天然气长输管线流量计算
(燃气)管径、壁厚计算公式
管径计算1流量Q(Nm3/h)工作温度压力下转化为标况下的流量2压力P1min(bar)3流速V(m/s)4进口管径DN(mm)1流量Q(Nm3/h)2压力P1min(bar)3管径DN(mm)4流速V(m/s)1流速V(m/s)2压力P1min(bar)3管径DN(mm)4流量Q(Nm3/h)253240506580100 125 150 200 250 3001200111bar=0.1Mpa=1kg/cm2122.250133324422831.050233903630.43615.290699543.246000.035016019229-7642515452515742515115251518025153042515460算低压为202515719 25151123 25151617 25152875 25154493 25156470流量Q(m3/h)在工作温度压力下的1003流速V(m/s)6进口管道内径(mm)38管内各介质常用流速范围：煤气：在管道长50～100米P≤2.0KPa时 0.75～3m/SP≤20.0KPa时 8～12m/S天然气为30m/S管材和压力也不同.一般塑料管由于为绝缘材料,容易产电,一般为5m/s,在管道长50～100米P2.0KPa时0.75～3M/S；P20.0KPa时 8～12M/S；天然气为30M/S 2.从管径上区分DN=200时7M/S；DN=100时6M/S；DN≤80时4M/S；天然气站场流速按8~12m/s控制 ；CNG加气站的出口压力是25Mpa,出口的流速应小于5m/s煤气：在管道长50～100米管径P≤2.0KPa时 0.75～3m/SP≤20.0KPa时 8～12m/S天然气为30m/S20000000022831.0530000000034246.58管径要求。
m/s。
料管由于为绝缘材料,容易产生静一般为5m/s,有提到。
速8-12m/s。
燃气流量的计算
第三章燃气流量的计算第一节流体的运动原理带压的燃气流经内径相同的管道时，其压力在流动方向上将逐渐降落。
压力的减小或压降决定于：1．流量；2．管径和管内壁的粗糙度；3．燃气的温度、平均压力和物理性质。
压降的计算通常用来确定埋没的管道能否将燃气送向用户，或在高峰耗气时段内能否保证用户得到所需的燃气压力。
管道设计的第一步是运用第二章中所提出的方法，计算系统必须满足所要求的设计负荷值及其分配位置。
第二步就是进行流量的计算。
对新系统是确定在高峰耗气时段内所选用的管径能否保持所需的压力；对已有系统，则是确定其保持正常压力的能力。
流量的计算是根据流量方程式，即一种压降勺流量变数之间的代数关系式。
自从燃气作商业性的输送和分配后，在燃气工业中就有了许多不同的流量计算公式。
多数流量计算的通式都是根据伯努里(Bernoulli)能量平衡的原理推导得出，它包含一个通过流体运动实验求得的摩擦能量损失项，因而在不同的流体运动范围内出现了不同的实用流量计算方程式。
不同的实用流量计算公式由于实验结果的不同而适用于流量条件的不同范围、不同的管内表面粗糙度和有不同的精度，因而这些计算公式不能得出相同的结果，多数公式只适用于流量的一个有限范围和管的内表面条件。
近三十年来出版的流体力学参考书中均有流动状态的介绍，在此作一简单的回顾。
一、摩擦力效应流体通过导管时，流量因管壁摩擦力和流体质点之间的内摩擦力而受阻。
由于管壁摩擦力的作用，在流体运动的方向上，管壁的平均流速为零，随着离管壁的距离而增大，在管中心达到最大值，如图3-1所示。
气体特性之一的黏度(vISCOSity)决定其阻力的大小和流速断面的形状。
室温和配气系统压力状态下气体的黏度比一般的流体要小得多。
例如，室温下水的黏度约为同温度和压力小于689kPa(100psia)时天然气的100倍。
在城市配气系统的压力范围内(0-689kPa)气体的黏度与压力无关，因此，对多数配气系统的流量计算是有效的。
第2章 城市燃气需用量及供需平衡
各月用气量 全年平均月用气量
该月平均日用气量 月不均匀系数：K m 全年平均日用气量
4 、月高峰系数 Kmmax：月最大不均匀系数 5、计算月（design month）：
平均日用气量最大（月不均匀系数值最大）的月
二、日用气工况
影响因素： 居民生活习惯 各周影响几乎一样，（包含节日的周除外） 工业企业工作和休息制度 比较有规律 室外气温变化 一周中的各日没有一定规律性，气温低，用气量就大
Q n
Qy 365 24
max max max Km Kd Kh
Q
8760 n max max max Km Kd Kh
结论：不均匀系数越大，供气量最大利用小时数越小
2、供气量最大利用小时数法
hours of usage during the peak load
居民及商业用户供气量最大利用小时数
用气不均匀性 • 月不均匀性（或季节不均匀性） • 日不均匀性 • 时不均匀性
一、月用气工况（月不均匀性）
1. 影响因素 居民、商业用户—气候条件
冬季气温低，水温也低，使用的热水较多，人们习惯
吃热食，故烧水和制备食品需用的燃气量增多 工业企业—生产工艺的性质、比较稳定 建筑物供暖—气候条件,月不均匀性很突出
公共建筑设施标准
旅馆 医院 托儿所 理发店
2床 /1000人 5床 /1000人 10人/100人 24次/人· 年
目
录
2.1 城市燃气需用量
2.2 燃气需用工况
2.3 燃气输配系统的小时计算流量 2.4 燃气输配系统的供需平衡
2.2 燃气需用工况
思考：能否用年用气量确定管网及设备的通过能力、 储气容积？ 不能。因为城市各类燃气用户的用气情况是不均匀的， 是随月、日、时而变化 用气工况的影响因素： 各类用户用气工况 该用户在总用气量中所占的比例
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=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。
第六章 输气管道水力计算
e
a( S3 SQ )
a( S SQ )
P e
a ( S Z 1 S Q ) 2 Z 1
P e
2 a( S Z SQ ) Z
bM LZ
2
e
a( S Z SQ )
e Z 1 a( S Z S Z 1 )
a(S
SQ )
14
2
另外，由于 因此：
e
aS
(aS ) 2 (aS ) 3 1 aS 2! 3!
e aSZ 1 aSZ 1 a( S Z S Q ) 1 aS
(aSi ) 2 (aSi 1 ) 2 1 aSi [1 aSi 1 ] e aSi e aSi 1 a 2 2 1 ( S i S i 1 ) a( S i S i 1 ) a( S i S i 1 ) 2
处于阻力平方区的天然气管道，粗糙度 是确定水力摩阻系数的决定因素，粗糙 度取值的正确与否直接关系到计算结果 的准确性。输气管道设计时所采用的粗 糙度是指绝对当量粗糙度（或有效粗糙 度），它包括了管子表面粗糙度，焊缝， 弯头以及腐蚀等的综合影响。因此绝对 当量粗糙度应该是管线运行时的平均粗 糙度。一般比管壁粗糙度大2%～11%。
P P e
2 Q 2 Z
aS
e aS 1 bM L( ) aS
2
对每一段都可以写上述形式的方程：
e aS1 1 PQ2 P 2 e aS1 bM 2 L1 ( ) 1 aS1 e aS 2 1 2 2 aS 2 2 P P2 e bM L2 ( ) 1 aS 2 e aS3 1 aS 3 P22 P32 e bM 2 L3 ( ) aS3
天然气的流量计量
板流量计测量天然气，烃类和其它气体的方法。
AGA NO4 关于记录图表的技术报告。
标准提供用于气体测量的记录纸的特征和处理方式的建议。
AGA NO5 燃气的能量测量（Fuel gas Energy Metering）标准提供将气体质量单位换算成能量单位的方法，是AGA NO3和其它体积或质量测量的补充。
AGA NO7涡轮流量计测量燃气（Measurement of Fuel Gas by Turbine Meters）标准提供轴向涡轮流量计测量的操作规范。
AGA NO8 天然气和其它烃类气体的压缩性和超压缩性（Compressibility and Supper Compressibity for Natural Gas and other hydr o Carbon Gases）此标准提供了天然气和其它烃类气体压缩因子和超压缩因子的详细资料，它由美国气体研究院（GRI）主持并在美国气体协会的密切协助下完成的。
AGA NO9（草案）用多声道超声波流量计测量气体的流量（Measurment of Gas byMultipath Ultrasonic Meters）超声波流量计测量天然气流量是一项新技术，由于准确度高和维修费用低，多声道超声流量计己开始被气体工业界所接受。
ISA5 测试仪器的标准和实践（Standard and Practices for Instrumentation）标准提供了由美国仪器协会（ISA）主持和编辑的用于测量和控制的仪器仪表的安装和操作的标准和实践。
以下是美国材料与实验协会（ASTM）有关气体燃料的标准ASTM D1070-85（1989）气体燃料比重的试验方法ASTM D1071-83（1988）气体燃料试样的测量方法ASTM D1072-80燃料气中的总硫含量的测试方法ASTM D1142-86用露点温度法测定气体燃料的水蒸气含量的试验方法ASTM D1145-80天然气的取样方法（1987年作废）ASTM D1945-91用气相色谱法的天然气分析方法ASTM D2725-87天然气中硫化氢的测定方法亚甲篮法ASTM D3031-81（1986）用氢化反应测定天然气中总硫的试验方法ASTM D3588-89计算气体燃料发热量及比重的试验方法ASTM D4084-82（1988）天然气中硫化氢的测定方法醋酸铅反应速率法在天然气计量标准方面，据介绍加拿大的主要输气公司（NOVA）输气公司采用的是美国的标准。
管道工程图的技术基础与识读方法
1 城市燃气管道水力计算公式和计算图表 2 燃气分配管网计算流量 3 管网水力计算
6.1 水力计算公式和计算图表
1. 水力计算的任务
（1）设计计算 据计算流量、规定的压力损失——确定管径。
（2）校核计算 据已建管管径、管计算流量（或允许压力
降）——计算压力降（或流量）是否满足要求。
d5
0
T T0
Z
Re wd
w
Q0
d2
4
P12
P22 L
f (Q0 , d, 0 ,T ,T0 , Z, K, v)Biblioteka 其中：燃气种类、使用环境状态、
管材确定，则
0 , v,T ,T0 , K, Z—确定
P12
P22 L
f (Q0 , d )
P21-P22 L
×104(Pa 2 /km)
106
8
P12
L
P22
P12
P22 L
T0
•T T0
P12
P22 L
T
管段摩擦（沿程） 阻力损失
Py
P12
P22 L
L
Py
P l
L
3. 局部阻力损失计算公式
（1）基本公式
Pj
w2
2
适用：庭院管、室内管、厂区管
（2）当量长度法
局部阻力损失：Pj
w2
2.摩擦阻力损失计算公式
燃气是可压缩流体——
单位时间内输气量波动大的超高压天然气长输管 线——不稳定流动；
其他情况（城市燃气管道）——按稳定流动计算。
P1
Q0
d P2
L
稳定流动运动方程 连续性方程 气体状态方程
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〃℃。
天然气长输管线设计方案
引起的供应中断。
03
环保效益
天然气是一种清洁能源，其燃烧产生的二氧化碳和其他污染物比煤和石
油等传统能源少，因此，天然气长输管线建设有利于减少环境污染，具
有显著的环保效益。
社会效益评估
促进经济发展
天然气长输管线建设可以促进沿线地区的经济发展，带动相关产 业的发展，创造就业机会。
提高生活质量
天然气的供应可以改善居民的生活质量，减少因能源短缺和污染 造成的健康问题。
技术成熟可靠
方案中采用了国内外先进的管道铺设和检测技术，使得管道的质量和 寿命得到了保障。
建议与展望
加强管道维护保养
为了确保管道的安全可靠，需要定期对管道进行维护保养，及时 发现并处理潜在的安全隐患。
完善应急预案
针对可能出现的突发事件，制定完善的应急预案，确保能够在紧急 情况下及时采取有效的应对措施。
选择合适的压缩机组
根据天然气性质、输送距离和管道条件等，选择合适的压缩机组， 以确保输送过程的稳定性和经济性。
确定分输站和调压站
根据市场需求和管道条件，在合适的地点设置分输站和调压站，以 满足不同用户的需求。
设备选型及布置
1 2
选择合适的管材和防腐方式
根据管道长度、直径和输送介质等，选择合适的 管材和防腐方式，以确保管道的安全性和使用寿 命。
输气管道的线路走向应基于气源位置、市场需求、地形地貌和环境敏感区等因 素进行综合分析，尽量选择直线走向，以减少工程量、降低成本。
线路长度
线路长度应结合市场需求、地形地貌和施工难度等因素进行合理设计，同时考 虑管道的维护和安全运行。
输气管道管径及压力等级
管径选择
根据输气流量和管道材质等因素确定管径，确保管道的输气能力和安全性。
天然气长输管道输差标准
天然气长输管道输差标准
摘要：
1.天然气长输管道概述
2.输差标准的定义和意义
3.输差计算方法
4.输差控制的重要性和方法
5.我国天然气长输管道输差标准现状及发展趋势
正文：
【天然气长输管道概述】
天然气长输管道是指将天然气从气田输送到城市或工业用气地区的管道系统。
在我国，天然气长输管道是能源基础设施的重要组成部分，对于保障国家能源安全和经济发展具有重要意义。
【输差标准的定义和意义】
输差是指天然气在输送过程中因管道摩擦、管道漏气等原因造成的气体体积或质量的损失。
输差标准是评价天然气长输管道运行效率和安全性的重要指标，对于保证管道运行的经济性和可靠性具有重要意义。
【输差计算方法】
输差计算主要包括实际输差和理论输差两方面。
实际输差是指在实际运行中测量得到的输差，通常采用流量计、压力计等仪表进行测量。
理论输差是根据管道的物理特性和气体流动特性计算出的输差，通常采用专门的输差计算公式或软件进行计算。
【输差控制的重要性和方法】
输差控制是指通过调整管道的运行参数，如压力、流量等，以达到减少输差、提高管道运行效率和安全性的目的。
输差控制对于保障管道安全运行、降低运行成本具有重要意义。
输差控制的方法主要包括调整管道运行参数、加强管道维护、采用高效节能技术等。
【我国天然气长输管道输差标准现状及发展趋势】
我国天然气长输管道输差标准主要包括国家强制性标准和行业推荐性标准两类。
目前，我国天然气长输管道输差标准体系已经初步建立，但与国际先进水平相比还存在一定差距。
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户数进口压力管道规格长度流量压力降出口压力流速雷诺数摩阻系数503000DE635025138.22861.8 3.31113550.03502861.8DN50192570.92790.9 3.51116850.036302790.9DN50515.7582782.9 2.273640.039252782.9DN501013.4412.12770.8 1.8962850.04202770.8DN50811 6.72764.1 1.5451440.041152764.1DN50109 5.92758.2 1.2642090.043102758.2DN508 6.75 2.82755.40.9531570.04652755.4DN5010 4.8822753.40.6922830.05152753.4DN25 1.5 4.888.12745.3 2.6344760.04642745.3DN252 4.28.22737.1 2.2738520.04832737.1DN253 3.5392728.1 1.9132380.04922728.1DN253 2.75 5.82722.3 1.4825230.05212722.3DN2532 3.32719 1.08
18350.057总压降281-250
2469
户数进口压力管道规格长度流量压力降出口压力流速雷诺数摩阻系数503000DE635025138.22861.8 3.31113550.03502861.8DN50192570.92790.9 3.51116850.036302790.9DN50515.7582782.9 2.273640.039252782.9DN501013.4412.12770.8 1.8962850.04202770.8DN50811 6.72764.1 1.5451440.041152764.1DN50109 5.92758.2 1.2642090.043102758.2DN508 6.75 2.82755.40.9531570.04652755.4DN5010 4.8822753.40.6922830.05152753.4DN20 1.5 4.8828.92724.5 4.3957790.0464DN202 4.229.32695.2 3.7849750.0473DN203 3.5331.92663.3 3.1841830.0492DN203 2.7520.32643 2.4832600.0511DN203211.52631.5 1.8
23710.055
368.5-250
2381.5
灶前压力3、立管为DN25，双眼灶按同时全开计算：1、立管为DN25，双眼灶+8升热水器按工作系数计算：
管线最远端压降计算
灶前压力2、立管为DN20，双眼灶+8升热水器按工作系数计算：
管线最远端压降计算
总压降
户数进口压力管道规格长度流量压力降出口压力流速雷诺数摩阻系数503000DE635040315.52684.5 5.31181840.027502684.5DN501940170.22514.3 5.62187370.033302514.3DN5052417.32497 3.38112520.036252497DN50102024.72472.3 2.8193790.037202472.3DN5081613.22459.1 2.2575050.038152459.1DN5010129.82449.3 1.6956290.041102449.3DN5088 3.82445.5 1.1337530.04552445.5DN50104 1.42443.90.5618770.05452443.9DN25 1.54 5.62438.3 2.1636800.04842438.3DN252 3.252433.3 1.7329440.0532433.3DN253 2.4 4.52428.8 1.322080.05422428.8DN253 1.6 2.22426.60.8714720.0612426.6DN2530.80.72425.90.43
7360.07573.9-250
2175.9
户数进口压力管道规格长度流量压力降出口压力流速雷诺数摩阻系数503000DE635040315.52684.5 5.31181840.027502684.5DN501940170.22514.3 5.62187370.033302514.3DN5052417.32497 3.38112520.036252497DN50102024.72472.3 2.8193790.037202472.3DN5081613.22459.1 2.2575050.038152459.1DN5010129.82449.3 1.6956290.041102449.3DN5088 3.82445.5 1.1337530.04552445.5DN50104 1.42443.90.5618770.05452443.9DN20 1.5420.12423.8 3.6147510.04842423.8DN202 3.217.82406 2.8938020.0532406DN203 2.415.92390.1 2.1728520.05322390.1DN203 1.67.72382.4 1.4419010.5812382.4DN2030.8 2.32380.10.72
9510.07619.7-250
2130.1管线最远端压降计算
总压降灶前压力管线最远端压降计算
总压降灶前压力4、立管为DN25，双眼灶按同时全开计算：。