第三章天然气管道输送技术

第三章 天然气管道输送技术
2.1.5 天然气湿度和露点
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3.2天然气管输基础 天然气管输基础
3.2.1天然气长输管道系统的组成 天然气长输管道系统的组成
天然气长输管道系统的总流程见图3-11（P111），一般 （ ），一般 天然气长输管道系统的总流程见图 ）， 包括输气干管、首站、压气站、中间气体分输站、 包括输气干管、首站、压气站、中间气体分输站、干线截 断阀室、中间气体接受站、清管站、末站（或称城市门站） 断阀室、中间气体接受站、清管站、末站（或称城市门站） 及辅助系统（通信系统和仪表自动化系统） 及辅助系统（通信系统和仪表自动化系统）等。
油气管道输送技术课程
第三章 天然气管道输送技术
知识技能要求： 知识技能要求：
了解国内外天然气管道发展概况和 发展趋势，了解天 发展趋势， 然气管输气质标准，掌握气体管道流动水力特性、 然气管输气质标准，掌握气体管道流动水力特性、热力特 了解输气站及主要设备， 性，了解输气站及主要设备，掌握输气管道工况分析与调 节及其运行管理。 节及其运行管理。
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分析以上各式得到： 分析以上各式得到：
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3.5.4. 输气管道末段
（1）末段工况特点 ）
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（2）末段储气能力 ）
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（3）输气管道末段长度和管径的计算 ）
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离心式压缩机定转速下的特性方程： 离心式压缩机定转速下的特性方程：
往复式压缩机的特性方程： 往复式压缩机的特性方程：
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（2）离心式压缩机站的工作特性 ） 离心式压缩机串联特性： 离心式压缩机串联特性：
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离心式压缩机并联特性： 离心式压缩机并联特性：
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3.5.5. 压缩机站数及站址的确定
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3.5.6. 干线输气管道设计
基本步骤： 基本步骤： （1） 根据管道沿线各管段的流量、地区类别及其他条件确定各管段的管材、管径、 ） 根据管道沿线各管段的流量、地区类别及其他条件确定各管段的管材、管径、 设计压力及管壁厚度（通常也称为最大允许操作压力）。 设计压力及管壁厚度（通常也称为最大允许操作压力）。 （2）确定每个压气站在其设计流量下的站压比（即出站压力与进站压力之比）。 ）确定每个压气站在其设计流量下的站压比（即出站压力与进站压力之比）。 （3）根据对管道末段（即最后一个压气站出口到管道终点的管段）的储气容量要求， ）根据对管道末段（即最后一个压气站出口到管道终点的管段）的储气容量要求， 确定末段的长度、管径及管壁厚度，将管道的最后一个压气站布置在末段起点处。 确定末段的长度、管径及管壁厚度，将管道的最后一个压气站布置在末段起点处。 （4）根据每个压气站的流量及站压比确定其压缩机组的配置方案，包括压缩机组的 ）根据每个压气站的流量及站压比确定其压缩机组的配置方案， 类型、数目、型号规格、特性及连接方式。考虑到输气管道的运行可靠性， 类型、数目、型号规格、特性及连接方式。考虑到输气管道的运行可靠性，每个压 气站一般应设置备用的压缩机组。 气站一般应设置备用的压缩机组。 ）、站压比 （5）从管道的起点开始，根据设定的压气站出站压力（即管道的设计压力）、站压比 ）从管道的起点开始，根据设定的压气站出站压力（即管道的设计压力）、 及管段水力与热力计算的结果确定压气站的数目，沿管道线路布置压气站。 及管段水力与热力计算的结果确定压气站的数目，沿管道线路布置压气站。
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3.3.2. 输气管的基本公式
（1）水平输气管的基本公式 ）
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（2）地形起伏地区输气管的流量基本公式 ）
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3.3.3. 常用水力摩阻系数及输气管道流量计算公式
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3.1.3天然气的热力学参数 天然气的热力学参数 （1）比热容 ）
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天然气是混合气体， 天然气是混合气体，其比定压热容可根据各组分气体 的比定压热容由下式计算： 的比定压热容由下式计算：
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k=cp/cv （2）绝热指数 （3）焦耳 汤姆逊效应 ）焦耳-汤姆逊效应 气体在绝热节流过程中发生的温度变化，可用焦耳气体在绝热节流过程中发生的温度变化，可用焦耳-汤 姆逊系数来衡量。 姆逊系数来衡量。
3.1.2天然气物性参数 天然气物性参数
（1）天然气相对分子质量 ）
（2）天然气的密度 ）
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（3）天然气虚拟临界参数与对比参数 ）
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（4）天然气黏度 ）
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3）由密度和对比状态参数计算天然气密度。 ）由密度和对比状态参数计算天然气密度。 4）查图法计算天然气密度。 ）查图法计算天然气密度。
若两台并联机组相同时： 若两台并联机组相同时：
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3.5.3. 压缩机站与管路的联合工作 一个压缩机站与 管路的联合工作点：
压缩机站与串联 管路工作点
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多个压缩机站与管路联合工作： 多个压缩机站与管路联合工作：
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压缩机站-输气管道系统的流量： 压缩机站-输气管道系统的流量：
（1）常用水力摩阻系数 ）
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（2）常用输气管道流量计算公式 ）
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3.3.4. 输气管道参数对流量的影响
（1）管径 的影响 ）管径D的影响 （2）长度 的影响 ）长度L的影响
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（3）温度 的影响 ）温度T的影响
（4）起终点压力的影响 ）
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3.2.2.管输天然气气质要求 管输天然气气质要求
（1）我国《天然气》（GB17820-1999）中规定的天然气的 ）我国《天然气》 ） 技术指标，见教材P112表3-6； 技术指标，见教材 表 ； （2）我国石油天然气行业标准《天然气管道运行规范》 ）我国石油天然气行业标准《天然气管道运行规范》 （SY/T5922-2003）规定的管输天然气气体指标，见教材 ）规定的管输天然气气体指标， P113表3-7。 表 。
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3.2.3.气体在管道中流动的基本方程 气体在管道中流动的基本方程
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3.3 输气管道的水力特性
3.3.1.稳定流动的气体管流基本方程 稳定流动的气体管流基本方程
管道的压降由三部分组成：消耗于摩阻的压降、 管道的压降由三部分组成：消耗于摩阻的压降、气体上升 克服高程的压降和流速增大引起的压降。 克服高程的压降和流速增大引起的压降。
3.4.3. 管道总传热系数
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3.5 压缩机站与输气管道的联合工作
3.5.1. 输气管道的工作特性
输气管道的工作特性是管道压力降与流量之间的关系。 输气管道的工作特性是管道压力降与流量之间的关系。
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3.5.2. 压缩机站的工作特性
（1）压缩机的工作特性 ）
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3.3.5. 输气管道压力分布和平均压力
（1）输气管道压力分布 ）
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（2）输气管道平均压力 ）
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3.4 输气管的热力特性
3.4.1. 输气管道的温度分布
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3.4.2. 输气管平均温度
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（4）导热系数 （5）天然气的燃烧热值 （6）天然气的爆炸性
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3.1.4 天然气 天然Байду номын сангаасPVT关系 关系
（1）理想气体状态方程 ） （2）实际气体状态方程 ） PV=nRT
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（3）对比态原理 ） 实际气体 PV=ZRT 密度： 密度： （4）压缩系数的计算 ） 图解法；计算公式法。 图解法；计算公式法。
重点和难点： 重点和难点：
输气系统的特点、输气管道流动的基本方程， 输气系统的特点、输气管道流动的基本方程，输气管道 工况分析与调节及其运行管理。 工况分析与调节及其运行管理。
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3.1天然气物理化学性质 天然气物理化学性质
3.1.1.天然气的组成 天然气的组成
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