天然气管道输送课程设计任务书.docx
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天然气管道输送课程设计任务书
天然气管道输送课程设计
一、课程设计的目的
通过本课程设计，培养学生运用《天然气管道输送》课程的理论和技术知识解决实际问题，构架设计方案，提高资料查找、运算、制图等能力。
通过课程设计，掌握输气管道工艺计算方法，输气管道工艺设计步骤和设计方法输气管道设计图纸绘制。
二、设计题目
某天然气管道工艺设计
三、设计原始数据
1）已知天然气性质；2）气候条件；4）输量等。
四、设计任务
1、设计计算
1）水力计算；2）热力计算；3）强度计算。
2、设计方案
1）管材选择；2）管径、壁厚；3）压缩机站数及位置；4）工艺运行参数。
3、图纸绘制
1）离心式压缩机站工艺流程图；2）首站工艺流程图。
五、设计设计依据
课程设计任务书
GB5O251-2003输气管道工程设计规范
相关的规范、法规、条例、标准
六、设计成果要求
1、设计说明书
说明书要求字迹清楚，标题编排合理，引用的数字、公式要有根据，内容应包括设计概述，设计依据，设计原始资料，计算过程等。
设计说明书应包括封面、目录、前言、正文、总结、参考资料、附录等，用A4纸打印并装订成册。
2.图纸
1）离心式压缩机站工艺流程图一张；2）首站工艺流程图一张。
图纸绘制及图例应符合现行制图标准及工程设计习惯用法，尺寸、标注和文字等要用工程字体。
图纸标注一定要完整准确，包括管径、风管断面尺寸、标高和定位尺寸等。
图纸作为附录装订在说明书最后。
3.成果提交要求
每人提交一份设计成果（含图纸的设计说明书、设计任务书），装在档案袋里，封面应注明课程设计题目，姓名和学号。
七、进步安排
序号
设计各阶段内容
天数
1
查阅资料文献等准备工作
2
2
强度计算
4
3
热力计算、水力计算
4
4
技术经济计算
5
5
确定设计方案
2
6
绘制图纸
1
7
校核、装订和成果提交
1
八、参考资料
[1]李长俊.天然气管道输送[M].北京:
石油工业出版社，2000.3
[2]王国付,吴明等.干线输气管道优化设计[J].油气储运,2006,25（5）:
23～25
[3][中华人民共和国建设部].输气管道工程设计规范（GB50251-2003）.建设部标准定额研究所组织中国计划出版社，2003.6.10
[4][国家石油和化学工业局].石油天然气工程总图设计规范（SY/T0048-2000）.石油工业出版社，2000.12.25
[5][美]paulc.Hanlon著，郝点等译.压缩机手册.北京：
中国石化出版社，2003
附录：
1.设计题目及原始数据
基本经济参数：
管道设计使用寿命：
30年；
基准内部收益率：
0.12；
与管径成正比的敷设费用：
1.21794元/mm.m；
与管路单位重量成正比的敷设费用：
960元/吨；
与管径和重量都无关的敷设费用：
15元/m；
与功率无关的每座压缩机站的投资：
元；
与功率成正比的压气站的投资费用：
7200元/KW；
压缩机备用系数：
1.05；
管路部分的年经营费用：
100元/m.a；
与功率无关的每座压缩机站的年经营费用：
100000元/a；
压缩机单位功率的年经营费用：
5000元/KW.a；
题目1：
陕京输气管道（20亿m3/年）工艺设计
起点压力：
4.5MPa；
起点供气温度：
40°C；
终点配气压力：
不低于1.6MPa；
线路概况：
全长840km，沿线高差可忽略；
任务输量：
20亿方/年；
工作天数：
350/年；
根据管道沿线气象资料，管道埋深处的地温为：
夏季：
15℃
冬季:
5℃
表1.1天然气组分表
序号
组分分子式
摩尔组分
1
CH4
0.959494
2
C2H6
0.009075
3
C3H8
0.001367
4
H2S
0.000002
5
CO2
0.038
6
H2O
0.000062
7
总计
1
表1.2北京市正常日小时用气不均匀系数
时间
系数
时间
系数
时间
系数
1:
00am
0.285
9:
00am
1.024
5:
00pm
1.160
2:
00am
0.360
10:
00am
1.104
6:
00pm
1.866
3:
00am
0.437
11:
00am
1.421
7:
00pm
2.203
4:
00am
0.465
12:
00am
1.640
8:
00pm
1.688
5:
00am
0.621
1:
00pm
1.582
9:
00pm
0.981
6:
00am
0.714
2:
00pm
0.946
10:
00pm
0.715
7:
00am
1.069
3:
00pm
0.670
11:
00pm
0.463
8:
00am
1.250
4:
00pm
0.985
12:
00pm
0.315
总计：
24.00
题目2：
陕京输气管道（15亿m3/年）工艺设计
年输量Q：
15亿m3/年；
首站天然气进气压力：
4.0MPa；进站温度：
40℃；
管道埋深处的平均地温为：
夏季：
15℃；冬季：
5℃；
管道总传热系数取5.0w/（m2·k）；
管道理论年工作天数：
350d；
线路概况：
全长840km，沿线高差可忽略；
北京市正常日小时用气不均匀系数（见表2.2）
表2.1天然气组分表
序号
组分分子式
摩尔组分
1
CH4
0.959494
2
C4H6
0.009075
3
C4H8
0.001367
4
H2S
0.000002
5
CO2
0.038
6
H2O
0.000062
7
总计
1
表2.2北京市正常日小时用气不均匀系数表
时间
系数
时间
系数
时间
系数
1:
00am
0.285
9:
00am
1.024
5:
00pm
1.160
2:
00am
0.360
10:
00am
1.104
6:
00pm
1.866
3:
00am
0.437
11:
00am
1.421
7:
00pm
2.203
4:
00am
0.465
12:
00am
1.640
8:
00pm
1.688
5:
00am
0.621
1:
00pm
1.582
9:
00pm
0.981
6:
00am
0.714
2:
00pm
0.946
10:
00pm
0.715
7:
00am
1.069
3:
00pm
0.670
11:
00pm
0.463
8:
00am
1.250
4:
00pm
0.985
12:
00pm
0.315
总计：
24.00小时
题目3：
陕京输气管道（30亿m3/年）工艺设计
年输量Q：
30亿方/年；
首站天然气进气压力：
4.8MPa；进站温度：
40℃；
管道总传热系数取5.0W/（m2·K）；
末站用气压力：
1.6MPa；
线路走向和大致的长度L，840km；
管道理论年工作天数：
350d；
天然气组分、相对密度；
表3.1天然气组分表
序号
组分分子式
摩尔组分
1
CH4
0.959494
2
C2H6
0.009075
3
C3H8
0.001367
4
H2S
0.000002
5
CO2
0.038
6
H2O
0.000062
7
总计
1
表3.2北京市正常日小时用气不均匀系数表
时间
系数
时间
系数
时间
系数
1:
00am
0.285
9:
00am
1.024
5:
00pm
1.160
2:
00am
0.360
10:
00am
1.104
6:
00pm
1.866
3:
00am
0.437
11:
00am
1.421
7:
00pm
2.203
4:
00am
0.465
12:
00am
1.640
8:
00pm
1.688
5:
00am
0.621
1:
00pm
1.582
9:
00pm
0.981
6:
00am
0.714
2:
00pm
0.946
10:
00pm
0.715
7:
00am
1.069
3:
00pm
0.670
11:
00pm
0.463
8:
00am
1.250
4:
00pm
0.985
12:
00pm
0.315
总计：
24.00h
题目4：
某天然气管道工艺设计
表4.1天然气组成
成分
CH4
C2H6
C3H8
H2S
CO2
H2O
体积比
0.93678
0.019025
0.006067
0.000001
0.038
0.000127
起点压力：
4.8MPa；
起点供气温度：
38℃；
终点配气压力：
不低于1.8MPa；
线路概况：
全长640km，沿线高差可忽略；
任务输量：
25亿方/年；
工作天数：
360天/年；
供气系数见下表。
表4.2供气系数
时间
上午
下午
1:
00
0.35
1.672
2:
00
0.43
1.036
3:
00
0.5
0.76
4:
00
0.53
1.075
5:
00
0.69
1.25
6:
00
0.78
1.956
7:
00
1.17
2.293
8:
00
1.36
1.778
9:
00
1.13
1.071
10:
00
1.21
0.805
11:
00
1.53
0.553
12:
00
1.75
0.405
题目5：
某天然气管道工艺设计2
起点压力：
6.5MPa；
起点供气温度：
40°C；
终点配气压力：
不低于2.6MPa；
线路概况：
全长760km，沿线高差可忽略；
任务输量：
30亿方/年；
工作天数：
360/年。
气质资料：
表5.1气质组分
成分
CH4
C2H6
C3H8
H2S
CO2
H2O
体积比
0.93678
0.019025
0.006067
0.000001
0.038
0.000127
表5.2供气系数
时间
上午
下午
1:
00
0.35
1.672
2:
00
0.43
1.036
3:
00
0.5
0.76
4:
00
0.53
1.075
5:
00
0.69
1.25
6:
00
0.78
1.956
7:
00
1.17
2.293
8:
00
1.36
1.778
9:
00
1.13
1.071
10:
00
1.21
0.805
11:
00
1.53
0.553
2设计内容
1）输气总工艺流程；
2）输气站的工艺参数和流程；
3）输气站的数量和站间距；
4）输气管道的直径、设计压力及压气站的站压比；
5）利用高压管道末端进行储气来保证用气高峰时的供应量。
3设计思路
采用方案比较法进行设计，主要步骤如下
1）将任务输量换算成计算流量；
2）根据输量初选经济管径
；
3）按钢管规格，选出与
相近的两种管径
、
；
4）选择管材，初定三个设计压力
、
、
；
5）根据初定的输送压力和管径，求管壁厚度，并进行强度校核，然后求出三种管子的内径；
6）根据计算流量、输送压力，选择压缩机的压缩比，确定压缩机型号和站机组组合方式；
7）计算末段长度和直径；
8）布置压缩机站，求得全线的压缩机站数；
9）经济计算，选择最优方案。
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