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天津某地区燃气供应中气源管道及储气设计计算案例

目录

TOC\o1-3\h\u16859天津某地区燃气供应中气源管道及储气设计计算案例 1

41721.1气源管道设计 1

115791.1.1管径设计 1

258791.1.2管道强度设计 3

233591.2储气调峰设计 3

6421.2.1储气调峰方案 3

17161.2.2储气调峰计算 4

1.1气源管道设计

1.1.1管径设计

由《港清三线输气管道工程》可知，港清三线主干线建于永清首站以及大港末站之间，全长162.2km，沿线经过永清县、霸州市、静海县以及滨海新区等4个县（市），另外还包括与永清首站相连接的7条联络线。永清首站设连接点阀室4座、联络阀室1座，这7条联络线总长约11.8km，管径D559-1016mm；管径D1016mm。取静海分输站出站压力6.3MPa，气源管道管长为57.2km。气源管道布置如图所示：

图1.1长输管道图

根据《输气管道工程设计规范》，由上述河西区地理条件可知管道沿线高程差小于200m，不考虑高程差影响，可以采用潘汉德尔公式进行计算，公式如下：

(1.1)

式中qv——气体在标准状态下的流量，m3/d；

d——输气管内直径，cm；

PH、PK——输气管道计算管段起点和终点压力（绝），MPa；

Z——气体的压缩因子；

T——气体的平均温度，K；

Δ——气体的相对密度，已计算得0.5630；

E——输气管道的效率系数，取E为0.93；

L——计算管段的长度，km。

首先不考虑气源管道储气，按照河西区日用气量进行计算，河西区所需用气量为108.07×104m3d，参考

运用TG-net软件，输入起点压力6.3MPa，流量为1080700m3

图1.2气源管道水力计算

图1.3气源管道水力计算结果

气源管道属于高压管道，拟选用无缝钢管来规划，已知，内管管径为245mm，该管径的计算未考虑储气，因此，在做储气计算时选取的管径比气源管道计算管径大。

1.1.2管道强度设计

《燃气工程设计手册》中钢管壁厚计算公式如下：

（1.2）

式中——钢管壁厚，mm；

——设计压力，MPa；

——钢管外径，mm；

F——安全系数，本设计为四级地区，取0.4。

——

——

所选无缝钢管屈服压力为235MPa，外径为267mm，管道设计压力为6.4MPa，可得管道的计算壁厚为9.089mm，小于所选管道的壁厚，所以将气源管道的壁厚值取11mm是合理的，管道具体参数如下。

表1.4气源管道参数表

设计压力（MPa）

管道外径（mm）

最小屈服强度（MPa）

焊缝系数

强度设计系数

计算壁厚（mm）

6.4

245

235

1

0.4

9.089

1.2储气调峰设计

1.2.1储气调峰方案

储气调峰有多种种方案可以选择：高压储罐储气调峰、长输管道末端储气调峰、地下储气库调峰等。远期调峰储气量为274900，若单独考虑高压储罐储气，将会需要大量的储气罐，耗费极高且储气罐占地面积大，而且安全欠佳，不符合实际。地下储气库对地质结构要求苛刻，建设周期长。根据方案的运行成本的高低和可靠性的大小，确定最终方案，可考虑单独用长输管道储气或者长输管道储气与储罐储气结合这两个方案，在满足储气要求的情况下进行比选，选择更符合经济效益的方案，并最终确定气源管道的选型。

1.2.2储气调峰计算

考虑使用气源管道末端的储气功能为城镇管网系统进行调峰。已知气源管道管径为245mm，参考《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》的管道外径与壁厚参考值，选择DN300规格的无缝钢管进行储气计算，已知开始储气时的终点压力6.3MPa，开始储气时的终点压力0.4MPa，以DN300管道计算，其内径为291.5mm，储气结束时的起点压力计算储气开始时的起点压力为：

（1.2）

（1.3）

（1.4）

式中P1min——储气开始时起点压力（绝），Pa；

P2min——储气开始时终点压力（绝），Pa；

P1max——储气结束时起点压力（绝），Pa；

P2max——储气结束时终点压力（绝），Pa；

——管长，m；

——流量，m3/s；

——气体相对密度，取0.5630；

——水摩阻系数，取0.0120；

Z——压缩系数，近似取0.92；

T——气体温度，K；

C——根据规范取0.03848；

D——管径，m；

流量值为：

将数据代入公式（1.2）、（1.3）和（1.4