目录1 总论 (1)1.1 设计依据及原则 (1)1.1.1 设计依据 (1)1.1.2 设计原则 (1)1.2总体技术水平 (1)2 设计参数 (2)3 工艺计算 (3)3.1 管道规格 (3)3.1.1 天然气相对分子质量 (3)3.1.2 天然气密度及相对密度 (3)3.1.3 天然气运动黏度 (3)3.2 管道内径的计算 (4)3.3 确定管壁厚度 (4)3.4 确定各管段管道外径及壁厚 (5)3.5 末段长度和管径确定 (6)3.5.1 假设末段长度, 内径d=1086.2mm (7)3.5.2 计算各个参量 (7)3.5.3 计算储气量 (8)4 压缩机的位置及校核 (9)4.1 压缩机站数 (9)4.1.1 压缩机站的位置 (9)4.1.2 压缩机站位置的校核 (10)参考文献 (11)多气源多用户输气管道工艺设计1 总论1.1 设计依据及原则本设计主要根据设计任务书，查询相关的国家标准和规范，以布置合理的长距离输气干线。

1.1.1 设计依据（1）国家的相关标准、行业的有关标准、规范；（2）相似管道的设计经验；（3）设计任务书。

1.1.2 设计原则（1）严格执行现行国家、行业的有关标准、规范。

（2）采用先进、实用、可靠的新工艺、新技术、新设备、新材料，建立新的管理体制，保证工程项目的高水平、高效益，确保管道安全可靠，长期平稳运行。

（3）节约用地，不占或少占良田，合理布站，站线结合。

站场的布置要与油区内各区块发展紧密结合。

（4）在保证管线通信可靠的基础上，进一步优化通信网络结构，降低工程投资。

提高自控水平，实现主要安全性保护设施远程操作。

（5）以经济效益为中心，充分合理利用资金，减少风险投资，力争节约基建投资，提高经济效益。

1.2总体技术水平（1）采用高压长距离全密闭输送工艺；（2）输气管线采用先进的SCADA系统，使各站场主生产系统达到有人监护、自动控制的管理水平。

既保证了正常工况时管道的平稳、高效运行，也保证了管道在异常工况时的超前保护，使故障损失降低到最小。

（3）采用电路传输容量大的光纤通信。

给全线实现SCADA数据传输带来可靠的传输通道，给以后实现视频传输、工业控制及多功能信息处理提供了可能。

（4）在线路截断阀室设置电动紧急切断球阀，在SCADA中心控制室根据检漏分析的结果，确定管道泄漏位置，并可及时关闭相应泄漏段的电动紧急切断球阀。

（5）站场配套自成系统。

（6）采用固化时间短、防腐性能优异的环氧粉末作为管道外防腐层。

2 设计参数1、所输天然气的组分见下表：组成Mol% 组成Mol%甲烷94.31 己烷0.05乙烷 3.39 硫化氢0.03丙烷0.67 二氧化碳0.03异丁烷0.13 氮0.00正丁烷0.11 氦0.00异戊烷0.05 氢 1.19正戊烷0.04 氩0.002、天然气的温度为27℃，管道长度为4250km，任务输量（起点流量）为：115亿方/年，起点气源压力为8MPa；设计压力10MPa。

3、管道沿线各节点的进、分气量，气源压力或支线用户所需的最低压力见附表一，进、分气点之间的距离见附表二。

附表一：管道沿线各节点的进、分气量进分气支线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 进分气量（万m3/d）320 450 -82 -125 -168 -279 -230 -280 -260 -140 气源压力或支线用户所需7.2 4.8 2.5 2.5 1.6 4.7 2.5 2.5 1.6 4.7的最低压力（MPa）附表二：进、分气点之间的距离管段号 1234 5 6 7 8 9 10 11 管段长度（km ） 308 225 128998136172701281101581556 管段输气量 （万m 3/d ） 3286 3606 4056 3974 3849 3661 3382 3152 2872 261224724、管道终点要求的最低进站压力为2.5 MPa 。

3 工艺计算3.1 管道规格3.1.1 天然气相对分子质量由气体的相对分子质量公式：得出：M=16×94.31%+30×3.39%+44×0.67%+58×0.13%+58×0.11%+72×0.05%+72×0.04%+86×0.05%+34×0.03%+44×0.03%+28×0.00%+4×0.00%+2×1.19%+40×0.00%=16.69563.1.2 天然气密度及相对密度由公式得：天ρ=M M 天空=16.6956/24.055=0.694kg/m 3相对密度： ∆=ρρ天空=0.694/1.206=0.57553.1.3 天然气运动黏度（1）由各组分黏度计算天然气黏度：()()∑∑=iiii i iiM yM y μμ代入数据得：()=∑ii i iM y μ3515.4286%05.012.62%19.152.844%03.030.1434%03.090.1172%04.048.672%05.064.658%11.097.658%13.068.644%67.056.730%39.377.816%31.9460.10=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯()=∑ii i M y0464.486%05.02%19.144%03.034%03.072%04.072%05.058%11.058%13.044%67.030%39.316%31.94=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯所以按公式计算得动力黏度:μ=42.3515/4.0464=10.47MPa ·s（2）计算天然气运动黏度:s mm /09.15694.047.102===ρμν3.2 管道内径的计算根据公式：207.010038.0033.0207.04.11-∆=P q D vνρ式中 D ——管道内径，mm ； ρ——天然气密度，kg/m 3； ν——天然气运动黏度，mm 2/s ； v q ——体积流量，m 3/h ；100p ∆——100米管道压力降45kPa ； 代入数据计算1号管段内径：mmD 8.112845136915209.15694.04.11207.038.0033.0207.01=⨯⨯⨯⨯=-同理可得其他管段内径：mmD mm D mm D mm D mm D mm D mm D mm D mm D mm D 59.1013,04.1038,04.1073,65.1111,80.114172.1176,64.1204,98.1213,44.1223,97.1169111098765432==========3.3 确定管壁厚度输气管线的管径确定后，要根据其输送压力、管线材质等来设计壁厚。

油田油气集输和外输油、气管线可按下式计算：φσδF pd 2=式中 p ——管线设计的工作压力，10MPa ；d ——管线内径，mm ；φ——焊缝系数：无缝钢管φ=1，缝管和螺旋焊缝钢管φ=1，旋埋弧焊钢管φ=0.9； s σ——刚性屈服极限，MPa(查表1)； F ——设计系数（查表2）。

表1工作环境管线野外地区居住区，油气田站内部、穿跨越铁路公路小河渠（常年枯水面宽≤20m ）输油管线 0.72 0.60 输气管线0.600.50表 2这里选用直焊缝钢管φ=1； 选用APIS-SL X70 s σ=482MPa ； 因为是长输气管线F=0.72。

将数据代入计算1号管段管道壁厚：mm23.16148272.028.1128101=⨯⨯⨯⨯=δ同理可得其他管段管道壁厚：mmmm mm mm mm mm mm mm mm mm 60.14,95.14,45.15,01.16,44.1695.16,35.17,48.17,62.17,85.16111098765432==========δδδδδδδδδδ3.4 确定各管段管道外径及壁厚根据国家标准选取合理管道规格,具体规格见表3。

钢管材质优质碳素钢 碳素钢 A3F 低合金钢 16Mn APIS-SL 1020 X52 X60 X65 X70 s σ，Mpa205245235353358413448482表33.5 末段长度和管径确定当设计一条新的干线输气管道时，工艺计算应该从末段开始，先确定末段的长度和管径，然后再进行其他各中间管段的计算。

输气管道末段的计算与其他各段的区别是：应该考虑末段既能输气，又能储气的特点，也就是说，在末段的计算中除了要考虑与整条输气管道一致的输气能力，还必须考虑储气能力，最理想的是使末段能代替为消除昼夜用气不均衡所需的全部容积的储气罐。

计算输气管道末段长度和直径时，应考虑以下三个条件:①当用气处于低峰时（夜间），输气管道末段应能积存全部多余的气体，如条件不允许，可考虑部分满足；当用气处于高峰时（白天），应能放出全部积存的气体。

②输气管道末段的起点压力，即最后一个压缩机站的出口压力不应高于压缩机站最大工作压力，并且应在钢管强度的允许范围之内。

③末段的终点压力不应低于城市配气管网的最小允许压力。

具体计算步骤如下：A.假设输气管道末段长度和管径；B.根据条件二确定储气终了时末段起点压力；根据条件三确定储气开始时末段重点压力；管道编号管道外径 /mm 管道壁厚/mm管道内径 /mm 1 1219 17.5 1184 2 1219 17.5 1184 3 1321 19.1 1282.8 4 1321 17.5 1286 5 1321 17.5 1286 6 1321 17.5 1286 7 1219 17.5 1184 8 1219 17.5 1184 9 1118 15.9 1086.2 10 1118 15.9 1086.2 11111815.91086.2C.计算储气终了时末段终点压力，计算储气终了时末段平均压力；D.计算储气开始时末段起点压力，计算储气开始时末段平均压力；E.计算末段储气能力，与要求的末段储气能力比较，若互相接近，则所假设的末段长度和管径满足工艺要求；否则重新假设末段长度或管径，返回步骤B 重新计算，直到末段长度和管径满足工艺要求，计算结束。

3.5.1 假设末段长度km l z 100=, 内径d=1086.2mm根据资料查得经验值，末段储气能力为输气量的25%～30%，故可计算得末段储气能力为/d m 72.642%2624723万=⨯=V 。

通过假设的数据求出末段输气管的储气能力s V ，当s V 接近要求的末段储气能力的时候，假设成立。

若不符合要求则重新假设。

3.5.2 计算各个参量Ⅰ.压缩因子公式：()15.110113.0100100⨯+=p Z式中 P ——设计压力，10MPa 求得： Z=0.85Ⅱ.前苏联天然气研究所近期公式：2.0)2(067.0d e =λ将d=0.1035.2，e=0.03代入得λ=0.00952 Ⅲ.可求参数C ：520DC TZ C ∆=λ式中 λ——水利摩阻系数； Z ——压缩因子； *∆——天然气相对密度； T ——天然气输送温度，K ； 0C ——610332.0-⨯； D ——管道内径，mm 。