低压煤层气环状集输管网的管径计算.pdf

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1、28石油It{jc建设低压煤层气环状集输管网的管径计算李树清，李轲2(1．中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司，河北任丘062552；2．中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司，北京100085)摘要：低压煤层气集输采用环状集输管网工艺在国内属首创文章介绍了环状集输管网管径的计算原理，推导了环状管网管径的计算公式，提出了环状管网计算起点、终点位置的确定方法和管道平均温度、压力的计算方法等。文章最后结合工程实例，阐述了这些理论和公式在某煤层气田矿场集气工程中的应用．并介绍了几点体会关键词：低压煤层气；环状集输管网；管径；计算doi：10．39694．issn．1001-2

2、206．2012．06。00805I罱1．1MPa(绝)，管遁输送J土力接近于城币燃气管l列煤层气矿场集输管道的起点是各个井场，终的高、中压管道。因此其水力计算可以按照城市燃点为集气站，它是由许许多多的单井管道、集气气高、中压管道的计算方法进行，对于中、高压燃支线、集气支干线、集气主干线等组成的一个复气管道有：籼矿场集输管⋯网从形式式上上分分一主要有直直线式、放放毕——l0斗A^2嗉p㈩Ll射式、环状式三种；从形状上讲主要有枝状、环式中P，——管道起点压力／MPa(绝)：状、放射状三种。管道终点压力／MP、(’)+——煤层气管道水力计算的任务是；：根据计算流二一各管段的计算长度／

3、km量和规定的压力损失来计算管径，进而决定管道A各管段的摩阻力系数：’——的金属耗量和投资；或是演算已有管道的流量和厂一各管段内气体的流／(m)；压力损失，以充分发挥管道的输送能力。一管道的内径／m：本文主要阐述对复杂环状集输管网的管径进p——气体相对密度：行计算的方法。气体温度／K：1基本原理厂__标准状况的热力学温度，273．15Ko1．1环状管网管径计算公式的推导如1所示假定：’，煤层气的矿场集输压力较1氐．一股在0．3～有高度的复杂性和不确定性。DC：ScriptaBookCompany，1975．参考文献．[6]GB50007-2002，建筑地基基础设计规范[s]．[7

4、]刘晓建，郑其俊．热桩技术及其在解决多年冻土稳定问题中的应f11JGJI18—1998，冻土地区地基基础设计规范[s]．用lJ1．石油工程建设，2005，31(6)：46—48．【2】航天七院．工业锅炉房设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社．1984．作者简介：李国文(1980一)，男，湖北仙桃人，工程师，[3]铁道部第三勘测设计院．冻土工程[M]．北京：中国铁道出版社，1994．2004年毕业于西北工业大学结构工程专业．硕士．主要从[4]SH／T3068—2007，石化工钢储罐地基与基础设计规范[S]．事油气田建筑结构设计工作[5】．TSYTOVICHNA．TheMecha

5、nicsofFrozenGround[M]．Washington，收稿日期：2012-04—05第38卷第6期李树清等：低压煤层气环状集输管网的管径计算29【i16．94p2Q2oLf【l／I．(4)1．2环状管网计算起点与终点位置的确定方法任意环形管网如图1所示，环上各节点的进出气量用表示．在环上任选一点A为环网的计算起点，干线主出口点0为环网的计算终点。用虚线连接A、0点，将环状管网分成上下两个半环，上下两个半环来的气体在0点汇合流入进站总干图1环状管网计算简图线。通常环网上的各个节点在设计方案的前期是已(1)管道的起、终点地形高差不大于200ITI。知的，也就是说终点(0点

6、)位置是已知的，而环(2)环形集气管网由同径管组成网的计算起点(A点)位置则是未知的，A节点的(3)上半环各管段天然气流量为Q。～p，它上下半环流量分配也是未知的。一般是先根据上半们通过、B、⋯⋯、，点输至0点。下半环各管环的线路总长大致等于下半环的线路总长．上半环段天然气流量为q～q，它们通过A、b、⋯⋯、-，的总流量大致等于下半环的总流量来初步选取．然点输至0点后再经过适当的计算判定后进行调整(4)A点为上、下两个半环管道的起点(零根据质量守恒定律．环网上输出的流量等于输点)，其压力为PI。0点为上下两个半环管道的汇入的流量，对于任意节点即有：合点，也就是环网的终点，此点压力

7、为+。。根据上述假定．我们就可以将环形管网的上、=0(5)l下半环分别按直线支状管网来考虑．这个支状管网在起点(点)有：的干线是由同径管组成的VA：Q1+q1(6)上、下两个半环的气体按图1所示方向流动，设Q=X，则：因此A—B一0和A～b-O管段的压差相等．因起、终q1=VA—X(7)点在同一处．压力平方差必然相等上半环起终点压力平方差：将式(1)变形整理得：Q+∑，J=+∑Q(8)QL=争(2)=2=2下半环起终点压力平方差：根据图1，由式(2)可得出各管段的QoL值：gz+