某输气干线首站施工图设计

1、专业好文档为您搜集整理 谢谢使用 更多内容请关注本站 某输气干线首站施工图设计 目录 第一篇 设计说明书 1 概述 2 1.1 任务要求 2 1.2 设计原则 2 1.3 遵循的规范、标准 2 1.4 设计内容、 3 1.5 主要技术经济指标 3 1.5.1 天然气气质资料 3 2 工艺流程 3 2.1 工艺方案 3 2.2 工艺流程 3 2.2.1 工艺流程选择总则 4 2.2.2 工艺流程选择 4 2.3 输气干线首站工艺流程图 4 3 设备选型 4 3.1 过滤分离器 4 3.2 计量设备 4 3.3 安全阀 4 3.4 调压阀 5 第二篇 计算说明书 1 引言 7 2 管线主要设备的计

2、算和选型 7 2.1 管线强度计算 7 2.2 多管除尘器的设计计算 9 2.3 孔板式流量计的设计计算 11 2.4 安全阀的设计计算 11 2.5 调压阀的设计计算 13 第一篇 设计说明书 1 概述 1.1 任务要求 本工程设计是完成油气储运工程专业课程学习之后， 为使学生能对油气储运工程 专业有一个更加系统、 全面的了解， 并综合利用所学知识进行工程设计而开设的实践 环节课。通过本课程的学习和训练， 使学生深入理解油气储运工程的基本理论和技术， 掌握油气储运工程的设计思路及方法。 本工程设计按分组方式进行。工程设计应符合现行执行的技术规范和技术标准。 要求绘制的工艺流程图和相关图样完整

3、和规范。 在工艺计算及设备选型时， 确保理论 依据充分，使用的图表和公式正确，计算步骤简明，计算结果正确、可靠。尽可能采 用国内外油气储运工程的新技术、 新工艺和设备。 提交的工程设计成果包括： 原始数 据、说明书、有关图件、参考文献（工艺流程图、设计书、设备表）等。 1.2 设计原则 1）贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家的行业的各项技术标准、规范。 2）贯彻“安全、可靠”的指导思想，以保证设备安全、稳定的运行。 3）遵循“高效节能，安全生产”的设计原则。 4）充分考虑环境保护，节约能源。 1.3 遵循的主要规范、标准 1）油气集输设计规范 GB50350 2005； 2）石油天然气工程制图

4、标准 SY/T 0003-2003 3）石油天然气工程设计防火规范 GB501832004； 4） 石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管（GB/T9711.2 1999） ； 5） 石油天然气工业输送钢管交货技术条件第3部分：C级钢管（GB/T9711.3 2005）； 6）高压锅炉用无缝钢管 （GB53101995）； 7）输送流体用无缝钢管 （GB/T81631999）； 8）油气田及管道仪表控制系统设计规范SY/T009096； 9）石油地面工程设计文件编制规程 （SY/T00092004）。 10）油气田地面管线和设备涂色规定SY004396； 11）气田地面工程设计节

5、能技术规定SY/T633197； 专业好文档为您搜集整理 谢谢使用 更多内容请关注本站 专业好文档为您搜集整理 谢谢使用 更多内容请关注本站 12）天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求SY/T0599 1997; 13）油气分离器规范 SY/T 0515-1997 14）天然气矿场集输北京：石油工业出版社.1997 15）油田油气集输设计技术手册 编写组编油田油气集输设计技术手册（上、 下册）.北京：石油工业出版社.1994 1.4设计内容 根据给定的国家规范和标准，对输气干线首站进行了工艺流程设计和主要工艺设 备设计计算。本应用工程研究了以下设计内容： 输气干线首站的工艺流程设计，绘制

6、流程图； 输气干线首站工艺装置设计； 1汇管 2多管除尘器 3计量装置 4安全阀、调压阀 5清管器 1.5主要技术经济指标 1.5.1天然气气质资料 1）天然气气质参数：（V） CH 95.82 C2H6 0.78 0.05 0.67 CO 2 2.65 Ha 0.03 2）建设规模 800 x 104m3/d。 3）该站场进站压力为7MPa要求出站压力为6MPa 2工艺流程 2.1工艺方案 根据工程设计要求，该站要有分离、调压计量和清管的功能，所以进口天然气要 先进入汇管，从汇管出来后进入过滤分离器， 经过调压计量后再次进入汇管，通过发 球筒出站。如果需要加压的，还要在出站口前设置一压缩机组

7、，以对天然气进行加压。 2.2 工艺流程 2.2.1 工艺流程选择总则 我们选择的工艺流程要做到贯彻国家建设基本方针政策， 遵循国家的行业的各项 技术标准、规范，经济环保。 2.2.2 工艺流程选择 本站场工艺有以下特点： 1）工艺流程简单、技术成熟； 2）采用高效过滤分离器分离天然气中的固、液颗粒； 3）操作简单，维修方便。 2.3 输气干线首站工艺流程图 输气干线首站流程图见附图 3 设备选型 3.1 过滤分离器 天然气集输系统用分离设备主要用来除去天然气中的固体、 液相杂质。 固体杂质 主要是由气层中夹带出来的少量地层岩屑等杂物和设备、 管道中的腐蚀产物。 输气干 线首站以分离粉尘物质为

8、主，宜采用多管除尘器。 3.2 计量设备 1）输入和输出干线的气体及站内自耗气必须计量，这些气量是交接业务和进行 整个输气系统控制和调节的依据。 2）气体计量装置应设置在输气干线的进气管线上、分输气和配气管线上以及站 场的自耗气管线上。 3）测量天然气体积流量的流量计有差压式流量计和容积式流量计两类。 1 差压式流量计。 差压式流量计是根据气体流经节流件时在其前后发生的压 差来测量气体流量的计器， 它由节流装置和差压计两部分组成， 主要用于大流量的输 气管道上。 2容积式流量计。常用的容积式流量计多为转子流量计，一般用于小流量的 计量，如自耗气管道上。 在该设计中，我们采用孔板式流量计。 3.

9、3 安全阀 安全阀是用于受压设备、 容器和管路上， 为能当压力超过规定数值时， 自动排除 介质的过剩压力，保证安全生产而设置的。 1）安全阀的种类 1按平衡内压的方式不同，安全阀的主要型式主要有： 重锤式， 用杠杆和重锤来平衡阀瓣压力， 其优点是由阀杆传来的力是不变的， 缺 点是比较笨重，回座压力低。 弹簧式，利用压缩弹簧力来平衡阀瓣压力，优点是体积小、轻便、灵敏度高、安 装位置不受严格限制。同一型号规格的安全阀可通过更换安全阀来改变其工作压力 级，而在某一压力范围内， 可通过调节阀杆来调节开启压力。 缺点是作用在阀杆上的 力随弹簧变形而发生变化。 2安全阀按结构不同分为封闭式和不封闭式，带扳

10、手和不带扳手等型式。封 闭式用于易燃、 易爆或有毒介质的生产装置上， 不封闭式用于蒸汽或惰性气体的生产 装置中。带扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度，有时也可作紧急泄压用。 3安全阀按其阀瓣升启高度不同又分为全启式和微启式两种。 2）进出集气站的天然气管道上应设截断阀。截断阀应具有手动功能，并应设置 在操作方便及在事故发生时能迅速切断起源的地方。 有以下情况之一者，可看成是一台容器，可在危险空间（容器和管道上）设置一 个或一组安全阀。 但是在计算容器的排放量时， 应把容器间的连接管道的容积包括在 内。 1与压力源相连接的、本身不产生压力的压力容器，其设计压力达到了压力 源的设计压力时； 2多台

11、压力容器的设计压力相同或稍有差异， 容器间采用足够大的管道连接， 且中间无阀门隔断时。 3）安全阀的定压应小于或等于受压设备和容器的实际压力，定压值（P0）应根据 操作压力（P）确定，并应符合下列要求： 当 P 1.8MPa时,P0=P+0.18MPa 当 1.8 P 7.5MPa时，P0=1.05P 4）站内需要检修一组（套）设备，应设与其他组（套）设备隔开的截断阀和检修 放空阀。放空阀口径一般不大于 50mm。 3.4 调压阀 因为各种设备及出口对天然气都有一定的压力要求， 因此站内要设置调压阀， 以 对天然气进行调压，满足各种设备和出口对天然气的压力要求。 专业好文档为您搜集整理 谢谢使

12、用 更多内容请关注本站 专业好文档为您搜集整理谢谢使用更多内容请关注本站 第二篇计算说明书 1引言 根据导师下达的任务书，主要是对站内设备进行计算和选型。 设计中所选设备和设备管线均用 Q345无缝钢管，抗屈服强度345MPa 工艺计算步骤：先对管线进行强度计算，然后确定需要选用的钢管的直径和壁厚， 再分别对主要设备进行选型计算。 2管线和主要设备的计算和选型 因为该站场有两个压力等级，因此我们要分别对不同的压力等级计算管径和壁 厚。我们先计算压力为7MPa勺管径和壁厚，用相同的方法我们也可以求得压力为 6MPa 时的管径的壁厚。 1）基本参数计算 1计算压缩系数Z 100 7 Z一TT5 1

13、00+1.69P av 100 2 操作状态下气体流量 =1 15 100+1.69 X 7. =0.86 QgRTZ Q= 86400PTd 800X 104X 0.101325 X 293 X 0.86 3 =1.15m 天然气分子量 =7 X 293X 86400 3, /s M=2 yiMi =95.82% X 16+0.78%X 30+0.05%X 44+0.67%X 28+2.65%X 44+0.03%X 2 =16.94 4操作状态下气体的密度 PM p = 8.314TZ =7000 16.94 8.314 0.86 293 3 =56.6kg/m 2.1管线强度计算 1）管道

14、内径可由以下公式求得： d= . 4Q/(v ) = 4*1.15/(12*3.14) =0.349m 根据国标，我们取管径为355.6mm 2)直管壁厚计算公式 PD 2 s FT 式中：S钢管计算壁厚(cm)； p设计压力(MPa； D钢管外径(cm); (Ts钢管的最小屈服强度(MPa； F设计系数； 9 焊缝系数，无缝钢管B =1.0 ； T温度折减系数，常温t=1.0 计算中，联系题目给定的要求，进站设计压力p取7MPa钢管的最小屈服强度 (T S取345MPa设计系数F取0.72，焊缝系数9取1.0，温度折减系数T取1.0。 其中设计系数F的选取是按照住宅建筑物的密度而定的。其规定

15、如下： 1一级地区：户数在15户或以下的区段； 2二级地区：户数在15户以上、100户以下的区段； 3三级地区：户数在100户或以上的区段，包括市郊居住区、商业区、工业 区、发展区以及不够四级地区条件的人口稠密区； 4四级地区：系指四层及四层以上楼房(不计地下室层数)普通集中、交通 频繁、地下设施多的地区。 根据地区分类不同，输气管道的强度设计取不同的设计系数：一级地区0.72， 二级地区0.6，三级地区0.5，四级地区0.4。 根据以上的公式和数据，我们计算可得管线壁厚 PD 2 s FT =7 35.56 2 345 1 1 0.72 =5mm 根据国标，我们选直径为6mm 同理，压力为6

16、MPsB寸，我们的计算方法一样。如下： 100 7=+-+5 100+1.69 X 6 - =0.88 c QgRTZ Q= 86400PT) _ 800X 104X 0.101325 X 293 X 0.88 =86400 X 6 X 293 3 =1.38m/s d= . 4Q /(v ) =.4*1.38/(12*3.14) =0.383m 根据国标，管径我们取406.4mm PD 2 s FT =6 40.64 2 345 1 1 0.72 =4.9mm 根据国标，壁厚我们选取6mm 通过以上计算，我们知道：在进口到调压阀之间的管段，我们选取直径355.6mm 壁厚6mm的Q345无缝

17、钢管，调压阀到出口之间的管段我们选取直径406.4mm壁厚 6mm的Q345无缝钢管。 2.2多管除尘器的设计计算 从天然气中分离以固体粉状物质为主的多管除尘器，主要结构是由若干个结构尺 寸已定的导叶式旋风子组成。选用时则根据天然气流量和除尘器结构尺寸来选定适当 的流速，并通过计算以确定旋风子的个数，然后计算除尘器的压力损失。 对于由若干个尺寸已定的导叶式旋风子组成的多管除尘器，设计中的主要问题 是，使各旋风子进气分配均匀，灰斗内粉尘的飞扬尽量减少，从而尽可能减少串流返 混现象。 1)计算旋风子的轴向进气面积 F 选用 108/76旋风子(直筒型)，旋风子外管为 108X 4无缝钢管，其内管为

18、 76X4无缝钢管。旋风子的阻力系数E =1.27、旋风子叶片数n=8片，旋风子导向叶 片进气口端部的厚度S =0.005叶 1旋风子的外管内径D2 =0.108-0.004 X 2=0.1 ( m) D2 D 2 n - 2 2旋风子的轴向进气面积F 2 2 F D2Di 4 D2旋风子外管内径，m Di旋风子内管外径，m N旋风子的导向叶片数，一般取n=8; S 旋风子导向叶片进气口端部的厚度， F=3.14 (0.1 2-0.076 2) -8 X 0.005 0.1一0.076 4 2 =0.00284 （m） 2)计算旋风子个数N N qF 式中N旋风子个数； qV气体流量(P=10

19、1.325KPa t=20 C) , m3/s； 3 旋风子轴向进口流速，m/s; 对 100mn旋风子： 当天然气压力为1.02.0MPa时， 圆锥型旋风子3 =1220m/s, 直筒型旋风子3 =1424m/s。 当天然气压力为2.04.0MPa时， 3 =10 12m/s。 F 一个旋风子的轴向进口面积 m2 其中，qV=1.15m3/s 3取 12m/s 1.15亓 N=33.7 取 34 12 0.00284 如不满足要求则 计算所得除尘器是否满足工艺要求，需按下式核算其处理能力, 须增加旋风子个数。 qv 2.5 108 PN F 专业好文档为您搜集整理谢谢使用更多内容请关注本站

20、P气体操作压力，MPa(绝)； T气体操作温度，K; z气体压缩因子，无因次。 经验证，结论符合要求。 2）除尘器压力损失计算。 当站场工艺需要控制除尘器的压力损失时，可按下式计算除尘器的总压力降。 2 6 P 9.81 10（ 2-7-109 ） 2g 式中 p多管除尘器总压力降，MPa P 操作条件下气体密度，kg/m3; g重力加速度，m/s2; 3 旋风子轴向进口流速，m/s; z 阻力系数。 叶片出口角为30, 100/76mm旋风子阻力系数为： 圆锥型叶片式 Z =13.2 直筒型叶片式Z =12.7 -6 P=9.81 x 10 12.7 56.6 12 12 2 9.8 =0.05MPa 通过计算，我们知道：多管除尘器宜选用 108/76旋风子（直筒型），旋风子外 管为 108X 4无缝钢管，其内管为 76X 4无缝钢管，旋风子数为34 2.3孔板式流量计的设计计算 2.4安全阀的计算 在计算和选择安全阀时，可按下列步骤进行: 根据工艺设计确定安全阀的泄放压力 根据工艺要求，确定所需要的最大泄放量 计算安全阀通