第六章 长距离输气管道及城市输配气工程PPT课件

输气管道水力计算的基本任务是确定管道流量与沿 线压力分布的关系。具体来说，就是在已知管段两 端压力的前提下计算其流量，或者在已知管段流量 及管段某一端压力的前提下计算该管段的沿线压力 分布。此外，在管道的流量和沿线各点(起点和终 点除外)的压力均为未知、但管道沿线的压气站运 行方案已知的情况下，通过沿线各管段与全线各压 气站的匹配计算可以确定这些管段与压气站的流量 与压力。
➢ 相同温度下，压力越高，天然气的粘度越大。
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（五）天然气的节流效应
正节流效应和负节流效应 正节流效应：节流后压力下降、温度下降。 负节流效应：节流后压力下降、温度升高。 注：理想气体不存在上述节流效应.
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（六）天然气的含水量和露点
含水量：标准单位体积干气所含的水蒸汽质量， 单位kg/Nm3。
一、长距离输气管道的组成
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二、输气管道工艺设计
输气管道工艺设计主要包括管段的水力与热力计算、 管段设计压力与压气站压比的确定、压气站的布站、 压缩机组的配置、各种工艺站场的流程设计等方面 的内容。
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Hale Waihona Puke 21输气管道水力计算
P 12P221.62Q d0 5 20P0T T0Z Z0L
P1—管道起点燃气的绝对压力，Pa； P2—管道终点燃气的绝对压力，Pa; P0—标准大气压，P0=101325Pa； λ—燃气管道的水力摩阻系数；
Q0—燃气管道的计算流量，Nm3/s； d—燃气管道的内径，m；
0℃，1标准大气压（101325Pa ) 美国天然气行业：
60ºF（15.6 ℃)，1标准大气压（101325Pa )
标准状态下的体积称标准体积。
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（二）天然气组成的表示方法
体积分数：各种组分的分体积在天然气的总体积 中所占的比例；是温度、压力的函数。
摩尔分数：各种组分的摩尔数在天然气的总摩尔 数中所占的比例。
工业与民用燃气：天然气、人工煤气、液化 石油气和沼气
用途：火力发电厂、民用、汽车、化工原料 来源：气田气、石油伴生气、凝析气田气、
煤层气。 主要成分：甲烷、乙烷、丙烷和丁烷
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二、基本概念
（一）标准状态与标准体积 天然气计量的标准状态：
20℃，1标准大气压（101325Pa ) 城市燃气行业的标准状态：
进入干线管道的含水量不应超过96～128mg/ Nm3 天然气水露点：天然气在一定压力下析出液态水
时的最高温度； 天然气烃露点：天然气在一定压力下析出液态烃
时的最高温度。
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三、天然气供气系统的组成及特点
（一）天然气一体化供气系统
从气田的井口装置开始，经矿场集气系统、气体 净化系统、干线输气管道、再通过配气管网到用户， 天然气所通过的所有环节构成了一个统一的、一体 化的储、运、销系统。它是一个密闭的、连续的水 力系统。
1摩尔纯物质的质量在数量上等于该物质的分子量， 单位：克。
质量分数：各种组分的质量在天然气的总质量中 所占的比例。
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（三）天然气的密度与相对密度
密度：单位体积天然气的质量，温度、压力的函数。 相对密度：相同温度、压力下天然气的密度与干空
气的密度之比。因天然气不是理想气体，其相对密 度是温度压力的函数。通常指标准状态的相对密度。 气田气：0.58～0.62，伴生气：0.7～0.85
天然气一体化体现在气源、管线建设和用户的统 一方面；也体现在其运行的安全性和可靠性方面。
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（二）天然气供气系统的组成
气田矿场集输管网（见第二章） 天然气净化处理厂 长距离干线输气管道或管网 城市输配气管网 储气库
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第二节 长距离输气管道的组成及勘察设计
根据输气管道的运行参数(流量、压力、温度等)是 否随时间变化，可以将输气管道的工况分为稳态工 况与非稳态工况(也叫瞬态工况)。严格地讲，输气 管道的工况在大多数情况下都是非稳态的，但在工 程设计中通常先按稳态工况对输气管道进行水力和 热力计算，然后再按非稳态工况进行校核。
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1、输气管道水力计算
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（四）天然气的粘度
粘度是输配气管道计算的重要基础数据。气体粘 性产生机理：两层气体之间摩擦和两层之间分子 的热交换。由于气体粘性的产生机理与液体不完 全相同，因而具有与液体粘度不同的特点：
➢ 液体的粘度随温度升高而降低，与压力基本无关；对于 气体来说，当压力不高时气体粘度随温度升高而升高， 当压力升高到某一限度时，气体粘度随温度升高而下降 （对于甲烷，该临界压力约为10MPa） 。
为同一管段的水力计算服务; 预测管段中出现凝析液和水合物情况。
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根据输气管段的流量公式：在其它条件一定的前 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。
ρ0—标准状况下燃气管道的密度，kg/Nm3； T—燃气的绝对温度，K； T0—标准状态绝对温度，T0=273.15K； Z—燃气的压缩因子； Z0—标准状况下燃气的压缩因子；Z0=1 L—燃气管道的计算长度，m。
输气管道应采用：高压、低温的输送方式。
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2、输气管道热力计算
输气管段的热力计算主要有两个目的：
第六章 长距离输气管 道及城市输配气工程
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
概述：燃气发展和应用情况
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第一节 天然气的储运销一体化系统
一、天然气的组成与用途