天然气输气管道第五章3.ppt

2021/3/24,1,第五章压气站与干线输气管道联合系统（8课时）5.1压气站工作特性,5.2压气站与管路的联合工作,5.3输气管道运行工况分析与调节5.4末端储气,5.5干线输气管压气站的布置,2,2021/3/24,3,压缩机出口压力等于管道起点压力,,,一个压气站与干线输气管的联合工作,多个压气站与干线输气管的联合工作,干线输气管由压气站与站间管路组成的统一的水动力学系统。,2021/3/24,4,每个压气站都要消耗一部分气体，整个管线的输气量逐段下降。,不考虑各站的自用气量，M1,2021/3/24,5,,M1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,8,都将提高.,当pZ1增大，供气量Q增长，压力pZx和pQx,当pZ1减小，供气量下降时则相反,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,8,当pZ变化时，供气量Q基本不变化。,结论,pZ的变化大于pQx的变化，而pQx的变化又大于pZx的变化，即,ΔpZΔpQxΔpZx,pZ的变化对pQx、pZx的影响，实际上只在干线输气管的最后一、二个压气站存在。,第四节末段储气,2021/3/24,8,2021/3/24,9,1）末段终点流量下降时，末段起终点压力上升。,2021/3/24,10,V末段管道的几何体积；T1,T2相应为储气开始和结束时的末段平均温度，近似认为T1T2T；Z1，Z2相应为储气开始和结束时的末段的平均压力和平均温度下的压缩因子，可近似认为Z1Z2Z；Z0p0、T0下的压缩因子，Z01，p0103125Pa；T0工程标准状况下的温度，T0293K。,2021/3/24,11,,第五节干线输气管压气站的布置与工艺参数选择,干线输气管是整个输气系统的重要组成部分，其参数受气源供气和城市消费两者的约束。当干线输气管与输气系统的其它部分相联系的参数确定后，其可作独立环节进行工艺设计，其所得到的数据可作为系统优化内容之一。本节主要解决干线输气管的最优参数选择压气站布置。,2021/3/24,12,2021/3/24,13,第一节预先不固定站址的压气站布置,布置压气站要考虑工艺、地理地质、经济、社会等问题。压气站布置愈接近输气管的起点，输气管的输气能力愈大。原因1）压气站向起点移动时，进站压力增高，流量变小；保持压力比不变，可增大输气能力。2）压气站向前移动后，站间平均压力增高，平均流速下降，克服摩阻所需的能量减小，允许站间通过能力进一步提高。,,2021/3/24,14,,2021/3/24,15,1、压气站站间距（stationspacing）在压气站数一定，各站的出站压力达到最大工作压力时，输气管则有最大的输气能力（即首站出站的最大流量）。这个由全线的压气站compressionstation特性和整条输管各站间管路特性共同决定的。,无分气或进气输气管，扣除各站自用气外，流量逐站减小，各站出口均达到最大压力pmax。,,,第i1中间站特性,第i管路特性,pQipQi1pmax,2021/3/24,17,,M1,CiC时，各站间距相等,,,2021/3/24,18,,2、压气站数确定,L-输气管全线长；LZ-末段管线长；li–第i段管线长;–平均站间距.,M1,CiC时，各站间距相等,,,l1,l2,ln-1,lz,,2021/3/24,19,,3、输气管的最大流量,,,2021/3/24,20,M1;CiC,,,4、各站的进站压力,2021/3/24,21,5、压气站布置基本步骤1）根据末段储气要求确定末段参数PZ1max,PZ2min,LZ；2）根据Q、L、LZ初步确定压气站数，并化整；3）复核最大工作压力下的最大流量Qmax；4）计算各站间的站间矩，并布置压气站；5）计算各站其余工艺参数，进站压力PZ、压力比、压头H、功率N和出站温度T2等；6）根据计算结果，调整压力站，并核算之。,第二章天然气管道输送基础,第三章输气管水力计算,第四章输气管热力学计算,第五章压气站与干线输气管道联合系统,第一章绪论,第一章绪论,1.2天然气市场开发情况和主要用途,1.1天然气定义及组成,1.3天然气资源概况,1.4天然气输气系统及其特点,1.5输气管道概况及发展方向,1.1天然气的定义及组成,1.天然气定义,自然生成的、埋藏于地下、可燃的、烃类或非烃类混合气体,天然气有的是以气态形式从气田开采出的，称为气田气；有的随着石油一起从油田中开采出来的，称为油田气，又称油田伴生气。,气田气,油田气,世界平均约60约40,气田气和油田气都属常规天然气资源,烷烃为主，还含有少量非烷烃,2.天然气组成,主要成分为甲烷CH4，,天然气是重要能源矿产资源之一，也是国内外很有发展前景的一种清洁能源,天然气可燃气体烃类石油可燃液体烃类煤炭可燃固体矿物,SOx、NOx、COX污染最少,少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及以上烃类气体，,并可能含有氮、氢、二氧化碳、硫化氢及水蒸气等非烃类气体及少量氦、氩等惰性气体。,2.天然气主要用途,天然气,C1-C4烃类气体,非烃类气体,惰性气体,发电燃料压缩天然气汽车化工原料,硫磺氢气（H2）二氧化碳（CO2）,氦气（He）,1.3天然气资源概况,,,中国天然气资源分布,,,,,,,,,,输气系统组成GasTransmissionSystem,矿场集气管网gasgatheringnetworkoforeyard干线输气管道网mainlineofgastransmissionnetwork城市配气管网urbangasdistribution与这些管网相匹配的站、场装置组成。,29,输气系统主要由,30,2.发展方向,（1）大口径、高压力天然气后备储量很大,（2）高强度、高韧性、直缝钢管，以节省钢材,（3）关内壁涂敷有机树脂涂层（聚酰胺环氧树脂，无溶剂环氧树脂）改变流动特性防腐,自学内容,P11大型长距离输气管道建设要遵守的程序（1）可行性研究，编制设计任务书（2）初步设计、施工图设计（3）竣工验收,P17P19设计阶段的主要内容（1）可行性研究市场研究工业技术研究经济效益研究（2）初步设计（3）施工图设计,33,第二章天然气管道输送基础,2.1天然气的组成2.2天然气的状态方程2.3天然气的物理性质2.4天然气气质要求及净化方法,第一节天然气的组成NGcomposition,一、天然气的组成天然气是由烃类化合物、非烃类气体和其他复杂成分组成的混合物。烃类CH4占绝大多数，其次为C2H6、C3H8、C4H10和C5H12。非烃类气体CO2、CO、N2、H2、H2S及水蒸气（H2O）氦（He）、氩（Ar）硫醇类、硫醚类、硫氧化碳、二硫化碳,34,35,二、天然气的分类,1.按照天然气的矿藏特点,1气田气采自气田gasfield2油田伴生气associatedgas在油田中与石油一起开采出来。3凝析气condensategasfield在原始地层温度和压力下凝析气田以气体形式存在。在开发过程中，地层压力不断降低，气相中重烃会发生相态变化，在地层中析出凝析油，形成气液两相。,气田气甲烷methane含量特别多，占90以上。油田气甲烷含量一般在85以下，同时还含有一定量的乙烷、丙烷、丁烷和部分碳五以上的汽油组分。凝析气含有大量甲烷，并含有大量戊烷以上的轻质烃类。,36,天然气的烷烃含量及其他气体的种类和含量因地而异。,37,2.按烃类组分关系分,干气在地层中呈气态，采出后在一般地面设备和管道中也不析出液态烃的天然气湿气在地层中呈气态，采出后在一般地面设备的温度和压力下即析出液态烃的天然气贫气丙烷及以上烃类含量低于100ml/m3的天然气富气丙烷及以上烃类含量高于100ml/m3的天然气,3.按硫化氢、二氧化碳含量分,酸性天然气含显著量的硫化氢甚至有可能含有有机硫化合物、二氧化碳等酸性气体洁气硫化氢和二氧化碳含量甚微，不需要进行处理的天然气,