(石油化工院校储运专业)毕业设计联合站设计计算说明书解析

(石油化工院校-储运专业)毕业设计-结合站设计计算说明书分析(石油化工院校-储运专业)毕业设计-结合站设计计算说明书分析(石油化工院校-储运专业)毕业设计-结合站设计计算说明书分析中国石油大学（北京）毕业设计（论文）大庆旭日沟结合站初步设计学生姓名：xxxxx学号：xxxxxx专业班级：油气储运工程xxxx班指导教师：xxxx2012年6月20日中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）纲要大庆旭日沟结合站的设计是以储运教研室下达的任务书为依照完成的。结合站是地面集输系统中的重要组成部分，在站中将井口采出物进行必要的加工办理，尔后将成品原油外输。该结合站东西长433米，南北宽329米，年办理量为80万吨，采用密闭流程。站外来油经三相分别器、缓冲罐、脱水泵、加热炉、电脱水器、牢固塔等办理后，经外输泵，计量后外输。站内划分为油罐区，污水办理区，工艺区，配电区，消防区，辅助生产区，设计时设计了有泵流程，同时也考虑了停电流程，即事故流程。在设计的过程中我第一参照了相关资料，尔后依照相关设计参数进行基本计算和设施选型，接着确定了总平面部署和结合站的工艺计算，最后完成了结合站总平面部署图和工艺流程图，设计并绘制了脱水泵的管线安装图。要点词：结合站；分别；生产流程；设施中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）ABSTRACTThedesignofDaqingChaoyanggoucentraltreatingstationwascomplicatedaccordingtotheassignmentgivenbytheStorageandTransportationTeachingandResearchingDepartment.Thetreatingstationisonemostimportantpartintheoilandgasgatheringandtransmissionsystem,wherethewellfluidsaretreatednecessarily,andthenthecommercialcrudeoilwillbetransportedtothedestination.Itis433meterslongfromwesttoeastand329meterswidefromnorthtosouthandthestation’streatingcapacityisabout80thousandtonperyear.Thedesignemploystightflowwithpump.Crudeoilfromwellsflowthroughthree-phaseseparator,buffertank,dewateringpumps,water-jacketheater,electricdehydrator,stabilizationandtransportationpumps.Stationareaisdividedintotanks,sewagetreatmentarea,craftarea,distributionarea,FireDistrict,auxiliaryproductionarea.Thecentraltreatingstationincludestwomainprocesses,theyaretightflowprocesswithandwithoutpumps.Inaddition,theaccidentalprocesswhilepowerisoffwasconsidered.Duringtheprocessofdesignofthestation,severalstatestandardshavebeenreferencedaswellasthecorrelativeparametersofthestationfirstly.Thenaccordingtothecorrelativedesignparametersgivenbytheassignment,Ifinishedthebasiscalculationandcheckedtheequipmentsandpipelines,alsothegeneralplanedisposeandthetechnicalflowwereconfirmed.Atlast,planedisposediagram,processflowdiagramaswellasthepipelinefixingdiagramofthedehydrationpumpsarefinished.Keywords:centraltreatingstation;seperation;process;design中国石油大学（华东）本科毕业设计目录第1章序言-1-第2章LH-1结合站工程说明书22.1归纳22.2结合站设计依照32.3站址的选择及总平面部署42.4流程及流程说明72.5设施及管线安装说明8第3章结合站工艺计算书113.1相关参数的确定-11-13.2主要设施的选型-15-153.3站内工艺管线的采用及压降计算-21-213.4泵的采用35第4章结论37致谢38参照文件39第1章序言第1章序言结合站，即集中办理站，是油田地面集输系统中的重要组成部分，就是把分其他原料集中、办理使之成为油田产品的过程，油田生产的必要环节。这个过程从油井井口开始，将油井生产出来的原油、伴生天然气和其他产品，在油田进步行集中、输送和必要的办理、初加工，将合格的原油送往长距离输油管线首站，也许送往矿厂油库经其他运输方式送到炼油厂或转运码头；合格的天然气则集中到输气管线首站，再送往石油化工厂、液化合格的天然气则集中到输气管线首站，再送往石油化工厂、液化气厂或其他用户。就油田的生产全局来说，油气集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程此后的很重要的生产阶段。随着这些年油田采出原油含水率越来越高，结合站在油田生产中的地位也日益显得重要。相信在未来的油田的生产中结合站的地位将会更加重要。本次设计是更具任务书所给定的内容以及经过大量的计算和论证得出的一套可行的设计方案。-1-第2章LH-1结合站工程说明书第2章LH-1结合站工程说明书2.1归纳2.1.1简介结合站，是油田地面集输系统中的重要组成部分。就油田的生产全局来说，油气集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程此后很重要的生产阶段。结合站一般包括以下的生产功能：油气水分别、原油脱水、原油牢固、天然气脱水、轻烃回收、原油储蓄及向矿场油库运送、污水办理、回注地层、接收计量站外输来的油气混杂物、变配电、供热及消防等。2.1.2结合站工艺系统归纳（1）油气水混杂物的收集平时采用的方法有：加热保温法，化学降粘、降凝法，物理降粘、降凝法。（2）油气水的初步分别油气水的初步分别在三相分别器中进行。油和机械杂质、盐的分别一般与油水分别同时进行。当含盐、含沙量高时，有的要用热水冲洗和降粘后再沉降分别，连同水、机械杂质和盐一起脱除。（3）原油脱水对轻质、中质含水原油，宜采用热沉降、化学沉降法脱水；对中质、重质的高含水原油，先采用热化学沉降法脱水，再用电脱水；对乳化度高的高粘度、高含水原油，应先破乳再沉降脱水。（4）原油牢固为了降低油气集输过程中的原油蒸发耗费，一个有效的方法就是将原油中挥发性强的轻烃比较完好地脱除出来，使原油在常温下的蒸汽压降低，这就是原油牢固。原油牢固所采用的方法能够分为闪蒸法和分馏法两大类。闪蒸法又分为常压闪蒸、负压闪蒸和正压闪蒸。（5）轻烃回收轻烃回完工艺基本能够分为三种：吸附法、油吸取法和冷凝分别法。我国轻烃回收大都采用冷凝分别法，按冷冻深度不相同，冷凝分别能够分为浅冷（15℃~25℃）和深冷（60℃~100℃）两种。（6）天然气脱水天然气脱水有固体吸附剂吸附法、甘醇吸取法、分子筛吸附法、自然冷冻分别法等多2第2章LH-1结合站工程说明书种方法。（7）含油污水的净化含油污水办理的常用方法是：重力沉降除油法、混凝沉降法、气体浮选法、斜板除油法和过滤除油法。（8）辅助生产系统辅助生产系统包括给供排水系统、供热系统、变配电系统、通讯系统、采暖及通风系统、道路系统等。这些系统都是结合站的必要组成部分，是结合站正常工作的保证。2.2结合站设计依照2.2.1设计规模及设计依照原油办理能力：80万吨/年预留原油接转能力：100万吨/年天然气净化能力：8万/d变电所一座，设置双路电源供电消防泵房一座锅炉房一座通讯设施一套道路设计依照：中国石油大学（华东）储运教研室下发的设计任务书2.2.2设计基础数据（1）原油物性比重：粘度：(50)80.26厘沱凝固点：16原油含蜡：14.68%含胶质：6.55%含沥青质：1.3%原油初馏点：97平均气油比：128N/t气液进站温度：50气液进站压力：3第2章LH-1结合站工程说明书（2）天然气物性伴生气组分75.0%10.0%8.0%5.0%0.4%0.3%0.2%0.1%S+:0.2%0.8%（3）设计参数的确定原油含水按50%计算含水原油进站温度：50℃进站压力：（绝）油气水三相分别器：分别温度：50℃分别压力：（绝）缓冲罐：进罐温度：50℃工作压力：（绝）电脱水器：操作温度：60℃操作压力：0.3Mpa(绝)牢固塔：操作温度：60℃操作压力：-0.03Mpa(绝)大罐：储蓄温度：50℃原油外输温度：60℃油水在三相分别器中停留时间：10～30分钟油水在电脱水器中停留时间：30～60分钟2.3站址的选择及总平面部署2.3.1站址的选择原则及站址选择（1）站址的面积应能满足总平面图部署的要求，而且拥有扩建的余地。4第2章LH-1结合站工程说明书（2）有合适的工程地质条件，避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带等，在七级以上地震区应注意避开重喷沙地带。（3）宜选在地势较高或缓坡地区，应尽量避开河滩、沼泽、局部低洼地和可能受到水淹的地区。（4）与周围设施的关系应能满足防火要求。（5）交通、供电、供水、排水、通讯等比较方便。（6）尽可能少占或不占耕地。（7）尽量凑近居民区或生活点，方便职工生活。依照油田整体规划，站址周围无大型企事业单位及大型建筑物。当沿最暴风频方向起风时，结合站和居民区互不影响，结合站位于最小风频方向上风侧。该地区交通比较方便，地势平坦广阔，土质为亚粘土，腐化性较小，该站址在此比较合适。2.3.2总平面部署及说明平面部署原则：（1）满足工艺流程和生产的全部要求。（2）设计在满足生产管理、安全防火、施工及检修的条件下，各种生产设施的部署应尽量减少相互之间的距离，有条件时应尽量采用结合装备或合一设施。（3）供电、供热设施应尽量凑近负荷中心部署，且应部署在站场的边缘，以利进出线。（4）场区道路部署应合理，并满足消防要求，人流与车流集中的干道应防范与厂区内的铁路交织。站内道路最小转弯半径不宜小于9米，消防道路的转弯半径不宜小于12米。（5）工艺管线、热力管线、供给排水管线和电力通讯线路，应全面考虑一致安排，一般集中部署在道路的一侧，各种线路的部署应做到纵横有错。（6）中心控制和集中控制仪表间应部署在主要生产装置或操作频频的设施地区周边。其周围不宜设有造成仪表室地面震动较大的连续性震源。（7）对于大功率的输油泵、注水泵、压缩机等产生巨大噪音的机组设施，在工程设计时，除应采用减震和隔音消声的措施外，在总平面部署设计时还应注意与防震要求高的设施和人员集中的场所隔断。（8）部署在同一区块内的结合装置，如能同时停工检修，则各工艺设施部分的间距可不限；不能够同时停工检修，工艺设施部分应留有不小于7m的间距。（9）原油罐区可依照总容量、单罐容量、储罐的个数布成一个或多个罐区。每组储罐不应多于两排，储罐个数不应多于12个。（10）储罐组的周围应设闭合防火堤。防火堤高度应比计算高度高出0.2米，不易高5第2章LH-1结合站工程说明书于1.8米。（11）原油储罐区应远离人流车流密集的场所和有明火或散生气花的地点，并应位于常年最小风频的上风侧。（12）油气生产设施应部署在最小风频上风侧，还应部署在油罐区、原油装卸区常年最小风频的下风侧。进出站场的油气阀组应凑近站场的界线部位。总平面部署及说明：大庆旭日沟结合站坐南向北，东西长433米，南北宽329米，自然地坪平坦后相对高度为0.3米。各生产区之间用道路相隔，站内主道路宽8米，消防道路宽8米，道路两侧设有边沟，雨水、不含油污水沿公路边沟排至站外，含油污水全部进污水办理区。依照总平面部署的原则，做平面部署时，应在安全的前提下，提高经济效益，为便于生产管理，每个作业内容的生产装置集中在同一界区之内。设有两个大门，这样，任何一个火灾危险性较大的地区都能够由大门直接到达，而不用经过其他区。一旦发生火灾，消防车能够以最快的速度到达事故地区，各区其他车辆也能够迅速撤离。行政管理区紧靠大门，且凑近骨干道。这样能够减少非生产人员和闲杂人员、车辆进入生产区，减少对生产的搅乱并防范了事故的发生。设有10×42m的办公楼，楼内设有化验（油水分析）库房、维修间、生产调换办公室、会议室等。锅炉房、加热炉是直接的火源，应放在距离罐区和天然气办理区较远的地方，这样能够减少发生火灾的危险。原油罐区属于危险性较大的地区，应远离人流、车流密集的场所和有明火及散生气花的地方，应位于年最小风频的上风侧，本站将原油罐区部署在东侧。变配电区火灾危险性较大，平面部署时，放在结合站里面，用围墙与其他各区相隔，且靠边部署，本站将变配电区部署在西南角。办公楼前设有花坛，绿化带环站场一周，各种绿化场所绿化面积最少为站场占地总面积的10%。该地区自然地形比较平坦，竖向设计要做到：（1）尽量采用自然地形，基本做到挖填平衡。并应试虑扩建时，挖填土石方便。（2）场所整平坡度不宜小于5‰，困难情况下不应小于3‰。建筑物的室内地坪较高，应比室外处坪高出。（3）人行道铺装路面高出场所不应小于50mm。人行道纵坡大于8%或超越台阶时，6第2章LH-1结合站工程说明书应设人行台阶，每级高度宜为15～20cm。台阶总高度大于3m时，应设休息台阶和栏杆。（4）场所平坦的最大填方高度一般不宜大于2m。（5）罐区及配电区一般应比其他区高。2.3.3结合站设施的选择及参数的确定油气水三相分别器Φ3600×108004台缓冲罐Φ3000×146001台电脱水器Φ2600×50004台水套加热炉5台外输泵150Y150×2A3台脱水泵100Y60A3台拱顶罐50004座2.4流程及流程说明2.4.1原油办理工艺简介由于原油中含有必然量的甲烷、乙烷、丙烷等挥发性轻烃，在常温、常压储蓄运输过程中这类挥发性轻烃从原油中挥发出来时，会带走部分戊烷、己烷等轻质油。为了降低油气蒸发耗费，本站采用密闭式生产流程。密闭式生产流程指的是油气的运送和办理都在密闭的容器和管线中进行。这类流程能够降低油品的耗费，减少对环境的污染，因此被广泛应用。密闭流程与传统的开式流程对照有多方面的优点：（1）一般的开式流程原油耗费约为2～4%，而闭式流程能降低到0.5%以下，密闭式流程不但降低了油气耗费，而且还提高了产品的质量。（2）密闭流程比开式流程结构简单。（3）减少了加热炉和锅炉热负荷，提高了整个油气集输系统的热效率。（4）减少了钢材的耗量，减少了投资。2.4.2工艺流程设计的原则（1）工艺流程应能保证结合站办理的油气产质量量吻合要求，并在保证达到油气水加工质量的前提下，流程尽可能的简短，防范油气水无序次往返，频频节流、加热等现象。（2）工艺流程应节约能源、防范污染、保护环境。（3）工艺流程应安全可靠，并有必然的灵便性。（4）尽量采用先进技术，实现自动化控制。2.4.3本站工艺流程及说明7第2章LH-1结合站工程说明书设计中考虑到进站原油的含水率（50%）和含襟怀（综合油气比）为128Nm3（气）/t（油），工艺上采用油气二级分别、两段脱水。二级分别指一级油气水分别、二级牢固塔内分别。两段脱水是指油气水三相分别脱水和电脱水器脱水。该站除正常的生产流程外，还有站内循环以满足原油不需外输时的要求，还有原油罐区用以事故（如停电）发生后储蓄油品，等来电后，再进入正常工作，防范因结合站或外输管线的突发事故而影响油田生产。正常流程：站外来油→进站总阀组→油气水三相分别器→缓冲罐→脱水泵→加热炉→电脱水器→原油牢固塔→（净化油罐→加热炉）→原油外输泵→出站总阀组停电流程：站外来油→进站总阀组→油气水三相分别器→缓冲罐→事故罐→脱水泵→加热炉→电脱水器→循环泵后的正常流程流程设计中的几点说明：（1）各作业区，装置的部署应与平面部署吻合，应注明各工艺管线尺寸、安装高度、介质的流向、管线线型及管件应吻合的规定，尺寸不按比率。（2）凡是由于有时势件（着火停电）或操作失灵可能使压力高升而造成事故之处（如分别器、加热炉、电脱水器、油罐等容器及往来泵、齿轮泵出口），都装备有安全阀或呼吸法。（3）凡是不相赞同液体倒流之处（如离心泵出口、有压进罐管线、药剂管线等）都应安装止回阀。（4）为防范爆炸、火灾等恶性事故延长，流程设计要有切断油气源的措施（如压力越站、紧急放空、自动关闭油罐出入口阀门）。2.5设施及管线安装说明2.5.1输油泵房的部署安装（1）泵房内设有外输泵三台，脱水泵三台，抽污油用齿轮泵一台。（2）泵房内的泵成行部署，采用防爆电机，并将泵的基础前端边缘取齐。（3）原油泵的吸入管应安装过滤器和真空压力表，出口管应安装止回阀和压力表，与泵出入口相连接的管线应比泵出入口的管径大一级。（4）离心泵在入口段的最高点或过滤器的顶端，泵出口阀的前边应安装放气管，放气管一般为DN15。此放气管常和压力表的接头结合在一起安装。2.5.2油气分别器的安装8第2章LH-1结合站工程说明书这里说的油气分别器包括含油气分别功能的全部装置，即油气水三相分别器，油气两相分别器。（1）本站采用的分别器均为卧式分别器，采用单排部署，其操作端部头盖应取齐，其相邻间距为1.5米。（2）分别器均采用并联，其入口汇管安装张口大小和间距均相等，以使油气的进料量平均相等，每台分别器的入口管线切断阀之间应安装取样口和温度计，油气出口管线切断阀从前应安装压力表。（3）分别器的顶部气体空间均应安装弹簧式安全阀，由安全阀放出的气体应有组织的齐集排放。（4）每台油气分别器均应有液面控制器直接控制出油阀的开启度，还应有玻璃式液位仪就地观察液位的变化。（5）计量用油气分别器的出气管上安装压差式流量计用以计量天然气产量，在出油管线出油阀从前最凑近分别器的部位安装容积式流量计，用以计量油水混杂物的产量，在出油阀的下游应安装取样口，以便化验含水量。（6）每台分别器都应安装排油管和抽空管。2.5.3电脱水器的分布安装（1）电脱水器成排部署，其操作端部头盖应取齐，其相邻间距为。电脱水器的操作阀门和控制仪表常设计在脱水操作间内。（2）电脱水器的入口有药剂管线，加速电场力对原油乳状液的破乳脱水。（3）在电脱水器的出油管线切断阀从前安装压力表和取样阀，在排水管切断阀前设安全阀、取样阀、看窗。（4）电脱水器进油管截断阀此后应与净化油的汇管接通，以便电脱水器在开始运行时先进好油充满容器以牢固高压电场，脱水器的排污管应该与抽空管线接通，以便停运排空时打扫。（5）在脱水器的顶部最高处设放气阀，保证液体能充满容器的空间。2.5.4管线安装综述（1）在总平面图分区部署的基础上，油气、热力、供排水管线及电力、通讯线路应该尽量缩短长度，在满足水力、热力要求下，线路部署力求整齐，雅观。（2）在场区内各种地上、地下线路和供电、通讯线路集中部署在场区道路两侧，应该防范地上管线和电力、通讯线包围工艺装置和独立的建筑物，并减少和场区道路的交织，交织时采用直交。9第2章LH-1结合站工程说明书（3）主要的油管线均采用伴热管线。（4）场区管线敷设方式，依照场区土壤性质和地下水分布情况确定。带压的油、气、水管线一般采用地上架空敷设，罐区至泵房的管线采用埋地敷设，管道水平间距大于，并做好埋地钢管的防腐工作。（5）架空敷设管线时，管底距地面为，当架空管线下面安装有泵、换热器或其他设施时，管底距地面高度应满足安装和检修时吊起要求，敷设于管墩的地面管线，管底距地面，与人行道交织时应加设过桥。（6）管线超越道路时，其底管高度要求距主要道路路面不小于，距人行道路面不小于。10第3章结合站工艺计算书第3章结合站工艺计算书3.1相关参数的确定3.1.1设计规模（1）原油办理能力80万吨/年（年工作天数按365天）：考虑油田生产的不牢固性，取不牢固系数为，则原油办理能力：Go=801.2=96万吨/年=2630.14吨/天=109.59吨/时=30.44千克/秒（2）天然气的办理能力已知来油的综合油气比为128Nm3（气）/t（油），则气体办理能力：3.1.2油气物性计算（1）原始数据：原油密度：=850kg/原油凝点：16℃原油粘度：（50℃）80.26厘沱（2）原油物性参数计算○1原油密度[1]在20℃~120℃范围内，原油密度为t201t2078020860时，10320103860960时，3320102010○2动力粘度[1]t1000mPas时，c10,a1031/℃10t1000mPas时，c100,a1.441031/℃t10mPas时，c1000,a1031/℃

(3-1)(3-2)-11-第3章结合站工艺计算书式中t,t0——温度为t(℃)和t0(℃)时原油的粘度，mPas；a,c——常数。○3运动粘度[1]tt(3-3)t式中t——t(℃)时原油运动粘度，厘沱；——t(℃)时原油动力粘度，厘泊；——t(℃)时原油密度，千克/立方厘米。表3-1原油物性参数表温度（℃）4550556065原油物性密度(kg/m3)动力粘度（厘泊）运动粘度（厘沱）计算示例：取t=60℃原油密度由式（3-1）得：由式（3-3）得505050厘泊○动力粘度2取℃)，由式（3-2）得：111.4410311006042.035mPas10010<42.035<1000a、c取值合适○3运动粘度-12-第3章结合站工艺计算书由式（3-3）得：6051.116厘沱（3）天然气物性参数的计算1[2]○不相同温度、压力条件（T,P）下天然气压缩因子Z已知标准情况下（101325Pa，273K），空密度gs3，，则标准情况下天然气相对密度g为：g=查阅《油气集输与矿场加工》获取伴生气组分的相关数据以下：表3-2伴生气物性表S/%163044587286100114344428带入数据后有：则g==比较压力和比较温度由下式求得PTPrTrPcTc式中Pc,P——气体的临界压力和绝对压力；Tc,T——气体的临界温度和绝对温度。-13-第3章结合站工艺计算书天然气压缩因子：当0Pr2，TrZ1r0.6Pr○2不相同温度、压力（T,P）条件下天然气密度ggs

PTsPTZs式中Z——对应温度、压力条件下天然气的压缩因子。[2]○3不相同温度、压力（T,P）条件下天然气粘度expxp/1000ygc0.2781*g，y1.110.04xc7.770.1844gT377.58g104式中——天然气粘度，mPas；T——温度，K；——标准情况下天然气相对密度。表3-3天然气物性参数表温度（℃）一级分别标况进站（50）二级分别（65）（50）天然气物性密度(kg/m3)压缩因子1动力粘度（mpa）——-14-第3章结合站工艺计算书3.1.3相关设计参数的确定（1）原油含水按50%计算（2）含水原油进站温度：50℃进站压力：（绝）（3）油气水三相分别器：分别温度：50℃分别压力：（绝）（4）缓冲罐：工作温度：50℃工作压力：0.15Mpa2（绝）（5）电脱水器：操作温度：60℃操作压力：（6）牢固塔：操作温度：60℃操作压力：（7）大罐：储蓄温度：50℃3.2主要设施的选型3.2.1三相分别器的选择与校核[3]三相分别器的工作条件：分别温度：50℃分别压力：（绝）（1）油气水三相分别器的采用由《油气分别器规范》表1采用Φ3600×10800的卧式三相分别器[4]，其有效长度8.1m。工作液面为2D~3D。34取h2D23.62.4m。33由下式计算集液部分弓形面积fyrr2yrr2sin1yrr22r2式中r——分别器的半径，m；y——分别器控制液面高度，m；f——集液部分弓形面积，m2。由式（3-4）得：-15-第3章结合站工艺计算书f22sin12222集液部分体积：VfLe2三相分别器中停留时间为5~30min，设液体在三相分别器中停留时间为15min。则办理量：109.59103153850180%60考虑进入分别器的油气两对照率随时间不断变化，引入载荷颠簸系数[10]。计算中取1.3，则分别器台数：QN取N4台，液体在分别器中实质停留时间：415（分钟）t分别器不设施用，当其中一台检修时，原油在其他分别器中停留时间：315（分钟）t故满足原油在分别器中停留时间的要求。（2）校核三相分别器气体办理能力由前面计算知在一级分别条件下：503，g3，g1.11588105Pas阿基米德数[1]：dd30ggg）Ar2（3-5g取沉降分别气相中液滴最小直径为100m，由式（3-5）得：10Ar

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1052由Re和Ar数的关系，油滴沉降流态为过渡流，则雷诺数：Re0.153Ar2Re500，则流态为过渡流，由阿伦（Allen）公式计算油滴沉降速度[2]：-16-第3章结合站工艺计算书dvd0g（3-6）gg由式（3-6）得：104vd105对卧式分别器，取赞同气体流速：vgvd0.166648m/s卧式分别器气体办理能力[2]：QgHs678581mDLeVgvPTs（3-7）1hDPTZs2412hD3，对应的m（hD-2）hDhD，载荷颠簸系数。由式（3-7）得：QgHs1106206785821013252735013105Nm3/dQgs4QgHs3.65106Nm3105Nm3/d因此采用4台360010800卧式三相分别器完好能满足生产要求。3.2.2缓冲罐的选择不如采用的卧式缓冲罐，停留时间15min，日办理量为4032m3/d1033/dQ总==3965.4066m则需要罐的个数为N=Q总Q则采用1台的卧式缓冲罐，不设施用。3.2.3电脱水器的采用

[3]电脱水器的工作条件：操作温度：60℃，操作压力：采用26005000的电脱水器[3]，其空罐容积Vi3。设原油含水率为20%，在-17-第3章结合站工艺计算书电脱水器内的停留时间为35min。电脱水器的办理能力：ViVt式中V——单台电脱水器办理的含水原油体积流量，3m/h台；Vi——电脱水器的空罐容积，m3/台；t——选定的含水原油在电脱水器内的停留时间，h。由式（3-10）得：V31.66054.17m3/h台35经过电脱水器的含水原有体积流量：V103166.581m3/h则需电脱水器的台数：nVV由式（3-11）得，运行台数：n电脱水器的实质体积流量：V41.645m3/h台4原油在电脱水器内的实质停留时间：t45.528（分钟）60当一台检修时，单台电脱水器的体积流量：V55.527m3/h台33/h台3/h台，满足电负荷。因此采用4台26005000的电脱水器完好满足生产要求。3.2.4加热炉的采用[3]站内油品需要2次加热，分别是：①油品从脱水泵进入电脱水器的过程中需要加热。②原油从原油储罐到外输泵的过程中需要加热。

（3-10）（3-11）-18-第3章结合站工艺计算书（1）站内含水原油从三相分别器进入油气分别器加热炉的采用管式加热炉热负荷的计算[3]：CmCpt2t1（3-12）Q式中Q——被加热介质所需热负荷，计算时应元整至系列数，kw；Gm——被加热介质质量流量，t/h；Cp——被加热介质定压比热容，kJ/（kg℃）；t1——被加热介质入炉温度，℃；t2——被加热介质出炉温度，℃。进炉温度50℃，出炉温度60℃，此时油水共存，含水率20%。因此热负荷分两部分计算。先求原油的比热：cy1(1.6873.39103T)d415在0~50范围内，则d154从而二者相差不大，取原油在此温度范围内的比热容为二者的平均值由式（3-12）得，加热纯原油所需热负荷：6050Q油加热原油中水所需热负荷：20%6050Q水加热炉总热负荷为：QQ油Q水由加热炉的总负荷采用HJ630Q微正压燃烧水套加热炉，加热炉热效率为88%，则所需加热炉台数：-19-第3章结合站工艺计算书N63088%由此可知需要3台加热炉。（2）停电事故很少发生，同时加热炉能够共用，故不在此计算加热炉。（3）原油外输用加热炉的采用考虑到含水原油需要储蓄一段时间后外输的情况，大罐储蓄后的温度为50℃，外输温度为60℃，则加热炉的热负荷由式（3-12）得：6050Q由加热炉热的负荷采用HJ630Q正压燃烧水套加热炉，加热炉热效率为88%，则所需加热炉台数：N88%630由此可知需要2台加热炉。由于含水原油加热炉和外输加热炉能够互为备用，应采用5台HJ630H/2.5Q微正压燃烧水套加热炉，不再其他设施用。3.2.5原油储罐的采用[11]本结合站设计中需要含水原油储罐、净化油储罐，各个储罐能够互为备用，需要储罐总容积：VmT（3-13）365式中V——原油储罐总容积，m3；m——油品原油储运设施的设计能力(t/a),取油田原油生产能力的1.2倍；——储蓄温度下原油的密度，t/m3；——原油储罐的装量系数，取；T——油田原油储备天数，取3d。由式（3-13）得：V80104311196.429m3365V8010413732.14312m3事故罐容积：365因此采用4个5000m3的拱顶油罐，其中一个为事故罐。-20-第3章结合站工艺计算书3.3站内工艺管线的采用及压降计算由于站内管线较短，油管又设有伴热管，且外面包覆保温层，故温降能够忽略不计，其他，除在大罐内以外，油品在各容器的停留时间均较短，温降很小，因此，本结合站在站内工艺管线设计计算中不考虑温降。3.3.1进站总机关汇管采用[3]进站油温为50℃，进站压力为0.5Mpa（绝），管中为气液两相流，能够按气液两相分别流动时所需管径之和估选管径。已知G0109.59t/d，50829.089kg/m3，原油含水率为50%，则液相流量：QlQoQw1095900.073434m3/s150%3600进站条件下天然气的溶解度：1RsgP10exp0进站条件下g0g0aw

33带入数据后求得Rs（气）/m（油）则气相流量：QgsQRs33计算g12827.639m/t0.8414m/sgsg45中液相经济流速取1.5m/s，气相经济流速取10m/s。计算管径：d4Q（3-14）v式中d——管线内径，m；Q——给定流量，m3/s；v——经济流速，m/s。由式（3-14）得，初步采用的总机关汇管计算管径：4Ql4Qgdvgvl3.1410采用4269的无缝钢管[3]。3.3.2进站阀组——三相分别器汇管采用-21-第3章结合站工艺计算书原油进站压力为0.5Mpa（绝），三相分别器的分别压力为0.45Mpa（绝），故该管段压降不应大于0.05Mpa（绝）。由于该管段条件与进站总汇管条件相似，初选4269的无缝钢管，实质内径为408。用杜克拉Ι法求水利阻力压降[3]混输水力计算式：dpmVm2m（3-15）dld20.5m0.0056RemdVmmRemdlm式中dp——油气混输压降；dlm——混输阻力系数；原油体积含水率：QlRlQlQg液相动力粘度：l012（3-16）由式（3-16）得：l10.52384.2858厘泊油气混杂物的动力粘度：mlRlg1Rl（3-17）由式（3-17）得：mlRlg1Rl厘泊液相平均密度：lo1w（3-18）由式（3-18）得：l150%998.2350%3油气混杂物的平均密度：-22-第3章结合站工艺计算书mlRlg1Rl（3-19）由式（3-19）得：mlRlg1Rl油气混杂物的平均流速：4QlQg4Vm22d由式（3-15）得：Rem103mdp2dl277.5479161.9853Pa/m实质管线压降：pdpl0.007908Mpa<0.5Mpadl计算中没有考虑局部摩阻和高程摩阻，但局部摩阻和高程摩阻相对管线水力压降较小，且所选管径余量很大，因此该钢管能够合用。3.3.3油气水三相分别器——缓冲罐——脱水泵——加热炉间管线采用从油气水三相分别器出来的油流能够认为是单向流体，加热炉前后温度的变化对液体密度及流量影响不大，可取t50℃，取经济流速v1.5m/s，此时原油体积含水率取20%。Q1030.045896m3/s120%3600由式（3-14）得：d4初选2197的无缝钢管，则管内实质流速：4Q（3-20）v2d由式（3-20）得：3.142在经济流速范围内。由于温度变化对体积流量变化影响不大，认为加热炉出入口流速相同，故能够用管线-23-第3章结合站工艺计算书赞同压降校核所选管径。（1）油气水三相分别器——缓冲罐的压降计算原油含水率20%，L175m，油温t50℃，由表3-1可知油品物性以下：厘泊，503由式（3-16）得，含水原油的动力粘度：10.202s由式（3-18）得，含水原油的平均密度：120%988.0320%3由式（3-3）得，运动粘度：159.54厘沱雷诺数：Re103106由于Re2000,故此时处于层流区，水利摩阻系数6464Re管线上1786的阀件：表3-4油气水三相分别器——缓冲罐管线上阀件表名称90°弯头转弯三通阀件流量计过滤器数量31311Ld/d304518hj100该段管路的摩阻损失[6]：hLv2（3-22）d2g由式（3-22）得，油气水三相分别器——加热炉的摩阻损失：h17533014033218+1002则缓冲罐入口处的节余压头为，故满足缓冲罐的工作要求。（2）缓冲罐——脱水泵压降计算原油含水率20%，L275m，油温t50℃。由于温度和含水都没有变化，因此水利摩阻系数和流体流速仍旧保持不会变，0.0358,V1.39s/m2，-24-第3章结合站工艺计算书管线上的阀件：表3-5缓冲罐——脱水泵管线上阀件表名称90°弯头转弯三通阀件流量计过滤器数量31311Ld/d304518hj100h17533014531821002设从缓冲罐到泵有3m高差，变换成压头为P3)/106（3）脱水泵——加热炉压降计算原油含水率20%，L2110m，油温t50℃。由于温度和含水都没有变化，因此水利摩阻系数和流体流速仍旧保持不会变，0.0358,V1.39s/m2，管线上的阀件：表3-6脱水泵——加热炉管线上阀件表名称90°弯头转弯三通阀件流量计过滤器数量44300Ld/d304518hj100h111030445318242设从脱水泵到加热炉有3m的高差，变换成压头为P3)/1063.3.4加热炉——电脱水器管线压降计算原油含水率20%，L185m，油温t60℃，由表3-1可知油品物性以下：60厘泊，603,接下来采用线路管径：取流体的流速为，此时流体流量：Q1033=0.04627m/s3600管径：d4Q=v-25-第3章结合站工艺计算书初选2197的无缝钢管，则管内实质流速：v4Q=4=1.4m/sd22在经济流速范围内。由式（3-16）得，含水原油的动力粘度：10.202s由式（3-18）得，含水原油的平均密度：120%983.19120%3由式（3-3）得，运动粘度：101.532厘沱雷诺数：Revd62.80710310取粗糙系数e0.1mm，则：Re182e72d205

1.641057由于2000ReRe1，因此流体处于水力圆滑区。当流体办理水力圆滑区时，水力摩阻系数[5]：（3-21）Re由式（3-21）得，此时的水力摩阻系数：2807管线上的阀件：表3-7加热炉——电脱水器管线上阀件表名称90°弯头转弯三通阀件流量计过滤器数量13300Ld/d304518hj100h18530345318212设加热炉内压降，则从缓冲罐到电脱水器总的阻力耗资为-26-第3章结合站工艺计算书h耗费，要使原油进入电脱水器，必定满足：h缓冲罐+H泵-h耗费h电脱水器H泵h电脱水器-h缓冲罐+h耗费3.3.5电脱水器——牢固塔——外输泵——外输阀组管线压降计算（1）电脱水器——牢固塔压降计算原油含水率0.5%，L140m，油温t60℃，由表3-1可知油品物性以下：厘泊，603,接下来采用线路管径：取流体的流速为，此时流体流量：3109.59103Q=0.0372m/s管径：d4Q4=v初选2197的无缝钢管，则管内实质流速：v4Q2=42=1.1276m/sd在经济流速范围内。由式（3-16）得，含水原油的动力粘度：10.0052s由式（3-18）得，含水原油的平均密度：10.5%983.1910.5%823.15kg/m3由式（3-3）得，运动粘度：51.722厘沱雷诺数：vdRe106取粗糙系数e0.1mm，则：5Re188102e720.17d205-27-第3章结合站工艺计算书由于2000ReRe1，因此流体处于水力圆滑区。[5]Re由式（3-21）得，此时的水力摩阻系数：4469.347管线上的阀件：表3-8电脱水器——牢固塔管线上阀件表名称90°弯头转弯三通阀件流量计数量1121Ld/d304518hjh140301452182110042设电脱水器到牢固塔有17m高差，则沿程压降为：p17)/106则牢固塔入口压力为：，满足工作压力要求（2）牢固塔——外输泵管线压降计算管线长度150m,0.038697,v1.1276m/s，管线上的阀件：表3-9牢固塔——外输泵管线上阀件表名称90°弯头转弯三通阀件流量计数量2120Ld/d304518hjh115023014521822设从牢固塔到外输泵有20m高差

（3-21）过滤器1100过滤器0100-28-第3章结合站工艺计算书（3）外输泵——外输阀组管线压降计算管线长度50m,0.038697,v，管线上的阀件：表3-10外输泵——外输阀组管线上阀件表名称90°弯头转弯三通阀件流量计过滤器数量23811Ld/d304518hj100h1503034581822100423.3.6牢固塔——净化原油储罐——外输泵——加热炉——外输阀组间管线确定（1）牢固塔——净化原油储罐已知t60℃，0.5%，管线长度115m,0.038697,v1.1276m/s仍旧采用2197，内径d205mm的无缝钢管。管线上的阀件：表3-11牢固塔——净化原油储罐管线上阀件表名称90°弯头转弯三通闸阀流量计过滤器数量11111Ld/d304518hj100则，牢固塔——净化原油储罐的摩阻损失：1152h304518100124设从牢固塔到净化油罐有5m的液位差（2）净化原油罐——外输泵已知t50℃，L280m，取经济流速v1.5m/s。则流量：Q10336003/s(10.5%)由式（3-14）得：d4初选2197，内径d205mm的无缝钢管，由式（3-20）得，管内实质流速：v42-29-第3章结合站工艺计算书在经济流速范围内。由式（3-16）得，含水原油的动力粘度：10.0052s由式（3-18）得，含水原油的平均密度：829.08910.5%988.0300.5%3由式（3-3）得，运动粘度：厘沱雷诺数：5Re106Re11.6410由于2000ReRe1，因此流体处于水力圆滑区。由式（3-21）得，此时的水力摩阻系数：管线上的阀件：表3-12净化原油储罐——外输泵管线上阀件表名称90°弯头转弯三通闸阀流量计过滤器数量32211Ld/d304518hj100h280330245218241002（3）外输泵——加热炉已知t50℃，管线长度115m,0.0434,v管线上的阀件：表3-13外输泵——加热炉管线上阀件表名称90°弯头转弯三通阀件流量计过滤器数量53300Ld/d304518hj100由式（3-22）得，外输泵——加热炉间摩阻损失：-30-第3章结合站工艺计算书h8030345325182（4）加热炉——外输阀组已知t60℃，0.5%,L85m,由前面的计算知，v=1.1276m/s管线上的阀件：表3-14加热炉——外输阀组管线上阀件表名称90°弯头转弯三通闸阀流量计过滤器数量33911Ld/d304518hj100由式（3-22）得，加热炉——外输阀组的摩阻损失：h85303459182310042设从加热炉到外输阀组有3m高差，加热炉内压降取因此，牢固塔——净化原油罐——外输泵——加热炉——外输阀组间管线的总摩阻损失：h515333.3.7原油储罐——脱水泵——加热炉——电脱水器——牢固塔间管线确定（1）原油储罐——脱水泵已知t50℃，20%，L290m，取经济流速v1.5m/s。则流量：Q1033/s(120%)3600由式（3-14）得：d4由于管线较长，为了尽量减小沿程摩阻，选2737，内径d259mm的无缝钢管。由式（3-20）得，管内实质流速：v42由表3-1可知油品物性以下：50厘泊，503-31-第3章结合站工艺计算书由式（3-16）得，含水原油的动力粘度：10.202s由式（3-18）得，含水原油的平均密度：120%988.0320%3由式（3-3）得，运动粘度：厘沱雷诺数：Re106由于Re2000,故此时处于层流区，水利摩阻系数6464管线上的阀Re件：表3-15原油储罐——脱水泵管线上阀件表名称90°弯头转弯三通闸阀流量计过滤器数量32211Ld/d304518hj100由式（3-22）得，牢固塔——净化原油储罐的摩阻损失：h290330245218241002设从原油罐到泵入口有15m高差（2）脱水泵——加热炉由前面的计算可知，，且从泵到加热炉有3m高差（3）加热炉——电脱水器由前面的计算可知，h=7.1239m,加热炉内有0.06Mpa=7.4378m压降（4）电脱水器——牢固塔由前面的计算可知，，且从电脱水器到牢固塔有17m高差综合以上计算，脱水泵——加热炉——电脱水器——牢固塔总能耗：h154217因此要求脱水泵的扬程须大于34.287m。3.3.8原油外输部分计算，本结合站——长输首站-32-第3章结合站工艺计算书已知t60℃，L50km，此时油品性质可由表3-1查得：60822.346kg/m3，6042.035mPas，（1）管线采用取经济流速，外输流量Q109.5910336003/s(10.5%)由式（3-14）得：d4为了尽量减小管线摩阻，采用大管径管线，采用2737，内径d259mm的无缝钢管，由式（3-20）得，管内实质流速：3.142在经济流速范围内。（2）温降计算[6]由于v，流速较低，流体与管内壁及流体内部摩擦产生的热量能够忽略不计。KDLTZT0TRT0eGc（3-23）式中TZ——管道起点温度，℃；T0——周围介质温度，埋地管道取管中心埋深处自然地位，℃；K——管道总传热系数，W/(m2℃）；D——管道外直径，m；L——管道加热输送的长度，m；G——油品的质量流量，kg/s；c——输油平均温度下油品的比热容，J/(kg℃）。取TR60℃，T010℃，D，L5104m，G30.591kg/s，K1.454W（/m2s），平均比热取c（℃1.973J/kg)由式（3-23）得，管线终点温度：5104T106010e1.973103℃（3）压降计算[3]平均油温：Tpj1TR2TZ（3-24）33由式（3-24）得：-33-第3章结合站工艺计算书Tpj160238.5367℃33原油物性计算：由式（3-1）得，原油密度：85020836.957kg/m31103由式（3-2）得，动力粘度：111.441031t100100120.22mPas由式（3-3）得，运动粘度：143.6396厘沱雷诺数：Re106取粗糙系数e0.1mm，则：Re152e8282.141077d259由于2000ReRe1，因此流体处于水力圆滑区。简单长管摩阻可按列宾宗公式计算：hQ2mL（3-25）d5m由于流体处于水力圆滑区，0.0246，m0.25，局部摩阻能够按2%计算，由式（3-25）得，该管段摩阻：10650000h3.4泵的采用[7]3.4.1外输泵的采用及工作性能校核（1）采用外输泵由管段摩阻h264.91m，Q3/h，采用150Y1502A的油泵[7]，其工作参数：Hopt280m，Q3/h，hr3.5m，N170kw。-34-第3章结合站工艺计算书则需要外输泵台数：N取2台，同时有一台备用，应采用3台泵并联工作。（2）工作性能校核将泵的赞同汽蚀余量[hr]3.5m，换算成泵的赞同吸入真空度[Hs][8]HsPaPvv2r（3-26）2gh取Pa101325pa，Pv=6624pa，，由式（3-26）得：Hs101325662422修正Hs，则**Hs*Hs10pa*pv（3-27）①罐——外输泵——外输Pa*为标准大气压,Pv*，由式（3-27）得：Hs*6.34410罐出口比泵入口高出，已经计算该段摩阻损失为，因此节余压头：h0.156m>0由此知，罐内液位最低时还可以正常吸入。②牢固塔——外输泵——外输已知pa*101325Mpa，pv*由式（3-27）