原油长输管道初步设计计算书
原油长输管道初步设计计算书
绪论
原油的运输作为能源利用技术的重要一环，越来越受到重视，而其中管道运输与铁路、水路、公路、航空相比，因其输送距离长、建设速度快、占地少、管径大、输量高、能耗低、不污染环境、受地理及气象条件影响小等优点，而得到快速发展，已成为世界主要的原油输送方法[1]。
原油按其油品性质来分，可以将原油分为轻质原油和高粘易凝原油，后者还可以分为含蜡量较高的含蜡原油和含胶质、沥青质较高高粘重质原油（即稠油）[2]。轻质原油的输送较为容易，一般常规输送工艺就能满足要求。含蜡原油的的凝点较高，管输过程中易出现析蜡、凝管、堵塞等事故，严重影响管输的能力和效率。而高粘重质原油的粘度非常高（通常是几百甚至是几万厘波[3]），因此管路的压降就相当大，这就大大增加了原始基建投资和运行费用。
现在原油管输工艺的种类很多，应用较多、技术比较成熟的传统管输工艺有火焰加热器的加热输工艺、热处理输送工艺、加剂（包括降凝剂、减阻剂、乳化剂）输送工艺[4~13]、稀释输送工艺[14]。另有相对来说应用较少、有待进一步研究开发的现代工艺，有保温结合伴热输送工艺、太阳能加热等特殊加热工艺[15]、低粘液环输送工艺、微波降粘输送工艺[16]、水悬浮输送工艺、气饱和输送工艺、磁处理输送工艺[17]、改质输送工艺[18]、管道内涂输送工艺[19]等。
由于我国生产的原油多属高含蜡、高凝固点、高粘度原油，因此我国多数管道仍采用加热输送。无论从输油成本以及设备投资方面都比常温输送高出很多，并且我国大部分输油管道都建在70年代，为了保证安全运行和提高企业经济效益，旧管输工艺的改进和新建管道先进技术研究开发是当前管输工作的重点。我国从事管道科研人员近年来在这方面取得了较大进展。
我国输油工艺技术发展方向[20]： (1) 适应国内油田发展的特点，解决东部管道低输量运行，西部管道常温输送，海洋管道间歇输送和成品油顺序输送问题。坚持输油工艺的新型化和多样化。(2) 采用高效节能设备，管输过程中节能和降低油耗的最有效措施是采用高效的输油泵和加热炉，开展新型高效离心泵和国产高效加热炉的研制是摆在我们面前的一项艰巨任务。(3) 加强原油热处理、降凝剂和减阻剂机理的研究，从根本添加剂对不同原油减阻降凝机理的认识问题。(4) 开展添加剂的研制工作，形成添加剂研究—生产—应用一条龙。(5) 进一步研究降粘裂化输送，水环输送，界面减阻输送，磁处理输送机理和适应范围。针对不同油田原油的特点进行工业性试验，对特定的原油采用特殊的方法输送。
设计内容
（1）计算及说明书部分内容要求
1) 根据费用现值最小原则确定最优管径。
2) 水力与热力计算。
3) 主要设备选型，包括泵、炉、罐、原动机等。
4) 站址确定、调整及工况校核。
5) 反输计算。
6) 站内流程设计。
7) 几种输量下的运行方案确定。
8) 绘图部分内容要求。
9) 绘图采用AUTOCAD。
10) 图幅均采用1号或2号图纸。
（2）设计依据：
（1）《输油管道设计与管理》
(2) 《输油管道工程设计规范》
(3) 《泵产品样本》
(4) 《石油化工装置工艺管道安装设计手册》
(5) 《管路附件设计选用手册》
(6)《油库设计与管理》
其他国家现行的有关标准及规范的规定
计算部分
DH原油管线初步设计
一、设计依据与基础参数
1.原始数据
（1）最大设计输量为550万吨/年；
生产期生产负荷（各年输量与最大输量的比率）见下表1。
表1 生产期生产负荷表
年 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
生产负荷
70 80 90 100 100 100 100 100 100 100 100 90 80 70 （%）
（2）年最低月平均温度2℃；
（3）管道中心埋深1.55m；
（4）土壤导热系数1.45w/(m?℃)；
（5）沥青防腐层导热系数0.15w/（m?℃)；
（6）原油物性
①20℃的密度860kg/m3；
②初馏点81℃；
③反常点28℃；
④凝固点25℃；
⑤比热2.1kJ/(kg·℃)；
⑥燃油热值4.18×104kJ/kg。
（7）粘温关系 见表2
表2 油品温度与粘度数据
温度（℃） 28 30 35 40 45 50 55 60 粘度（cp ）
124.5
111
83.2
69
60
53
48
42.5
（8）沿程里程、高程（管道全程320km ）数据见表3
表3 管道纵断面数据
里程（km ） 0
40
70
130 165 190 230 250 280 300 320
高程（km ）
28 30 10 25 35 28 36 42 68 45 35
2.设计基础参数
1）原油物性参数
① 原油进站温度、出站温度
由于一般原油加热温度为60~70℃，考虑到最高出站温度为60℃，故取T R =60℃ 。
由于最低进站温度比凝固点高7℃，且考虑到反常温度和最低进站温度都为30℃，故在最低进站温度时仍可以满足牛顿流体的特性，故取T Z =30℃。
② 平均输送温度
在加热输送条件下，计算温度采用平均输油温度T ，平均输油温度采用加权法，按下式计算：
R Z
2=
+33
T T T 错误！未指定书签。 (1-1)
式中：
T R ——原油出站温度，℃，取T R =60℃； T Z ——原油进站温度，℃，取T Z =30℃；
T——原油平均温度，℃，由上式计算得T= 40℃。
③原油密度
所输原油密度ρ(g/cm3)随温度T(℃)的变化关系为：
20(20)
ρρξT
=--
(1-2)
式中：
20
ρ——20℃下原油密度，kg/m3；
ξ——温度系数，ξ=1.825-0.001315ρ
20
，kg/( m3·℃)，解得ξ=0.6941；
T——平均输油温度，℃，取T=40℃。
即得原有粘度与温度的变化关系式：
ρ=860-0.6941(T-20)
(1-3)
解得ρ=846.12 kg/m3。
④原油粘度
由最小二乘法回归粘温关系如表1-1
表1-1 粘温关系回归表
温度(℃)60 55 50 45 40 35 30 28 粘度
(×10-6m2/s)
42.5 48 53 60 69 83.2 111 124.5
lnν
-10.066
-9.9443 -9.8452 -9.7212 -9.5814 -9.3943 -9.1060 -8.9912 取xi为T，yi为lnν，并设=+
y a bx
Σxi= 343
Σyi= -76.6496
x= 42.875
y = -9.5812
b =
∑∑---2
)
())((x xi y y x x i i
=875.9522497.31-=0328.0-
=-=x b y a -8.1751
回归结果为ln ν=-8.1751-0.0328T 得原油粘度为：
ν=e -8.1751-0.0328T (1-4)
式中：T--平均输油温度(℃)；
2）其他设计参数
管道全线任务输量、最小输量、进出站油温、埋深处月平均气温等列于表1-12设计参数表中。生产天数按照350天计算。
表1-2 设计参数表
任务输量(×104
t/a)
最小输量(×104
t/
a) 管线里程(Km)
最高出站油温℃
最低出站油温℃
埋深处月平均气温℃
550 385
320
60
30
2.0
质量流量为：
88.1818400
35010105503
4max =???=
G kg/s =?=%70max min G G 127.31kg/s 由质量流量与体积流量换算公式：
G
Q ρ
=
(1-5) =max Q 0.2149m 3/s =min Q 0.1505m 3/s
二、经济管径的选择
1.管径及管材的初选
1)管径选择
根据规范，输油管道经济流速范围为1.5-2.0m/s ，管径计算公式如下：
d =
V
Q
4 (2-1) 式中：Q --额定任务输量(m 3/s),0.2149m 3/s ； V --管内原油经济流速(m/s)； d --管道内径(m)；
根据输量计算结果如下表1-13：
表1-13 初选管径表 经济流速 (m/s) 计算结果 (mm)
初选管Ⅰ (mm)
初选管Ⅱ (mm)
初选管径
Ⅲ (m m) 1.5
4
27.2 4
06.4
457
508
2)管材选用
本工程采用直缝电阻焊钢管。
综合考虑输油系统的压力、输油泵的特性、阀门及管件的耐压等级等综合因素，管材选用按照API 标准生产的X60直缝电阻焊钢管，局部高压管段选用按照API 标准生产的X80直缝电阻焊钢管。
根据输量的大小，本次设计提出了3种可能的管径，分别是Φ406.4×6.4、
天然气输气管道设计与管理
一、天然气概况 1、天然气定义：从地下开采出来的可以燃烧的气体 2、天然气来源：气田气，油田气。 3、天然气组成：60%～90%为甲烷和乙烷，10%～40%的丙，丁，戊烷及重烃，在工标状态下只有甲、乙、丙、丁烷为气态，其余都为液态。 二、输气管道概况 1、输气管道分类：矿场集气管道，干线输气管道，城市配气管网 2、世界著名大型输气管道:前苏联乌连戈依——中央输气管道，全系统由6条输气干线组成，最著名的属亚马尔输气管道。该管道在苏联境内长4451km，建设了41座压缩机站和2座冷却站，经西西伯利亚地区穿越水域
945km，穿越河流700余处。 3、中沧线是中国第一次采用燃气轮机驱动离心压缩机输送油田伴生气的输气管线。 4、西气东输管线包括：青海涩北至甘肃兰州（2000年开工，02年竣工投产），重庆忠县至武汉（2000年开工），塔里木至上海（02年7开工，全长400多千米，管径1016mm，操作压力10MPa） 5、中国未来十年管网总体布局：两纵，两横，四枢纽(在北京，上海，信阳和武汉设立调度中心或分调度中心)，五气库（在北京，上海，大庆，山东，和南阳建立地下储气库） 6、管道防腐技术：从简单的人工除锈刷漆发展到外涂层与阴极保护和牺牲阳极相结合的联合保护。自1964年开始使用阴极保护到今天，所有的输气管道上都建有阴极保护站，单站保护长度可达50～80km. 输气管道的主要工艺设备包括压缩机组，阀门，计量设备和调压设备。 三、天然气的性质 1、天然气的分类 （1）按矿藏特点分：纯气藏天然气（在天然气开发过程中，不论何阶段流体在地层中均成气体，采出地面后可能有部分液体析出），凝析气藏天然气（矿藏流体在地层原始状态呈气态，但开采到一定阶段，随地层压力减小有部分烃类在地层中呈液态析出），油田伴生天然气（与原油共存，开采时与原油同时被采出，经油气分离得到的天然气） （2）按烃类组分关系分：干气（地层中呈气态，开采出后在管线设备中也不会有液态烃析出），湿气（地层中呈气态，在一般地面设备的温度、压力
管道支吊架设计及计算
浅谈管道门字型支吊架的设计及计算 【文 摘】 用来支撑管道的结构叫管道支吊架，管道在敷设时都必须对管子进 行固定或支承，固定或支承管子的构件是支吊架。在机电工程里，管道支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事，同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。 【关键词】 管道布置 管道跨距 管架分析 管架内力计算 一、 管道的布置 对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架，首先需对管道进行合理的布置，其布置不得不考虑以下参数： 1. 管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求； 2. 管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维 修等方面的要求，并力求整齐美观； 3. 在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调； 4. 管道宜集中成排布置，成排管道之间的净距（保温管为保温之间净距） 不应小于50mm 。 5. 输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布 置，应符合设备布置设计的要求，并力求短而直，切勿交叉； 6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上，在管架、管墩上布置管道时，宜使 管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡； 7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性，在保证管道柔性及管道对设备、 机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少； 8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置，并尽量将管道布置在距可靠支 撑点最近处，但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm ，同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿； 9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。不可避免 时应根据操作、检修要求设置放空、放净。 二、 管架跨距 管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。跨距太小造成管架过密，管架数量增多，费用增高，故需在保证管道安全和正常运行的前提下，尽可能增大管道的跨距，降低工程费用。但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响，不可能无限的扩大。所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距，管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算，取其小值作为推荐的最大允许跨距。 1. 按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式： []t W q L δφ124 .2max =
华东电力设计院汽水管道支吊架设计手册
华东电力设计院汽水管道支吊架手册 使用说明 总则 支吊架的整体结构通常是由“管部”、“连接件”和“根部”三个部分所组成，管部、连接件和根部的结构型式均以标号方式表达其名称、结构型式、材料及规格，具本表示方式如下： 第一单元：占两位数，用汉语拼音字母表示，代表管部、连接件和根部各零件和部件的名称，具体表示方式如下： 第二单元：阿拉伯数字表示，代表管部、连接件和根部的结构型式管部：占一位数，除弯头支架外，通常表示为： “1”——代表≤555摄氏度各种介质温度下的管部结构； “2”——适用于无保温管道的管部结构； “3”——代表焊接式管部结构。 “4”——代表加强焊接式管部结构。 连接件：占一位数，代表各种连接件的结构型式。 根部：占两位数，奇数表示单槽钢的结构，偶数表示双槽钢的结构。 第三单元：占一位数，用汉语拼音字母表示，代表 管部：与管道表面接触部分所使用的管部材料： “H”——代表合金钢； “R”——代表20号钢； 当为A3钢时，则可省略不予表示。 连接件：代表： 1．螺纹连接件的螺纹旋向，以字母“Z”代表左螺纹，右螺纹者则不表示： 2．中部弹簧组件的支吊方式 “A”——单吊板连接的弹簧； “B”——双吊架连接的弹簧； “C”——螺纹连接的弹簧。 3．未表示者则无要求。 根部：代表悬臂梁结构和简支梁结构与土建梁的支承方式：第四单元：用阿拉伯数字表示，代表：
管部：管子的外径（毫米） 连接件： 1．拉杆及其附件和标准件的直径（毫米）和拉杆的长度（毫米）； 2．弹簧编写及其冷态荷载（公斤力）； 3．滚筒的直径（毫米）； 4．其他连接件的编号。 根部：表示编号及支吊点距离（毫米）和主要型钢的长度（毫米）。 第五单元：占一位数，用汉语拼音字母表示，代表： 管部： 1．表示荷载等级： “Q”——轻荷载； “Z”——重荷载； “J”——减震支架管夹。 2．表示支架支座上的特殊要求，当支座上需要带有聚四氟乙烯板作滑动材料时，应注明有“F”字样。 连接件：表示支承底板的特殊要求，同“管部（2）” 根部：空白。 各种管部、连接件和根部型号的具体表达方式，可参阅本手册中各种结构型式的“标记示例”。 本手册所使用的单位，除特殊标明外，分别是 长度——毫米（mm） 面积——平方毫米（mm2） 重量——公斤（kg） 荷载——公斤力（kgf） 力矩——公斤力—米（kgf---m） 设计方面 一、管部 1．手册中的“管部”适用于555摄氏度蒸汽和265摄氏度水及以下介质温度的汽水管道,对于油、气管道亦可使用。选用时应根据管道运行时的介质温度选择合适的钢材。 2．“管部”中的PMAX值系指在介质温度下所允许的最大了承载能力。 因此应根据管道在不同的运行工况下可能出现的最大荷载选择使用。当选用有“荷载等级”的结构时，应根据管道的设计荷载正确选用。当水平管道支吊架的设计荷载超过于荷载超过手册中允许的最大荷载时，除可缩短支吊架的设计跨距外，尚可按图1所表示的方法选择使用。 3．在吊架拉杆偏移角≤4度时，“管部”中的吊架结构强度已考虑到由于管道水平位移所产生的水平力的影响，当吊架拉杆长度较短时和支架有较大的水平位移时，应将支吊架进行偏移安装，偏移安装值和偏移安装方向应在设计方件中标明。 4．对于高温高压管道和水平力要求严格控制的支架，应在支架的支座底面和滑动、导向底板的表面装设聚四氟乙烯板作滑动材料以减少水平力的产生。
输气管道课程设计
输气管道课程设计 姓名：李轩昂 班级：油储1541 学号：201521054114 指导教师：任世杰
目录 前言------------------------------------------------------------------------------------------------- 4第一章设计概述---------------------------------------------------------------------------------- 5 1.1设计原则--------------------------------------------------------------------------------- 5 1.2 管道设计依据和规范----------------------------------------------------------------- 5 1.3长输气管道设计原始资料------------------------------------------------------------ 6 1.3.1天然气管道的设计输量 ------------------------------------------------------- 6 1.3.2气源特性 ------------------------------------------------------------------------- 6 1.3.3气源处理 ------------------------------------------------------------------------- 6 1.3.4管道设计参数 ------------------------------------------------------------------- 7 1.3.5基本经济参数 ------------------------------------------------------------------- 7第2章管道工艺计算---------------------------------------------------------------------------- 9 2.1天然气物性参数计算------------------------------------------------------------------ 9 2.1.1天然气的平均分子质量、平均密度和相对密度------------------------- 9 2.1.2天然气压缩因子的计算 ------------------------------------------------------- 9 2.1.3天然气粘度计算 -------------------------------------------------------------- 10 2.1.4定压摩尔比热 ----------------------------------------------------------------- 10 2.2输气管道水力计算------------------------------------------------------------------- 11 2.2.1雷诺数的计算 ----------------------------------------------------------------- 11 2.2.2管道内压力的推算 ----------------------------------------------------------- 12 2.2.3管道壁厚推算 ----------------------------------------------------------------- 12 2.3输气管道热力计算------------------------------------------------------------------- 12 2.3.1总传热系数 -------------------------------------------------------------------- 12 2.3.2天然气的平均地温 ----------------------------------------------------------- 13 2.3.3考虑气体的节流效应时输气管沿管长任意点的温度计算----------- 13 2.4管道工艺计算结果------------------------------------------------------------------- 14 2.4.1首站到分输站1 --------------------------------------------------------------- 14 2.4.2分输站1到分输站2 --------------------------------------------------------- 14 2.4.3分输点2到末点 -------------------------------------------------------------- 15
管道支吊架设计及计算
【文 摘】 用来支撑管道的结构叫管道支吊架，管道在敷设时都必须对管子进 行固定或支承，固定或支承管子的构件是支吊架。在机电工程里，管道支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事，同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。 【关键词】 管道布置 管道跨距 管架分析 管架内力计算 一、 管道的布置 对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架，首先需对管道进行合理的布置，其布置不得不考虑以下参数： 1. 管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求； 2. 管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维 修等方面的要求，并力求整齐美观； 3. 在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调； 4. 管道宜集中成排布置，成排管道之间的净距（保温管为保温之间净距） 不应小于50mm 。 5. 输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布 置，应符合设备布置设计的要求，并力求短而直，切勿交叉； 6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上，在管架、管墩上布置管道时，宜使 管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡； 7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性，在保证管道柔性及管道对设备、 机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少； 8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置，并尽量将管道布置在距可靠支 撑点最近处，但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm ，同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿； 9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。不可避免 时应根据操作、检修要求设置放空、放净。 二、 管架跨距 管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。跨距太小造成管架过密，管架数量增多，费用增高，故需在保证管道安全和正常运行的前提下，尽可能增大管道的跨距，降低工程费用。但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响，不可能无限的扩大。所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距，管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算，取其小值作为推荐的最大允许跨距。 1. 按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式： []t W q L δφ124 .2max = L max ——管架最大允许跨距（m ）
管道的支吊架设计与计算
浅谈管道门字型支吊架的设计及计算 【文摘】用来支撑管道的结构叫管道支吊架，管道在敷设时都必须对管子进行固定或支承，固定或支承管子的构件是支吊架。在机电工程里，管道 支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事，同时管道支吊架的设计 和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。如何采用安全适 用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。【关键词】管道布置管道跨距管架分析管架内力计算 一、管道的布置 对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架，首先需对管道进行合理的布置，其布置不得不考虑以下参数： 1.管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求； 2.管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维 修等方面的要求，并力求整齐美观； 3.在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调； 4.管道宜集中成排布置，成排管道之间的净距（保温管为保温之间净距） 不应小于50mm。 5.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布 置，应符合设备布置设计的要求，并力求短而直，切勿交叉；
6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上，在管架、管墩上布置管道时，宜使 管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡； 7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性，在保证管道柔性及管道对设备、 机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少； 8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置，并尽量将管道布置在距可靠支 撑点最近处，但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm ，同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿； 9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。不可避免时应根 据操作、检修要求设置放空、放净。 二、 管架跨距 管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。跨距太小造成管架过密，管架数量增多，费用增高，故需在保证管道安全和正常运行的前提下，尽可能增大管道的跨距，降低工程费用。但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响，不可能无限的扩大。所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距，管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算，取其小值作为推荐的最大允许跨距。 1. 按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式： []t W q L δφ124 .2max = L max ——管架最大允许跨距（m ） q ——管道长度计算荷载（N/m ）,q=管材重+保温重+附加重 W ——管道截面抗弯系数（cm 3）
输气管道设计
天然气输气管道设计 1 管道材质及壁厚选择 壁厚 F D P S H H σδ2= H P —设计压力，MPa ； H D —管道的外径，mm ； S σ—所选钢材的最小屈服强度，MPa ； F —根据地区等级确定的设计系数； 2 管道轴向应力及稳定性验算 h l t t E μσασ+-=)(21 σ σ2Pd h = l σ—管道轴向应力，MPa ； E —钢材的弹性模量，为51006.2?MPa ； α—钢材的线性膨胀系数，取5102.1-?MPa ； 1t —管线安装温度，C 0； 2t —管线工作温度，C 0； μ—泊松比，取0.3；
h σ—管线的环向应力，MPa ； P —管道内压，MPa ； d —钢管内径，cm ； σ—钢管的公称壁厚，cm ； 应力满足如下条件： s l h σσσ9.0<- 敷设： 弯头的曲率半径大于等于4倍管外直径，并应满足清管器或检测仪器能顺利通过管道要求。 试压。
工艺说明，，， 1物理和热力性质（平均分子量，相对密度，平均密度，热值） 2压缩因子相关方程式。（Gopal 的相关方程式） 3定压摩尔比热（根据干线输气管道实用工艺计算方法） 4焦—汤系数（根据干线输气管道实用工艺计算方法） 二，水力计算 1雷诺数Re 2水力摩阻系数λ 三，输气管道内径 δ2-=H B D D
强度设计系数 地区等级 强度系数 一级地区 0.72 二级地区 0.6 三级地区 0.5 四级地区 0.4 2压力 （1）压缩机入口压力εH B P P = =设计压力/压比 （2）起点压力 211P P P P H δδ--= 1P δ—压缩机与干线输气管之间连接管线的压力损失，输气工作压力 为7.5~10MPa 时，1P δ≈0.05~0.07MPa 2P δ—天然气冷却系统的压力损失，按照“标准”取0.0588MPa （3）终点压力 32P P P B δ+= B P —压缩机入口压力；
管道支吊架计算书
长安美院运动场地下室管廊管道支架施工方案 编制: 审核: 批准: 陕西建工安装集团有限公司 2019年11月20日
管廊管道支架施工方案 支架选用参考图集《05R417-1》、《03S402》、《04R417-1》，焊缝及高强度锚栓采用《钢结构设计规范》，根据图集说明核算支架强度如下： 一、布置概况 长安美院运动场车库管廊位置设计有4根DN200 镀锌管、1根DN250 PSP 钢塑复合管，1根PE160 PE管，6套管线共用支吊架，每组支架采用三根吊杆，采用M10膨胀螺栓锚固在地下室结构梁上，支架的间距设置为L=4.2米。 二、垂直荷载G； 1、管材自身重量：2597N*2+1002N+1298N=7494N DN200镀锌管自重：2*0.02466*壁厚*（外径-壁厚）*9.81*4.2=0.02466*6* （219-6）*9.81*4.2*2=31.52*9.81*4.2*2=2597N DE160 PE管自重：3.14*1.02*壁厚*（外径-/1000=0.032028*4.9* （160-4.9）*9.81*4.2=1002N DN250 PSP钢塑复合管自重（按钢管计）：0.02466*壁厚*（外径-壁厚） =0.02466*6*（273-6）=39.51*9.81*4.2=1298N 2、管道介质重量：2203N+1143N*4+730N=7505N DN250给水管介质重量：ρ×1/4πD2×g×L=1000×1/4×3.14× （0.273-0.006*2）2×9.81×4.2=2203N DN200消防自喷管介质重量：ρ×1/4πD2×g×L=1000×1/4×3.14× （0.200-0.006*2）2×9.81×4.2=1143N PE160中水管介质重量：ρ×1/4πD2×g×L=1000×1/4×3.14× （0.16-0.0049*2）2×9.81×4.2=730N （其中：ρ=1000kg/m3 ,g=9.81N/kg）； 3、垂直荷载G=（管材自身重量+管道介质重量）×1.35=（7494+7505）× 1.35=20249N，（其中：垂直荷载G根据图集《03S402》第六页，“考虑制造安装因素，采用管道间距标准荷载乘1.35的荷载分项系数”）；
输气管道工程设计规范2015
输气管道工程设计规范 1 总则 2 术语 3 输气工艺 3.1一般规定 3.1.1 输气管道的设计输送能力应按设计委托书或合同规定的年或日最大输气量计量。当采用年输气量时，设计年工作天数应按350d计算。 3.1.2进入输气管道的气体应符合现行国家标准《天然气》GB17820中二类气的指标，并应符合下列规定： 1 应清除机械杂质； 2 露点应比输送条件下最低环境温度低5℃； 3 露点应低于最低环境温度； 4 气体中硫化氢含量不应大于20mg/m3； 5 二氧化碳含量不应大于3%。 3.1.3 输气管道的设计压力应根据气源条件、用户需求、管材质量及管道附近的安全因素，经技术经济比较后确定。 3.1.4 当输气管道及其附近已按现行国家标准《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447和《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448的要求采取了防腐措施时，不应再增加管壁的腐蚀裕量。 3.1.5 输气管道应设清管设施，清管设施与输气站合并建设。 3.1.6 当管道采用内壁减阻涂层时，应经技术经济比较确定。 3.2工艺设计 3.2.1工艺设计应根据气源条件、输送距离、输送量、用户的特点和要求以及与已建管网和地下储气库容量和分布的关系，对管道进行系统优化设计，经综合分析和技术经济对比后确定。 3.2.2 工艺设计应确定下列内容： 1 输气总工艺流程； 2 输气站的工艺参数和流程； 3 输气站的数量及站间距； 4 输气管道的直径、设计压力及压气站的站压比。
3.2.3 工艺设计中应合理利用气源压力。当采用增压输送时，应结合输量、管径、输送工艺、供电及运行管理因素，进行多方案技术经济必选，按经济和节能的原则合理选择压气站的站压比和确定站间距。 3.2.4 压气站特性和管道特性应匹配，并应满足工艺设计参数和运行工况变化的要求。再正常输气条件下，压缩机组应在高效区内工作。 3.2.5 具有分输或配气功能的输气站宜设置气体限量、限压设施。 3.2.6 当输气管道起源来自油气田天然气处理厂、地下储气库、煤制天然气工厂或煤层气处理厂时，输气管道接收站的进气管线上应设置气质监测设施。 3.2.7 输气管道的强度设计应满足运行工况变化的要求。 3.2.8 输气站宜设置越站旁通。 3.2.9进、出输气站的输气管线必须设置截断阀，并应符合现行国家标准《石油天然气工程设计防火规范》GB50183的有关规定。 3.3 工艺设计与分析 3.3.1 输气管道工艺设计至少应具备下列资料： 1 管道气体的组成； 2 气源的数量、位置、供气量及其可变化范围； 3 气源的压力、温度及其变化范围； 4 沿线用户对供气压力、供气量及其变化的要求。当要求利用管道储气调峰时，应具备用户的用气特性曲线和数据； 5 沿线自然环境条件和管道埋设处地温。 3.3.2 输气管道水力计算应符合下列规定： 1 当输气管道纵断面的相对高差Δh ≤200m 且不考虑高差影响时，应按下式计算： 5.052221)(1051???????-=TL Z d P P q v λ （3.3.2—1） 式中：v q ——气体（P 0=0.101325MPa ，T=293K ）的流量（m 3/d ）； P 1——输气管道计算段的起点压力（绝）（MPa ）； P 2——输气管道计算段的终点压力（绝）（MPa ）； d ——输气管道内径（cm ）； λ——水力摩阻系数； Z ——气体的压缩因子； ?——气体的相对密度； T ——输气管道内气体的平均温度（K ）； L ——输气管道计算段的长度（km ）。 2 当考虑输气管道纵断面的相对高差影响时，应按下列公式计算： 5 .01152221)(21)1(1051??? ?????????????????++??+-=∑=-n i i i i v L h h L TL Z d h P P q αλα （3.3.2—2）
管道支架的设计分析
管道支架的设计 首先我们应明确哪类管架应该土建专业设计,哪类管架应该配管专业设计。支承管道的管架通常分为三部分： 一、属于土建结构部分。习惯称之为“管架”或“管廊”，包括内管廊和外 管廊。 二、管道与土建结构之间相接的各种支、托、吊部分。 三、生根在建筑结构上的各种支架，高度通常在２ｍ以下。 通常第一类支架由配管专业提供条件，由土建专业设计完成；第二类支架通常由配管专业负责设计；第三类支架在建筑物上的预埋件由土建专业设计，其他部分由配管专业完成。 ⒈管道支架的分类及定义 按支架的作用分为三大类：承重架，限制性支架和减振架。 ①承重架：用来承受管道的重力及其它垂直向下荷载的支吊架。它又可分 为：刚性支吊架、可变支吊架或弹簧吊架、恒力吊架。 ａ、刚性支吊架：用于无垂直位移的场合。 ｂ、可变支吊架或弹簧吊架：用于有少量垂直位移的场合。 ｃ、恒力吊架：用于垂直位移较大的地方。 ②限制性支架：用来阻止、限制或控制管道系统热位移的支架。它又可分 为导向架、限位架和固定架。 ａ、导向架：使管道只能沿轴向移动的支架，不允许有角位移。 ｂ、限位架：允许管子的某一点有角位移，但不允许有线位移。 ｃ、固定架：不允许支承点有三个轴线的全部线位移和角位移。 ③减振架：用来控制或减除重力和热膨胀作用以外的任何力（如物料冲击、 机械振动、风力及地震等外部荷载）的作用所产生的管道振动的支架。 减振架有弹簧和油压式两种类型。 ⒉水平管道的最大支架间距 管道支架间距是指管道的跨度。一般管道的最大支架间距是按强度条件及刚
度条件计算决定，取其较小值。 管道支架的设置使管道形成分段，常见的有几种典型的形式：ａ、单跨梁（有图）ｂ、多跨连续梁（有图）ｃ、Ｌ形弯管（有图）ｄ、Ｕ形弯管（有图）ｅ、三轴向弯管 （有图） ①支架间距按强度条件计算： W Z L ][式中：L —管道支架间距，m ； Z —管子断面系数，3 cm ，通常管子的断面系数公式为 D d D Z 324 4 ； W —管道单位长度的重力，单位： m N /10； ][—热态下管材受重力荷载部分的许用应力， MPa ，通常取 2 ] [ h ； ][ h —管材在热态下的许用拉应力。 ②按刚度条件计算： 4 10 1W EI L 式中：W L 和意义同上， E —管材在热态下的弹性模量，MPa ；I —管子截面惯性矩，4 cm ，64 4 4 d D I ； —管子在跨中的挠度，mm 。 按刚度条件计算时的主要因素为挠度值的选取。在装置内的管道，一般选用 挠度在１０～２０mm 之间，推荐采用 ＝１５mm 。对于装置外的管道，由于 常设计成有坡度的管道（２‰～５‰），其挠度采用较大值，可达３８ mm 左右。
管道支吊架设计计算书
管道支吊架设计计算书 支吊架的支座应连接在结构的主要受力构件上，支吊架施工厂家应将支吊架预埋点位以 及受力提给设计院，经设计 院认可后方可施工！ 4、基本计算参数设定： 荷载放大系数：1.00。 当单面角焊缝计算不满足要求时，按照双面角焊缝计算 ！ 受拉杆件长细比限值： 受压杆件长细比限值： 横梁挠度限值：1/200。 项目名称 工程编号 日期 说 1、 2、 明： 标准与规范： 《建筑结构荷载规范》 《钢结构设计规范》 《混凝土结构设计规范》 本软件计算所采用的型钢库为： 热轧等边角钢 热轧不等边角钢 热轧普通工字钢 热轧普通槽钢 (GB50009-2012) (GB50017-2003) (GB50010-2010) GB9787-88 GB9797-88 GB706-88 GB707-88 3、 300 。
梁构件计算: 构件编号：2 一、 设计资料 2 材质：Q235-B; f y = 235.0N/mm ; f = 215.0N/mm 梁跨度：|o = 0.50 m 梁截面：C8 强度计算净截面系数 自动计算构件自重 二、 设计依据 《建筑结构荷载规范》 《钢结构设计规范》 三、 截面参数 2 A = 10.242647cm Yc = 4.000000cm; Zc = 1.424581cm 4 Ix = 101.298006cm ; Iy = 16.625836cm ix = 3.144810cm; iy = 1.274048cm 3 W1x = 25.324501cm ; W2x = 25.324501cm W1y = 11.670686cm 3 ; W2y = 5.782057cm :1.00 (GB 50009-2001 ) (GB 50017-2003 ) ' 2 ;f v = 125.0N/mm 四、 单工况作用下截面内力： (轴力拉为正、压为负) 恒载(支吊架自重)：单位(kN.m ) 恒载(管重)：单位(kN.m ) 0。 注：支吊架的活荷载取值为 五、荷载组合下最大内力： 组合(1) : 1.2x 恒载+ 1.4x 活载 组合(2) : 1.35X 恒载 + 0.7X1.4X 最大弯矩 Mmax = 0.00kN.m;位置: 最大弯矩对应的剪力 V = -0.03kN; 最大剪力 Vmax = -0.03kN;位置： 最大轴力 Nmax = -0.01kN;位置： 活载 0.00;组合: 对应的轴力 0.00;组合： 0.00;组合： (2) N = -0.01kN ⑵ ⑵ 六、受弯构件计算： 梁按照受弯构件计算，计算长度系数取值: u x =1.00 , u y =1.00
管道支吊架设计及计算
管道支吊架设计及计算内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
浅谈管道门字型支吊架的设计及计算 【文摘】用来支撑管道的结构叫管道支吊架，管道在敷设时都必须对管子进行固定或支承，固定或支承管子的构件是支吊架。在机电工程里，管道 支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事，同时管道支吊架的设计 和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。如何采用安全适 用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。【关键词】管道布置管道跨距管架分析管架内力计算 一、管道的布置 对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架，首先需对管道进行合理的布置，其布置不得不考虑以下参数： 1.管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求； 2.管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修 等方面的要求，并力求整齐美观； 3.在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调； 4.管道宜集中成排布置，成排管道之间的净距（保温管为保温之间净距）不 应小于50mm。 5.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布 置，应符合设备布置设计的要求，并力求短而直，切勿交叉； 6.地上的管道宜敷设在管架或管墩上，在管架、管墩上布置管道时，宜使管 架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡；
7.管道布置应使管道系统具有必要的柔性，在保证管道柔性及管道对设备、 机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件 最少； 8.应在管道规划的同时考虑其支承点设置，并尽量将管道布置在距可靠支撑 点最近处，但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm，同时应尽 量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿； 9.管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。不可避免时 应根据操作、检修要求设置放空、放净。 二、管架跨距 管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。跨距太小造成管架过密，管架数量增多，费用增高，故需在保证管道安全和正常运行的前提下，尽可能增大管道的跨距，降低工程费用。但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响，不可能无限的扩大。所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距，管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算，取其小值作为推荐的最大允许跨距。 1.按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式： ——管架最大允许跨距（m） L max q——管道长度计算荷载（N/m）,q=管材重+保温重+附加重 W——管道截面抗弯系数（cm3） Φ——管道横向焊缝系数，取 [δ]t钢管许用应力——钢管许用应力（N/mm2） 2.按刚度条件计算的管架最大跨距的计算公式：
输气管道设计过程 万
输气管道设计过程 1）在确定输气管道计算流量时要考虑年平均输气不均衡性，确定输气管评估性通过能力利用系数H K ： 959.0=??=?πH P H K K K K 2）计算输气管评估性通过能力q : 857.43501017365108 2 =?=??=H K Q q 106m 3/d 8856.3350 106.1336510820=?=??=H K Q q 106m 3 /d 3）设定3个设计压力H P ：5.5，6.0，6.5 a MP ； 4）对每个设计压力H P 设定3个压比ε，一般压力比为1.26—1.5之间，我取压力比为：1.3、1.4、1.5； 5) 设定管径（711㎜）为例，与3个设计压力（H P ）和3个压比（ε）组成9个输气工艺方案；以下各项计算仅以其中的一个方案（H P =6a MP ，ε =1.3）作为示范，其余各方案的计算列入计算成果表（表1-3）。 6）设计管材的钢种等级为X60,其最小屈服强度σs =413 a MP ； 7）计算钢管的壁厚δ（初定地区等级为Ⅲ类，设计系数F=0.5）：
mm F D P s H H 1.113.105 .041327115.62→=???==σδ 8）确定输气管内径： mm D D H B 8.6881.1127112=?-=-=δ 9）根据设计压力H P =6a MP （即压缩机出口压力）和压比ε=1.3，计算压缩机入口压力B P ： a H B MP P P 62.43 .16===ε 10）确定输气管计算段的起点压力（即压气站出站压力）1P ： a H MP P P P P 90.50588.00412.05.6211=--=--=δδ （天然气在压气站出口端的工艺管线和设备中的压力损失定为0.1 a MP ，小于附录Ⅰ中所列的数值0.11a MP ） 11）确定输气管计算段的终点压力（即下一压气站进站压力）2P ： a B MP P P P 70.408.062.42=+=+=δ （天然气在压气站进口端的一级除尘装置和连接管线中的压力损失定为0.08a MP ，小于附录Ⅰ中所列的数值0.10 a MP ） 12）计算输气管计算段的平均压力CP P ：
管道支吊架设计计算书
管道支吊架设计计算书 项目名称____________工程编号_____________日期_____________ 设计____________校对_____________审核_____________ 说明： 1、标准与规范： 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012) 《钢结构设计规范》(GB50017-2003) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) 2、本软件计算所采用的型钢库为： 热轧等边角钢GB9787-88 热轧不等边角钢GB9797-88 热轧普通工字钢GB706-88 热轧普通槽钢GB707-88 3、支吊架的支座应连接在结构的主要受力构件上，支吊架施工厂家应将支吊架预埋点位以及受力提给设计院，经设计院认可后方可施工！ 4、基本计算参数设定： 荷载放大系数：。 当单面角焊缝计算不满足要求时，按照双面角焊缝计算! 受拉杆件长细比限值：300。 受压杆件长细比限值：150。 横梁挠度限值：1/200。
梁构件计算： 构件编号：2 一、设计资料 材质：Q235-B; f y = mm2; f = mm2; f v = mm2 梁跨度：l0 = m 梁截面：C8 强度计算净截面系数: 自动计算构件自重 二、设计依据 《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001） 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003） 三、截面参数 A = Yc = ; Zc = Ix = ; Iy = ix = ; iy = W1x = ; W2x = W1y = ; W2y = 四、单工况作用下截面内力：（轴力拉为正、压为负）恒载（支吊架自重）：单位（） 位置(m) 弯矩 剪力(kN) 轴力(kN) 挠度(mm) 位置(m) 弯矩 剪力(kN) 轴力(kN) 挠度(mm) 注：支吊架的活荷载取值为0。 五、荷载组合下最大内力： 组合(1)：恒载+ 活载 组合(2)：恒载+ 活载 最大弯矩Mmax = 位置：;组合：(2) 最大弯矩对应的剪力V = ;对应的轴力N = 最大剪力Vmax = ;位置：;组合：(2) 最大轴力Nmax = ;位置：;组合：(2) 六、受弯构件计算： 梁按照受弯构件计算，计算长度系数取值：u x=，u y=
输气管道施工组织设计
遂宁地区中低压天然气集输管道工程 （新桥～太和段） 施工组织设计 编制人： 审核人： 批准人： 四川凌众建设工程有限公司
目录 第一章工程概况 -----------------------------------------------------------------3 1.1工程简介 ---------------------------------------------------------------------3 1.2本次工程投标范围 -------------------------------------------------------------4 1.3.本公司及发包人发包专业工程，以及本公司及发包人供应的材料和设备的供应商之间的工作界面划分 -------------------------------------------------------------------------12 1.4主要经济技术指标 -------------------------------------------------------------12 第二章编制依据及施工规范 -------------------------------------------------------14 2.1编制依据 ----------------------------------------------------------------------14 2.2主要遵循法律、法规及标准、规范 ------------------------------------------------14 第三章施工组织部署 --------------------------------------------------------------16 3.1施工组织机构及管理职责
管道支架受力计算
地下三层3-8/D-E轴空调冷却水管道支 架受力计算 管道受力计算步骤如下： 1）对图纸进行支架的深化设计 首先对现有的图纸进行支架的深化设计，确定各个部位支架的间距，并在图纸上标明具体位置。并以洽商或工作联系单的形式经过专业设计人员的签认。 2）支吊架拉力计算 第一步、根据图集《室内管道支架及吊架》（03S402,中国建筑标准设计研究所2003.5.1实行）查出管道（如为保温管道应为带保温的管道）重量。 根据长城金融工程空调冷却水施工设计说明要求（DN450采用螺旋焊接钢管），钢管规格为为Φ478*9。 对于加厚管道，应根据每米钢管质量的计算公式计算出它的每米重量A：1*24.6616*δ*（D —δ）/1000，其中D为外径，δ为壁厚。 冷却水管重量：24.6616×9×（478-9）÷1000=104.6 kg/m 第二步、计算管道满水重量和支架自重 每米管道水重量： T=π*（管内径）2*水密度（kg/m3） 3.14×(0.45÷2)2×1000÷1000=159 kg/m 第三步、根据设计签认的“支吊架”深化图纸及上述计算数据，用下式计算出每个的膨胀螺栓须承受的力B（KN）：
槽钢自重(t)：2.85m×14.2kg/m=40.47 kg 总重量(t)：（104.6+159）×66.4+40.47×7=17786.33 kg 膨胀螺栓承受的力：17786.33÷(8×7)÷100=3.18 KN 第四步、从图集《室内管道支架及吊架》（03S402）中P9关于M16的锚栓抗拉极限荷载为9.22KN,抗剪极限荷载为5.91KN，均大于深化设计荷载，故M16的膨胀螺栓的选取满足本工程需要。