燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算

管径计算1流量Q(Nm3/h)工作温度压力下转化为标况下的流量2压力P1min(bar)3流速V(m/s)4进口管径DN(mm)1流量Q(Nm3/h)2压力P1min(bar)3管径DN(mm)4流速V(m/s)1流速V(m/s)2压力P1min(bar)3管径DN(mm)4流量Q(Nm3/h)253240506580100 125 150 200 250 3001200111bar=0.1Mpa=1kg/cm2122.250133324422831.050233903630.43615.290699543.246000.035016019229-7642515452515742515115251518025153042515460算低压为202515719 25151123 25151617 25152875 25154493 25156470流量Q(m3/h)在工作温度压力下的1003流速V(m/s)6进口管道内径(mm)38管内各介质常用流速范围：煤气：在管道长50～100米P≤2.0KPa时 0.75～3m/SP≤20.0KPa时 8～12m/S天然气为30m/S管材和压力也不同.一般塑料管由于为绝缘材料,容易产电,一般为5m/s,在管道长50～100米P2.0KPa时0.75～3M/S；P20.0KPa时 8～12M/S；天然气为30M/S 2.从管径上区分DN=200时7M/S；DN=100时6M/S；DN≤80时4M/S；天然气站场流速按8~12m/s控制 ；CNG加气站的出口压力是25Mpa,出口的流速应小于5m/s煤气：在管道长50～100米管径P≤2.0KPa时 0.75～3m/SP≤20.0KPa时 8～12m/S天然气为30m/S20000000022831.0530000000034246.58管径要求。

m/s。

料管由于为绝缘材料,容易产生静一般为5m/s,有提到。

速8-12m/s。

天然气管径和压力以及流量的计算天然气作为一种清洁、高效的能源，被广泛应用于工业和民用领域。

在天然气的输送过程中，管道的尺寸、压力和流量是关键参数，对于安全、经济和效率都有重要影响。

本文将围绕天然气管径、压力和流量展开讨论，并解释它们之间的关系。

一、天然气管径的计算天然气管道的尺寸通常由其内径来表示，常用单位为毫米（mm）或英寸（inch）。

管径的选择与天然气输送的流量有关，过小的管径会增加流动阻力，导致能耗增加；过大的管径则会增加建设和维护成本。

因此，合理选择管径至关重要。

管径的计算可以通过经验公式进行估算，其中考虑了天然气的流量和压力损失。

一种常用的公式是Darcy-Weisbach公式，该公式可以计算管道内的摩阻损失，并给出最佳管径。

二、天然气压力的计算天然气在输送过程中需要保持一定的压力，以确保流动稳定和安全。

压力通常以帕斯卡（Pa）或磅力/平方英寸（psi）来表示。

天然气管道的压力计算涉及到多个因素，包括管道长度、流量、管道材质、温度等。

根据流体力学原理，可以利用伯努利方程和连续性方程来计算管道的压力损失。

此外，还需要考虑天然气输送的起始压力和终止压力，以确保管道中的压力满足要求。

三、天然气流量的计算天然气的流量是指单位时间内通过管道的气体体积。

常用的流量单位有立方米/小时（m³/h）或立方英尺/小时（ft³/h）。

天然气流量的计算需要考虑多个因素，包括管道尺寸、压力、温度和流体性质等。

通过伯努利方程和连续性方程，可以计算出天然气的实际流量。

此外，还需要考虑天然气的压缩因子、标准状态和温度修正等因素，以得到准确的流量计算结果。

四、管径、压力和流量的关系管径、压力和流量之间存在一定的关系。

当管径确定时，通过流量和压力的计算可以确定管道的输送能力。

如果流量增加或压力降低，将导致管道内流速的增加，从而增加摩阻损失；反之亦然。

因此，在设计天然气管道时，需要综合考虑管径、压力和流量之间的关系，以实现安全、经济和高效的输送。

燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算燃气管道的弹性敷设设计是为了保证管道在温度变化和地震等情况下能够有一定的变形能力，从而减少管道的应力和变形。

在设计过程中，需要考虑的参数包括管道的长度、管道材料的弹性模量、管道的温度变化、管道的固定支座、管道的支持装置等。

首先，需要计算管道的长度。

管道的长度是指管道的实际长度。

在进行弹性敷设设计时，需要考虑管道的伸长或缩短量，这取决于管道所处的环境温度和管道材料的线膨胀系数。

伸长或缩短的长度可以通过管道的温度与环境温度之差以及管道的长度系数来计算。

其次，需要计算管道材料的弹性模量。

弹性模量是指材料在受力后发生弹性变形的能力。

不同材料具有不同的弹性模量，通过弹性模量的计算可以确定管道在弯曲或拉伸时的应力和变形情况。

然后，需要计算管道的温度变化。

温度变化是指管道所受到的环境温度的变化。

管道的温度变化会导致管道的伸长或缩短，从而产生应力和变形。

计算管道的温度变化需要考虑管道所处的环境温度和管道的自由伸缩长度。

接下来，需要设计管道的固定支座。

固定支座是指管道的支撑装置，用于固定管道的位置，防止管道的不受约束变形。

固定支座的设计需要考虑管道的应力和变形情况，以及管道的受力位置和受力方向。

最后，需要设计管道的支持装置。

支持装置是指管道的支持装置，用于支持管道的位置，防止管道的垂直和水平位移。

支持装置的设计需要考虑管道的长度和重量，以及管道的应力和变形情况。

总之，燃气管道的弹性敷设设计涉及到多个参数的计算，包括管道的长度、材料的弹性模量、温度变化、固定支座和支持装置等。

这些参数的计算可以帮助工程师设计出安全可靠的燃气管道系统，保证管道在各种环境条件下都能正常运行。

1 ，压力根据工程热力学原理，临界压力Pc与进口压力P1(绝压)的比值称为临界压力比pβ，即β=Pc／P1从此式可看出气体的临界压力比β只与气体的比热比n有关，气体的比热比可看作为一常数，不同类型气体的n值如下：对单原子气体，取n=1．67，则β=0．487，即Pc=0．487P1；对双原子气体，取n=1．40，则β=0．528，即Pc=0．528P1；对多原子气体，取n=1．30，则β=0．546，即Pc=0．546P1；故对于空气(双原子气体)Pc=0．528P1，对于燃气(多原子气体)，Pc=O．546P1。

燃气放散时出口截面处的压力为P2，外界压力为Po=O．1MPa，高、中压放散压力比较高，此状态下外界压力Po<Pc,此时出口截面处的压力P2=Pc不变。

2 出口流速高、中压燃气管道放散时出口流速为临界流速，根据工程热力学计算公式，临界流速为：n—绝热指数，对于多原子气体，n取1．30R—气体常数，R=Ro／M，M为分子量对于空气R=287，天然气R=519．6J／kmo1．kT1—进口气体温度，K根据上式可知放散过程下的出口流速仅与气体的种类、进口气体温度及气体的绝热指数有关，与放散管截面积无关。

3 最大质量流量燃气管道放散时，管道内压力逐渐降低，质量流量亦逐渐减少，刚开始瞬间为最大质量流量，其计算公式为：n——绝热指数，对于多原子气体，n取1．30R——气体常数，R二R。

/M，M为分子量对于空气R=287，天然气R=519．6，J／km01．kT1——气体绝对温度，Kf——放散管截面积，m2Z——压缩系数，取Z=1根据上式可知此高、中压放散时气体的最大质量流量与气体的种类、进口气体温度、放散前气体绝对压力、放散管截面积及气体的绝热指数有关。

例1：天然气管道内压力为P1=2．0Mpa，温度为tl=293K，管道内燃气流速C1为20m／s，放散管径为D108×5，试计算放散开始时出口截面气流速度和最大质量流量?解：因燃气流速C1<50m／s,可按Cl=0处理。

燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形,施工中利用这种变形,改变管道走向或适应高程变化的管道敷设方式叫做弹性敷设。

利用弹性敷设可以减少弯管数量,降低投资。

1、弹性敷设的要求及计算方法《输气管道工程设计规范》GB 50251中 4、3、14款的规定:弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求,且不得小于钢管外径的1000倍。

垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径,其曲率半径按下式计算:3242cos 13600D R αα-≥式中 R —— 管道弹性弯曲曲率半径(m);D ——管道的外径(cm);α——管道的转角(°)。

即在垂直面上弹性敷设管道曲率半径要同时满足大于等于1000D 与大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径两个条件。

为确保管道敷设时满足这两个条件,同时为方便施工,管道纵向施工图应给出弹性敷设曲率半径Rt 、弹性敷设弧型管长A 、切线长度L 、弹性敷设起终点标高、埋深等参数。

在管道纵向施工图设计时已知各桩点地面标高、弹性敷设管道管径、拟设计埋深及各桩点里程,据已知条件求解这些参数的计算步骤如下:（1） 计算α图一L:切线长度 E:外矢矩 M:弹性敷设起点 N: 弹性敷设终点 O:管线拐点设弹性敷设管道形成的圆在M 点、N 点的切线与水平线的交角分别为α1、α2(α1、α2可根据三角函数求得)。

根据四边形内角与定理,OM 、ON 的夹角α为: ①OM 、ON 在水平线同侧时:α=α1+α2;②OM 、ON 在水平线不同侧时:α=│α1-α2│。

(2)确定弹性敷设曲率半径Rt:1000D 及3242cos 13600D R αα-=的计算结果中的较大值即为弹性敷设曲率半径Rt 。

（3） 计算切线长度L2αtg Rt L •=（4） 计算弧长Aαπα••≅••=R RtA 01744.0180（5） 计算外矢距:2αtg Rt L •=Rt L Rt -+=E 22（6） 以管线拐点O 为坐标原点,计算弹性敷设圆心P 的坐标(a,b)。

燃气管道的流量计算和水力计算公式燃气管道的流量计算和水力计算公式第一节燃气需用工况城市各类用户的用气情况是不均匀的，是随月、日、时而变化的。

这是城市燃气供应的一个特点。

用气不均匀性可以分为三种，即月不均匀性(或季节不均匀性)、日不均匀性和时不均匀性。

城市燃气需用工况与各类用户的需用工况及这些用户在总用气量中所占的比重有关。

各类用户的用气不均匀性取决于很多因素，如气候条件、居民生活水平及生活习惯机关的作息制度和工业企业的工作班次，建筑物和车间内装置用气设备的情况等，这些因素对不均匀性的影响，从理论上是推算不出来的，只有经过大量地积累资料，并加以科学的整理，才能取得需用工况的可靠数据。

1 、月用气工况影响居民生活及公共建筑用气月不均匀性的主要因素是气候条件。

气温降低则用气量增大，因为在冬季一些月份水温低，故用气量较多，又因为在冬季，人们习惯吃热食，制备食品需用的燃气量增多，需用的热水也较多。

反之，在夏季用气量将会降低。

公共建筑用气的月不均匀规律及影响因素，与各类用户的性质有关，但与居民生活用气的不均匀情况基本相似。

工业企业用气的月不均匀规律主要取决于生产工艺的性质。

连续生产的大工业企业以及工业炉用气比较均匀。

夏季由于室外气温及水温较高，这类用户的用气量也会适当降低。

建筑物供暖的用气工况与城市所在地区的气候有关。

计算时需要知道该地区月平均气温和供暖期的资料。

根据各类用户的年用气量及需用工况，可编制年用气图表。

依照此图表制订供气计划，并确定给缓冲用户供气的能力和所需的储气设施，还可预先制订在用气量低的季节维修燃气管道及设备的计划。

一年中各月的用气不均匀情况用月不均匀系数表示。

根据字面上的意义，它应该是各月的用气量与全年平均月用气量的比值，但这不确切，因为每个月的天数是在28～31天的范围内变化的。

因此月不均匀系数K1值应按下式确定全年平均日用气量该月平均日用气量1k （3-1） 12个月中平均日用气量最大的月，也即月不均匀系数值最大的月，称为计算月。

1 总则1．0．1 为在输气管道工程设计中贯彻国家的有关法规和方针政策，统一技术要求，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制订本规范。

1．0. 2 本规范适用于陆上输气管道工程设计。

1．0．3 输气管道工程设计应遵照下列原则：1 保护环境、节约能源、节约土地，处理好与铁路、公路、河流等的相互关系；2 采用先进技术，努力吸收国内外新的科技成果；3 优化设计方案，确定经济合理的输气工艺及最佳的工艺参数。

1．0．4 输气管道工程设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。

2 术语2．O．1 管输气体 pipeline gas通过管道输送的天然气和煤气。

2．O．2 输气管道工程 gas transmission pipeline project用管道输送天然气和煤气的工程。

一般包括输气管道、输气站、管道穿(跨)越及辅助生产设施等工程内容。

2．O．3 输气站 gas transmission station输气管道工程中各类工艺站场的总称．一般包括输气首站、输气末站、压气站、气体接收站、气体分输站、清管站等站场。

2．O．4 输气首站 gas transmission initial station输气管道的起点站。

一般具有分离，调压、计量、清管等功能。

2．O．5 输气末站 gas transmission terminal station输气管道的终点站。

一般具有分离、调压、计量、清管、配气等功能。

2．O．6 气体接收站 gas receiving station在输气管道沿线，为接收输气支线来气而设置的站，一般具有分离、调压、计量、清管等功能。

2．O．7 气体分输站 gas distributing station在输气管道沿线，为分输气体至用户而设置的站，一般具有分离、调压、计量、清管等功能。

2．O．8 压气站 compressor station在输气管道沿线，用压缩机对管输气体增压而设置的站。

输气管道工程设计规范1 总则2 术语3 输气工艺3.1一般规定3.1.1 输气管道的设计输送能力应按设计委托书或合同规定的年或日最大输气量计量。

当采用年输气量时，设计年工作天数应按350d计算。

3.1.2进入输气管道的气体应符合现行国家标准《天然气》GB17820中二类气的指标，并应符合下列规定：1 应清除机械杂质；2 露点应比输送条件下最低环境温度低5℃；3 露点应低于最低环境温度；4 气体中硫化氢含量不应大于20mg/m3；5 二氧化碳含量不应大于3%。

3.1.3 输气管道的设计压力应根据气源条件、用户需求、管材质量及管道附近的安全因素，经技术经济比较后确定。

3.1.4 当输气管道及其附近已按现行国家标准《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447和《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448的要求采取了防腐措施时，不应再增加管壁的腐蚀裕量。

3.1.5 输气管道应设清管设施，清管设施与输气站合并建设。

3.1.6 当管道采用内壁减阻涂层时，应经技术经济比较确定。

3.2工艺设计3.2.1工艺设计应根据气源条件、输送距离、输送量、用户的特点和要求以及与已建管网和地下储气库容量和分布的关系，对管道进行系统优化设计，经综合分析和技术经济对比后确定。

3.2.2 工艺设计应确定下列内容：1 输气总工艺流程；2 输气站的工艺参数和流程；3 输气站的数量及站间距；4 输气管道的直径、设计压力及压气站的站压比。

3.2.3 工艺设计中应合理利用气源压力。

当采用增压输送时，应结合输量、管径、输送工艺、供电及运行管理因素，进行多方案技术经济必选，按经济和节能的原则合理选择压气站的站压比和确定站间距。

3.2.4 压气站特性和管道特性应匹配，并应满足工艺设计参数和运行工况变化的要求。

再正常输气条件下，压缩机组应在高效区内工作。

3.2.5 具有分输或配气功能的输气站宜设置气体限量、限压设施。

3.2.6 当输气管道起源来自油气田天然气处理厂、地下储气库、煤制天然气工厂或煤层气处理厂时，输气管道接收站的进气管线上应设置气质监测设施。

（燃气）管径、壁厚计算公式管径计算1流量Q(Nm3/h)工作温度压力下转化为标况下的流量2压力P1min(bar)3流速V(m/s)4进口管径DN(mm)1流量Q(Nm3/h)2压力P1min(bar)3管径DN(mm)4流速V(m/s)1流速V(m/s)2压力P1min(bar)3管径DN(mm)4流量Q(Nm3/h)253240506580100 125 150 200 250 3001200111bar=0.1Mpa=1kg/cm2122.250133324422831.050233903630.43615.290699543.246000.035016019229-7642515452515742515115251518025153042515460算低压为202515719 25151123 25151617 25152875 25154493 25156470 流量Q(m3/h)在工作温度压力下的1003流速V(m/s)6进口管道内径(mm)38管内各介质常用流速范围：煤气：在管道长50～100米P≤2.0KPa时 0.75～3m/SP≤20.0KPa时 8～12m/S天然气为30m/S管材和压力也不同.一般塑料管由于为绝缘材料,容易产电,一般为5m/s,在管道长50～100米P2.0KPa时0.75～3M/S；P20.0KPa时 8～12M/S；天然气为30M/S 2.从管径上区分DN=200时7M/S；DN=100时6M/S；DN≤80时4M/S；天然气站场流速按8~12m/s控制；CNG加气站的出口压力是25Mpa,出口的流速应小于5m/s煤气：在管道长50～100米管径P≤2.0KPa时 0.75～3m/SP≤20.0KPa时 8～12m/S天然气为30m/S20000000022831.0530000000034246.58管径要求。

m/s。

料管由于为绝缘材料,容易产生静一般为5m/s, 有提到。