天然气管道输送
天然气管道输送
1000+ 人选课
更新日期:2025/08/02
开课平台智慧树
开课高校山东石油化工学院
开课教师李天宇董龙飞辛艳萍吴晓
学科专业工学矿业类
开课时间2025/07/21 - 2026/01/20
课程周期27 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
本门课程主要介绍了输气系统概述、天然气净化、气体管流基本方程、输气管的水力计算、输气管的热力计算、输气站、输气系统的调峰与末段储气等内容。通过本课程的学习能够掌握基础的天然气管道运行和设计相关知识。 第一讲介绍了天然气的组成,物理性质、热物性及计算;第二讲介绍了天然气分离、除尘,脱水、脱酸工艺;第三、四讲分别介绍了天然气管输基本方程及天然气输送管道的工艺计算——水力、热力计算;第五讲介绍了输气站场基本情况及常见工艺流程;第六讲介绍了压缩机工作原理、压气站的工作特性并分析了压缩机站和输气管路的联合工作情况;第七讲介绍了输气系统调峰、天然气储存方法及末段储气的相关知识。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
走近天然气
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什么是天然气
李天宇
天然气是混合物
李天宇
天然气管道系统概述
李天宇
国内外大型输气管道介绍
李天宇
天然气基本性质——密度和粘度
李天宇
天然气基本性质——含水指标
李天宇
天然气的热物性
李天宇
天然气的节流效应
李天宇
天然气管输预处理
天然气气质标准
李天宇
天然气除尘——重力分离器
李天宇
天然气除尘——旋风分离器
李天宇
天然气除尘——过滤分离器
李天宇
天然气脱水——低温分离法
李天宇
天然气脱水——固体干燥剂吸附法
李天宇
天然气脱水——甘醇吸收法
李天宇
天然气脱酸
李天宇
输气管道水力计算
可压缩性与气体状态方程
李天宇
连续性方程、运动方程和能量方程
李天宇
水平输气管道的流量基本公式
李天宇
地形起伏地区输气管道的流量基本公式
李天宇
水力摩阻系数
李天宇
基本参数对流量的影响
李天宇
压力分布和平均压力
李天宇
等流量复杂管计算
李天宇
输气管道热力计算
输气管道温度变化规律
李天宇
总传热系数
李天宇
水合物的生成及预防
李天宇
输气站
输气站工艺流程设计
李天宇
输气站模块化设计
李天宇
天然气冷却系统
李天宇
输气站场阀门
李天宇
天然气流量计量
李天宇
天然气泄漏检测
李天宇
输气干线的设计与工况分析
输气干线压缩机
李天宇
离心压缩机性能调节
李天宇
压缩机站基本方程
李天宇
压缩机站与输气干线联合工作
李天宇
配气与储气
城市燃气配气系统
李天宇
天然气调峰
李天宇
天然气储存方式
李天宇
末段储气
李天宇
  • 第一章走近天然气

    这一讲中主要介绍了天然气的组成、天然气管输系统的相关情况、天然气的基本性质等,目的是为了让学生们更加了解天然气以及天然气管输系统,为后续章节内容的学习打下基础。

  • 1.1什么是天然气

    介绍了天然气的基本概念、国内外应用历史、资源分布情况、生产消费情况等。

  • 1.2天然气是混合物

    明确天然气是一种多组分共同构成的混合物。具体介绍了天然气中各组分的基本情况以及天然气组分的常用表示方法。

  • 1.3天然气管道系统概述

    从“三套管网”“五大环节”介绍了天然气管道系统的基本情况。

  • 1.4国内外大型输气管道介绍

    介绍了国内外比较有名的天然气管输系统。

  • 1.5天然气基本性质——密度和粘度

    主要介绍了天然气密度的概念和计算方法、相对密度的概念和应用、粘度的定义以及天然气粘度的特点。

  • 1.6天然气基本性质——含水指标

    介绍了三种含水指标(湿度、露点和含水量)的表示方法和计算公式。

  • 1.7天然气的热物性

    介绍了天然气的热物性,包括温度和压力、导热系数、比热、热值与爆炸性。

  • 1.8天然气的节流效应

    基于焦耳-汤姆逊实验介绍了天然气的节流效应。

  • 第二章天然气管输预处理

    本讲介绍了天然气中的主要杂质种类及其危害、天然气除尘方法、天然气脱水方法和天然气脱酸气的方法。
    重点对每种方法的原理、工艺流程及所设计到的设备进行了介绍。

  • 2.1天然气气质标准

    天然气中的主要杂质及其危害,气质标准,净化方法分类。

  • 2.2天然气除尘——重力分离器

    介绍了重力式分离器的结构、基本原理以及在除尘处理过程之中的不足之处。

  • 2.3天然气除尘——旋风分离器

    介绍了旋风分离器的结构和工作原理。

  • 2.4天然气除尘——过滤分离器

    介绍了过滤分离器的结构、工作原理以及常用的滤芯材料等。

  • 2.5天然气脱水——低温分离法

    介绍了饱和蒸汽压的概念、低温分离法实现的过程以及在生产实际中添加防冻剂时需要注意的问题。

  • 2.6天然气脱水——固体干燥剂吸附法

    介绍了固体干燥剂需要满足的条件、分子筛的结构和特点、选择性吸附实现的原理以及天然气工业中常用的四塔吸附流程。

  • 2.7天然气脱水——甘醇吸收法

    介绍了三甘醇的性质特点、甘醇吸收法的工艺流程以及流程中单体设备的基本情况。

  • 2.8天然气脱酸

    了解了常用的天然气工业中的脱酸方法,并重点介绍了砜胺法和克劳斯法。

  • 第三章输气管道水力计算

    本讲主要介绍了输气管道水力计算中涉及到的方程以及参变量的求解方法。通过学习,学生们可以了解到天然气的可压缩性带来的一系列影响,掌握四个基本方程的推导过程,理解流量基本公式以及一些基本的求解水力工况的方法和模型。

  • 3.1可压缩性与气体状态方程

    了解了气体可压缩性给天然气管输带来的影响,推导了真实气体状态方程,定义了压缩因子并介绍了压缩因子的求解方法。

  • 3.2连续性方程、运动方程和能量方程

    介绍了连续性方程、运动方程和能量方程的推导及应用

  • 3.3水平输气管道的流量基本公式

    介绍了输气管水力计算的3个假设,并针对于水平管路推导了流量基本公式。

  • 3.4地形起伏地区输气管道的流量基本公式

    在水平输气管的流量计算的基础上,考虑起终点高差的影响,地形起伏的影响,推导流量基本公式

  • 3.5水力摩阻系数

    介绍了雷诺数,管壁粗糙度对于输气管水力摩阻系数的影响,展示了常用的各流态下的摩阻系数计算公式以及工业计算中的输气管常用流量公式

  • 3.6基本参数对流量的影响

    分别介绍了直径对流量的影响,长度对流量的影响,输气温度对流量的影响,起终点压力对流量的影响。

  • 3.7压力分布和平均压力

    推导了输气管沿线压力分布公式,定义了平均压力并介绍了平均压力的三点应用。

  • 3.8等流量复杂管计算

    介绍了简单管与复杂管的定义,重点讲授了当量管法、流量系数法求解输气管水力工况的实现方法。

  • 第四章输气管道热力计算

    本讲主要介绍了输气管道热力计算相关内容,包括输气管道温度分布公式的推导、总传热系数的理解与表达以及水合物的生成及预防。通过本讲的学习了解到基础的输气管道热力学知识,结合水力计算部分知识完成对输气管道的基本设计。

  • 4.1输气管道温度变化规律

    介绍了输气管温度分布的基本方程、输油管与输气管温降曲线区别以及输气管平均温度计算的方法与应用。

  • 4.2总传热系数

    介绍了管输气体在运行过程中的总传热系数的定义与计算方法。

  • 4.3水合物的生成及预防

    介绍了天然气水合物的性质与结构,水合物的相特性及平衡生成条件,天然气水合物的形成条件,输气管中水合物的可能生成区判断,天然气水合物形成条件预测。

  • 第五章输气站

    本讲主要介绍了输气站场常见工艺流程、模块化设计思路以及常用系统及设备等,使学生了解输气站场基本功能的实现过程。

  • 5.1输气站工艺流程设计

    介绍了输气站场常见类型以及包括首站在内的七组站场标准化工艺流程。

  • 5.2输气站模块化设计

    介绍了模块化设计的定义与优势、6种标准化站场模块以及标准化设计等内容。

  • 5.3天然气冷却系统

    介绍了天然气冷却系统的工作原理、常见空冷器的结构以及各部分构件的特点。

  • 5.4输气站场阀门

    介绍了阀门基础知识以及6种输气系统中常见阀门的结构和用途。

  • 5.5天然气流量计量

    介绍了天然气流量计量的特点、流量测量方法及常见天然气计量仪表。

  • 5.6天然气泄漏检测

    介绍了常见天然气泄漏检测方法及原理以及泄漏检测方法的评价指标。

  • 第六章输气干线的设计与工况分析

    本讲主要介绍了输气干线压缩机组、离心式压缩机的性能调节方法、单台压缩机及压缩机站的基本方程推导过程以及压缩机站与输气干线联合工作的特性方程处理方法。通过本讲的学习使学生初步了解输气干线的工况分析与设计方法。

  • 6.1输气干线压缩机

    介绍了输气干线上常用的压缩机类型、驱动机类型以及三种输气机组的类型及特点。

  • 6.2离心压缩机性能调节

    介绍了常见的五种离心式压缩机的性能调节方式以及各种方法之间的经济性对比。

  • 6.3压缩机站基本方程

    介绍了单台压缩机工作的特性方程,并在此基础上推导出了压缩机站的基本方程。

  • 6.4压缩机站与输气干线联合工作

    将压缩机站特性方程与管路特性方程联立,得到了压缩机站与输气干线联合工作的特点。

  • 第七章配气与储气

    本讲主要介绍了输气系统的下游部分的基本情况,包括城市燃气配气系统、天然气调峰需求以及常用调峰方法、常见天然气储存方式以及末段储气的相关性质和设计方法。通过本讲的学习,能够让学生针对输气干线末段的特点并结合前面章节更加全面地了解整个输气系统。

  • 7.1城市燃气配气系统

    介绍了城镇燃气输配系统的构成、气源基本情况、输配管网分类及布置以及用户工程系统的介绍。

  • 7.2天然气调峰

    介绍天然气调峰的必要性以及常用的调峰方法。

  • 7.3天然气储存方式

    介绍了天然气常用的储存方式。

  • 7.4末段储气

    介绍了天然气末段的基本概念及运行特点、储气能力的计算方法以及末段储气最优长度的求解方法

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 走近天然气

    1.1 什么是天然气

    1.2 天然气是混合物

    1.3 天然气管道系统概述

    1.4 国内外大型输气管道介绍

    1.5 天然气基本性质——密度和粘度

    1.6 天然气基本性质——含水指标

    1.7 天然气的热物性

    1.8 天然气的节流效应

    视频数8
  • 第二章  作业测试
    第二章 天然气管输预处理

    2.1 天然气气质标准

    2.2 天然气除尘——重力分离器

    2.3 天然气除尘——旋风分离器

    2.4 天然气除尘——过滤分离器

    2.5 天然气脱水——低温分离法

    2.6 天然气脱水——固体干燥剂吸附法

    2.7 天然气脱水——甘醇吸收法

    2.8 天然气脱酸

    视频数8
  • 第三章  作业测试
    第三章 输气管道水力计算

    3.1 可压缩性与气体状态方程

    3.2 连续性方程、运动方程和能量方程

    3.3 水平输气管道的流量基本公式

    3.4 地形起伏地区输气管道的流量基本公式

    3.5 水力摩阻系数

    3.6 基本参数对流量的影响

    3.7 压力分布和平均压力

    3.8 等流量复杂管计算

    视频数8
  • 第四章  作业测试
    第四章 输气管道热力计算

    4.1 输气管道温度变化规律

    4.2 总传热系数

    4.3 水合物的生成及预防

    视频数3
  • 第五章  作业测试
    第五章 输气站

    5.1 输气站工艺流程设计

    5.2 输气站模块化设计

    5.3 天然气冷却系统

    5.4 输气站场阀门

    5.5 天然气流量计量

    5.6 天然气泄漏检测

    视频数6
  • 第六章  作业测试
    第六章 输气干线的设计与工况分析

    6.1 输气干线压缩机

    6.2 离心压缩机性能调节

    6.3 压缩机站基本方程

    6.4 压缩机站与输气干线联合工作

    视频数4
  • 第七章  作业测试
    第七章 配气与储气

    7.1 城市燃气配气系统

    7.2 天然气调峰

    7.3 天然气储存方式

    7.4 末段储气

    视频数4
  • 期末考试