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输气管道设计与管理概念类1

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输气管道设计与管理概念类知识点第零章绪论1.天然气：从地层内开发和生产出来的、可燃的烃类和非烃的混合气体；2.天然气：气田气60%；油田伴生气40%；3.天然气热值平均33MJ/m3；4.Nm³，是指在0摄氏度1个标准大气压下的气体体积；5.m³，是指实际工作状态下气体体积；6.Sm³，是指对照条件下（可参考条件下）（一般是20摄氏度1 个标准大气压）气体体积；7.酸气：含硫量高于20mg/Sm3的天然气，其他为洁气；8.干气：C5+ <13.5ml/Nm3；9.贫气：每Nm3 C3+含量按液态计小于100cm3的天然气。

10.输气系统的组成：矿场集气管网；干线输气管网；城市配气管网；与这些管网匹配的站场装置；11.气田集气：从井口开始，经过分离、计量、调压、净化、集中，向干线输气；包括井场、集气管网、集气站、天然气处理厂、外输总站等；12.气田集气两种流程：单井集气；多井集气；13.单井集气是没有集气站的，在井口处理后，直接去总站处理一下外输；多井集气先到集气站处理，再去总站外输；14.多井集气：适合大规模；处理气体质量好；节约劳力，便于实现自动化；经济效益高；15.枝状或环状集气管网：环状可靠性高，投资较大；16.采用什么流程什么管网要考虑：气田储量、面积；构造的大小、形状、产层特性、气量、井口压力、气体的组成性质、净化工艺，比较经济和技术来确定。

17.井场多级节流18.集气站主要功能是：分离、计量；19.枝状或环状集气管网优点：节省钢材、管线长度短、压力低；20.枝状或环状集气管网缺点：设备分散，不便于集中管理和自控，压缩机只能设在井场；21.放射状集气管网优缺点与上述相反，大型气田多用放射状管网；22.天然气处理厂：脱水；脱硫；脱二氧化碳；23.输气系统的特点：从生产到使用各个环节紧密相连；气体是可压缩的；可充分利用地层压力输气；24.气体压缩性的影响：上下站输量不等，压力变化平缓；体积流量沿管长变化，起始流量小，终点流量大；输气管末段可储气；停输后管内压力会变到均衡；25.输气管道的发展趋势：大口径、高压力、不断采用新材料新技术；采用高强度高韧性直缝钢管，节省钢材；管内壁涂有机树脂涂层；数字化；第壹章天然气物理化学性质1.天然气组成：甲烷为主，还有C2345等，硫化物、有机硫化物、二氧化碳等酸气、水、氮气氦气、环烃类；2.分类：酸洁；贫富；干湿；气田气、油田伴生气、凝析气；3.对于理想气体体积分数与摩尔分数相同；4.对于理想气体，混合物相对分子质量等于各组分摩尔分数乘以相对分子质量之和；5.对于理想气体，组分的摩尔分数等于质量分数乘以总相对分子质量比上组分的相对分子质量6.气体状态方程：理想气体状态方程；真实气体状态方程；7.物理标况：273.15K，101325Pa8.物理标况：293.15K，101325Pa9.压缩因子Z：真实气体与理想气体比体积的比值；10.范德瓦尔斯真实气体状态方程11.RK方程、SRK方程、PR方程、BWRS、AGA8-92DC模型12.压缩因子图13.临界参数：压力温度体积14.对比参数：压力温度体积15.视临界参数：凯法则计算，即各组分摩尔分数乘以临界参数再求和；16.比体积为密度的倒数；17.相对密度：同一温度压力下，气体的密度与干空气的密度之比18.天然气粘度：温度升高，气体粘度增大，液体粘度减小，但随着压力升高，气体性质逐渐接近与液体；高低压界限，甲烷约为10Mpa19.湿度：绝对湿度；相对湿度；20.绝对湿度：一立方米天然气所含的水蒸气质量，kg/m321.相对湿度：实际绝对湿度与同温度下饱和时绝对湿度之比，实际水蒸气分压与饱和蒸汽压之比；22.露点：使气体在一定压力下处于饱和并将析出水滴的温度成为气体在该压力下的露点；露点应比管道最低温度低5-10度。

23.水析出的危害:形成固态水合物，堵塞；加剧内壁腐蚀；出现气液段塞流；降低热值；24.含水量：单位体积干气所含的水蒸气质量，kg/m3；两个公式；25.气体比热容：在不发生相变的情况下，传给单位质量气体的热量与引起的温度变化之比；26.对于理想气体，比定压热容比上比定容热容等于R27.（低压下）气体绝热指数：比定压热容比上比定容热容28.热值：标准状态下，每单位体积或质量天然气完全燃烧所发出的热量成为天然气的燃烧热值；29.天然气爆炸体积浓度范围：5%-15%；30.节流效应：对于理想气体，压力降低，流速增大，但动能变化不大，等焓，温度不变；真实气体，压力温度都下降；31.P69 计算题；第贰章天然气净化1.杂质：固体杂质（磨损、聚集堵塞）；水（增加阻力，腐蚀，堵塞）；水蒸气（；硫化物；有机硫（污染、腐蚀、催化剂中毒）；二氧化碳（腐蚀，降低热值）；氮气氦气；2.净化方法：分离过滤；冷凝分离；吸附法；吸收法；直接转化法；综合法；3.液体和固体杂质来源：井下的凝析油、凝析水、岩屑粉尘；管道施工时留下的脏物和焊渣；管内的腐蚀产物；4.减少的措施：脱出天然气中水蒸气、氧气、硫化物、二氧化碳等组分，减少腐蚀；采用管道内涂层，保护管材；定期清管扫线；在允许情况下，尽量以最低流速输气，减少冲击腐蚀和携尘能力；在各站设置分离器、过滤器、除尘器；5.重力式分离器：立式和卧式6.重力式分离器四个部分：分离、沉降、除雾、储存；7.分离部分：利用离心力初步分离；8.沉降部分：利用重力使微粒沉降而分离；9.除雾：捕雾器靠碰撞捕捉油雾；10.储存：储存分离出来的微粒，注意液面控制，防止被气体带走；11.旋风分离器：主要靠离心力，离心完靠重力排出；12.多管旋风分离器13.过滤分离器；14.天然气中水的危害：产生水合物，冰堵；腐蚀；凝结水聚集，降低输送能力；15.脱水方法：低温脱水；吸附脱水；甘醇脱水；膜分离法；天然气超音速脱水16.低温脱水：直接冷却法；膨胀制冷法；加压冷却；17.吸附脱水：硅胶、活性氧化铝、分子筛（81页流程）18.甘醇脱水：常用二甘醇、三甘醇、四甘醇（83页流程）19.三甘醇优点：效果好；蒸汽压低，损失低；热稳定性好；操作费用低；20.脱水方法的选择：露点降低，基本都能满足要求；分子筛效果好，但造价高；4A分子筛，能吸收二氧化碳；三甘醇法投资少，技术简单；芳烃气提甘醇脱水法；与集输流程结合考虑；21.天然气脱硫脱二氧化碳：醇胺法、砜胺法、热钾碱法；22.化学溶剂法、物理溶剂法、直接转化法、膜分离法、干式床层法；变压吸附法；23.醇胺法：乙醇胺MEA、甲基二乙醇胺MDEA、二甘醇胺、二异丙醇胺(88页流程）24.脱硫脱碳选择：脱硫脱碳需要的资料：硫化氢和二氧化碳含量；有机硫含量；烃组成；天然气处理量；进料天然气压力温度；产品天然气质量要求；产品天然气下游安排；第叁章气体管流的基本方程1.基本方程：连续性方程；运动方程；能量方程；气体状态方程；第肆章输气管水力计算1.等流量复杂管计算，每考必出一题；第伍章输气管热力计算----第四节水合物1.天然气水合物NGH：由一种或几种烃类气体在一定温度压力下与水作用生成的非固定化学计量的笼形晶体化合物；密度0.88-0.909，水分子借氢键结合成格子；2.1立方米天然气水合物可储存150-180m³天然气；3.水分子：主体分子；外来气体：客体分子；主体分子与客体分子以范德华力相互吸引；4.三种晶体结构：Ⅰ型、Ⅱ型、H型；5.Ⅰ型结构:体心立方晶体结构，低分子气体（甲烷乙烷二氧化碳硫化氢）6.Ⅱ型结构：金刚石晶体立方结构，（丙烷、异丁烷、氮气等）7.H型结构：六面体结构，正丁烷以上大分子氢烃；8.笼中空间和客体分子大小要匹配，客体分子太大或者太小都不行，高溶解度客体分子不行。

9.水合物的形成：结晶过程三部分溶解成核成长，气体分子水单体母体簇团的三体聚集过程；10.液烃会抑制水合物的形成；11.混合气体水合物形成曲线与相包络线相交，相交段水合物、气体烃、富烃液体、富水液体四相平衡；12.把水、气体、水合物三相共存时的温度和压力成为水合物平衡生成条件，由各相化学位决定；13.化学位又决定于气体成分和水溶液性质；14.随着压力增大，水合物生成温度升高，超过四相点后，变化变缓；15.高于临界温度（四相点温度）任何压力条件下水合物都不能形成；16.低于2℃范围，随着压力增大水合物形成顺序：硫化氢异丁烷丙烷乙烷二氧化碳甲烷氮气17.在高压16Mpa以上，甲烷可在较高温度下形成水合物；18.硫化氢生成温度最高，因此硫化氢可显著提高天然气水合物生成温度；19.形成水合物的条件：天然气中有足够的水分；一定的温度和压力；气体处于扰动之中，有结晶中心存在；20.天然气中有足够的水分：天然气中水达到饱和，可以通过是否达到露点判断21.低温高压有利于水合物生成；22.输气管水合物可能生成区：P144页图23.气体往往在数十米管段上形成水合物；24.形成水合物需要改变压力降曲线形状；25.形成水合物伴随热效应，对温降曲线有影响；第陆章不考第柒章输气站1.输气站任务：调压、计量、净化、增压、冷却2.调压计量站、中间压气站、城市配气站；3.首站：调压计量除尘测量水露点烃露点4.中间站：气体增压冷却收发清管器；5.增压站设在有地下储气库的地方；6.输气管上常用体积型活塞式压缩机和速度型离心式压缩机，离心式压缩机更常用；7.离心式压缩机的驱动机：电动机、汽轮机、燃气轮机、内燃机；8.离心式压缩机优点：结构紧凑尺寸小；排气连续均匀；无往复部件，易损件少；除轴承外，不需润滑；转速高；便于维修；9.缺点：喘振难以满足小流量高压力；10.离心式压缩机特性曲线:压比-流量，效率-流量，功率-流量；11.压比随流量增大而降低；12.效率先升高后降低，功率升高；13.流量小于最小流量：喘振；大于最小流量：滞止；中间是稳定工况范围14.并联流量叠加，总流量比每台压缩机独立工作于同一管道系统时各自流量之和要小；较小的压缩机更容易喘振；15.串联压比叠加，第二台压缩机比第一台更容易喘振，整个的喘振流量变大，滞止流量变小，稳定工况范围越窄；16.离心压缩机性能调节：改变转速；出口节流调节；进口节流调节；进口气流旋转调节；旁路回流调节；17.输气站的主要设备：压缩机组；冷却系统（空冷器）；计量系统（孔板流量计超声波流量计）；清管系统；阀门；18.清管器：清关球、皮碗清管器、智能清管器（磁通检测清管器、超声波检测清管器、自动摄像清管器）19.清管器发送接受流程20.阀门：截断阀、调节阀、安全阀21.截断阀室工艺流程P22322.。

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天然气输气管道设计与管理

天然气输气管道设计与管理

一、天然气概况1、天然气定义：从地下开采出来的可以燃烧的气体2、天然气来源：气田气，油田气。

3、天然气组成：60%～90%为甲烷和乙烷，10%～40%的丙，丁，戊烷及重烃，在工标状态下只有甲、乙、丙、丁烷为气态，其余都为液态。

二、输气管道概况1、输气管道分类：矿场集气管道，干线输气管道，城市配气管网2、世界著名大型输气管道:前苏联乌连戈依——中央输气管道，全系统由6条输气干线组成，最著名的属亚马尔输气管道。

该管道在苏联境内长4451km，建设了41座压缩机站和2座冷却站，经西西伯利亚地区穿越水域945km，穿越河流700余处。

3、中沧线是中国第一次采用燃气轮机驱动离心压缩机输送油田伴生气的输气管线。

4、西气东输管线包括：青海涩北至甘肃兰州（2000年开工，02年竣工投产），重庆忠县至武汉（2000年开工），塔里木至上海（02年7开工，全长400多千米，管径1016mm，操作压力10MPa）5、中国未来十年管网总体布局：两纵，两横，四枢纽(在北京，上海，信阳和武汉设立调度中心或分调度中心)，五气库（在北京，上海，大庆，山东，和南阳建立地下储气库）6、管道防腐技术：从简单的人工除锈刷漆发展到外涂层与阴极保护和牺牲阳极相结合的联合保护。

自1964年开始使用阴极保护到今天，所有的输气管道上都建有阴极保护站，单站保护长度可达50～80km.输气管道的主要工艺设备包括压缩机组，阀门，计量设备和调压设备。

三、天然气的性质1、天然气的分类（1）按矿藏特点分：纯气藏天然气（在天然气开发过程中，不论何阶段流体在地层中均成气体，采出地面后可能有部分液体析出），凝析气藏天然气（矿藏流体在地层原始状态呈气态，但开采到一定阶段，随地层压力减小有部分烃类在地层中呈液态析出），油田伴生天然气（与原油共存，开采时与原油同时被采出，经油气分离得到的天然气）（2）按烃类组分关系分：干气（地层中呈气态，开采出后在管线设备中也不会有液态烃析出），湿气（地层中呈气态，在一般地面设备的温度、压力下有液态烃析出），富气（丙烷级以上烃类含量大于100 ml/m3），贫气（丙烷级以上烃类含量小于100 ml/m3）（3）按硫化氢、二氧化碳含量分：酸性天然气（含有显著地以上成分，要经过处理才能达到管输商品天然气的标准的天然气），洁气（以上含量甚微，不需净化处理的天然气）2、工程标准状态：20℃（293.15K），1.01325×10^5Pa，这是中国计量气体体积流量采用的标准标准状态：0℃（273.15K），1.01325×10^5Pa3、理想气体状态方程：PV=nRTP——气体压力，PaV——m kg或n kmol气体体积，m^3n——气体千摩尔数，kmolR——气体常数，Kj/(kg·k)T——气体温度，k实际气体状态方程：PV=ZRTZ——压缩因子，在工标或是标态下认为Z=14、露点定义：在压力一定的情况下，逐渐降低气体温度，当天然气中水蒸气开始凝结时的温度。

专业学习【油气储运工程】输油管道设计与管理输油管道设计与管理1

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管线埋于地下劣，气地候面的仍影可响耕，种油。气铁污路染和 的坡度原一苏般联不管噪能线声超运污过价染30约都度为比，铁铁而路路管的小线1得/不2多，。 ① 运量大，基建受费坡用度美低的国（限与约制铁为，路铁有相路利比的于）1翻/7。山-1/越10岭，，我取国 ② 受外界限制少捷，径可，目长起前期终基稳点本定相与连同铁续的路运两持行地平，间。对，环管境线的的污染小。 ③ 便于管理，易长于度实一现般集要中比控铁制路，短劳30动%生。产率高。
① 从经济方面考虑，串联效率较高，比较经济。我国并联泵 的效率一般只有70%左右，而串联泵的效率可达90%。串 联泵的特点是：扬程低、排量大、叶轮直径小、流通面积 大，故泵损失小，效率高。
3、改变泵特性的方法
改变泵特性的方法主要有：
(1) 切削叶轮
H
a
D D0
2
b
D D0
m q2m
式中：D0、D－变化前后的叶轮直径, mm
a,b—与叶轮直径D0 对应的泵特性方程中 的两个常系数
(2) 改变泵的转速
2
m
H
a
n n0
b
n n0
q2m
式中：
n－调速后泵的转速，r/min
n0－调速前泵的转速，r/min
1977年，美国建成了世界上第一条伸入北极的横贯阿拉斯加 管道,口径为1220mm，全长为1287km，其中900km管道采用 架空保温铺设。年输量约为1.2亿m3，不设加热站，流速达 3m/s，靠摩擦热保持油温不低于60℃，投资77亿美元。
1988年，美国建成了从西部圣巴巴拉至休斯顿的原油管道， 管径762mm,总长2731km，年输油能力约为1600万吨。
H
管路
并联 单泵
Q/2
输气管道设计与管理

输气管道设计与管理

1气田气：从地层内开发生产出来的、可燃的烃和非烃混合气体，这种气体有的是基本上以气态形式从气井中开采出来的，称为气田气2油田伴生气：有的是随液态原油一块儿从油井中开采出来的，称为油田伴生气3习惯上把这两类气体都称为天然气。

气田气60%和油田伴生气40%4天然气热值很高33MJ/m5天然气的有那些优点？利用天然气作燃料与煤相比有那些优越性？干净、清洁、使用方便、燃料效率高比较价格低等优点6天然气的主要成分是甲烷，及少量的乙烷，丙烷，丁烷等。

7煤层气、油页岩、油砂是我国常规石油资源的重要补充，对提高我国油气资源的保障能力将起到重要作用。

煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷），是主要存在于煤矿的伴生气体，也是造成煤矿井下事故的主要原因之一。

油页岩，又称油母页岩，一种高矿物质的腐泥煤，为低热值固态化石燃料。

色浅灰至深褐，含有机质和矿物质；有机质的绝大部分不溶于溶剂，称油母。

油页岩是人造石油的重要原料。

经低温干馏可得页岩油、干馏气和页岩半焦。

所谓油砂，实质上是一种沥青、砂、富矿黏土和水的混合物，其中，沥青含量为10%～12％，砂和黏土等矿物占80%～85％，其余3%～5％是水。

82010年需求量将达到1000亿立方米，而缺口在200亿立方米左右，2020年求量将达到2000亿立方米，而缺口在1000亿立方米左右9我国天然气发展策略：立足国内、利用海外、西气东输、海气登陆、北气南下、就进共应、走国内生产与国外进口相结合的液化天然气发展道路10天然气水合物是21世纪的新能源。

1m3天然气水合物的能量相当于164m3天然气的热值11输气系统的组成：矿场集气管网、干线集气管网、城市配气管网和这些管网相匹配的的站、场装置组成12气田集气从井口开始，进分离、计量、净化、和集中处理等一系列过程，到向干线输气为止13干线输气管:从输气首站至管线的终点配气站，中间可能还设有若干压气站.主要是线路和压气站。

14储气库一般都设在城市附近，以调节输气的与供气之间的不平衡15气体可压缩性对输气和储气的影响：（1）上、下站输量不等时，压力变化较平缓（2）输气管中体积流量沿管长而改变，起始Q 小，终点Q大。

输气管道设计理念

输气管道设计理念

汇报人：日期:contents •输气管道设计概述•输气管道设计核心概念•输气管道设计流程•输气管道设计的技术与工具•输气管道设计的挑战与解决方案•输气管道设计案例分析目录01输气管道设计概述输气管道的定义输气管道是指用于输送天然气、石油等烃类介质的管道系统。

输气管道的特点输气管道具有输送距离长、管径大、压力高、连续输送等特点，能够实现高效、安全、可靠的天然气或石油的运输。

输气管道的历史输气管道的发展设计规范输气管道的设计需要考虑到地质、水文、气象、机械、电气、消防等方面的因素，确保管道的安全、稳定和可靠性。

环保要求输气管道的设计需要符合环保要求，减少对环境的影响，如采用环保材料、降低噪声等措施。

设计标准标准、规范和规定，如GB 50251-2015等。

输气管道的设计标准与规范02输气管道设计核心概念优化工艺流程详细描述输气管道的工艺设计是整个管道设计的核心，需要考虑如何优化工艺流程，确保天然气能够高效、安全地输送。

工艺流程包括天然气的净化、压缩、冷却、液化等步骤，以及如何将这些步骤合理地串联起来，以达到最优的输送效果。

总结词VS总结词详细描述输气管道的安全环保设计总结词详细描述降低成本、提高经济效益总结词输气管道的经济性设计是输气管道设计的重要方面之一，需要考虑如何降低成本和提高经济效益。

经济性设计包括优化管道建设投资、降低运营和维护成本、提高输送效率等方面。

例如，选择合理的管径和壁厚、优化管道布局以减少弯头和阀门的使用等措施都可以降低成本并提高经济效益。

详细描述输气管道的经济性设计03输气管道设计流程01明确项目需求02制定项目计划03建立项目团队项目启动与规划对管道经过的地区进行精确测量，获取准确的地形地貌数据，为后续设计提供基础资料。

现场勘查与测量测量工作现场勘查03环境影响评估01确定总体方案02初步设计参数初步设计详细设计参数在初步设计的基础上，进一步确定管道的壁厚、焊缝质量、防腐层等详细设计参数。