高等学校教材：输气管道设计与管理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王树立，赵会军 编

图书标签:

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• 输送工程
• 能源工程

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787502575533

版次：1

商品编码：10279882

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-02-01

用纸：胶版纸

页数：288

内容简介

　　本书介绍了输气管道概况和勘查设计、天然气性质、天然气矿场集输、天然气净化、气体管流基本方程、输气管道水力计算、干线输气管道内涂层减阻技术、输气管道热力计算、不稳定工况计算、压气站与输气管道联合系统、输气站、干线输气管道运行管理、城市储配气、小区液化石油气管道供应等内容。
　　本书可作高等学校石油工程专业、油气储运专业以及相关专业本科学生的教材，亦可作为相关专业工程技术人员参考用书。

目录

第一章 输气管道概况和勘察设计
第一节 天然气的来源及用途
第二节 输气管道概况
第三节 输气管道勘察设计概述
第四节 线路和站址的勘察
第五节 设计阶段的主要内容
思考题与习题
第二章 天然气的性质
第一节 天然气的组成与分类
第二节 天然气的平均参数
第三节 气体状态方程
第四节 天然气的物理性质
第五节 天然气的热力性质
第六节 天然气的燃烧性质
思考题与习题
第三章 天然气矿场集输
第一节 中国天然气矿场集输工程发展概况及展望
第二节 天然气集输工艺
思考题与习题
第四章 天然气净化
第一节 净化目的及意义
第二节 天然气气质标准及质量控制
第三节 分离和除尘
第四节 天然气脱水
第五节 天然气脱硫和脱二氧化碳
思考题与习题
第五章 气体管流基本方程
第一节 连续性方程
第二节 运动方程
第三节 能量方程
思考题与习题
第六章 输气管道水力计算
第一节 输气管道流量的基本公式
第二节 摩阻系数与常用输气管道流量
第三节 复杂干线输气管道水力计算
第四节 集气管网水力计算
思考题与习题
第七章 干线输气管道内涂层减阻技术
第一节 管道内涂层的意义及发展概况
第二节 内涂层减阻原理
第三节 管壁粗糙度
第四节 内涂层管道水力计算
第五节 内涂层涂料及施工
思考题与习题
第八章 输气管道热力计算
第一节 输气管道的温度变化规律
第二节 输气管道的平均温度
第三节 总传热系数
第四节 天然气水合物及生成条件预测
第五节 天然气水合物的防止措施
思考题与习题
第九章 不稳定工况计算
第一节 稳定工况水力、热力计算数值解
第二节 慢瞬变流的隐式中心有限差分法
第三节 快瞬变流特征线解法
思考题与习题
第十章 压气站与干线输气管道联合系统
第一节 压气站的工作特性
第二节 压气站与管路的联合工作
第三节 输气管道运行工况分析与调节
第四节 末 段 储 气
第五节 干线输气管道压气站布置
第六节 输气管道设计方案的经济比较
思考题与习题
第十一章 输气站
第一节 概述
第二节 输气站平立面布置
第三节 输气站工艺流程
第四节 主要工艺设备简介
第五节 天然气流量计量
思考题与习题
第十二章 干线输气管道的运行管理
第一节 干线输气管道的日常运行管理
第二节 干线输气管道的自动调节 系统
第三节 干线输气管道工艺运行参数的自动监测及自动计量
第四节 干线输气管道输气设备的自动监控
第五节 输气管线工况的计算机仿真
第六节 陕京输气管道SCADA/POAS 系统
思考题与习题
第十三章 城市配气与储气
第一节 用气量与设计流量
第二节 门站
第三节 调压站
第四节 配气管网
第五节 管网水力计算
第六节 气体的储存
思考题与习题
第十四章 小区液化气管道供应
第一节 概述
第二节 液化石油气管道供气系统组成
第三节 液化石油气汽化及掺混空气
第四节 管供液化石油气计算
第五节 管供液化石油气汽化工艺设计
第六节 站区安全
思考题及习题
参考文献

《输气管道工程技术与实践》 第一部分：工程概述与基础理论 本书旨在为从事输气管道工程设计、建设、运营与维护的工程师、技术人员及相关专业学生提供一本全面、深入的技术参考。全书内容紧密围绕输气管道工程的核心技术，从基础理论到实际应用，力求全面展现现代输气管道工程的最新发展动态与实践经验。 第一章：输气管道工程概论 本章将系统介绍输气管道工程的起源、发展历程及其在现代能源体系中的重要地位。通过梳理全球输气管道网络的发展现状，分析其在保障能源供应安全、促进区域经济发展方面的关键作用。我们将深入探讨输气管道工程的分类（如长输管道、城市配气管网等）、主要特点以及其独特的工程挑战。此外，本章还将简要介绍输气管道工程涉及的主要学科领域，如流体力学、材料科学、地质学、环境科学等，为后续章节的学习奠定基础。我们将着重阐述输气管道工程的社会效益、经济效益与环境效益，引发读者对该领域深层价值的思考。 第二章：天然气输送基础理论 流体力学是输气管道工程的核心基础。本章将详细讲解天然气在管道内流动的基本原理，包括不可压缩流体与可压缩流体的区别，重点阐述气体流动状态（层流、湍流）的判定方法及对管道压降的影响。我们将引入伯努利方程、能量方程等关键公式，并推导适用于气体流动的能量损失计算模型，如Darcy-Weisbach方程及其各类摩擦系数的确定方法（考虑管壁粗糙度、流体性质等）。同时，本章还将系统介绍天然气的主要物理性质（密度、粘度、压缩因子等）及其随温度、压力变化的影响，以及这些性质在管道流动计算中的应用。气体的热力学性质，如焓、熵的变化，在长输管道中的温度变化预测与控制方面也至关重要，本章将予以阐述。 第三章：天然气管输物性及流动特性 本章聚焦于天然气在输送过程中的实际物性表现及其对流动特性的影响。我们将深入研究不同天然气成分（甲烷、乙烷、丙烷、氮气、二氧化碳等）混合物的物性参数，以及这些参数如何通过状态方程（如理想气体状态方程、Peng-Robinson方程、Soave-Redlich-Kwong方程等）进行精确计算。重点在于理解不同组分对天然气的密度、粘度、比热容、导热系数等关键物性的影响程度。接着，本章将详细阐述气体在粗糙管道中的流动阻力模型，分析管径、管长、管壁粗糙度、流速、气体密度和粘度等因素如何共同决定能量损失。我们将引入多相流的概念，尽管本书主要关注单相天然气输送，但为读者提供关于含液、含固体颗粒等复杂工况下流动特性的基本认知，有助于应对实际工程中的非理想情况。此外，本章还将讨论气体输送过程中可能出现的声速、喘振等现象，并初步分析其对管道安全运行的影响。 第二部分：管道设计与材料选择 第四章：管道设计参数与标准规范 输气管道的设计是一个系统性工程，本章将详细介绍设计过程中需要考虑的关键参数。我们将从输气量、输送压力、输送距离、地形地质条件、气候环境等方面入手，阐述这些因素如何相互制约并最终确定管道设计方案。重点将放在输送压力的选择，分析高压、低压输送的优缺点及适用范围。本章还将对国内外主要的输气管道设计标准与规范进行系统梳理与解读，例如API系列标准、ASME系列标准、GB系列国家标准等，讲解这些规范在管道壁厚计算、应力分析、材料选用、接口设计等方面的具体要求与核心内容。我们将强调设计规范的权威性与强制性，以及遵守规范对于保障管道工程安全可靠运行的根本意义。 第五章：管道管材的选用与性能要求 管材是输气管道的“血管”，其选择直接关系到管道的安全性和经济性。本章将全面介绍当前输气管道工程中常用的管材种类，包括但不限于碳钢管、合金钢管等。我们将深入分析不同钢种的化学成分、力学性能（屈服强度、抗拉强度、冲击韧性、疲劳强度等）及其对管道承受内压、外载荷能力的影响。重点将放在高强度低合金钢（HSLA）在输气管道中的应用，解释其优异的综合性能。此外，本章还将讨论管材的防腐蚀性能，包括内腐蚀（如含硫、含水引起的腐蚀）和外腐蚀（土壤腐蚀、杂散电流腐蚀等），并介绍相应的防腐蚀涂层与材料。我们还将探讨管材的焊接性能，焊接工艺对管道整体强度的影响，以及针对不同材料和工况推荐的焊接方法。 第六章：管道壁厚计算与强度校核 壁厚计算是确保管道安全承压的关键环节。本章将详细介绍输气管道壁厚的确定方法，包括基于管道内压的强度计算（考虑各种应力因素）和基于外部载荷的强度计算。我们将重点讲解ISOL（International Standard for Oil and Gas Pipeline）和API 5L等国际主流标准中关于壁厚计算的公式与方法，详细解析设计压力、材料许用应力、安全系数、焊接效率等参数的取值原则。本章还将深入讨论管道在不同工况下的强度校核，包括静水压力试验、操作压力下的强度，以及地质灾害（如滑坡、地震）和外力作用（如车辆撞击、施工扰动）可能引起的附加应力分析。我们将引入有限元分析（FEA）等数值模拟工具在复杂工况下应力分析的应用，展示其在提高设计精度和可靠性方面的优势。 第七章：输气管道的走向设计与地形地质分析 管道走向的选择直接影响工程造价、施工难度、环境影响及运行安全。本章将系统阐述管道走向设计的原则与方法。我们将从宏观的区域规划、微观的地形地貌分析入手，讲解如何选择最优路线以避开不利地质构造（如断层、活动带）、高陡边坡、沼泽、永久冻土区、人口稠密区等。我们将深入分析地形地质勘察的重要性，包括地质普查、详查、勘探等不同阶段的任务，以及如何利用地质钻探、地球物理探测等手段获取地层信息。本章还将重点讨论穿越河流、湖泊、沼泽、山区等特殊地形时的设计对策，例如定向钻穿越、隧道穿越、架空铺设等。此外，还将介绍管道沿线水文、气候条件（如洪水、冻胀、融沉）对走向选择和工程措施的影响。 第八章：输气管道的防腐蚀设计 腐蚀是输气管道最主要的威胁之一。本章将全面系统地阐述输气管道的防腐蚀设计理念与技术。我们将深入分析管道内外部腐蚀的机理，包括电化学腐蚀、化学腐蚀、微生物诱导腐蚀（MIC）等。在外部防腐方面，本章将重点介绍外涂层技术，如环氧粉末涂料（FBE）、三层聚乙烯/聚丙烯涂层（3PE/3PP）、沥青基涂料等，分析其防腐性能、施工工艺、耐候性等。同时，我们将详述阴极保护技术，包括牺牲阳极法和外加电流法，讲解其工作原理、设计计算、施工安装与监测维护。在内部防腐方面，我们将探讨管材本身的耐腐蚀性，以及如何通过控制输送介质的性质（如除水、除酸性气体）来减缓腐蚀。本章还将涉及焊缝、法兰等接口部位的防腐措施，以及管道穿越区域的特殊防腐要求。 第三部分：管道建设与施工技术 第九章：管道施工的准备工作与工艺流程 管道建设是实现输气管道功能的重要阶段。本章将详细介绍管道施工的准备工作，包括施工方案的制定、施工队伍的组建、设备材料的采购与检查、施工区域的准备（清障、土地征用、临时设施搭建等）。我们将系统阐述管道施工的主要工艺流程，如管道预制、管沟开挖、管道下沟、管道焊接、试压、回填、竣工验收等。重点将放在管道焊接技术，介绍常见的焊接方法（如埋弧焊、管焊等）及其工艺控制要点，以及焊缝质量检验的重要性。我们将讨论各种地形条件下的施工技术，如山区管道铺设、沼泽地带施工、穿越河流等的特殊工艺。此外，本章还将介绍施工过程中的质量控制、安全管理与环境保护措施。 第十章：管道焊接与检验技术 焊接是连接管道的关键工艺，其质量直接影响管道的整体安全性。本章将深入探讨输气管道的焊接技术。我们将介绍各种常用的焊接方法，如手工电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、气体保护焊（GMAW/GTAW）等，分析它们的优缺点、适用范围及工艺参数。重点将放在管道焊接的质量控制，包括焊前检查（管口坡度、间隙、错边）、焊接过程控制（焊条烘干、焊接顺序、层间温度控制）以及焊后处理（焊道清磨、焊缝外观检查）。本章还将详细介绍管道焊缝的无损检测技术，包括射线检测（RT）、超声波检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）等，阐述其原理、应用范围、检测标准及判废原则。我们将强调建立完善的焊缝质量保证体系，确保每一道焊缝都符合设计和规范要求。 第十一章：管道试压与缺陷处理 试压是管道工程建设中至关重要的环节，用于验证管道的强度和密封性。本章将详细介绍输气管道的试压方法，包括水压试验和气压试验。我们将重点讲解水压试验的流程、水质要求、升压速率、保压时间、降压方式等关键参数的控制，以及试压过程中的监测要求。对于气压试验，我们将分析其在某些特定情况下的适用性，并强调其在操作过程中的风险控制。本章还将深入讨论试压过程中可能出现的各种缺陷，如泄漏、变形、材料失效等，并详细阐述相应的处理方法。我们将介绍缺陷的识别、评估、修复（如补焊、更换管段）及再试压的程序。 第四部分：管道运营与维护 第十二章：输气管道的运行管理与监控 管道建成后，高效、安全的运行管理是实现其价值的关键。本章将系统介绍输气管道的运行管理体系。我们将重点讲解SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统在管道运行中的作用，包括流量、压力、温度等关键参数的实时监测，以及远程控制阀门、泵站等设备的功能。我们将讨论运行计划的制定与执行，包括输气量的调度、管网压力平衡、压缩机组的启停优化等。本章还将介绍管道运行中的风险评估与应急响应预案的制定，以及如何通过数据分析优化运行策略，提高管网效率。 第十三章：输气管道的巡检与维护 定期、系统的巡检与维护是保障管道长期安全运行的基础。本章将详细介绍输气管道的日常巡检内容，包括空中巡检（无人机、直升机）、地面巡检、水下巡检等。我们将重点讲解巡检过程中需要关注的关键点，如地面沉降、地质滑坡、植被生长情况、第三方施工活动、异常声音、异味等。本章还将深入阐述管道的定期维护计划，包括防腐层的检查与修复、阴极保护系统的监测与调整、阀门井的维护、站场设备的检修等。我们将介绍管道的定期内检测（智能检测器）和外检测（如电磁波检测、声波检测）技术，分析这些技术在发现管道内部缺陷（如腐蚀、裂纹、变形）和外部异常（如局部腐蚀、损伤）方面的作用。 第十四章：输气管道的泄漏检测与应急处理 泄漏是输气管道最严重的事故之一，及时、有效地检测和处理泄漏至关重要。本章将介绍各种先进的泄漏检测技术，包括基于压差的分析法、基于声波信号的检测法、基于红外/激光探测的技术、以及利用地面或地下传感器的检测方法。我们将分析不同检测技术的原理、灵敏度、适用范围及优缺点。本章还将详细阐述输气管道泄漏的应急处理流程，包括启动应急预案、人员疏散、区域隔离、泄漏点定位、泄漏源控制（如关闭阀门）、气体扩散模拟与监测、以及事后恢复等环节。我们将强调应急响应的快速性、有效性和协同性，并介绍相关法律法规和事故调查处理程序。 第五部分：安全与环境管理 第十五章：输气管道的安全风险评估与控制 安全是输气管道工程的生命线。本章将系统介绍输气管道安全风险评估的方法与技术。我们将从危害源识别（如腐蚀、第三方破坏、地质灾害、设备故障等）、风险分析（概率与后果评估）、风险评价（确定风险等级）等方面入手。接着，本章将重点阐述风险控制措施，包括设计层面的风险规避、建设过程中的安全管理、运行维护中的预防性措施，以及应急响应能力的建设。我们将介绍管道安全防护带的设置、第三方施工的监管、管道路由的选择与优化等具体措施。 第十六章：输气管道的环境保护与影响评价 输气管道工程在建设与运营过程中会对环境产生一定影响。本章将深入探讨输气管道的环境保护问题。我们将介绍环境影响评价（EIA）的基本程序与内容，包括对项目建设期和运营期可能产生的环境影响进行预测和评估。重点将放在管道建设对生态环境的影响，如土地占用、植被破坏、水土流失、野生动物栖息地干扰等，并介绍相应的生态恢复与补偿措施。在运营期，我们将关注管道运行过程中的噪声、振动、气体泄漏等潜在环境问题，并提出相应的控制对策。本章还将介绍输气管道工程的环保法规与标准，以及企业在环境保护方面的责任与义务。 第十七章：输气管道的智能化与未来发展趋势 随着科技的进步，输气管道工程正朝着智能化、数字化方向发展。本章将展望输气管道的未来发展趋势。我们将介绍大数据、人工智能、物联网（IoT）等技术在管道设计、建设、运营与维护中的应用前景，如利用AI进行管道健康监测、预测性维护，利用数字孪生技术进行管道运行优化。本章还将探讨输气管道在能源转型中的作用，例如输送氢气、二氧化碳等新型介质的可能性，以及相关管道设计与材料的挑战。我们将分析智能管道技术的发展如何提升管道的安全性、效率和环境友好性。 本书的编写宗旨是成为输气管道工程领域一本实用、权威的技术参考。我们力求内容全面、深入、新颖，并结合国内外最新技术发展和工程实践经验，希望能为读者提供有益的指导与启迪。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度令人印象深刻，但最让我感到惊喜的是它对“软件应用与仿真”的引入。在如今这个数字化时代，纯粹的手算模型已经远远不能满足复杂管网的需求。书中并未只是简单罗列了几个主流软件的名字，而是选取了几个关键的设计场景，展示了如何利用专业仿真工具来验证设计假设、优化操作参数，并进行动态的压力波动分析。这种将理论知识与现代工程工具相结合的教学方法，极大地提高了知识的可迁移性。我尤其欣赏它在“管网优化调度”一章中，对动态模型建立的讲解，它解释了如何将实时 SCADA 数据整合进优化算法中，以应对突发需求变化或设备故障。这套方法论的应用，直接拉近了课堂知识与实际工作场景的距离，让读者能够真正掌握解决复杂工程问题的能力，而不是仅仅停留在理解概念的层面。这本书无疑是行业内一份非常宝贵的学习资源。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构编排逻辑性极强，简直是为自学者量身定做的。从最基础的流体力学原理入门，到复杂的应力分析和管线路由规划，每一步的过渡都非常自然、循序渐进。我发现自己可以根据不同阶段的学习需求，灵活地调取相关章节。比如，当我在进行一个特定项目的压力计算时，可以直接翻到关于“输气量计算与管径优化”的部分，里面的公式推导清晰明了，每一步的变量定义都解释得非常到位，完全不需要跳到其他参考书去交叉验证。最让我感到实用的是它对“施工与安装”环节的描述。很多教材往往草草带过施工细节，但这本书却花了大量的篇幅去详述焊接质量控制、基础处理以及回填压实的重要性，并明确指出了不同施工方式对管道长期性能的潜在影响。这种对细节的执着，体现了作者极高的专业素养和对工程质量的敬畏之心，使得这本书从一本纯理论著作，变成了一本操作指南。

评分☆☆☆☆☆

我是一名从事相关行业规划的管理者，我关注的重点往往不在于具体的焊缝参数，而在于如何通过科学的管理体系确保整个管网的长期经济效益和运营稳定。这本书在“运营与维护”这部分给我带来了极大的帮助。它不仅仅停留在故障排除层面，而是深入探讨了基于状态的维护（CBM）策略的实施框架。书中详细对比了预防性维护和预测性维护的成本效益模型，这对我制定年度维护预算和资源分配策略提供了坚实的理论依据。此外，书中关于管道腐蚀控制的章节也十分详尽，它不仅仅介绍了阴极保护的原理，还结合了不同土壤电阻率环境下的设计电流密度计算实例，这种量化分析的深度是我在其他教材中很少见到的。总的来说，它成功地搭建起技术语言和管理语言之间的桥梁，让技术细节能够清晰地转化为管理决策的支撑点，极大地提升了决策的科学性。

评分☆☆☆☆☆

这本《高等学校教材：输气管道设计与管理》实在是让人眼前一亮，尤其是在我对这个领域初窥门径的时候。我一直觉得，管道设计这块内容似乎总是充斥着各种复杂的公式和晦涩难懂的图表，但这本书的处理方式却相当巧妙。它没有一上来就抛出一大堆理论，而是通过一系列贴近实际工程案例的描述，把那些抽象的概念生动地展现出来。比如，它在讲解管道材料选择时，不仅罗列了各种钢材的性能参数，还深入探讨了在不同地质条件和操作压力下，如何做出最经济又最安全的决策。我特别欣赏它在“风险评估与安全管理”这一章节的深度。作者似乎深谙管理者的痛点，将技术风险、运营风险乃至合规风险都做了系统的梳理，并且给出了非常实用的应对策略，而不是空泛的口号。读完这部分，我感觉自己对整个输气管网的生命周期管理都有了一个更全面、更立体的认知，远超出了我最初对一本“设计教材”的期待。它更像是一本工程实践宝典，只是它的理论基础扎得足够深厚，让人信服。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，最初拿起这本书时，我有点担心内容会过于陈旧。毕竟，天然气输送技术迭代得很快，新材料和智能监控技术层出不穷。然而，我惊喜地发现，编者在保持传统经典理论严谨性的同时，对前沿技术的融入也做得相当到位。例如，在“管道完整性管理”这块，书中详细介绍了无损检测（NDT）技术的最新发展，包括超声波、导波技术在检测管道腐蚀和裂纹方面的应用细节，这对我后续研究数字化监测系统非常有启发。更值得称赞的是，它对“绿色能源转型”背景下管道的适应性进行了探讨，比如二氧化碳捕集与封存（CCS）管道的特殊设计要求，以及氢气混输对现有管网的潜在影响。这些内容让我意识到，这本书不仅仅是在教授如何“建”管道，更是在引导我们思考未来能源基础设施的演进方向。它不仅仅是知识的传递，更是一种前瞻性的行业视野的塑造，这一点对于希望在这个领域深耕的专业人士来说，价值无可估量。

评分☆☆☆☆☆

第一节

评分☆☆☆☆☆

第f七章

评分☆☆☆☆☆

第一节

评分☆☆☆☆☆

第五节

评分☆☆☆☆☆

干线输气管道工艺运行参数的自动监测及自动计量

评分☆☆☆☆☆

管供液化石油气汽化工艺设计

评分☆☆☆☆☆

输气管道热力Y计算

评分☆☆☆☆☆

输气管道的温度变化规律

评分☆☆☆☆☆

第六节