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
Prepared on 24 November 2020
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=3[(P12-P22)/GTZL]1/2
管线放空能力的近似计算公式：
Q=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
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)
管道过流计算方法
管道过流计算方法标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
第四章有压管道恒定流 第一节概述 前面我们讨论了水流运动的基本原理,介绍了水流运动的三大方程,水流形态和水头损失,从第五章开始,我们进入实用水利学的学习,本章研究有压管道的恒定流. 一.管流的概念 1.管流是指液体质点完全充满输水管道横断面的流动，没有自由水面存在。 2.管流的特点.①断面周界就是湿周，过水断面面积等于横断面面积；②断面上各点的压强一般不等于大气压强，因此，常称为有压管道。③一般在压力作用而流动. 1.根据出流情况分自由出流和淹没出流 管道出口水流流入大气，水股四周都受大气压强作用，称为自由出流管道。 管道出口淹没在水面以下，则称为淹没出流。 2.根据局部水头损失占沿程水头损失比重的大小，可将管道分为长管和短管。 在管道系统中，如果管道的水头损失以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比重很小（占沿程水头损失的5%～10%以下），在计算中可以忽略，这样的管道称为长管。否则，称为短管。必须注意，长管和短管不是简单地从管道长度来区分的，而是按局部水头损失和流速水头所占比重大小来划分的。实际计算中，水泵装置、水轮机装置、虹吸管、倒虹吸管、坝内泄水管等均应按短管计算；一般的复杂管道可以按长管计算。 3.根据管道的平面布置情况，可将管道系统分为简单管道和复杂管道两大类。
简单管道是指管径不变且无分支的管道。水泵的吸水管、虹吸管等都是简单管道的例子。由两根以上管道组成的管道系统称为复杂管道。各种不同直径管道组成的串联管道、并联管道、枝状和环状管网等都是复杂管道的例子。 工 程实践中为了输送流体，常常要设置各种有压管道。例如，水电站的压力引水隧洞和压力钢管，水库的有压泄洪洞和泄洪管，供给城镇工业和居民生活用水的各种输水管网系统，灌溉工程中的喷灌、滴灌管道系统，供热、供气及通风工程中输送流体的管道等都是有压管道。研究有压管道的问题具有重要的工程实际意义。 有压管道水力计算的主要内容包括：①确定管道的输水能力；②确定管道直径；③确定管道系统所需的总水头；④计算沿管线各断面的压强。 第二节 简单管路的水力计算 以通过出口断面中心线的水平面为基准面，在离开管道进口一定距离处选定1—1过水断面(该断面符合渐变流条件)，管道出口断面为2—2过水断面，1—1与2—2过水断面对基准面建立能量方程，即可解决简单管道的水力计算问题，并可建立一般计算公式。 简单管道自由出流水力计算公式 02gH A Q c μ= 式中，c μ称为管道系统的流量系数，它反映了沿程水头损失和局部水头损失对过流能力的影响。计算公式为 当行近流速水头很小时，可以忽略不计，上述流量公式将简化为 二.二
天然气管道输送计量输差的控制
天然气管道输送计量输差的控制 天然气管道运输过程中的输差产生原因，从技术层面分析，可总结为输送过程中的泄漏、计量流程配置、气体组分、管存误差以及包括放空在内的其他因素导致的输送误差。天然气管道输差成因较为复杂，除技术原因外，还存在管理因素导致的计量输差，本文在研究过程中，仅对技术原因造成的计量输差进行分析，并提出相应的控制措施。 1 计量输差成因分析 1.1 系统泄漏输差 泄漏输差的成因既有锈蚀穿孔等客观因素，也有人为的打孔窃气因素。客观因素方面，由于天然气管道长期运行，导致管道内外锈蚀穿孔，或由于地震、火灾、雷电、降雨等自然灾害，导致管道密封失效引起泄漏，或管线本身架设过程中存在失误，导致天然气泄漏，此类因素均可导致一定的计量输差。人为因素方面，利益驱使下，人为打孔窃气更加具有隐蔽性和目的性，同时造成的输差更大，有调查表明，在部分地区的天然气管网输送过程中，由于人为原因造成的输差，比例约为1.5%-3%。另外，基于天然气本身无色无味的性质，泄漏后不易察觉，不易定位，因此在输差构成中，泄漏输差不可避免，只能尽量减小。 1.2 计量配置输差 天然气输送管道系统构成较为复杂，所涉及设备除管道外，还包括各类计量仪表、管道阀门、监测传感器等。输送过程中，计量仪器与系统的匹配程度决定了计量配置输差的大小。目前高精度的天然气流量计，最高可达0.5级，主要在管线的重要节点和大型管道上推广使用。管道输送最常用的流量计精度一般在0.5-1.0级，型式以孔板流量计、涡轮流量计和超声波流量计为主。考虑流量计精度的最大差值，供气方与销气方分别采用精度上下限，则由于流量计产生的输差
可达±2%-±3%。 1.3 气体组分输差 天然氣输送过程中，气体组分对于天然气密度的影响较大。通常在天然气输送过程中，会对气体组分进行及时的更新，以便对气体体积、密度等进行计算。若由于主观或者客观因素导致组分未能及时测定及数据更新，则会影响输送量的计算，最终造成计量输差。以孔板流量计为例，以组分造成的密度偏差为0.05而言，由于密度变化造成的输差为±3.92%。 1.4 账面输差 账面输差主要构成为管存输差，在天然气计量过程中，计量输差应当为供应侧量减去销售侧量和管存量，因而，对于管存量的计算和测量，对于账面输差的数值影响较大。若在测量过程中，温度以及压力等测量数据出现错误，会造成管存量计算的错误。当管道运行压力为2.5Mpa，运行温度为20℃时，压力误差在±0.05MPA时，所造成的输差率变化为±1.96%，而温度测量误差在±1℃时，所造成的输差率变化为±0.34%。 1.5 其他输差 管线运行过程中的正常排空、检修造成的管容损失等，也是造成管线输差的重要原因。由于天然气输送的不稳定性，在管线运行过程中，必然存在计量仪表高限或低限运行的情况，因此导致的计量仪表误差也是在输差计量中需要考虑的。 2 计量输差控制措施研究 针对上述计量输差产生的原因，本文针对性提出以下输差控制措施。 2.1 泄漏输差控制 客观因素导致的泄漏输差，在运行过程中可以通过定期对管线进行检修，对锈蚀管道做到及时维护或更换；此外，加强对管道泄漏的检测，提高检测准确度和定位精确程度，应用先进的多通道声发射技术，对管网泄漏点进行准确定位，进而及时维修，降低泄漏输差。
输气工艺计算.
输气管道工艺计算 第一节 管内气体流动的基本方程 1．1气体管流基本方程 气体在管内流动时，沿着气体流动方向，压力下降，密度减少，流速不断增大，温度同时也在变化。在不稳定流动的情况下，这些变化更为复杂。描述气体管流状态的参数有四个：压力P 、密度ρ、流速v 和温度T 。为求解这些参数有四个基本方程：连续性方程、运动方程、能量方程和气体状态方程。 1、连续性方程 连续性方程的基础是质量守恒定律。科学实践证明，在运动速度低于光速的系统中，质量不能被创造也不能被消灭，无论经过什么运动形式，其总质量是不变的。气体在管内流动过程中，系统的质量保持守恒。 对于稳定流，常用的连续性方程为： 常数=vA ρ 或 222111A v A v ρρ= 2、运动方程 运动方程的基础是牛顿第二定律。也就是控制体内流体的动量改变等于作用该流体上所有力的冲量之和：即 ()τd N mv d i ∑= 式中：()mv d ——动量的改变量； τd N i ∑——流体方向上力的冲量 稳定流常用的运动方程为： 02 2 =+++ρλρρv D dx ds g dx dv v dx dP 3、能量方程 能量方程的基础是能量守恒定律。根据能量守恒定律，能量既不能被创造，也不能被消灭，而是从一种形式转变为另一种形式，在转换中能量的总量保持不变。对任何系统而言，各项能量之间的平衡关系一般可表示为： 进入系统的能量－离开系统的能量＝系统储存能的变化。 稳定流常用的能量方程为：
dx dQ dx ds g dx dv v dx dp p h dx dT T h T p -=++???? ????+??? ???? 4、气体状态方程 ZRT PV = ZRT P ρ= 由连续性方程、运动方程、能量方程、气体状态方程组成的方程组可以用来求解管道中任一断面和任一时间的气体流动参数压力P 、密度ρ、流速v 和温度T 由于这是一组非线性偏微分方程一般情况下没有解析解，因而只能在一定条件下以简化、线性化和数值化的方法求得近似解。 1．2稳定流动的气体管流的基本方程 为了简化上述方程组，假设： （1） 气体在管道中的流动过程为等温流动，即温度不变，T 为常数。 （2） 气体在管道中作稳定流动，即在管道的任一截面上，气体的质量流量M 为一常数， 也就是说气体的质量流量不随时间和距离的改变而改变，常数==vA M ρ。 等温流动则认为温度T 已知，实际上是采用某个平均温度，这样就可以在方程组中除去能量方程，使求解简化；稳定流动则可从运动方程和连续性方程中舍去随时间改变的各项。 这样的假设和简化对输气管，特别是长距离输气管可以认为是基本相符的。 稳定流动的运动方程： 02 2 =+++ρλρρv D dx ds g dx dv v dx dP 两边乘以dx ，并用 22 dv ρ 代替 2vdv ρ 整理后得： 2 22 2dv gds v D dx dP ρρρλ++=- 或： 2 222dv gds v D dx dP ++=-λρ （2－1） 式中： P ——压力，Pa ； ρ——气体得密度，㎏/m3； λ ——水力摩阻系数；
管道面积.重量-计算公式定律
工程量（面积）计算公式 1、除锈、刷油工程。 (1)设备筒体、管道表面积计算公式： S＝π×D×L 式中π——圆周率； D——设备或管道直径； L——设备筒体高或管道延长米。 (2)计算设备筒体、管道表面积时已包括各种管件、阀门、法兰、人孔、管口凹凸部分，不再另外计算。 2、防腐蚀工程。 (1)设备筒体、管道表面积计算公式同(1)。 (2)阀门表面积计算式：(图一) S＝π×D×2.5D×K×N 图一
式中D——直径； K——1.05； N——阀门个数。 (3)弯头表面积计算式：(图二) 图二 S＝π×D×1.5D×K×2π×N／B 式中D——直径； K——1.05； N——弯头个数； B值取定为:90°弯头B＝4；45°弯头B＝8。 (4)法兰表面积计算式：(图三) S＝π×D×1.5D×K×N 图三
式中D——直径； K——1.05； N——法兰个数。 (5)设备和管道法兰翻边防腐蚀工程量计算式：(图四) 图4 S＝π×(D＋A)×A 式中D——直径； A——法兰翻边宽。 (6)带封头的设备防腐(或刷油)工程量计算式：(图五)
图五 S＝L×π×D+(D[]22)×π×1.5×N 式中N——封头个数； 1.5——系数值。 3、绝热工程量。 (1)设备筒体或管道绝热、防潮和保护层计算公式： V＝π×(D＋1.033δ)×1.033δ S＝π×(D＋2.1δ＋0.0082)×L图五式中D——直径 1.033、 2.1——调整系数； δ——绝热层厚度； L——设备筒体或管道长； 0.0082——捆扎线直径或钢带厚。 (2)伴热管道绝热工程量计算式： ①单管伴热或双管伴热(管径相同，夹角小于
天然气长输管道的知识
关于天然气长输管道知识普及 随着我国天然气勘探开发力度的加大以及人民群众日益提高的物质和环保需要，近年来天然气长输管道的发展十分迅速。随着管道的不断延伸，管道企业所担负的社会责任、政治责任和经济责任也越来越大。因此，对于天然气长输管道知识普及显得尤为重要。 一、线路工程 输气管道工程是指用管道输送天然气和煤气的工程，一般包括输气线路、输气站、管道穿（跨）越及辅助生产设施等工程内容。 线路工程分为输气干线与输气支线。输气干线是由输气首站到输气末站间的主运行管线；输气支线是向输气干线输入或由输气干线输出管输气体的管线。 线路截断阀室属于线路工程的一部分，主要设备包括清管三通、线路截断球阀、上下游放空旁通流程、放空立管等，功能是在极端工况或线路检修时，对线路进行分段截断。阀室设置依据线路所通过的地区等级不同，进行不同间距设置。 阀室系统包括手动阀室和RTU阀室两大类。 二、工艺站场 输气站是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。 输气站是输气管道系统的重要组成部分，主要功能包括调压、过滤、计量、清管、增压和冷却等。其中调压的目的是保证输入、输出
的气体具有所需的压力和流量；过滤的目的是为了脱除天然气中固体杂质，避免增大输气阻力、磨损仪表设备、污染环境等；计量是气体销售、业务交接必不可少的，同时它也是对整个管道进行自动控制的依据；清管的目的在于清除输气管道内的杂物、积污，提高管道输送效率，减少摩阻损失和管道内壁腐蚀，延长管道使用寿命；增压的目的是为天然气提供一定的压能；而冷却是使由于增压升高的气体温度降低下来，保证气体的输送效率。根据输气站所处的位置不同，各自的作用也有所差异。 1、首站 首站就是输气管道的起点站。输气首站一般在气田附近。 2、末站 末站就是输气管道的终点站。气体通过末站，供应给用户。因此末站具有调压、过滤、计量、清管器接受等功能。此外，为了解决管道输送和用户用气不平衡问题，还设有调峰设施，如地下储气库、储气罐等。 3、清管站 清管站是具有清管器收发、天然气分离设备设施及清管作业功能的工艺站场。 4、压气站 压气站是在输气管道沿线，用压缩机对管输气体增压而设置的站。 5、分输站
管道的设计计算——管径和管壁厚度(精)
管道的设计计算——管径和管壁厚度 空压机是通过管路、阀门等和其它设备构成一个完整的系统。管道的设计计算和安装不当，将会影响整个系统的经济性及工作的可靠性，甚至会带来严重的破坏性事故。 A.管内径：管道内径可按预先选取的气体流速由下式求得： =i d 8.1821 ?? ? ??u q v 式中，i d 为管道内径（mm ）；v q 为气体容积流量（h m 3）；u 为管内气体平均流速（s m ），下表中给出压缩空气的平均流速取值范围。 管内平均流速推荐值 1m 内的管路或管路附件——冷却器、净化设备、压力容器等的进出口处，有安装尺寸的限制，可适当提高瞬间气体流速。 例1：2台WJF-1.5/30及2台H-6S 型空压机共同使用一根排气管路，计算此排气管路内径。 已知WJF-1.5/30型空压机排气量为1.5 m 3/min 排气压力为3.0 MPa 已知H-6S 型空压机排气量为0.6 m 3/min 排气压力为3.0 MPa 4台空压机合计排气量v q ＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m 3/min ＝252 m 3/h 如上表所示u=6 m/s 带入上述公式=i d 8.1821??? ??u q v =i d 8.1821 6252??? ??=121.8 mm 得出管路内径为121mm 。
B.管壁厚度：管壁厚度δ取决于管道内气体压力。 a.低压管道，可采用碳钢、合金钢焊接钢管；中压管道，通常采用碳钢、合金钢无缝钢管。其壁厚可近似按薄壁圆筒公式计算： min δ= []c np npd i +-?σ2 式中，p 为管内气体压力（MPa ）；n 为强度安全系数5.25.1～=n ，取[σ]为管材的许用应力（MPa ），常用管材许用应力值列于下表；?为焊缝系数，无缝钢管?=1，直缝焊接钢管?=0.8；c 为附加壁厚（包括：壁厚偏差、腐蚀裕度、加工减薄量），为简便起见，通常当δ＞6mm 时，c ≈0.18δ；当δ≤6mm 时，c =1mm 。 当管子被弯曲时，管壁应适当增加厚度，可取 'δ=R d 20δ δ+ 式中，0d 为管道外径；R 为管道弯曲半径。 b.高压管道的壁厚，应查阅相关专业资料进行计算，在此不做叙述。 常用管材许用应力 例2： 算出例1中排气管路的厚度。管路材料为20#钢 公式 min δ=[]c np npd i +-?σ2中 n=2 , p=3.0 MPa , i d =121 如上表20＃钢150o C 时的许用应力为131，即σ＝131 ?＝1 , C =1 带入公式 min δ=[]c np npd i +-?σ2＝1321131212132+?-????=3.8 mm 管路厚度取4 mm
供热管网各参数计算常用公式
供热管网各参数计算 常用公式
供热管网各参数常用计算公式 1比摩阻R （P/m ）——集中供热手册P 196 R = 6.25×10-2×52d G ρλ 其中：λ—— 管道摩擦系数（查动力管道手册P345页） λ= 1/（1.14+2×log K d ）2 G —— 介质质量流量（t/h ） 或：R=d 22 λρν=6.88×10-3×25.525 .02d K G ρ ρ—— 流体介质密度（kg/m 3） d —— 管道内径（m ） K ——管内壁当量绝对粗糙度（m ） 2、管道压力降△P （MPa ） △P = 1.15R （L+∑Lg ）×10-6 其中：L —— 管道长度（m ） ∑Lg ——管道附件当量长度（m ） 3、管道单位长度热损q （W/m ） q = 其中：T 0 —— 介质温度（℃） λ1 —— 内层保温材料导热系数（W/m.℃） λ2 —— 外层保温材料导热系数（W/m.℃） D 0 —— 管道外径（m ） D 1 —— 内保温层外径（m ） D 2 —— 外保温层外径（m ） α—— 外表面散热系数[α=1.163×（10+6?）] ?—— 环境平均风速。预算时可取α=11.63 Ln —— 自然对数底 4、末端温度T ed （℃） 2122011012121)16(D D D Ln D D Ln T αλλπ++-
T ed = T 0 - GC L L q g 310)(-?+ 其中：T 0 —— 始端温度（℃） L —— 管道长度（m ） Lg —— 管道附件当量长度（m ） G —— 介质质量流量（t/h ） C —— 介质定容比热（kj / kg.℃） 5、保温结构外表面温度T s （℃） T s = T a + α π2D q 其中：Ta ——环境温度（南方可取Ta =16℃） 6、管道冷凝水量(仅适用于饱和蒸汽)G C （t/h ） G C = γ3 106.3-?qL 其中：γ——介质汽化潜热（kj / kg ） 7、保温材料使用温度下的导热系数λt （W/m.℃） λt =λo +2 )(B A T T K + 其中：λo ——保温材料常态导热系数 T A —— 保温层内侧温度（℃） T B —— 保温层外侧温度（℃） K —— 保温材料热变系数 超细玻璃棉K=0.00017 硅酸铝纤维K=0.0002 8、管道直径选择d （mm ） 按质量流量计算：d = 594.5 ωρG 按体积流量计算：d = 18.8ωνG 按允许单位比摩阻计算：d = 0.0364×52 R G ?νλ 其中：G —— 介质质量流量（t/h ） G v —— 介质体积流量（m 3/h ） ω —— 介质流速（m/s ） ρ —— 介质密度（kg/m 3）
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
流量与管径、压力、流速之间关系计算公式
流量与管径、压力、流速的一般关系 一般工程上计算时，水管路，压力常见为0.1--0.6MPa，水在水管中流速在1--3米/秒，常取1.5米/秒。 流量=管截面积X流速=0.002827X管内径的平方X流速(立方米/小时)。 其中，管内径单位：mm ，流速单位：米/秒，饱和蒸汽的公式与水相同，只是流速一般取20--40米/秒。 水头损失计算Chezy 公式 这里： Q ——断面水流量（m3/s） C ——Chezy糙率系数（m1/2/s） A ——断面面积（m2） R ——水力半径（m） S ——水力坡度（m/m） 根据需要也可以变换为其它表示方法: Darcy-Weisbach公式
由于 这里： h f——沿程水头损失（mm3/s） f ——Darcy-Weisbach水头损失系数（无量纲） l ——管道长度（m） d ——管道内径（mm） v ——管道流速（m/s） g ——重力加速度（m/s2） 水力计算是输配水管道设计的核心，其实质就是在保证用户水量、水压安全的条件下，通过水力计算优化设计方案，选择合适的管材和确经济管径。输配水管道水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失，而局部水头损失一般仅为沿程水头损失的5~10%，因此本文主要研究、探讨管道沿程水头损失的计算方法。 1.1 管道常用沿程水头损失计算公式及适用条件 管道沿程水头损失是水流摩阻做功消耗的能量，不同的水流流态，遵循不同的规律，计算方法也不一样。输配水管道水流流态都处在紊流区，紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的结果。紊流又根据阻力特征划分为
水力光滑区、过渡区、粗糙区。管道沿程水头损失计算公式都有适用范围和条件，一般都以水流阻力特征区划分。 水流阻力特征区的判别方法，工程设计宜采用数值做为判别式，目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数，按照水流阻力特征区划分如表1。 沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1
输气管道技术经济计算
输气管道技术经济计算[2005-11-28] 根据输气管道水力和热力计算所确定的榆气管道的参数能满足工艺上的要求，但从经济上来说并不一定合理。因为从技术上讲，为实现规定的任务输量，可以有许多不同参数组合的方案，可是在这些方案中哪一个在经济上最合理，靠水力和热力计算是无法确定的，这要通过技术经济计算才能决定。 一、方案比较法 输气管道有五大技术经济参数，这就是：管径D、输压P、压缩比ε、压缩机站数n和管壁厚度δ。我们可根据这五个参数来评价一条输气管道在技术上是否先进、在经济上是否合理。 所有这五个参数都互相联系，其中一个参数发生变化，其它几个参数都将随之变化，例如管径越大、或输压越高(压缩比一定时)、所需的压缩机站数就越少；反之，所需的压缩机站数就越多；而管子的壁厚则决定于输压和管径。 因此，当我们着手做一条输气管道的设计时，为完成规定的输气任务，可以有许多个由不同的D、P、ε、n、δ组合而成的方案。这许多个方案，在技术上都是可行的，但在经济上不一定是合理的。设计人员的任务在于找到一个在经济上最优的方案。方案比较法就是根据输气管道的输量，定出几种不同直径D、输送压力P、压缩比ε、压缩机站数n和管壁厚度δ的可供竞争的方案。由于钢管的规格、压缩机的型号、以及钢管和压缩机等设备在预定施工期内的供应等条件的限制，因此，可供竞争的方案数目一般都是有限的几个。 为对输气管道的设计方案进行技术经济比较，我们引入年折合费用S的概念。 S=EK+C (1—88) 式中S——年折合费用，万元／a； K——基建投资费，万元； E——额定的投资回收系数，1／a； C——年操作经营费，万元／a。 建设一条输气管道所需的总投资K可分为两部分：建设压缩机站的投资K Z和铺设管线的投资K G，即 K=K Z+K G (1—89)
管道承压计算公式
管道承压计算公式 一、根据设计压力计算壁厚 参照规范GB50316-2000<工业金属管道设计规范>计算公式P44，当直管计算厚度S1小于管子外径D 的1/6时，按照下面公式计算 公式1 S1= ) ]([21PY E PD +σ 公式2 S=S1+C1+C2 二、根据壁厚简单计算管道承受压力校核验算 公式1 P=S D ES +2)]([2σ
阀门磅级,MPA, BAR, PSI和公斤的含义和换算 阀门磅级,MPA, BAR, PSI和公斤的含义和换算 class 150 300 400 600 800 900 1500 2500 LB Mpa 1.6-2.0 2.5-5.0 6.3 10.0 13.0 15.0 25.0 42.0 MPA 150LB对应1.6-2.0MPa，300LB对应2.5-5.0MPa，400LB对应6.3MPa，600LB对应10MPa，800LB对应13MPa，900LB对应15MPa，1500LB对应25MPa，2500LB对应42MPa 我通常所用的PN，CLass，都是压力的一种表示方法，所不同的是，它们所代表承受的压力对应参照温度不同，PN欧洲体系是指在120℃下所对应的压力，而CLass美标是指在425.5℃下所对应的压力。所以在工程互换中不能只单纯的进行压力换算，如CLass300#单纯用压力换算应是2.1MPa，但如果考虑到使用温度的话，它所对应的压力就升高了，根据材料的温度耐压试验测定相当于5.0MPa。 阀门的体系有2种：一种是德国（包括我国）为代表的以常温下（我国是100度、德国是120度）的许用工作压力为基准的“公称压力”体系。一种是美国为代表的以某个温度下的许用工作压力为代表的“温度压力体系” 美国的温度压力体系中，除150LB以260度为基准外，其他各级均以454度为基准。 150磅级（150psi=1MPa）的25号碳钢阀门在260度时候，许用应力为1MPa，而在常温下的许用应力要比1MPa大得多，大约是2.0MPa。 所以，一般说美标150LB对应的公称压力等级为2.0MPa，300LB对应的公称压力等级为5.0MPa等等。因此，不能随便按照压力变换公式来变换公称压力和温压等级。 PN是一个用数字表示的与压力有关的代号，是提供参考用的一个方便的圆整数，PN是近似于折合常温的耐压MPa数，是国内阀门通常所使用的公称压力。对碳钢阀体的控制阀，指在200℃以下应用时允许的最大工作压力；对铸铁阀体，指在120℃以下应用时允许的最大工作压力；对不锈钢阀体的控制阀，指在250℃以下应用时允许的最大工作压力。当工作温度升高时，阀体的耐压会降低。 美标阀门以磅级为表示公称压力，磅级是对于某一种金属的结合温度和压力的计算结果，他根据ANSI B16.34的标准来计算。磅级与公称压力不是一一对应的主要原因是磅级与公称压力的温度基准不同。我们通常使用软件来计算，但是也要懂得使用表格来查磅级。日本主要用K值表示压力等级。 对于气体的压力，在中国，我们一般更常用其质量单位“公斤”描述（而不是“斤”），单位kg。其对应的压强单位是“kg/cm2”，一公斤压力就是一公斤的力作用在一个平方厘米上。 同样，相对应于国外，对于气体的压力，常用的压强单位是“psi”，单位是“1 pound/inch2”, 就是“磅/平方英寸”，英文全称为Pounds per square inch。但是更常用的是直接称呼其质量单位，即磅(LB.)，实际这LB.就是前面提到的磅力。把所有的单位换成公制单位就可以算出： 1 psi=1磅/inch 2 ≈0.068bar，1 bar≈14.5psi≈0.1MPa，欧美等国家习惯使用psi作单位。 在Class600和Class1500中对应欧标和美标有两个不同数值， 11MPa（对应600磅级）是欧洲体系规定，这是在《ISO 7005-1-1992 Steel Flanges》里面的规定；10MPa（对应600磅级）是美洲体系规定，这是在ASME B16.5里面的规定。 因此不能绝对地说600磅级对应的就是11MPa或者10MPa，不同体系的规定是不同的。 阀门的体系主要有2种：一种是德国（包括我国）为代表的以常温下（我国是100度、德国是120
输气管道工程设计规范2015
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。 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： 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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； 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）
管道通过能力的实用计算公式及其选择
天然气由气田或气体处理厂进入输气干线，其流量和压力是稳定的。在有压缩机站的长输管道两站间的管段，起点与终点的流量是相同的，压力也是稳定的，即属于稳定流动。长输管道的末段，有时由于城镇用气量的不均衡，要承担城镇日用气量的调峰，则长输管道末段在既输气又储气、供气的条件下，它的起点和终点压力，以及终点流量二十四小时都是不同的，属不稳定流动(流动随时间而变)。天然气的温度在进入输气管时，一般高于(也可能低于)管道埋深处的土壤温度。并且随着起点到终点的压力降，存在焦耳-汤姆逊节流效应产生温降，但由于管道与周围土壤的热传导，随着天然气在管道的输送过程，天然气的温度会缓慢地与输气管道深处的地层温度逐渐平衡。所以天然气在输气干管中流动状态，也不完全是等温过程，为便于理解，我们先给出稳定流动下的水力计算基本公式，再介绍沿线温度分布规律和平均温度。 计算公式随地形条件差异而不同。 在平坦地带，由于气体密度低，对于输气管道任意两点间的相对高差小于200 m的管道，可视为水平输气管段。在稳定输送状态下，管道输送量与管道起、终点压力的函数关系如下： 式中Q——管道标准状态下的体积流量，m3/s； C——常数，按此处所取各参数单位时，C值为··s/kg； p1——计算管段起点压力，Pa； p2——计算管段终点压力，Pa； λ——水力摩阻系数； d——管道内直径，m； L——管道计算段长度，m； △*——天然气相对密度； T——管道中天然气平均温度，K； Z——管输平均压力与平均温度下天然气压缩系数。 在地形起伏较大地带，当输气管道沿线任意两点高差大于200m，位差对输气管道流量的影响就不能忽略不计了。在稳定输送状态下，非水平输气管段的基本流量公式为：
《输气管道设计与管理》2016年春学期在线作业(二)满分答案
《输气管道设计与管理》2016年春学期在线作业（二） 判断题 1.某站停运，停运站之前的各进、出站压力均上升，停运站之后的各进、出站压力均下 降。 A.错误 B.正确 正确答案：B 2. 在相同条件下，分子量小的气体分子的粘度越小。 A.错误 B.正确 正确答案：A 3. 从输气首站至管线的终点配气站，中间设有若干压气站，同时一般输气管上每100～2000km 设有截断阀室。 A.错误 B.正确 正确答案：A 4. 如果天然气后续进入液化天然气厂，采用的脱水方法可以用TEG方式。 A.错误 B.正确 正确答案：A 5. 对于干线输气管道，如果管道直径增大一倍，则输气量增大到原来的六倍，管长减少一倍，则输气量提高50%。 A.错误 B.正确 正确答案：B 6. 如果管路中有分气，则分气点之前的流量上升，分气点之后的流量下下降，越靠近分气点变化幅度越大。 A.错误 B.正确 正确答案：B 7. 在工程上，一般根据水露点判断管线内的含水量是否达到形成水合物的条件。管线内形成水合物后可采取减压方法可迅速使水合物分解，管路畅通。 A.错误 B.正确
正确答案：B 8. 管路部分堵塞，堵塞点之前的各进、出站压力均下降，堵塞点之后的各进、出站压力均上升，越靠近堵塞点，进出站压力的变化幅度越大。 A.错误 B.正确 正确答案：A 9. 天然气和空气混合，当天然气浓度在一定范围内时，遇明火就会发生燃烧和爆炸。天然气产生爆炸的浓度范围为50%左右。 A.错误 B.正确 正确答案：A 10. 地下储气或液化储气适用于调节季节用气的不均衡，而用储气罐储气则适用于调节昼夜或几天内的用气不平衡问题。 A.错误 B.正确 正确答案：B 11. 在输气管道上管内壁涂敷有机树脂涂层只起到减阻增输作用作用。 A.错误 B.正确 正确答案：A 12. 早期天然气利用率极低，特别是油田气更低，绝大部分气体都放空烧掉，主要原因是由于当时没有先进的天然气存储措施。 A.错误 B.正确 正确答案：B 13. 如果管路中途集气，则集气点之前的流量上升，集气点之后的流量下降。 A.错误 B.正确 正确答案：A 14. 多压气站长距离输气管道中途泄漏时，泄漏点前的输量小于正常输量，进出站压力均高于正常进出站压力。 A.错误 B.正确 正确答案：A
管道设计计算公式(流速规定、泵的选用)
1流速与管径计算公式 水流速度取0.7 m/s，则管径计算值如下： D= 4×Q 3600×π×V = 4×6000 3600×3.14×0.7 =174 mm 空气管道的流速，一般规定为：干、支管为10~15m/s，通向空气扩散装置的竖管、小支管为4~5m/s。 2泵的选型 水管管路的水头损失=沿程水头损失+局部水头损失 沿途水头损失=(λL/d)*V^2/(2g)------------P150（层流、紊流均适用） 局部水头损失=ζ*V^2/(2g) 水管管路的水头损失=沿程水头损失+局部水头损失=(λL/d+ζ)*V^2/(2g) 式中：λ—管道沿途阻力系数；L—管道长度；ζ——局部阻力系数，有多个局部阻力系数，则要相加；d—管道内径, g—重力加速度，V—管内断面平均流速。沿途阻力系数λ和局部阻力系数ζ都可查水力学手册。 λ=64/Re 仅适用于圆管层流。对于紊流，由于运动的复杂性，其规律主要由试验确定，但可在理论上给以某些阐述。P171
沿程水头损失 （1）层流区Re＜2320（即lgRe＜3.36）λ=64/Re （2）层流转变为紊流过渡区2320＜Re＜4000（即3.36＜lgRe＜3.6），试验点散乱，流动情况比较复杂且范围不大，一般不作详细分析。 （3）紊流区Re＞4000（即lgRe＞3.6）分为紊流光滑区、紊流过渡区、紊流粗糙区。 ①紊流光滑区：不同相对粗糙度△/d试验点均落在直线cd上，说明λ与△/d无关。和层流情况相类似，λ值也仅仅与Re有关。可表示为λ=（Re），但与层流区所遵循的函数关系不同。
②紊流粗糙区：分界线ef右方，λ与Re无关，仅与△/d有关，可表示为λ=（△/d） ③紊流过度粗糙区λ=（△/d，Re）
管道承压计算公式
管道承压计算公式 无锡灏艺合金制品有限公司 一、根据设计压力计算壁厚 参照规范GB50316-2000<工业金属管道设计规范>计算公式P44，当直 管计算厚度S1小于管子外径D 的1/6时，按照下面公式计算 公式1 S1=) ]([21PY E PD +σ 公式2 S=S1+C1+C2
二、根据壁厚简单计算管道承受压力校核验算 公式1 P=S D ES +2)]([2σ 阀门磅级,MPA, BAR, PSI 和公斤的含义和换算 阀门磅级,MPA, BAR, PSI 和公斤的含义和换算 class 150 300 400 600 800 900 Mpa MPA 150LB 对应，300LB 对应，400LB 对应，600LB 对应10MPa ，800LB 对应13MPa ，900LB 对应15MP
对应42MPa 我通常所用的PN，CLass，都是压力的一种表示方法，所不同的是，它们所代表承受的压力对系是指在120℃下所对应的压力，而CLass美标是指在℃下所对应的压力。所以在工程互换中如CLass300#单纯用压力换算应是，但如果考虑到使用温度的话，它所对应的压力就升高了定相当于。 阀门的体系有2种：一种是德国（包括我国）为代表的以常温下（我国是100度、德国是12的“公称压力”体系。一种是美国为代表的以某个温度下的许用工作压力为代表的“温度压美国的温度压力体系中，除150LB以260度为基准外，其他各级均以454度为基准。 150磅级（150psi=1MPa）的25号碳钢阀门在260度时候，许用应力为1MPa，而在常温下的许约是。 所以，一般说美标150LB对应的公称压力等级为，300LB对应的公称压力等级为等等。 因此，不能随便按照压力变换公式来变换公称压力和温压等级。 PN是一个用数字表示的与压力有关的代号，是提供参考用的一个方便的圆整数，PN是近似于内阀门通常所使用的公称压力。对碳钢阀体的控制阀，指在200℃以下应用时允许的最大工作以下应用时允许的最大工作压力；对不锈钢阀体的控制阀，指在250℃以下应用时允许的最