低溫集氣站的工藝設(shè)計課程設(shè)計-站內(nèi)配管設(shè)計

1、<p>　　廣安1﹟低溫集氣站的工藝設(shè)計 ——站內(nèi)配管設(shè)計 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書的要求，進(jìn)行廣安 1﹟低溫集氣站的工藝設(shè)計中站內(nèi)管徑及壁厚的設(shè)計。設(shè)計中我們主要通過氣井產(chǎn)量、進(jìn)站壓力及進(jìn)站溫度等數(shù)據(jù)，按照管路中溫度、壓力、流量的變化將管路分成三部分計算，分別為：從井口出來，前五口井到匯合

2、管路，后兩口井到冷卻器作為第一部分；前五口井從匯合管路經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入計量分離器或生產(chǎn)分離器然后到匯管，后兩口井從冷卻器開始，到匯管作為第二部分；從匯管出來的天然氣經(jīng)過脫硫系統(tǒng)、分離器到天然氣凝液回收系統(tǒng)為第三部分。首先通過壓力和密度來確定經(jīng)濟(jì)流速，然后再根據(jù)流量和經(jīng)濟(jì)流速來確定管徑、壁厚。最后根據(jù)管徑和壁厚對管道選型設(shè)計出合適的管道。</p><p>　　關(guān)鍵詞：集氣站 工藝設(shè)計 管徑 壁厚</p>

3、<p><b>　　1 基本參數(shù)的確定</b></p><p>　　1.1天然氣相對分子質(zhì)量</p><p>　　根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書中氣體組成（%）：</p><p>　　-85.33，-2.2，-1.7，-1.56，-1.23，-0.9，-6.3，-0.78由氣體的相對分子質(zhì)量公式： </p><p><

4、;b>　　即：</b></p><p>　　得出：M= 16×85.33﹪＋30×2.2﹪＋44×1.7﹪＋58×1.56﹪＋72×1.23﹪</p><p>　?。?6×0.9﹪＋34×6.3﹪＋44×0.78﹪</p><p>　　=13.6258+0.66+0.7

5、48+0.9048+0.8856+0.774+2.142+0.3432</p><p><b>　　=20.0834</b></p><p>　　1.2空氣相對分子質(zhì)量</p><p>　　查表得到空氣的相對分子質(zhì)量是28.97。</p><p>　　2 第一段管道的設(shè)計（井口到匯合管路或井口到冷卻器）</p&g

6、t;<p>　　2.1壓縮因子的確定</p><p>　　基礎(chǔ)資料：每口井的產(chǎn)量、進(jìn)站壓力及進(jìn)站溫度。</p><p>　　對于干燥天然氣，根據(jù)公式： </p><p>　　2.1.1井號1、2、3、4、5天然氣的壓縮因子Z為：</p><p>　　對于井號1、2、3、4、5的進(jìn)站壓力相等，則根據(jù)公式可得它們的壓縮因子也相同。代

7、入數(shù)值可算得：</p><p>　　2.1.2井號6、7天然氣的壓縮因子Z為：</p><p>　　對于井號6、7的進(jìn)站壓力相等，則根據(jù)公式可得它們的壓縮因子也相同。代入數(shù)值可算得：</p><p><b>　　2.2流量的確定</b></p><p>　　由： </p><p>　

8、　根據(jù)表格1的數(shù)據(jù)代入公式：</p><p><b>　　井口1： </b></p><p><b>　　井口2: </b></p><p><b>　　井口3：</b></p><p><b>　　井口4：</b></p><p>

9、;<b>　　井口5：</b></p><p><b>　　井口6：</b></p><p><b>　　井口7：</b></p><p><b>　　2.3密度的確定</b></p><p>　　由在某壓力和溫度下的密度公式為：</p>&

10、lt;p>　　由： => </p><p>　　對于井口1： </p><p>　　對于井口2、5的進(jìn)站壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為：</p><p>　　對于井口3、4的進(jìn)站壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為：</p><p>　　對于井口6： </p><p>　　對于

11、井口7： </p><p><b>　　2.4流速的確定</b></p><p><b>　　由經(jīng)濟(jì)流速公式:</b></p><p><b>　　對于井號1：</b></p><p>　　對于井號2、5的進(jìn)站壓力及密度都相等的情況下有：</p><p

12、>　　對于井號3、4的進(jìn)站壓力及密度都相等的情況下有：</p><p><b>　　對于井號6：</b></p><p><b>　　對于井號7：</b></p><p><b>　　2.5管徑的確定</b></p><p>　　由進(jìn)氣管道直徑公式：</p>

13、<p><b>　　可得： </b></p><p><b>　　同理得： </b></p><p><b>　　2.6壁厚的確定</b></p><p>　　由進(jìn)氣管壁厚度公式：</p><p><b>　　---管線壁厚，</b>&

14、lt;/p><p>　　P---管線的設(shè)計工作壓力，；</p><p><b>　　d---管線內(nèi)徑，</b></p><p>　　---焊縫系數(shù)，無縫鋼管，直縫管和螺旋焊縫鋼管=1，螺旋埋弧焊鋼管=0.9。--鋼材屈服極限，</p><p><b>　　F---設(shè)計系數(shù)</b></p>

15、<p>　　C---腐蝕余量，當(dāng)所輸油，氣中不含腐蝕性物質(zhì)時C=0；當(dāng)油氣中含有腐蝕性物質(zhì)時可取C=0.51。</p><p>　　取優(yōu)質(zhì)碳素鋼20的245Mpa ; F取0.5; C取0.8mm;取無縫鋼管=1;</p><p><b>　　得出： </b></p><p><b>　　同理： </b>

16、</p><p>　　第二段管道的設(shè)計（1、2、3、4、5匯合/冷卻器到匯管）</p><p>　　3.1匯合管到節(jié)流閥前的管路</p><p>　　以滿足最大流量和壓力的條件為準(zhǔn)</p><p>　　3.1.1壓縮因子的確定</p><p><b>　　根據(jù)公式： </b></p>

17、<p><b>　　代入數(shù)值可得：</b></p><p>　　3.1.2流量的確定</p><p>　　由: </p><p>　　根據(jù)表格1的數(shù)據(jù)代入公式：</p><p><b>　　匯合計量=</b></p><p><b>　　

18、匯合生產(chǎn)=</b></p><p>　　3.1.3密度的確定</p><p>　　由在某壓力和溫度下的密度為：</p><p>　　對于兩個管路壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為： </p><p><b>　　=</b></p><p>　　3.1.4速度的確定</p>

19、;<p><b>　　由經(jīng)濟(jì)流速公式:</b></p><p>　　對于兩個管路壓力及密度均相等，所以它們氣體流速都為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　3.1.5管徑的確定</p><p><b>　　管道直徑公式：</b></

20、p><p><b>　　，</b></p><p>　　得： 匯合計量 = </p><p>　　同理：匯合生產(chǎn) = </p><p>　　3.1.6管壁的確定</p><p><b>　　由管壁厚度公式：</b></p><p><

21、b>　　可得：</b></p><p><b>　　匯合計量=</b></p><p>　　同理: 匯合生產(chǎn)=</p><p>　　3.2節(jié)流閥→計量/生產(chǎn)分離器→匯管/冷卻器→匯管的管路

22、

23、 </p><p>　　3.2.1壓縮因子的確定&l

24、t;/p><p><b>　　根據(jù)公式： </b></p><p>　　因為各段壓力相同，所以壓縮因子相同，代入數(shù)值可得：</p><p>　　3.2.2流量的確定</p><p>　　由: </p><p>　　根據(jù)表格數(shù)據(jù)代入公式：</p><p>　　經(jīng)過

25、節(jié)流閥→計量分離器→匯管的流量為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　經(jīng)過節(jié)流閥→生產(chǎn)分離器→匯管的流量為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　經(jīng)過6井冷卻器→匯管流量為：</p><p><b>　　=</

26、b></p><p>　　經(jīng)過7井冷卻器→匯管流量為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　3.2.3密度的確定</p><p>　　由在某壓力和溫度下的密度為：</p><p>　　對于各個管路壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為： </p><

27、;p><b>　　=</b></p><p>　　3.2.4速度的確定</p><p><b>　　由經(jīng)濟(jì)流速公式:</b></p><p>　　對于各個管路壓力及密度均相等，所以它們氣體流速都為：</p><p><b>　　=</b></p><p

28、>　　3.2.5管徑的確定</p><p><b>　　管道直徑公式：</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　經(jīng)過節(jié)流閥→計量分離器→匯管的管徑為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　

29、　經(jīng)過節(jié)流閥→生產(chǎn)分離器→匯管的管徑為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　經(jīng)過6井冷卻器→匯管管徑為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　經(jīng)過7井冷卻器→匯管管徑為：</p><p><b>　　=</b&

30、gt;</p><p>　　3.2.6管壁的確定</p><p><b>　　由管壁厚度公式：</b></p><p><b>　　可得：</b></p><p>　　經(jīng)過節(jié)流閥→計量分離器→匯管的管壁為：</p><p><b>　　=</b><

31、/p><p>　　經(jīng)過節(jié)流閥→生產(chǎn)分離器→匯管的管壁為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　經(jīng)過6井冷卻器→匯管的管壁為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　經(jīng)過6井冷卻器→匯管的管壁為：</p><p>

32、;<b>　　=</b></p><p>　　第三段管道的設(shè)計（匯管→脫硫系統(tǒng)→分離器→天然氣凝液回收系統(tǒng)）</p><p><b>　　此管段分為三段管線</b></p><p>　　管線1：從匯管經(jīng)脫硫系統(tǒng)到換熱器</p><p>　　管線2：從換熱器到節(jié)流閥</p><p&

33、gt;　　管線3：從節(jié)流閥經(jīng)分離器到天然氣凝液回收系統(tǒng)</p><p>　　4.1壓縮因子的確定</p><p><b>　　由公式 得：</b></p><p>　　管線1、2的壓力相同，所以壓縮因子相同都為：</p><p>　　管線3的壓縮因子為：</p><p><b>　

34、　4.2流量的確定</b></p><p>　　由: </p><p>　　根據(jù)上述表格的數(shù)據(jù)代入公式：</p><p><b>　　管線1： </b></p><p><b>　　管線2： </b></p><p><b>　　管線3：

35、 </b></p><p><b>　　4.3密度的確定</b></p><p>　　由在某壓力和溫度下的密度為：</p><p>　　根據(jù)上述表格的數(shù)據(jù)代入公式：</p><p><b>　　管線1：</b></p><p><b>　　管線2：<

36、;/b></p><p><b>　　管線3：</b></p><p><b>　　4.4流速的確定</b></p><p><b>　　由經(jīng)濟(jì)流速公式:</b></p><p>　　根據(jù)上述表格的數(shù)據(jù)代入公式：</p><p><b>

37、　　管線1：</b></p><p><b>　　管線2：</b></p><p><b>　　管線3：</b></p><p><b>　　4.5管徑的確定</b></p><p>　　由進(jìn)氣管道直徑公式：</p><p><b>

38、;　　，</b></p><p>　　根據(jù)上述表格的數(shù)據(jù)代入公式：</p><p><b>　　管線1：</b></p><p><b>　　管線2：</b></p><p><b>　　管線3：</b></p><p><b>　

39、　4.6壁厚的確定</b></p><p>　　由進(jìn)氣管壁厚度公式：</p><p><b>　　把數(shù)據(jù)代入公式得：</b></p><p><b>　　管線1： </b></p><p><b>　　管線2： </b></p><p>&l

40、t;b>　　管線3：</b></p><p><b>　　管道的選型</b></p><p>　　參照附表選用范圍內(nèi)的管道：</p><p>　　附表 鋼管、鑄鐵管計算內(nèi)徑（mm）</p><p><b>　　選型結(jié)果：</b></p><p>　　5.

41、1第一段管道的設(shè)計（井口到匯合管路）</p><p>　　七管道分別選取管道為：323.0，323.0，323.0，252.5，201.5，322.5，402.5</p><p>　　5.2第二段管道的設(shè)計（1、2、3、4、5匯合管路到節(jié)流閥）</p><p>　　匯合管路到節(jié)流閥（連計量分離器）管道：323.0</p><p>　　匯合管路

42、到節(jié)流閥（連生產(chǎn)分離器）管道：704.0</p><p>　　5.3第二段管道設(shè)計（節(jié)流閥→計量/生產(chǎn)分離器→匯管或冷卻器→匯管）</p><p>　　經(jīng)過節(jié)流閥→計量分離器→匯管的管道：402.5</p><p>　　經(jīng)過節(jié)流閥→生產(chǎn)分離器→匯管的管道：804.0</p><p>　　經(jīng)過6井冷卻器→匯管管道：322.5</p>

43、<p>　　經(jīng)過7井冷卻器→匯管管道：402.5</p><p>　　5.4第三段管道的設(shè)計（匯管→脫硫系統(tǒng)→分離器→天然氣凝液回收系統(tǒng)）</p><p>　　匯管→脫硫系統(tǒng)→換熱器管道：1005.0</p><p>　　換熱器→節(jié)流閥管道：1005.0</p><p>　　節(jié)流閥→分離器→天然氣凝液回收系統(tǒng)管道：1254.0&

44、lt;/p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計針對廣安1﹟低溫集氣站的工藝設(shè)計，根據(jù)流量、溫度和壓力與管徑和壁厚的關(guān)系，確定管道的管徑和壁厚，然后選擇出合適的管道型號。在這次為期兩周的課程設(shè)計中，我們首先通過小組討論初步確定流程，然后到自己的小組交流確定計算方法，再到最后自己完成課程設(shè)計的報告。每一個步驟，我們都學(xué)到很多東西，使我基本掌握了

45、如何進(jìn)行工藝管道設(shè)計，這不僅培養(yǎng)了我們的收集信息的能力，還鍛煉了我們的團(tuán)隊精神和交流能力，使我們的自學(xué)能力得到提高，這些能力為我們以后的學(xué)習(xí)和工作打下了基礎(chǔ)。這兩周雖然比較忙，但是我們過得很充實。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]梁平，王天祥．天然氣集輸技術(shù)M．北京：石油工業(yè)出版社．2008．5（1）；</p>&