天然气长输管道课程设计2.doc

1、天然气长输管道课程设计一、设计任务本设计所设计的中原油田至河北沧州输气管线：（1）管线全长 800 千米，年输气量为 7108 /a（此流量为常温常压下3m的流量 0.1325,9PMaTK） ；（2）以全线埋深 1.45m 处年平均地温 14.7作为输气管道计算温度， 最低气温：-5。平均温度 =273+14.7=287.7K；pj（3）各站自用系数（1-M）=0.6 % ；（4）沿线无分输气体；（5）管道全线设计压力 6.0Mpa，气源进站压力 5.0Mpa，进配气站压力1.8 Mpa（最高可到 4.0Mpa） ，站压比宜为 1.21.5，站间距不宜小于100km；（6）城市用气月、日、时

2、不均衡系数均为 1.09；（7）年输送天数 350 天；（8）管道平均总传热系数：取 1.75W/m2.；（9）管内壁粗糙度：取 30m；（10）地震基本烈度：67 度；（11）天然气容积成分(%)：CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO2 N289.6 5.0 3.5 1.2 0.5 0.20二、设计任务要求完成本工程的基本设计文件，包括：说明书，计算书，线路走向图，站场平面布置图及工艺流程图；论文撰写要符合一般学术论文的写作规范，具备学术性、科学性和创造性等特点。应语言流畅、准确，层次清晰、文字详略得当、论点清楚、论据准确、中心突出、材料翔实、论证完整、严密，并有独立的观点和见解。要

3、求：1、达到一定的设计深度要求；专业课设计第 2 页 共 31 页2、初步掌握主要设备的选型；3、熟悉并熟练应用常用工程制图软件；4、熟悉储运项目设计程序步骤；5、掌握储运项目常用标准规范；6、熟悉并掌握天然气长输管路工艺的计算方法；7、掌握长输管道站场的工艺流程图和平面布置图；8、初步掌握站场管线安装设计；9、通过与实际工程项目的结合，加深对所学知识的理解和认识。10、书写设计说明书。设计流程：1、根据天然气的组成计算物理性质、热力性质和燃烧性质；2、根据经济流速法或压差法确定管道直径，本设计全程采用统一管径，并选取几组相应的壁厚参数；3、用不固定站址法布站：首先确定根据储气量要求确定末段管

4、道长度，根据升压比、流量进行压缩机选型，并用最小二乘法计算压缩机特性系数，确定平均站间距，得到压缩机站数，并取整；4、计算管道壁厚；5、对几种运输方案进行经济性比较；6、对管道进行强度、稳定性等校核。三、主要参考文献与相关标准1 姚光镇主编输气管道设计与管理东营：石油大学出版社 1991.62 天然气长输管道工程设计 ，石油大学出版社（以下简称 手册 ）3 冯叔初等油气集输东营：石油大学出版社2002.74 王志昌主编输气管道工程北京：石油工业出版社 199745 李长俊主编天然气管道输送北京：石油工业出版社 2000116 王树立等，输气管道设计与管理，北京：化学工业出版社.2006.1专业

5、课设计第 3 页 共 31 页设计标准输气管道工程设计规范 GB50251-2003石油天然气工程设计防火规范 GB50183-2004原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范 穿越工程SY/T0015.1-98输油（气）埋地钢质管道抗震设计规范 SY/T0450-2004石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第 1 部分：A 级钢管GB/T9711.1-1997石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第 2 部分：B 级钢管GB/T9711.2-1999石油天然气工业输送钢管交货技术条件第 3 部分：C 级钢管GBT 9711.3-2005管道干线标记设置技术规定 SY/T6064-94中华人民共和

6、国安全生产法 主席令第 70 号（2002）中华人民共和国环境保护法 主席令第 22 号（1989）中华人民共和国水土保持法 主席令第 49 号（1991）石油天然气管道保护条例 国务院（2001）碳钢药皮电弧焊焊条 AWS.A5.1低合金钢药皮电弧焊焊条 AWS.A5.5碳钢药芯电弧焊焊丝 AWS.A5.20低合金钢药芯电弧焊焊丝 AWS.A5.29管道下向焊接工艺规程 SY/T4071-93石油地面工程设计文件编制规程 SY0009-2004石油天然气工程制图标准 SY/T0003-2003施工及验收标准输油输气管道线路工程施工及验收规范 SY0401-1998石油和天然气管道穿越工程施工

7、及验收规范 SY/T4079-1995石油天然气金属管道焊接工艺评定 SY/T0452-2002专业课设计第 4 页 共 31 页钢质管道焊接及验收 SY/T4103-1995石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级 SY4065-93石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级 SY4056-93管道防腐层补口绝缘密封性试验方法标准 SY/T0074-93石油建设工程质量检验评定标准 输油输气管道线路工程 SY/T0429-2000石油建设工程质量检验评定标准 管道穿跨越工程 SY/T 4104-95四、工艺计算4.1 天然气物性参数各组分物性参数具体数据可参考输气管道设计与管理表 2

8、-3 或设计手册表 2-2-3 及表 2-2-4。（此处按照设计手册计算）4.1.1 天然气平均分子量1、平均分子量 M= iY=16.04389.6%+30.075.0%+44.0973.5%+58.1241.2%+44.010.5%+28.01340.2%=18.395 其中 平均分子量；i第 i 组分的分子量；Y第 i 组分的摩尔组成；或参阅输气管道设计与管理公式 2-74.1.2 天然气临界温度压力、对比温度压力1、视临界压力 Pc视临界温度 TcPiy=4.544*89.6%+4.816*5%+4.194*3.5%+3.747*1.2%+7.29*0.5%+3.349*0.2%=4.

9、547MPaTci=190.55*89.6%+305.43*5%+369.82*3.5%+425.16*1.2%+304.19*0.5%+126.1*0.2%=205.849K其中 i 、 Pi分别为第 I 组分的临界温度和临界压力；yi第 I 组的摩尔组成；专业课设计第 5 页 共 31 页2、对比压力 Pr 对比温度 TrPr Pc=64.607=1.319 =287.7205.823=1.398其中 P平均压力；T平均温度；4.1.3 天然气粘度参阅输气管道设计与管理公式 2-70，可得常压下混合气体的动力粘度。温度和压力对粘度的影响可以参，照公式 2-69 和图 2-3 计算得出；或者

10、参照设计手册P107 页内容。此处按照天然气长输管道工程设计P107 页计算。 （即油气集输P101 页）=( iyiMi0.5)/ (y iMi0.5)= 1.028E-05 毫帕秒式中 天然气粘度，毫帕秒； ii 组分的动力粘度Mii 组分的相对分子量yii 组分的摩尔分数4.1.4 定压摩尔比热容 Cp参阅油气集输中有关定压摩尔比热容的计算公式如下天然气的定压比热容与其组成、压力、温度有关，可按下式计算：(此处按照油气集输P103 页（2-23）式计算)4251.245.0813.90.2.610.96(0)()CpTTMpT= 2.1504 千焦/（摩尔K）Cp=13.19+0.092

11、T-6.24*10-5T 的二次方+(1.915*1011Mg p 的 1.124)/T的 5.08 次方= 43 (此处为书上公式)其中 Cp天然气的定压摩尔比热，千焦/（摩尔 K） ； T天然气的温度； p压力，帕；或参阅输气管道设计与管理公式 2-97、2-98，表 2-12.4.1.5 混合气体的密度（1）混合密度可参考输气管道设计与管理公式 2-65专业课设计第 6 页 共 31 页0iYMV=(16.043*89.6%+30.07*5.0%+44.097*3.5%+58.124*1.2%+44.01*0.5%+28.0134*0.2% )/( 22.363*89.6%+22.182

12、*5%+21.89*3.5%+21.421*1.2%+22.262*0.5%+22.403*0.2%)= 0.823867Kg/立方米式中： i 组分的百分含量；iMi 组分的摩尔分数；iYi 组分的摩尔体积。iV（2）相对密度可参考输气管道设计与管理公式 2-66iYMa=(16.04389.6%+30.075.0%+44.0973.5%+58.1241.2%+44.010.5%+28.01340.2%) /28.964=0.635 式中： i 组分的摩尔质量；iMi 组分的摩尔分数；iYMa空气摩尔质量。（3）压缩因子计算方法 1：可参考设计手册2-2-9、2-2-10 ，可由表 2-2-

13、6 查表得出或查图 2-2-2 求得压缩系数，或者查阅输气管道设计与管理图 2-1：cicpyiT23ZpjQP专业课设计第 7 页 共 31 页对比压力 rpcP对比温度 jrcT式中： 临界压力； cPMpa临界温度 ； TK 组分的摩尔分数 ； %iy 组分的摩尔质量； iM/gmol 组分的临界压力； ciPMpa 组分的临界温度。 iTK计算方法 2：压缩因子也可其他由经验公式求得，其他公式可参考输气（石油大学版）1-181-19 或设计手册2-2-92-2-14 （P59） 查表、查图或通过经验公式计算得出 =0.834968.347.01rTPZ4.1.6 天然气的热导率参阅输气

14、管道设计与管理公式 2-116 和表 2-14、2-15 等相关公式；参阅设计手册P113 页4.1.7 天然气的热值、华白数、燃烧势、爆炸极限参阅输气管道设计与管理第二章第六节，或者参阅设计手册P101页相关内容计算。华白数 Ws=Hs/ 0.5=37916.202/0.6350.5=47581.482 千焦/ 立方米此处按照输气管道设计与管理54 页计算H 的 0 次方=yiHi 的 0 次方=32829*89.6%+69759*5%+99264*3.5%+128269*1.2%+0*0.5%+0*0.2%=37916.202 （大热值）=35807*89.6%+63727*5%+9122

15、3*3.5%+118577*1.2%+0*0.5%+0*0.2%=39885.151 （小热值）H=H 的 0 次方/Z=37916.202/0.837=45300专业课设计第 8 页 共 31 页=39885.151/0.837=47652.51式中 Hi 的 0 次方-i 组分的理想状态下的热值，千焦/立方米；H 的 0 次方- 理想状态下混合气体的热值。千焦/立方米；Z-标准状态下燃气的压缩因子。4.2 管径的确定根据经济流速，可求得管道内径 D，查阅设计手册 P203-226 页，或查阅 GB9711.3-2005，可参考输油管道设计与管理 附录 1，可选取两种尺寸相近的管道，并选取相

16、应壁厚。经济流速：长输管道经济流速是 37m/s；场站内的架空管道流速范围为1530m/s，这个数据的出处是 DL/T 5174-2003 燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定 。站内管道小于 2 公斤压力的 1015m，大于的，可以做到 1530m，但在设计过程中，一般天然气站场流速按 812m/s 控制。流量 Q=GZ/T=7*108*0.8349/350*24*3600=19.326直径 d=(4Q/v) 0.5=（4*16.64/3.14*30） 0.5=0.90584.3 水力计算1）根据 4.2 选取的管径分别计算混合气体雷诺数，可由输气公式 4-17、 手册公式（2-4-6 ）求得。2

17、）计算出雷诺数后，判断流体流动状态，然后再由水力摩阻系数相关公式（2-4-9）（2-4-11）确定摩阻系数。3）部分有关公式如下1、雷诺数可按下式计算：4RewdQv又有 ,sa所以4Re1.534assQdd(此处改为 1.536)=1.534*19.326*0.635/0.9364*1.02859*10-5=1.9545*106其中 e雷诺数；sQ工程标况下的体积流量， 2/ms； a空气的密度，取 31.05akg；s工程标况下的密度， /；专业课设计第 9 页 共 31 页天然气对空气的相对密度；d输气管的内径， m天然气的粘度， Pas根据雷诺数可判断天然气的流态（1） Re 为阻力

18、平方区；2、水力摩阻系数 （1）层流区摩阻系数按下式计算=0.3164/Re 0.25=0.3164/(1.9545*106)0.25=8.46*10-3（2）临界过渡区的摩阻系数按下式计算30.25Re（3）紊流区摩阻系数按下式计算12.5.lg()3.706ekd或其他经验公式4.4 布站计算4.4.1 站间管道特性公式由输气公式 6-9 改写为 ： 22QZPCL专业课设计第 10 页 共 31 页式中 PQ最高操作压力， pa；Pz进口压力， pa；L管线长度 ， m；Q气体流量 ， m3/s。其中系数 C 由下列算得 250ZTCd43.12059364.02384.07.816.

19、式中 摩阻系数；压缩因子；Z天然气相对密度；温度； TK取 0.038480Cd管道直径(内径)，m； 4.4.2 布站计算1、不固定站址法2、首先参考输气管道设计与管理P187 页内容确定末段储气管道的长度，再参照第五节 压气站布置，按照中间分集气、不考虑地形起伏高差的压气站布置方法进行布站。（1）确定管道末端储气长度 L1：确定设计要求的储气能力 Vs，取日最大用气量的 10%。小时最大用气量的计算：=max32ax1.4365kKQyhN/5009243658107 Q计算流量（Nm 3/h） ；Qy年用气量（Nm 3/a） ；K1月高峰系数K2月高峰系数专业课设计第 11 页 共 31

20、 页K3月高峰系数 预定末段管道长度 L，确定 P1max、P 2min； 根据 4.3 介绍的相关摩擦阻力系数计算公式，代入公式 计算系数250ZTCdC； 根据管道特性方程，改写为 P1min= ，和22minQcLzP2max= ，计算 P2max、P 1min；22max1QcLZ取 P1max=5.5、P 2min=2 计算平均压力 Pcpmin 和 Pcpmax，Pcpmin= )(32min2i1minPcpmax= )(ax2a1axP 计算管道末段储气能力 Vs，并与要求的储气能力 Vs相比较，如差别超过10%，重新预定末段管道长度 L，重复-步骤，直到相互接近为止。利用管道

21、末段储气是在夜间用气低峰时，燃气储存在管道中，这时管内压力增高，白天用气高峰时，再将管内储存的燃气送出。这是平衡小时不均匀用气的有效办法。末段储气能力暂采用稳定流动法做近似计算分析，参考天然气长输管道工程设计计算公式如下： zmLTZPdVs 00inax2)(422max1ax2 vzqKLPinmin152dCTZKmax2ax1max1max3PPPmin2in1imin1min32式中： Vs 末段储气能力， （m 3） ；专业课设计第 12 页 共 31 页d 末段管线管径， （m） ；Pmmax 末段储气结束时平均压力， （Pa） ；Pmmin 末段储气开始时平均压力， （Pa）

22、；P0 标准状态下压力，10132.5Pa；T0 标准状态下温度，293.15K；T 末段储气时平均温度， （K） ；Z 末段储气压缩系数；Lz 末段管线长度， （m） ；qv 输气流量， （m 3/s） ；P1max 末段储气终了时的起点压力， （Pa） ；P1min 末段储气开始时的起点压力， （Pa） ；P2max 末段储气终了时的终点压力， （Pa） ；P2min 末段储气开始时的终点压力， （Pa） ； 摩阻系数； 天然气相对密度；C0.03848 。例： 取 P1max=5.5Mpa,P2min=2.0Mpa,取 LZ=10Km 时P1min= = =20002499.7pa22m

23、inQcz 2426 75.8103.)10(P2max= = =5499090.3paax1Z5.计算平均压力 Pcpmin= = =2.0013 Mpa)(32min2i1minP)205.2.(3Pcpmax= = =5.4988Mpa)(ax2a1ax )495(管道容积V= m3.68934.042储气能力专业课设计第 13 页 共 31 页VS= = =1min2ax0ZPTpcpc )(minax0cpcpV65)3.498.(1368=2.376105m3 满足要求。10.42.510.27,. V（2）确定平均站间距确定平均站间距 A=5.49 B=4.23 1021QAPB

24、LKKmkl 23857.34.09.557.310)6()14.( 式中：Q首站出站流量 Q，在设计计算时取Q=1.1Q0=28.7 1.1=31.57m3/s， （Q 0 为任务输量）其中公式中 250ZTCd 43.12059364.02384. 7.816. （3）确定压气站数，结果向上取整 5.32.412801 Ln（4）压缩机的选型压缩机选型应注意以下几点：（1）压缩机组的选型和台数，应根据压气站的总流量，总压比，出战压力，气质等参数进行技术经济比较后确定。（2）压气站选用离心式压缩机，单机级压缩的压比可在 1.2-1.5。（3）统一压气站内的压缩机组，宜采用一机型，并有一台备用

25、。（4）压缩机的原动机选型，应结合当地能源供给情况，进行技术经济比较后确定。（5）在本设计中由于输送的是天然气，所以选择燃气轮机，取采方便稳定较少其他设备投资。参考gb50251-20036.6 节， 输气第七章 第一节， 压缩机与驱动机选用手册P242专业课设计第 14 页 共 31 页1 压缩机根据管道的输量和各站的压力比及组合方式由经验选择压缩机的型号。压缩机的有关参数:型号 RFB-36 型离心压缩机；功率 25094Kw ； 压比 1.2；排量 8.3m3/s ； 压力 3.88Mpa；进口温度 T140； 出口温度 T2140；外型尺寸(mm) 270017002800四台并联使用

26、。(2)由设计流量的关系,故一台压缩机即可由公式 111mpolRTQW取压缩机的多变效率为 =0.9，气体的绝热指数 =1.4polK由式得/1polkm=1.5又由 得polHGWh=代入公式polpol得1112mpol PRTH6.90.875. 5.1GWpol其中 G= 得Q3/16071.4QW取压气机特性系数为 A.B当 =5.875 时 =1.0067；Q3/16)875.2094.(专业课设计第 15 页 共 31 页当 Q=4.755 时 =1.0082；3/16)75.42091.(当 Q=4.563 时 =1.0086；/当 Q=4.159 时 =1.0094；3/1

27、6)9.0.(当 Q=4.000 时 =1.0098；/42517当 Q=3.988 时 =1.0098。3/16)8(2 特性方程计算（1）测点计算表 3-1 特性方程测点数据Tab3-1 The measuring point data of characteristic equation测点 1 2 3 4 5 6Q 5.875 4.775 4.566 4.159 4.000 3.988e 1.0067 1.0082 1.0086 1.0094 1.0098 1.00982222222 98.30.19.56.47.85. i=34.516+22.610+20.845+17.297+16

28、.000+15.904=127.1722222222 098.1.094.186.0,167, =1.0134+1.0164+1.0171+1.0191+1.0200+1.0200=6.106 4444444 98.30.159.6.75.8.iQ=1191.33+511.21+434.65+299.20+256.00+252.94=2945.33 2222 )017.56.4()01.75.4()013.875.(i 222 .98.3)9.1.4(=131.53 22224 017.456.01.475.01.4875.iQ 222 .98.39.1.=3041.47专业课设计第 16 页

29、 共 31 页a 422)(ii ii Qnn3.956)17.( 106*3*62=5.49422)(iii Qnb= 3.956)17.(10670.2=6.02（2）离心压缩机特性方程220.649.5Qba112PP210222 3BAB 20)(niTZb2)9384.0615.6=4.23 03 驱动机选取功率与离心式压缩机相匹配的燃气轮机的参数：型号: ；03516JBSI-功率: 25094；重量: 。.2t4.5 管道壁厚计算管材与壁厚是密切相关的，选用合适的管材，既可以满足安全生产的需要，又可以减少钢材消耗量、减少运输量、降低工程造价。专业课设计第 17 页 共 31 页原

30、则：满足工艺和安全要求；考虑管网将来有升压的余地。管道壁厚按下式计算：查表 API 可以选 965.0mm 管径式中： 钢管计算壁厚， cm；A管材最低屈服极限，MPa；P设计工作压力， MPa(a)；D管道外径，cm焊缝系数，采用符合 GB/T9711.1-1997 标准的钢管，1；t温度折减系数，温度120 oC 时， t=1；F设计系数：一级地区， F=0.72；二级地区，F=0.6三级地区，F=0.5 ；四级地区，F=0.4 这里取三级地区。某些钢管的强度计算参数见下表表 1-2 钢管的强度计算参数一级地区：0.72二级地区：0.6三级地区：0.5设计系数四级地区：0.4安装温度 环境

31、温度运行温度 钢管埋深处地温，年平均 14.7L360 S360MPaL415 S415MPaL450 S450MPa钢管最低屈服强度L485 S485MPa用钢量按下式计算：M =0.0246615L（D-）L 钢管长度，m；D钢管外径，mm；钢管计算壁厚，mm4.6 方案比较和经济评价计算多组管径、壁厚、压缩比的组合，选择其中经济性最优的方案。可按mFtPD 6.135.0141324.962 专业课设计第 18 页 共 31 页以下公式列表计算，或利用教材 P191 公式进行计算：年当量费用 按下式计算SJYT=+式中 ： S年当量费用；J总投资或建设费用；T抵偿期；Y年经营费用。管线投

32、资 J1=管长 价格 ； （万元）机组投资 J2=万元/台 台数 站数运行费用 Y=年供气量 气 天然气价格 台数； （万元）r压气站费用 J3= 中间站投资+ 首站投资+末站投资；（万元）()n-总投资 J=J1+J2+J3。 （万元）4.7 校核计算4.7.1 输气管热力计算参考gb502513.3.3 节内容， 手册第二章第五节内容， 输气第五章，或教材第八章。（1 ） 管道温度分布管道沿线任一点的温度分布公式如下： 200()(1)QZaxaxxQiPTeDeL（2）管道平均温度：管道的平均温度计算公式如下：0011()()aLQZaLQiPeTDe 410825.1(31084108

33、25,2.306.3)10840825.()7.2893(7.28 e=289.6K=16.6以上两式中 pKDaMC专业课设计第 19 页 共 31 页410825.31054.2768.029341 kg/m3其中 K管道的总传热系数， 2/()WmKD管道的内径，mM气体的质量流量，KxT距输气管起点距离 x 处的温度，K ；输气管道的平均温度，K；Q输气管起点处温度,K；0T管道埋深处低温,K；QP、 Z输气管道计算管段的起点、终点压力，Pa；4.7.2 管道强度和稳定性校核1） 当量应力校核4.7.1 当量应力校核1、结构设计核算管道的强度设计包括壁厚设计、管材选择和应力校核计算。许

34、用应力按下式计算： sF=0.51.0413=206.5Mpa式中：-输气钢管的许用应力（MPa）焊缝系数，取 1.0s管材最低屈服强度（MPa） ，F-设计系数，环向应力核算由内压产生的环向应力按下式计算： 2Pdh专业课设计第 20 页 共 31 页Mpa71.63014.2965式中： h管段钢管的环向应力（MPa ）P-设计内压力（MPa）d-钢管内径（mm）-钢管壁厚（mm）2、 轴向应力核算1）当管段的轴向变形受约束时： hsatE)(21=35.82Mpa2）当管段的轴向变形不受约束时： 4Pda=81.85Mpa式中： a管段钢管的轴向应力（MPa）Es-钢材的弹性模量，取 2

35、.06105（MPa）-钢材的线膨胀系数，取 1.210-5m/(m.)t1-管道安装闭合时环境温度（） ，取 14.7t2-管道内输送介质的温度（） ，取 20-钢材的泊松比，取 0.3经计算，钢管：a=89.2MPa=206.5Mpa；因此，管线由温差和内压产生的轴向应力满足要求。2）输气管道的径向稳定性校核（参阅设计手册第三章 P174）（一）径向稳定验算（1）管道的刚性专业课设计第 21 页 共 31 页（2）径向稳定验算管道的径向稳定性应按无内压状态校核：x 0.03 D=0.030.9364=0.02809m 3061.8msDEIZKWx 3964.0.2714.2906.894

36、35=0.003078m=3.078mmm4/m71./.1/3 nIx 钢管水平方向最大变形量(m)；Dm钢管平均直径(m)；W作用在单位管长上的总竖向荷载(N/m) ；Z钢管变形滞后系数，宜取 1.5；K基床系数，取 0.103；E管材弹性模量(N/m 2)；I单位管长截面惯性矩(m 4/m)；n钢管公称壁厚 (m)；Es土壤变形模量(N/m 2)，取 2.8106。由于管道穿越公路时均有套管保护，所以作用在管道上的总竖向荷载仅考虑土壤的重力，可假设管道最大埋深为 2m。4.7.3 输气管道疲劳性能校核由于储气管网系统的特殊工况，导致了系统的压力频繁波动，可能对管道强度产生影响。但是，在

37、GB50251-2003输气管道工程设计规范 以及有关的手册中，并没有对此提出要求，设计难以定量分析。可参考 SH/T 3041-专业课设计第 22 页 共 31 页2002石油化工管道柔性设计规范中表 5.0.2 的有关数据加以说明。管道设计寿命按 30 年计，年运行 365 天，最大总压力循环次数为 10500 次，许用应力范围减小系数取 f=0.9，利用下式校核管道壁厚 。A=fs式中： 钢管计算壁厚， cm；f应力降低系数， f =0.9；s管材最低屈服极限，MPa；P设计工作压力，MPa(a) ；D管道外径，cm焊缝系数，采用符合 GB/T9711.1-1997 标准的钢管，1；t温

38、度折减系数，温度120 oC 时，t=1 ；F设计系数4.7.4 抗震设计按照输油（气）钢质管道抗震设计规范的规定（GB 0450-2004和GB18306-2001 ） ，对位于设计地震动峰值加速度大于或等于 0.2g 地区的管道，应进行抗拉伸和抗压缩校核。或参阅天然气工程手册P310。（1） 地震波作用下所产生的最大轴向应变= 0.0002 c2max其中：最大地面速度，m/s ；c波的传播速度，即场地剪切波速，m/s： 人工填土: 136 m/ s ; 淤泥质粉质粘土: 155 m/ s ; 粗砂: 174 m/ s ; 中细砂:182 m/ s ; 粗砾砂: 188 m/ s ; 中风

39、化玄武岩: 456 m/ s ; 微风化玄武岩 : 826 m/ s。max地震波引起的最大管道轴向应变。（2 ）操作条件下的管道轴向应变= E4109.304.91246561082.5)7.(5.0617.3.0)-(21 tEhmFtPDt 60.135.0141324.962 专业课设计第 23 页 共 31 页Mpapdnh 7.16304.29615其中：-钢材的线膨胀系数，取 1.210-5m/(m.)t1-管道安装闭合时环境温度（） ，取 14.7t2-管道内输送介质的温度（） ，取 20-钢材的泊松比，取 0.3操作条件下管道的轴向应变；被土壤摩擦力嵌固的管段在操作条件下的应

40、力，MPa； h由内压引起的管道环向应力，MPa ；p管道内压，MPa；n管子公称壁厚，mm；d管子内径，mm；E钢材的弹性模量，209GPa；（3） 管道抗震动校核 vttc max式中： maxt， maxc 地震波引起的最大轴向拉、压应变； 操作条件下管道的轴向应变；tv， cv埋地管道抗振动的轴向容许拉伸、压缩应变。（4） 埋地管道抗振的轴向容许应变容许压缩应变可按下式计算： 31089.56314.035. HvcD=0.5189 % 式中： 管子壁厚，mm ；DH管子外径，mm；容许拉伸应变 tv0.9%。专业课设计第 24 页 共 31 页五、施工及安装说明5.1 设计的工艺要求

41、(1) 工艺规定具体可参考gb50251-94 输气管道工程设计规范3.1(2) 工艺设计具体可参考gb50251-94 输气管道工程设计规范3.25.2 线路5.2.1 线路选择原则具体可参考gb502514.15.2.2 地区等级划分具体可参考gb502514.2专业课设计第 25 页 共 31 页5.2.3 线路勘察参阅手册第三章 线路 第一节 线路选择与勘察5.2.4 管道敷设参阅gb502514.3， 手册第三章 线路 第五节 管道敷设专业课设计第 26 页 共 31 页5.2.5 截断阀的设置参阅gb502514.4， 手册第三章 线路 第五节 管道敷设5.5.6 线路构筑物专业课

42、设计第 27 页 共 31 页参阅gb502514.5， 手册第三章 线路 第五节 管道敷设5.5.7 标志参阅gb502514.6， 手册第三章 线路 第五节 管道敷设5.5.8 钢管及附属材料的选用参阅手册第三章 线路 第七节 ， gb502515专业课设计第 28 页 共 31 页5.3 输气站场5.3.1 压气站参阅手册第四章 站场 第二节 ，典型工艺流程图见第一节5.3.2 调压及计量参考gb50251-20036.2 节输气站内调压，计量工艺设计应符合输气工艺设计要求，并应满足开、停工和检修的需要。调压装置应设置在气源气压不稳定，且需要控制进气站压力的管线上，分输气机配气管线上一级

43、需要对气体流量进行控制和调节的计量装置之前的管段上。气体计量装置，应设置在输气干线的进气管线上，分输气机配气管线上以及站场自耗管线上。专业课设计第 29 页 共 31 页5.3.3 清管参考gb50251-20036.3 节5.3.4 压气机组的布置和厂房设计原则参考gb50251-20036.4 节专业课设计第 30 页 共 31 页压气机组布置应注意以下几点：（1）压气机组应根据工作环境及对机组的要求不只在露天或厂房内。在高寒地区或风沙地区宜采用全封闭厂房，其它地区宜采用敞开式厂房。（2）厂房内压缩机及其辅助设备的布置应根据机型机组功率、外形尺寸、检修方式等因素按单层或双层不止，并符合系列

44、要求：a. 两台压缩机组的突出部分艰巨，应能满足操作，检修的场地和通道要求。b. 压缩机组的布置应便于管线的安装。c. 压缩机基础不得与厂房基础及其上部机构相连接。厂房设计应该遵从以下原则：（）压缩机房的每一操作层及高出地面 3 米以上的操作台，应至少有两个安全出口及通向地面的题字。操作平台上的人一点沿通道中心线与安全出口之间的最大距离不得大于 25 米。安全出口和通往安全地带的通道必须无阻。（）压缩机房俄高度应满足设备拆装的要求。（）压缩机房内，应配置供检修用的固定七种设备。当压缩机组不只在露天或轻型结构厂房内时，可不设固定起重设备，但应设置 移动式起重设备的吊装场地和行驶通道。5.3.5 压气站工艺及辅助系统参考gb50251-20036.5 节压气站工艺流程计应根据输气系统工艺要求，满足气体的除尘，分液增压，冷却越站试运作业和机组的启动，停机，正常操作及安全保护等要求。压气站内的总压降不宜大于 100kPa。当压气站出战气体温度高于 60时，应设置冷却器。冷却系统应符合下列要求：a. 气体冷却方式宜采用空冷，气体通过冷却器的压力损失不宜大于50kPa。b. 燃气轮气机汽缸壁冷却水，宜采用密闭循环冷却。5.3.6 压缩机组的安全保护参考gb50251-20036.7 节每台压缩机组应设置下列安全保护装置：a. 压缩机气体进口应设置压力高限，低限报警和高限停机装置。b.