西南石油大学本科毕业设计（论文）
施工、同时投产的“三同时”原则。
本工程输配工艺为密闭流程，正常输送无天然气泄漏，输送的天然气经分离处理，气质符合管输标准和民用气要求，无其他污染物排放，对环境无污染。
用天然气作燃料、用气体燃烧器较易控制火焰和燃烧产物清洁、卫生、安全、热效率高，是理想的能源。
20
LLH调压计量站工艺设计
3 计算说明书
3.1 设计参数
3.1.1 已知参数的单位换算
设计流量：Q进站?243.5?545?104Nm3d
?10.1458?22.7083?104Nm3h ?28.18?63.08Nm3s Q至输气干线?193.5?495?104Nm3d
?8.0625?20.625?104Nm3h ?22.4?57.29Nm3s
Q至用户?50?104Nm3d
?2.083333?104Nm3h
?5.79Nm3s
设计压力： P?3.20?3.50MPa
P平均?3.35MPa
设计温度： T=293K
3.1.2 天然气基本参数的计算
本设计按以下天然气气质分析为主要参照进行计算：
表3.1所输天然气气质分析表
组分 甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 正戊烷 异戊烷 己烷 庚烷 氮气 co2 0.87 体积% 95.65 1.57 0.39 0.11 0.16 0.06 0.06 0.06 0.10 0.97 3.1.2.1 压缩因数的计算
压缩因数的计算根据以下公式计算[2]：
100Z= (1.1)
100+1.734P1.15式中 Z——压缩系数
。 P——输气管道内平均压力， MPa（绝）
100?0.934 1.15100?1.734?3.35由于输气管线下游用户的用气压力差异较大，本设计中的下游用户没有储
主要管段天然气压缩系数： Z? 21
西南石油大学本科毕业设计（论文）
气罐，仅靠上游高压管道进行用气量调峰，因此阀后压力一般在0.6~1.6MPa之
100间，所以去主要用户的天然气压缩系数为: Z??0.970 1.15100?1.734?1.63.1.2.2 临界压力和临界温度计算
临界压力和临界温度的计算可依据《天然气集输工程》中式(1-11)和式(1-12)计算：
Pc??yipci (1.2) Tc??yiTci (1.3)
式中 Pc——天然气的临界压力，MPa； Tc——天然气的临界温度，K；
pci——天然气中组分i的临界压力，MPa； Tci——天然气中组分i的临界温度，K； yi——天然气中组分i的摩尔分数。
查《天然气管道输送》表2-3可知天然气各组分参数如下表：
表3.2 天然气各组分参数表
组分 甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 正戊烷 异戊烷 己烷 庚烷 氮气 co2 pcMPa 4.544 4.816 4.194 3.747 3.600 3.325 3.381 3.012 2.736 3.349 7.290 Tc K Mi 190.58 305.42 369.82 425.18 408.14 469.65 460.39 507.40 540.20 125.97 304.25 16.043 30.070 44.097 58.124 58.124 72.151 72.151 86.178 100.205 28.013 44.010 10.60 8.77 7.65 6.97 6.68 6.48 6.64 6.50 5.80 17.00 14.30 ??106Pa?s 经计算得：
Pc=95.65%×4.544+1.57%×4.816+0.39%×4.194+0.11%×3.747+0.16%×3.600+0.06
%×3.325+0.06%×3.381+0.06%×3.012+0.10%×2.736+0.97%×3.349+0.87%×7.290
=4.553 MPa
Tc=95.65%×190.58+1.57%×305.42+0.39%×369.82+0.11%×425.18+0.16%×408.14
+0.06%×469.65+0.06%×460.39+0.06%×507.40+0.10%×540.20+0.97%×125.97+0.87%×304.25 =194.92 K
3.1.2.3 天然气分子量计算
天然气分子量的计算可根据《天然气集输工程》中(1-23)计算：
22
LLH调压计量站工艺设计
M??yiMi (1.4)
式中 Mi——天然气中组分i的分子量；
yi——天然气中组分i的摩尔分数。
经计算得：
M=95.65%×16.043+1.57%×30.070+0.39%×44.097+0.11%×58.124+0.16%×58.12
4+0.06%×72.151+0.06%×72.151+0.06%×86.178+0.10%×100.205+0.97%×28.013+0.87%×44.010 =17.039
3.1.2.4 标况密度计算
标况密度的计算可根据下式计算：
M17.039?0???0.76067kg／m3
22.422.40.76067???0.631
1.2053.1.2.5 粘度计算
粘度的计算可根据下式计算：
??式中 ?——天然气的粘度；
?(y??(yiiiMi)Mi) (1.5)
?i——天然气中组分i的粘度；
Mi——天然气中组分i的分子量； yi——天然气中组分i的摩尔分数；
经计算可知： ??10.63?10?6Pa?s 天然气的绝热系数：k=1.309
23
西南石油大学本科毕业设计（论文）
3.2 管道设计
3.2.1 管道计算
3.2.1.1 管径计算公式
管径可根据下式计算[3]：
d=4P0TZqv (3.1)
pPT0w式中 d——管线内径，m；
，t?20?C)，m3s； qv——气体流量(P=101.325KPa（绝）； P——管线输送的平均压力，KPa（绝）
T——管线输送的平均温度，K； Z——气体输送平均条件下的压缩因子；
p——圆周率，取3.1416；
w——气体流速，取12ms。 由上式可知： 入站管线： d?4?101.3?25?293?0.93463.08?0.435m 33.1416?3.35?10?293?12所以选入站管线外径为：D?508mm
出站管线：
(1) 至输气干线： d?4?101.325?293?0.934?57.29?0.414m
3.1416?3.35?103?293?12所以选至输气干线外径为：D?457mm
(2) 至主要用户：本设计中由于输气管线下游用户的用气压力差异较大，且采用上游高压管道进行用气量调峰，因此阀后压力一般在0.6~1.6MPa之间。取1.6MPa计算,假设至用户用气量为总量得：
d?4?101.325?293?0.970?5.79?0.194m 33.1416?1.6?10?293?12所以至主要用户管线外径为：D?219mm 3.2.1.2 管壁壁厚计算公式 管壁壁厚的计算可根据下式计算[7]：
24