天然气输气管道毕业设计.doc

本本 科科 毕毕 业业 设设 计计 （论文）（论文）题目：新粤天然气管道工程工艺设计 学生姓名：姜泉涛 学 号：08125211 专业班级：建筑环境与设备工程 08-2 班 指导教师：王武昌（副专家）2023 年 6 月 13 日 摘 要 本输气管道设计项目是新粤天然气管道工程，管道全长 5550km，设计输量每年 350亿立方米。通过计算机编程拟定最优方案，并以最优方案为例进行设计计算。最优方案为：末段管长 574km，管径 1422mm，壁厚 22.2mm，有内涂层，共有 13 座压气站，29 座清管站和 185 座截断阀室，总投资 817.41 亿元。全线采用等强度设计原则，管道钢材材质为X80 钢。本文阐述了干线输气管道设计的基本原理和一般方法，本文重要介绍了天然气的物性计算；输气管道的水力计算；储气能力计算；技术经济分析；管路布站方案计算；站场工艺设计计算；启动、一期、二期工况下的开机方案和相应的压降曲线；清管站的操作流程。关键词关键词：长输管道；物性计算；水力计算；管道设计；布站方案 ABSTRACT The gas pipeline project is the xinjiang-Guangdong Natural Gas Pipeline Project,the pipe length of 5550km,the design transmission capacity of 35 billion cubic meters per year.Determine the optimal solution and the optimal solution for example,be designed and calculated by computer programming.The optimal solution is:the last paragraph of tube length 574km,diameter 1422mm,wall thickness of 22.2mm,with the inner coating,with 13 compressor stations,29 pigging stations and 185 block valve chamber.Across the board with the principles of strength design,pipeline steel material for X80 steel.This article focuses on the natural gas properties calculation;Hydraulic calculation of the gas pipeline;Calculation of Storage Capacity;Technical and economic analysis;Station layout program calculations;Station process design calculations;Start,one,two conditions boot program and the corresponding pressure drop curve;Pigging station operating procedures.Keywords:Long-distance pipeline;Properties calculation;Hydraulic calculation;Pipeline design;Station layout program 目 录 第 1 章 前言.错误错误!未定义书签。未定义书签。第 2 章 设计概述.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.1 设计依据.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.1.1 设计原则.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.1.2 管道设计依据和规范.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.2 长输管道设计原始资料.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.2.1 天然气的组成.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.2.2 管道设计参数.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.2.3 管线设计规定及内容.错误错误!未定义书签。未定义书签。第 3 章 管道工程工艺设计说明.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.1 管路工艺设计结果.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2 站场工程工艺设计说明.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.1 投产期计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.2 一期计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.3 二期计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。第 4 章 管路布站方案计算书.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.1 设计思绪.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.2 基本物性计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.3 水力及经济计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.3.1 水力计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.3.2 经济计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.3.3 方案汇总.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.4 管线应力校核.错误错误!未定义书签。未定义书签。第 5 章 站场工艺设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.1 辅助站场布置.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.1.1 清管站建设.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.1.2 清管站操作流程.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.1.3 截断阀室建设.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.1.4 分离器设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。第 6 章 结论.错误错误!未定义书签。未定义书签。致 谢.错误错误!未定义书签。未定义书签。参考文献.错误错误!未定义书签。未定义书签。附录一 水力计算程序.错误错误!未定义书签。未定义书签。附录二 输气管道输气工艺方案计算成果表.错误错误!未定义书签。未定义书签。第 1 章 前言 随着西气东输管线一线、二线，陕京天然气管线一线、二线，川气东送天燃气管道，榆济天然气管道，中亚天然气管道等一大批长距离天然气管道的建设预投产，国内各区域天燃气管道也陆续开工建设，中国将迎来一次天然气管道建设的高潮。而最近中石化正在谋建新粤浙煤制气管道，这也将是天然气管道建设行业新的里程碑。在管线建设上，中石油目前的规划是：建设5条出疆管道、8座煤制天然气集气站、14条煤制天然气接入支线。其中疆内天然气管道总长度约6350公里，在疆管道建设投资超过1000亿元人民币。5条出疆管道涉及西气东输三线、四线、五线、六线、七线，加上已建的西气东输一线、二线管道，预计中石油在新疆地区管道的外输能力约每年2570亿立方米，其中输送煤制天然气能力为每年1130亿立方米。中石化的规划涉及两条管道：新粤浙管道和新鲁管道，设计输气规模均为每年300亿立方米。若这两条管道建成，新疆的煤制天然气将可以不用通过西气东输管线而直接输送到浙江市场。近日，中石化分别与中国华能、中国华电、中国国电及中电投等4家央企、万向及新疆广汇、新疆励晶煤业等公司贯彻了煤制气外输管道（管线）工程气源协定。中石化表现，“新疆煤制自然气（NG）外输管道工程”包含了新粤浙管道和新鲁管道，设计输气范围均为300亿立方米（m3）/年，这与中石油西气东输二线的范围完整一致。此中，总投资高达1200多亿元的新粤浙管道估计总长度为7373公里，配建气库和LNG应急调峰站，目的市场为新疆、甘肃、浙江、两广等13个省（区、市）；新鲁管道估计总长度为4463公里，配套扶植储气库（与新粤浙管道共用），目的市场为河南、山东、河北、北京、天津、安徽、江苏共7省市。2023年12月30日下午，中国石油化工集团公司与中国华能集团公司等九家公司，在北京签署了新疆煤制天然气购销协议。中国石化总经理王天普，新疆维吾尔自治区党委常委、自治区副主席库热西 买合苏提出席签字典礼并发言。中国石化投资建设的新疆煤制天然气外输管道工程涉及新粤浙管道和新鲁管道。其中，新粤浙管道将建设一条干线、五条支线，预计总长度为7373公里。新鲁管道将建设一条干线、两条支线，预计总长度为4463公里。库热西 买合苏提强调，协议的签署，不仅对加快推动新疆煤制天然气产业发展，促进新疆跨越式发展和长治久安具有十分重要的意义，并且有助于缓解中东部地区天然气供需矛盾，优化能源消费结构，保障国家能源安全。希望中国石化加快推动新疆煤制天然气出疆管道工程前期建设；在疆煤制天然气项目公司要加大投资，坚持“资源开发可连续、生态环境可连续”原则，高起点、高水平、高效益地加快项目建设，争取项目早日建成投产，发挥效益。自治区党委、自治区人民政府将大力支持煤制天然气项目和中石化集团出疆煤制天然气管道工程建设，积极协调解决项目建设中的困难和问题，共同推动新疆煤制天然气产业发展。根据协议，提供气源的九家公司为中国华能集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司，以及河南煤业化工集团有限责任公司、徐州矿务集团有限公司、中国万向控股有限公司、新疆广汇实业股份有限公司和新疆励晶煤业有限公司。同时，中国石化正在继续贯彻其它气源。下一步，中石化可以采用收购新疆本地的多个煤制气公司资本，并且选择直接进入到各个省的省内支线扶植及参股，从而在煤层气的气源、管道输送及下流输送等环节实现全线获利，这对于中石化的气体板块收入及利润将带来利好。公然消息称，新疆现已做前期工作及开工的煤制气项目多达20个以上。这些项目建成投产后,年产能将到达767亿立方米。西气东输一线到四线都是为输送石油天然气以及进口气而建设的，新疆还没有一条煤制天然气的专属管道，并且西气东输一线供气价为每立方米0.5-0.6元，预计新疆煤制天然气生产成本每立方米超过1元，煤制天然气项目投产后并入西气东输管道输送到内地的难度较大。兴建新浙天然气管道，不仅能填补新疆没有一条煤制天然气专属管道的空白，并且将促进新疆煤制气产业的发展。第 2 章 设计概述 2.1 设计依据 2.1.1 设计原则（1）严格执行国家、行业的有关规范和标准，并参照有关国际先进的标准和规范；（2）工程尽量采用先进的技术，努力吸取国内外的先进科技成果；（3）工程设计本着一次规划，分期实行的原则，做到工程建设近、远期相结合，充足运用资金，节约投资；（4）以气源为基础、市场为导向，解决好供应与运用之间的关系；（5）优选工艺方案，达成先进合用、经济合理、适应性强；（6）线路走向合理、贴近市场，尽量减少干线长度；（7）管道设计要保证能长期安全、平稳的运营；（8）适应线路的自然环境气候，保证生产运营安全可靠，能保护环境、防止污染、节约能源、少占土地。2.1.2 管道设计依据和规范 输气管道工程设计规范（GB50251-2023，中国计划出版社）油气集输与矿场加工（冯叔初 主编，中国石油大学出版社）输气管道工程（王志昌 主编，石油工业出版社）干线输气管道实用工艺计算方法（苗承武 主编，石油工业出版社）石油地面工程设计手册（第五册（天然气长输管道工程设计）石油大学出版社）天然气管道输送技术（黄春芳 主编，中国石化出版社）天然气工程手册（四川石油管理局 编，石油工业出版社）输气管道设计与管理（李玉星 姚光镇 主编，中国石油大学出版社）2.2 长输管道设计原始资料 新粤管线，管道全长5550km。全线共设两个分输站（分输量各占输量的10，位于3500km和4200km处）、末站。设计能力：一期设计输量150 108Nm3/a，二期输量350 108Nm3/a，投产启输量为60 108Nm3/a。2.2.1 天然气的组成 表 2-1 天然气成分 组分 N2 CO2 CH4 C2 C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 C6 Mol%0.3 0.9 96 1 0.5 0.4 0.5 0.1 0.1 0.2 2.2.2 管道设计参数 设计年输送天数：350天 管道埋深处地温：夏季29，冬季8，年平均地温：12 首站进站压力：4.0MPa（表压）末站出站压力：2.0MPa（表压）管线调峰能力为日输量的20 2.2.3 管线设计规定及内容 设计规定：全线采用等强度设计，优选管径、站数以及管道内涂层 重要设计任务：1、完毕输气管道的工艺计算，拟定出站压力，压缩机站数目，管径与壁后的选取，站场设备的计算与选取，涂层优化，管线调峰能力计算以及技术经济分析；2、完毕各站场的工艺流程设计、设备选型与平面布置；3、完毕首站平面布置图；4、完毕压缩机站工艺流程图；5、完毕首站分离器安装图。第 3 章 管道工程工艺设计说明 3.1 管路工艺设计结果（1）本输气管道设计项目是新粤天然气管道工程，管道全长5550km，设计输量每年350亿立方米。（2）设计最优方案为：设计压力12MPa，压比1.4，管径1422mm，有内涂层，管线末段长度为574km，储气能力为56.7%，全线管材采用X80钢。（3）全线共有站场227座，其中压气站13座，清管站29座，截断阀室185座，并且有13座清管站与压气站合并，减少了单独建站费用。（4）每一站的分离器总数为4台，直径1200mm，其他参数参考规范进行选择，流量控制可以通过启动分离的个数来实现。（5）全线的压缩机采用燃气轮机驱动，燃气轮机型号有两种，从No1站到No11站燃气轮机型号为LM6000PA，No12、No13站燃气轮机型号为LM5-st80，并且每站燃气轮机都采用“一台工作一台备用”。（6）工况规定：当输量为60亿方每年时，只需启动首站压缩机就能满足规定；当输量为150亿方每年时，需要启动第1、6、11三站；当输量为350亿方每年时，需要启动所有站，施工时可以根据各期的开机规定进行站场的建设，各期的压降曲线可以作为判断事故工况的依据，通过与事故工况下压降曲线的对比，准确找出事故发生点，从而可以采用有效措施进行应对。3.2 站场工程工艺设计说明 采用最优方案，在投产输量60 108Nm3/a和管线一期设计输量150 108Nm3/a时，因输量相对小，气体输送所需压力较低，可以采用启动部分压缩机来实现。长输管线从首站到末站压气站编号为从No1到No13。3.2.1 投产期计算 当 输 量 为 60 108Nm3/a 时，由 公 式12225.2113.105TZPPqDlcpBHB，可 算 出kmkml555012949，只启用No1压气站；由于线路按照等强度原则设计，为了保证在事故工况时管路的安全，压缩机出口压力控制在11MPa，此时压气站压比为68.21.41121PP，符合规定。布站方案：投产期相关计算表如下：表3-1 投产期相关计算 管段 L/km 0-3500 3500-4200 4200-5550 起点压力 P/MP 11.000 10.076 9.916 终点压力 10.076 9.916 9.667 起点压力平方 121.000 101.526 98.327 终点压力平方 101.526 98.327 93.451 投产期压降曲线图如下：投产期压降曲线图90951001051101151201250100020003000400050006000距离L/km压力平方值P2/MP2 图3-1 投产期压降曲线图 3.2.2 一期计算 当输量为80 108Nm3/a时，由公式12225.2113.105TZPPqDlcpBHB可算出kml2072，需启用No1、No6、No11压气站，由于线路按照等强度原则设计，为了保证在事故工况时压比：2.68 燃气轮机型号：LM6000PA 每年 6 亿方 每年 6 亿方 1 管路的安全，压缩机出口压力控制在11.5MPa,此时首站压比为8.21.45.1121PP，No6站压比为083.1623.105.1121PP，No11站压比为075.1697.105.1121PP，符合规定。布站方案：一期相关计算表格如下：表3-2 一期相关计算 管段 L/km 0-1984 1984-3500 3500-3870 3870-4200 4200-5550 起点压力 P/MP 11.5 11.5 10.835 11.5 11.386 终点压力 10.623 10.835 10.697 11.386 11.009 起点压力平方 132.250 132.250 117.397 132.250 129.641 终点压力平方 112.848 117.397 114.426 129.641 121.198 一期压降曲线图如下：序号：1 压比：2.8 燃气轮机型号：序号：6 压比：1.083 燃气轮机型号：每年 亿方 每年 亿方 序号：11 压比：1.083 燃气轮机型号：LM6000PA 1 6 11 8 8 一期压降曲线图1101151201251301350100020003000400050006000距离L/km压降平方值P2/MP2 图3-2 一期压降曲线图 3.2.3 二期计算 当输量为350 108Nm3/a时，需要启用所有压缩机站。布站方案：二期相关计算表：表3-3 二期相关计算 管段 L/km 0-468 468-847 847-1226 1226-1605 1605-1984 起点压力 P/MP 12 12 12 12 12 终点压力 P/MP 7.585 8.571 8.571 8.571 8.571 起点压力平方 144 144 144 144 144 终点压力平方 57.532 73.462 73.462 73.462 73.462 管段 L/km 1984-2363 2363-2742 2742-3121 3121-3500 3500-3870 起点压力 P/MP 12 12 12 12 12 终点压力 P/MP 8.571 8.571 8.571 8.571 9.404 起点压力平方 144 144 144 144 144 终点压力平方 73.462 73.462 73.462 73.462 88.435 管段 L/km 3870-4200 4200-4379 4379-4976 4976-5550 起点压力 P/MP 12 9.72 12 12 8.6 终点压力 P/MP 9.72 8.571 8.571 8.6 2.1 起点压力平方 144.000 94.478 144 144 73.960 终点压力平方 94.478 73.462 73.462 73.960 4.410 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 序号：1 压比：2.927 燃 气 轮 机 型 号：序号：2 压比：1.582 燃气轮机型号：序号：3-10 压比：1.4 燃 气 轮 机 型 号：序号：11 压比：1.276 燃气轮机型号：序号：12、13 压比：1.4 燃气轮机型号：LM5-ST80 二期压降曲线图：二期压降曲线图0204060801001201401600100020003000400050006000距离L/km压力平方P2/MP2 图3-3 二期压降曲线图 第 4 章 管路布站方案计算书 4.1 设计思绪 4.2 基本物性计算 1、天然气组成原始数据见表4-1 表4-1 天然气组成 组分 N2 CO2 CH4 C2 C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 C6 Mol%0.3 0.9 96 1 0.5 0.4 0.5 0.1 0.1 0.2 2、天然气物性参数计算 iiyMM aMM/ililyHH 根据天然气组成及物性计算公式，可以计算出天然气物性参数，计算结果见表4-2：根据压力等级、管径、压比、内涂层求出最优末段长度，计算储气能力 计算其他各管段的站间距，平均温度和压气站数 计算单站压气站功率进行压缩机选型，进行燃气耗量计算 费用计算 管线应力校核 表4-2 物性计算结果表 组成 摩尔百分iy（%）摩尔质量iM（g/mol）燃气低热值liH（MJ/Nm3）N2 0.3 28.0134 CO2 0.9 44.010 CH4 96 16.043 35.9 C2 1.0 30.07 64.4 C3 0.5 44.097 93.24 i-C4 0.4 58.124 122.85 n-C4 0.5 58.124 122.85 i-C5 0.1 72.151 156.73 n-C5 0.1 72.151 156.73 C6 0.2 86.177 187.15 由上表可得：空 气 的 相 对 分 子 质 量 为 一 常 数aM=28.966g/mol；天 然 气 的 平 均 分 子 量M=17.23477g/mol；天然气相对密度=0.595；燃气低热值37484.3lHkJ/Nm3。4.3 水力及经济计算 4.3.1 水力计算 本设计初选三个设计压力PH：8.5MPa、10MPa、12MPa；三个压比：1.3、1.4、1.5；三个管径DH：1118mm、1219mm、1422mm；有无内防腐层：0.005mm、0.05mm；设定管材的钢种等级为X80，最小屈服强度s=552MPa；总共组成54种输气工艺方案，满足10%储气能力规定的有30种方案。本例仅以最优方案（设计压力12MPa，压比1.4，管径1422mm，有内涂层0.005mm）为例。计算过程如下：1）计算输气管评估性通过能力1q、2q、3q：第一段：3501001Qq350100350=100，106m3/d 第二段：3501002Qq350100315=90，106m3/d 第三段：3501003Qq350100280=80，106m3/d 2）计算钢管的壁厚（初定地区等级为 类，设计系数 F=0.72）：mmFDPHH2.2247.2155272.021422122s1 3）拟定输气管内径 DB：mmDDHB6.13772.22214222 4）根据设计压力 PH=12MPa（即压缩机出口压力）和压比 1.4，计算压缩机入口压力PB：MPaPPHB57.84.112 5）计算输气管计算段的平均压力cpP：MPaPPPPPBHBHcp38.1057.81257.812323222 6）输气管末段终点压力KP=2.1MPa，计算末段平均压力kcpP：MPaPPPPPKHKHkcp21.81.2121.212323222 7）计算水力摩阻系数：0073.06.1377005.0295.0067.005.12067.005.12.02.02BDKE 8）计算压缩性系数：末段压缩性系数kcpZ：848.01021.8113.010010010113.010010015.115.1kcpkcpPZ 计算段压缩性系数cpZ：809.01038.10113.010010010113.010010015.115.1cpcpPZ 9）计算最优末段长度 Lkcp和末段平均温度 Tkcp：a.已知 PH=12MPa，KP=2.1MPa，kcpP=8.21MPa；b.初步设定 Tkcp=290K；c.取总传热系数KmWKkcp2/75.1 d.0T=285K，QT=299K；运用以下计算公式编写程序计算：定压比热容：3321kcpkcppTATAAC 其中1A=1.695，2A=1.838 10-3，3A=1.96 106（kcpP-0.1）节流系数：2211ETECDkcppi 其中1E=0.98 106，2E=1.5 平均温度：)1(111)(00aLZQiaLQpjeaLaLPPDaLeTTTT 6361010225.0pkcpHkcpCqLDKaL 最优末端长度：Lkcp=kcpkcpKHBTZPPqD22235.2113.10521 求出末段平均温度 Tkcp=282.2K；最优末段长度 Lkcp=574km；10）计算末段储气 Vs：MPaDqLZPPBkcpkcpH6.8113.10552232max2 MPaDqLZPPBkcpkcpk6.8113.10552232min1 MPaPPPPPHHj4.106.8126.81232322max22max2max MPaPPPPPkkj0.61.26.81.26.832322min12min1min 33000minmax2453410324mLTZPTZPPDVkcpkcpjjBs 储气能力为：%7.56%1003qVs 11）同末段求法，可求出其他各段的平均温度和平均站间距：第一段：平均温度1T=289.3，站间距 L1=379；第二段：平均温度2T=288.4，站间距 L2=470；第三段：平均温度3T=287.5，站间距 L3=597；12）拟定第三段压气站数3n，并化整：215975741350135033LLnkcp 13）计算第三段中离第二个分气点最近站的距离为1l：1l=1350-Lkcp-L3=1350-574-597=179km 14）计算第二段中离第二个分气点最近站的距离2l：kmTqTqlPPTqDlBHB330113.10522232312222225.22 15）拟定第二段压气站数2n，并化整：11470330700700222Lln 16）计算第二段中离第一个分气点最近站的距离为3l：3l=700-2l=700-330=370km 17）计算第一段中离第一个分气点最近站的距离4l：kmTqTqlPPTqDlBHB81113.10512122232212125.24 18）考虑经济性规定，将该站并站，即4l=0，并计算第一个分气点后第一站压比：MPaDqTlPPBcpHx40.9113.10525.22232 276.140.912xHPP 19）拟定第一段压气站数1n，并化整：1013793500350011Ln 20）计算首站离起点的距离5l：kml86379935005 21）将首站移至起点处，并计算压比：MPaDqTLlPPBcpBx585.7113.105)(25.211152 582.1585.712xHPP 22）计算总的压气站数 n：n=1n+2n+3n=10+1+2=13 23）计算一个压气站所需要的总功率（单站计算功率）0N：按天然气组分计算天然气的平均分子量 1005.0124.584.0124.585.0097.44107.30043.1696iiy26.171009.0012.443.0013.282.0172.861.0151.721.0151.72 计算气体常数 R 13.4926.17848848R 把全站的通过能力换算成质量流量 G skgRTPqG/63.8293.28913.4910033.136002410100360024461011 skgRTPqG/67.7464.28813.4910033.13600241090360024462022 skgRTPqG/71.6635.28713.4910033.13600241080360024463033 计算压缩机入口条件下天然气压缩性系数BZ（MPaPPHB57.84.112）：841.01057.8113.010010010113.010010015.115.1BBPZ 计算多变能头 H（取 k=1.5）：计算各段一个压气站所需的总功率（单站计算功率）0N（取多变效率=0.8）：MWHGN88.43102101 MWHGN5.39102202 MWHGN11.35102303 24）选择燃气轮机，拟定各段一个压气站所需的燃-压机组数ctn：根据压气站单站计算功率MWN88.4301，初选燃气轮机型号为 LM5-ST80，该机在 ISO 条件下的额定功率为46300KW1ISON；根据压气站单站计算功率MWN5.3902，初选燃气轮机型号为 LM6000PA，该机在 ISO 条件下的额定功率为41020KW2ISON；根据压气站单站计算功率MWN11.3503，初选燃气轮机型号为 LM6000PA，该机在 ISO 条件下的额定功率为41020KW3ISON；计算在现场实际工作条件下该型号燃气轮机的可用功率：KWFFFFNNexinatISOsite44927995.0985.0952.004.14630011 KWFFFFNNexinatISOsite39804995.0985.0952.004.14102022 kgmkgZRTkkHkk/4316)1(11KWFFFFNNexinatISOsite39804995.0985.0952.004.14102033 其中：Ft现场实际环境温度修正系数，取 1.04；Fa现场实际大气压力或实际海拔高度修正系数，取 0.952；Fin现场实际进气系统压力损失修正系数，取 0.985；Fex现场实际排气系统压力损失修正系数，取 0.995。拟定各段一个压气站所需的燃-压机组数ctn及压缩机排量g：1977.01011sitectNNn skgg/63.829163.8291 1992.02022sitectNNn skgg/67.746167.7462 1882.03033sitectNNn skgg/71.663171.6633 拟定每台离心式压缩机实际的实际功率：KWHgNcomp9.4398010010211 KWHgNcomp3959310010222 KWHgNcomp1.3520510010233 一台压缩机的功率运用系数：%89.97%100449279.43980111sitecompNN%47.99%1003980439593222sitecompNN%45.88%100398041.35205333sitecompNN 25）计算燃料气耗量：把燃气轮机在 ISO 条件下的额定热耗率ISOHR换算成现实实际工作条件下的热耗率siteHR：)/(85.8816018.10098.1995.0862011hKWKJCCCHRHRexintISOsite)/(1.9410018.10098.1995.0920022hKWKJCCCHRHRexintISOsite)/(1.9410018.10098.1995.0920033hKWKJCCCHRHRexintISOsite 其中：tC现场实际环境温度修正系数，取 0.995；inC现场实际进气系统压力损失修正系数，取 1.0098；exC现场实际排气系统压力损失修正系数，取 1.018。计算单位功率，单位时间的燃料气耗量Fq（所输天然气的低发热值3/3.37484mKJHl）：hKWmHHRqlsiteF/235.03.3748485.8816311 hKWmHHRqlsiteF/251.03.374841.9410322 hKWmHHRqlsiteF/251.03.374841.9410333 计算各段一个压气站燃料气的年耗量FQ：amNnqQcompctFF/1082.8635024361111 amNnqQcompctFF/1048.8335024362222 amNnqQcompctFF/1085.7335024363333 计算输气管全线的燃料气的年总耗量：amnQnQnQQFFFsumf/1005.1038332211 全线燃料气年耗量占年输气量的比例：%87.2%100103501005.1088 此方案布站结果列表如下：表 4-1 所选方案布站结果 压力 Mpa 压比 外径 mm 壁厚 mm 内径 m 第一段 第二段 第三段 末段 总站数 站间距 km 站数 站间距 km 站数 站间距 km 站数 长度 12 1.4 1422 22.2 1377.6 379 10 470 1 597 2 574 13 4.3.2 经济计算 1）计算输气管线路部分的耗钢量stG：耗钢量stG涉及两部分：按等强度设计耗钢量1stG和设计压力下的耗钢量2stG。等强度设计壁厚值和耗钢量：mmFDPHcp2057.1855272.02142238.102s2 tLDGHst41111100.1722574555020)201422(0246615.00246615.0tLDGHst42222107.234257455502.22)2.221422(0246615.00246615.0计算总的耗钢量stG：stG=1stG+2stG=t444107.406107.234100.172 其中：WX70钢的钢材密度，取7t/m3；D钢管外径，mm；钢管壁厚，mm；L-管线总长，km；2）内防腐层面积计算inS：262211100.2422mLDLDSHHin 3）计算总费用 F：总费用涉及：基础建设投资和运营管理维护费用。其中基础建设投资涉及：管材费用1C、站场投资2C、内防腐层费用3C以及施工费用4C。运营管理费用涉及：运营管理费用5C和燃气轮机能花费用6C。管材价格：9000 元/吨；站场投资：与功率有关 7200 元/KW，与功率无关 20 百万/座；内涂层价格：0.00005 百万元/2m；施工费用：12179.4 元/(cmkm)；运营管理费用：管道和压气站总投资的 0.05 倍；燃气轮机能花费用：天然气价格为 1.4 元/m3；管道设计使用寿命：30 年，基准折现率：12%；124.01-12.0112.0112.01-I1I1IE3030y0y00 1C=元84100.3669000107.4069000stG 2C=元8310101.4220)(7200nnNii 3C=元86100.120005.010054.2400005.0inS 4C=元8101.96555014.2212179.4 5C=元831106.164ECC05.0 6C=元88105.113124.01005.104.14.1EQsumf 元861i104.817CF 此方案经济计算列表如下：表4-2 所选方案的经济计算 压力 Mpa 压比 外径 mm 壁厚 mm 初始投资 内防腐层 维护管理及压气站能能耗 总费用 C1亿元 C2亿元 C3亿元 C4亿元 C5亿元 C6亿元 F 亿元 12 1.4 1422 22.2 366.0 42.1 12.0 96.1 164.6 113.5 817.4 4.3.3 方案汇总 其余各方案的计算结果列入“计算成果表”（见附表二）。4.4 管线应力校核 管线壁厚设计的计算公式只考虑了管线在内压作用下产生的环向应力，对于较大直径的管线或者是某些特殊的安全需要，还应当核算轴向应力。轴向应力的相关公式：2)(21PdttEhhL 式中：L管线的轴向应力，Mpa；E钢材弹性模量。取51006.2Mpa；钢材的线性膨胀系数，取C/102.15；1t管线安装温度，；2t管线工作温度，；泊松比，取 0.3；h管线的环向应力，Mpa；d钢材内径，cm；钢材的公称壁厚，cm；埋地管线的当量应力可按最大剪应力破坏理论来计算和校核并满足以下条件：sLh9.0 对于同一种规格的钢管，只需要对最小的壁厚进行稳定性校核即可，并且整条管线有两种壁厚，校核结果如下：表 4-3 应力数据结果 壁厚/mm Mpa/h Mpa/L Mpa/9.0s Mpa/Lh 校核结果 22.2 372.32 136.42 496.8 235.91 合格 20 414.6 149.1 496.8 265.5 合格 第 5 章 站场工艺设计 5.1 辅助站场布置 5.1.1 清管站建设 输气管线在施工过程中积存下来的污物和管道投产运营时所积存下来的腐蚀产物，都是影响气质、减少输气能力、堵塞仪表、影响计量精度和加剧管线内部腐蚀的重要因素。为此，应于管线投产前和运营过程中加以清除。新粤天然气管线总长 5550km，清管站建设大约 150250km。取间距在该范围内即可，可以根据布站情况，考虑经济情况，计算出整个干线需要 29 座清管站。其中，第 1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、24、27 座清管站与压气站合并；第 23 站，与第二个分气站合并；剩下的 15 个清管站位于各管段之间。具体布站情况见下表：表 5-1 全线布站表 站号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 距起点距离 L/km 0 234 468