长距离输气管道和城市输配气工程

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四、输气管段中水合物的形成 规律及其预防措施
（一）水合物的基本概念 天然气中某些组分与液态水在一定温度、
压力下所形成的外形像冰霜的物质。 节流处最易形成。
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（二）形成水合物的条件 温度、压力、水分条件。 临界温度：高于此温度不会形成水合物。
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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。
进入干线管道的含水量不应超过96～128mg/ Nm3 水露点：任一给定压力下，湿天然气中的水蒸气
分压等于某一温度下水的饱和蒸气压时 的温度。 天然气水露点：天然气在一定压力下析出液态水
（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。
物理标准状态：0°C，1标准大气压(101325Pa)， 密度为：分子量/22.4，克/升
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。因不是理想气 体，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
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（四）天然气的粘度
起因于：两层之间摩擦和两层之间分子 的热交换。
液体的粘度随温度升高而降低，压力不 高时气体粘度随温度升高而升高。
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。
（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。 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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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°C，1标准大
气压（101325Pa ) 城市燃气行业的标准状态：0°C，1标准
大 气压（101325Pa )
美国天然气行业：60°F（15.6 °C)，1标 准大气压（101325Pa )
标准状态下的体积称wk.baidu.com准体积。
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直径对流量的影响 若直径增大一倍，则 Q2=5.66Q1——加大直径 是增加流量的好办法，也 是输气管向大口径发展的 主要原因。
长度（或站间距）的影响
若站间距缩小一半，流量 Q2=1.41Q1——倍增压 气站，输气量只能增加 41%。
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（二）形成水合物的条件（续）
形成水合物的必要条件： 必须有液态水与天然气接触 天然气中水蒸气分压等于或超过在水 合物体系中与天然气的温度对应的水 的饱和蒸汽压。 天然气温度必须等于或低于其在给定 压力下的水合物的形成温度。
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五、干线输气管道的工艺方案设计
（一）工艺方案设计的基本步骤
1、确定各管段的管材、管径、设计压力和管道壁厚。 2、确定每个压气站在设计流量下的压比。 3、设每个压气站的出口压力等于所在位置管段的设
计压力。 4、根据管道末段储气量的要求，确定末段管径和长
度，并确定最后压气站的位置。 5、确定压气站的数量和位置。 6、确定压缩机组的配置方案。
第一节
天然气的储运销一体化系统
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一、天然气的组成与用途
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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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。
输气温度对流量的影响
输气温度越低，输气能力越大。
起、终点压力对流量的影响 改变相同的压力时，提高起点压力对增大流量的影 响大于降低终点压力的影响——高压输气效率高； 同时提高起终点压力，也能增大输气量。
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三、输气管道热力计算
为水力计算服务 预测管段中出现凝析液和水合物情况。
二、输气管道水力计算
水力计算的目的 研究输气管的流量与压力之间的关系。
管道的压降组成 三部分： 消耗于摩阻的压降 气体上升克服高差的压降 流速增大引起的压降（加速压降）
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输气管流量
QC0
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pQ2 pZ2 ClQ2
C
Z*T
C0 2 D 5
（二）形成水合物的条件（续） 形成水合物的外因:
高流速、气流扰动或压力脉动 出现小的水合物晶体 天然气中含有硫化氢和二氧化碳。
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（三）防止水合物形成及 消除水合物的方法
1、干燥脱水 2、添加水合物抑制剂----降低水合物形成
温度，破坏形成水合物的温度条件；吸 收天然气中水蒸气，破坏形成水合物的 水分条件。甲醇、乙二醇、二甘醇等 3、加热 4、清管—清除液态水和已经形成的水合物。
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（二）天然气供气系统的组成
油气田矿场集输管网 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
第二节
长距离输气管道的组 成及勘察设计
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一、长距离输气管道的组成
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