如果输送气体的质量流量 m a（kg／s）已确定，那末可用近似方法求得标准状态下的体积流量Ｖ0(ｍ３/s) 。
Ｖ0＝0.816ｍａ仓泵正压气力除灰系统输送的距离一般比较长，为保证系统安全经济运行，沿输送管线的管径需逐段放大，一般均配置2—3种不同管径的管道，以使各管段的输送速度均在设计推荐范围内，根据实践经验，各管段的输送速度推荐如下：管道始端的速度：νb =10-12m／s；前、中段管道末端的速度：νe=15-20m／s；后段管道末端的速度：νe =15-25 m ／s 。
计算管段的实际末端的速度νe 可按下式计算νe =0.0212Qe/D2 (m/s) (5-25)Q e =(P a T e /P e T a ).Q m (m 3/s) (5-26)式中Q e —计算管段终端的容积流量, m 3/minP e —计算管段终端绝对压力,Pa T e —计算管段终端温度，K ；P a —当地大气压力，Pa ；T a —当地大气平均温度，KD —输送管道的内径，m 。
工艺管道(工程量计算规则)
工艺管道安装工程工程量计算规则定额是确定工程造价的依据，是由国家权威机构编制的，具有法律依据。
因此在编制预算时，定额的应用中，尽量套用定额。
没有特殊情况不要任意修改定额，若需编制补充定额，须经有关部门的审批方可使用。
1、熟悉定额说明：统一定额的说明分两部分，一是册说明：内容包括本册定额的适用范围，定额的编制原则，人工、机械、材料的表现形式和内容，与其它分册定额的关系等。
其次是章说明：内容包括定额适用范围，定额内所包括的工序内容和不包括的内容，以及必要的数据。
如脚手架、超高费。
2、熟悉统一定额的工程量计算规则：要与统一定额的编制原则、应用方法相吻合，是预算人员共同遵守的准绳，应正确理解、熟练运用。
3、定额项目内未计价材料，量的表现形式。
定额中括号内的数字，也称主材，其中包括施工损耗。
一、工艺管道工程定额编制(一)厂、站工艺管道适用于：1、井场、计量间及厂区范围内的车间、装置、站、罐区及其相互之间各种生产用介质输送管道。
2、厂区第一个连接点以内的生产用(包括生产与生活共用)给水、蒸汽、煤气输送管道。
工艺管道与其他管道界限划分：(1)与油气田管道：应以施工图标明的站、库分界线划分。
如果施工图没有明确界限，应以站库围墙(或以站址边界线)外出2米为界。
(2)与长输管道：应以进站第一个阀池为界。
(3)与给水管道：以入口水表井阀池为界。
(4)与排水管道：以出厂围墙第一个污水井为界。
(5)与蒸汽和煤气管道均以进厂第一个计量表或阀门（阀池）为界。
(6)独立的锅炉房、水泵房以外墙皮1.5m为界。
3、厂站工艺管道不适用大于42MPa的超高压管道及设备本体所属管道。
4、厂站工艺管道压力等级管道类别的划分：低压0<PN≤1.6MPa，中压 1.6MPa<PN≤10MPa，高压PN>10MPa；蒸汽管道PN≥9MPa，工作温度≥5000C时升为高压。
(二)工程量计算规则：1、管道安装：(1)定额中各类管道材质适用范围：A、碳钢管道适用于焊接钢管、无缝钢管、16Mn钢管。
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。
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四、输气管道清管器的相关计算
输气流量不可计算下的速度公式
式中: V—— 清管器平均运行速度，单位为米每秒(m/s); t—— 运行L距离的实际时间，单位为秒(s)。
操作中的放空与排污等。
三、输气管道输差的计算
2、一般输气量差值计算式 Q差＝(V1+ Q1)-(Q2+ Q3 +Q4+ V2)
式中：Q差— 某一时间输气管道内平衡输气量之差值； Q1 — 同一时间内的输入气量； Q2 — 同一时间内的输出气量； Q3 — 同一时间内输气单位的生产、生活用气量，单 位为立方米(m³)；Q4— 同一时间内放空气量； V1— 计算时间开始时，管道计算段内的储存气量； V2— 计算时间终了时，管道计算段内的储存气量。
二、输气管道管存的计算式
3、管道管存的估算式
常见管径的管容量(粗算)
管径(mm)
管容（m³/km）
DN720×10
384
DN610×8
277
DN508×8
190
DN406×7121DN Nhomakorabea19×7
33
三、输气管道输差的计算
1、输差 天然气输差是指管道输送的差值。 产生输差的原因主要有：设备泄漏、计量误差、生产
四、输气管道清管器的相关计算
2、清管器运行距离估算式
式中：L估 —— 清管器运行距离，单位为(m)，Po=0.101325MPa, To=293.15K；
T —— 清管器后管段内气体平均温度(K)； Q进 —— 发清管器后的累计进气量(m³)； d —— 输气管内直径(m)； P —— 推清管器压力，即某时刻清管器后管段内气
管存与管容（与管道长度、内径等有关）、压力、温 度及压缩因子参数有关。理论上，压缩因子参数与管道输 量、压气站配置、压气站出站温度及管道地温等因素有关。
二、输气管道管存的计算式
2、管道管存的计算式
式中: Q储 —— 管道的储气量(Po=0.101325MPa, To=293.15K)，m³； V —— 管道容积，单位为立方米(m³)； T —— 气体的平均温度，单位为开尔文(K)； P1m—— 管道计算段内气体的最高平均压力(绝)，MPa； P2m—— 管道计算段内气体的最低平均压力(绝)，MPa； Z1、Z2——对应P1m、P2m时的气体压缩系数。
一、输气管道压力的计算
3、输气管道平均压力
式中：Pm——管道内气体平均压力(绝)(MPa)； P1——管道计算段内起点气体压力(绝)(MPa)； P2——管道计算段内终点气体压力(绝)(MPa)。
二、输气管道管存的计算式
1、管存 管存是指管道中实际储存的天然气体积量，即管道储
气的气体数量，是反映管道运行时压力、温度、季节、运 行配置以及运行效率的综合指标，是控制管道进出气体平 衡的一个重要参数。
输气管道工艺计算
目录
一、输气管道压力的计算 二、输气管道管存的计算 三、输气管道输差的计算 四、输气管道清管器的相关计算
一、输气管道压力的计算
1、输气管道压力分布
输气管道沿线的压力是按抛物
线的规律变化的。靠近起点的压力 Px
降比较缓慢，距离起点越远，压力
降越快，在前3/4的管段上，压力
1/ 2
损失约占一半，另一半消耗在后面
的1/4的管段。
3/
L
4
一、输气管道压力的计算
2、管道沿线任意点气体压力计算式
式中：Px —— 管道沿线任意点气体压力(绝)(MPa)； P1 —— 管道计算段内起点气体压力(绝)(MPa)； P2 —— 管道计算段内终点气体压力(绝)(MPa)； X —— 管道计算段起点至沿线任意点的长度(km)； L —— 管道计算段的实际长度(km)。
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三、输气管道输差的计算
3、相对输差计算式
式中： —— 相对输差(%)。 检验输气质量，一般不能高于3%
四、输气管道清管器的相关计算
1、影响清管器速度的因素 清管器的运行速度应控制在12-18km/h，才能确保清管
器的速度惯性能顺利通过三通处而不被卡堵。 影响清管器速度的主要因素：
球前后的压力差、球在管内的摩擦阻力、管内径变化 、管内杂物的阻力等。而球前后的压力差与推球的压力源 （气源量）相关：球的摩擦阻力与球的过盈量和管内壁粗 糙度相关；管内杂物与施工清管的质量相关。
体的平均压力(绝)(MPa)。
四、输气管道清管器的相关计算
3、清管器的运行速度估算公式 输气流量可计算下的瞬时速度公式(实际操作中常用)
清管器运行速度主要取决于清 管器上游管段的输气流量和管 道运行压力。
式 中 : Q —— 输气流量(Po=0.101325MPa,To=293.15K) 单位为立方米每天(m³/d);