第八章 天然气管道输送概述

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崖港线 管径： 管径：711mm 长度： 长度：778km； ； 输气能力： × 输气能力：30×108m3/a
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第八章 天然气管道输送概况
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第八章 天然气管道输送概述
国家重点基础设施项 目“忠—武”天然气输气管 道工程近日全线开工。总长 1347.3公里忠—武天然气输 气管道由重庆忠县至湖北武 汉的干线管道及荆州至襄樊、 潜江至湘潭、武汉至黄石三 条支线管道组成，是国家西 气东输工程的重要组成部分， 预计2004年12月30日实现干 线及襄樊、黄石支线供气， 2005年7月1日实现湘潭支线 供气。 返回
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第八章 天然气管道输送概述
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第八章 天然气管道输送概述
8.6气体在管道内流动的基本方程（P44） P44）
气体在管道中的流动可以看作一元流动，即只考虑 各参数轴向的变化情况。气体在管道中的运动必然满足 质量守衡、动量守衡和能量守衡。三大方程描述了压力、 密度、流速和温度等参数之间的关系。 8.6.1连续性方程 连续性方程
对于稳定流动，时间项为零，并考虑稳定流动的连 续性方程，得到稳定流动的能量方程：
dQ dh dv +v + g sin θ = − dx dx dx
由热力学知识有： 则得到：
∂h ∂h dh = dT + dP ∂T P ∂P T
dQ dv ∂h dT ∂h dP + +v + g sin θ = − dx dx ∂T P dx ∂P T dx
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第八章 天然气管道输送概述
8.6.4气体状态方程 气体状态方程 气体状态方程表示了参数P,ρ（或V）、T之间的 关系，由于天然气不是理想气体，此时需引入压缩系 数。状态方程和压缩系数详细参见教材有关内容（第 一章第三节）。 状态方程： P = ZρRT 前面各小节介绍了气体在管道内流动的连续性方 程、运动方程、能量方程和状态方程，三大方程和气 体状态方程构成了描述气体在管道内流动的基本方程 式。
美加联盟(Alliance)输气管道 输气管道 美加联盟
阿尔伯达省
加拿大ห้องสมุดไป่ตู้美国
芝加哥
1）起自加拿大阿尔伯达省，终止于美国芝加哥； 2）干线长2990km；3）设计输量136×108m3/a～170×108m3/a ； 4）全线共设压气站14座；5）管径914mm/1067mm；6）管材X70； 7）设计压力12MPa；8）投产时间2001年。
莫斯科
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8 6 9 10
7 7
2 4 5 3
1 天然气干 线管道总 长超过 30×104km ×
东南； 西南-东北 东北； 西南部-中西部 中西部； 注：十大输气通道分别是：①西南-东南；②西南 东北；③西南部 中西部；④西 十大输气通道分别是： 西南 东南 中西部； 西南部-西部部 西部部； 加拿大-中西部 中西部； 加拿大-东北部 东北部； 南Pandandle-中西部；⑤西南部 西部部；⑥加拿大 中西部；⑦加拿大 东北部； 中西部 加拿大-西部 西部； 洛基山-西部 西部； 洛基山-中西部 资料来源：美国能源信息署。 中西部。 ⑧加拿大 西部；⑨洛基山 西部；⑩洛基山 中西部。资料来源：美国能源信息署。 17
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英 国 天 然 气 管 网
National and Area Control Center Area Control Center
干线管道长： 干线管道长： 0.6×104km × 输气量： 输气量： 780× 780×108m3/a
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油气管道输送课程
第二部分
输油管道设计与管理 第八章 天然气管道输送概述
2009-02-17
第八章 天然气管道输送概述
8.1 天然气生产的几大环节 五大环节：采（集）、净、输、储、配 三大管网：油气田集气管网、输气干线管网、 城市配气管网 8.2 天然气管道输送的特点 （1）三大管网系统组成一个统一的、连续的、 密闭的输气系统； （2）可以利用地层压力； （3）输气管道末段具有较大的储气能力。
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第八章 天然气管道输送概述
0.2× 0.2×104
中国
天然气管道2.2× km，陆上2.0 2.0× 天然气管道2.2×104km，陆上2.0×104，海底 2.2 8.6× 426以上约 （中石油 8.6×104;Ф426以上约
陕京线 管径： 管径：660mm 长度： 长度：847km 输气能力： × 输气能力：33×108m3/a 济青线 管径： 管径：508mm 长度： 长度：412km 输气能力：25×108m3/a 输气能力： ×
∂ρ ∂ ( ρv) + =0 ∂t ∂x
物理意义：单位时间内流入控制体的气体质量等于在单 位时间内控制体内气体质量的增量。 对稳定流动：有 ∂ρ = 0 则 d ( ρv) = 0 ρv = Const
∂t
dx
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第八章 天然气管道输送概述
8.6.2运动方程 运动方程 根据牛顿第二运动定律，可建立运动方程。
∂ ( ρv) ∂ ( ρv 2 ) ∂P λ v 2 + = − gρ sin θ − − ρ ∂t ∂x ∂x D 2
方程中左边两项分别表示微元内气体动量随时间和 沿x方向（空间）的变化量，右边各项表示在单位时间内 所有作用在微元上的外力之和。同样，对于稳定流动， 方程中左边第一项为零。并考虑稳定流动的连续性方程， 得到稳定流动的运动方程：
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第八章 天然气管道输送概述
8.5管输气质要求（P42） 管输气质要求 P42）
经气井生产出的天然气往往含有硫化氢、二氧化碳、 游离水、凝液以及机械粉尘等成分，为了保证生产和利 用的安全，规定了管道输送民用天然气中有害物质的最 高允许含量。 8.5.1国内标准 国内标准 （1）GB50251-2003 杂质、水露点、烃露点、 H2S<20mg/m3 （2）SY7514-88《天然气》相关规定； 8.5.2国外气质标准 国外气质标准 （1）国际标准化组织标准（美、欧） （2）前苏联标准；
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第八章 天然气管道输送概述
8.3 国内外天然气管输概况
8.3.1国内概况 国内概况 现状 （1）四川输气干线管网 （2）陕—京输气管线 （3）西气东输管线 （4）中石化山东天然气管网（一、二、三期） （5）忠—武线 8.3.2 国外概况 （1）发展规模 （2）建设投资
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第八章 天然气管道输送概述
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2015年全国天然气管网建设规划图
天然气管道总里程近50000km，骨干管网将初步建成。 ，骨干管网将初步建成。 天然气管道总里程近
图例
2010年建成 2015年规划 地下储气库 LNG接收站
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亚姆堡
以乌连戈依气
俄 罗 斯 输 气 管 网
乌连戈依
田为起点所形成第 一大系统 “乌连戈 依---中央输气管道 系统”，干线管道 总长2×104km × km多公 里； 以亚姆堡气田 为起点形成另一输 气系统。
λ v2 dP dv + ρv = − gρ sin θ − ρ dx dx D 2
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第八章 天然气管道输送概述
8.6.3能量方程 能量方程 根据牛顿能量守衡定律，可建立能量方程。
∂ ∂Q ∂ v2 v2 − ρv = ρu + + gs + + gs ρv h + ∂x ∂t 2 2 ∂x
8.2× 8.2×104）。
涩宁兰管道 管径： 管径：660mm 长度： 长度：953km 输气能力： × 输气能力：20×108m3/a
西气东输东段 管径：1016mm 管径： 长度： 长度：1572km 输气能力： 输气能力：120×108m3/a ×
图 例 中石油 中石化 中海油 地 方
忠武线 管径： 管径：711mm 长度： 长度：738km 输气能力： × 输气能力：30×108m3/a
8.4 天然气管道输送的发展趋势 （1）长运距 （2）高压、大口径 （3）高度自动化 （4）管线不断向自然条件恶劣地区和海洋延伸 ①向寒冷地区延伸，如俄国的西北利亚等大油气田； ②向沙漠延伸，如我国的新疆； ③向海洋延伸，海上油气田的相继开发。 这些特殊地域管道的设计管理将是输气管道技术研 究的一个重要方向。