某常温集气站设计正文

某常温集气站设计正文内容摘要：

进口管径 D（ mm ） 35 30 30 出口管径 D（ mm ） 45 40 40 丝网除雾器直径 D（ mm ） 300 250 250 换热器 在石油天然气生产过程中，为了保证天然气不形成水合物，需要提供加热设备使其温度升高， 由于水套加热炉是气田矿场集输系统常用的换热设备，因此本设计采用水套加热炉。 换热器设计主要任务是 （ 1）合理选择参数 （ 2） 进行热力计算， （ 2）进行结构设计。 任务书要求，需进行换热器的设计计算：即已知热量，流差和两种换热介质的运行参数（进、出口压力和温度等）要求确定传热面积，确定换热器的结构和选定标准型式的换热器。 在设计中，往往先按设计计算程序初选某种结构，然后再按校核计算程序对初选结构参数进行核定。 对本 集气站 应该来说，应该采用 三个水套加热炉作为换热设备，对天然气进行加热。 具体数据经计算， 如下表： 西南石油大学本科毕业设计（论文） 8 表 24 换热器的面积和换热丝的长度 井号 内容 3 井 5 井 6 井 F ( 2m ) L (m ) 阀门 阀门是石油和天然气工业中是最为广泛的一种设备。 它主要用来控制和截断各种管道和设备内介质的流动。 阀门按结构型式分为：闸阀、球阀和截止阀等 几种。 关于阀门的规格，可查阅阀门产品样本或有关手册。 本设计选用的阀门，具体要求如下： （ 1）操作的阀门选用操作灵活、密封性能好、结构紧凑、关闭严密、质量可靠的差压油密封闸阀； （ 2）站内放空选用密封性能好、使用寿命长、噪音小、操作方便的节流截止放空阀； （ 3）排污选用密封性能好、耐冲刷、操作方便的阀套式排污阀； （ 4）安全阀选用流通能力大、反应迅速、起跳回座压力准确、开启关闭可靠、严密不易泄漏的先导式安全泄压阀； （ 5）节流阀选用节流能力和密封性能好的 角式 节流截止阀。 本设计所使用的节流阀：角式节流阀。 规格： L44H160P（ R） DN mm 65 流量计 标准孔板差压流量计是我国各油气田广泛采用的天然流量计量设备，世界各国油气田广泛使用，从气田的生产管理和气田开发地质对流量测量仪表的要求来看，它能满足两者要求，为了统一和简化的目的，故采用体积测量方式，而节流流量计占体积流量计的绝大部分。 这是由节流流量计的优点所决定的： （ 1） 结构简单，方便于安装，价格最便宜； （ 2） 有很大的历史背景，有可靠性高的实验数据。 本集气站采用孔板节流流量计。 孔板开孔直径： 65mm 孔径比 ：   某常温集气站的工艺设计 9 管子的选取 本设计中的管子选用屈服强度  s ＝ 245Mpa 的 20＃无缝钢管。 其选管径为： 65DN 50DN 100DN 补充说明 安全保护 （ 1）为了防止泄漏引起爆炸、燃烧，对站场设置硫化氢气体检测装置和便携式可燃气体检漏仪，操作工定时巡回检查时使用，一旦天然气泄漏会发出报警，以便防范于未然； （ 2）站场总平面布置按设计规范进行，保持各区的安全距离，设有万一发生事故情况下的消防通道和疏散口； （ 3）场内的电气设计按防爆规范之范围等级采用防爆电器，以避免站内可能泄漏的天然气遇电器火花而产生爆炸； （ 4）按施工验收规范对管道焊缝进行无损探伤，保证焊接质量； （ 5）站场生产区内禁止带火种、吸烟和敲 击发生火花。 环境保护 预防噪声保护 噪声是本设计对工人将可能构成的另一危害，在正常生产过程中集气站内的分离、计量可能产生较高噪声。 为防止噪声危害，设计中采取如下措施： （ 1）布置时将噪声源与值班室保持适当距离，保证绿化率，减少声源对人体的影响； （ 2）选用低噪声设备； （ 3）减少或限制在噪声区工作的人员数量，按要求配置防护设备，减轻噪声危害。 对放空天然气的危害防治 （ 1）天然气放空采用放空火炬点火系统； （ 2）设备检修尽量减少放空天然气量。 西南石油大学本科毕业设计（论文） 10 运 行及维修期间的事故防范 （ 1）建立严格的操作规程和检查制度，经常性的向工人进行安全和健康防护方面的教育； （ 2）运行期间配备必要的劳动保护设备及器材； （ 3）为事故抢修配备适当的防护设备和急救人员。 劳动保护 为了改善劳动条件，保护工人的健康，提高劳动生产效率，减少劳动强度，本设计采用高级孔板阀、数字测温设备等设备，站场内还设有休息室。 同时，为了创造一个优美的工作环境，站场内平面布置留有适当的绿化地带。 应种植花草树木。 这些都是劳动保护的具体措施。 节能措施 （ 1）简化站内工艺流程，降低 压力损失； （ 2）选用新型高效节能设备材料和密封性能好的阀门； （ 3）充分利用天然气的压力能输送天然气； （ 4）全面贯彻节能的设计思想，在设计中采用节能新工艺、新技术，优先选用节能产品； （ 5）加强对工 人的节能教育，节约用水用电用气，减少生产、生活中存在的浪费现象。 某常温集气站的工艺设计 11 3 设计计算书 节流计算 一级节流计算 在一级节流前来气的温度均高于在进站压力下水合物形成的临近的温度，所以进站前不会形成水合物。 根据任务书所给依据，已知节流前的初始压力 1P 和初始温度 1T ，以及天然气的相对密度，查文献 ]1[ 图 215 知，节流后的压力如下表 : 表 31 第一次节流后各井的压力 井号 内容 井 1 井 2 井 3 井 4 井 5 井 6 )(1 Mpap T （ c ） 30 27 28 26 29 )(2 Mpap 由压降 P 和初始压力 1P 及文献 ]1[ 图 216 查得一级节流的温降 T ，由文献 ]1[ 图212 查得在压力 2P 下水合物形成的温度 2T ，如下表所示： 表 32 第一次节流后的温度 t 内容 井号 1P（ Mpa ） 2P（ Mpa ） P （ Mpa ） T （ c ） 1T（ c ） 2T（ c ） t 1 30 22 2 27 23 3 4 4 28 24 5 26 6 29 西南石油大学本科毕业设计（论文） 12 由上计算结果知，一级节流后天然气温度 t 均高于在 2P 下水合物形成的临近温度2t ，所以一级节流后不会形成水合物。 二 级节流的计算 天然气出站压力为 ，设天然气经分离器流量计后压降为 Mpa ，由文献 ]1[ 图 212 查得在压力为 下水合物生成的临界温度 T =。 也就是说，二级节流后的温度至少不低于 c 才不会生成水合物。 由二级节流前后压力 3P 、 4P 和压降，由文献 ]1[ 图 216 知节流后温降 T ，如下表示： 表 33 第二次节流后的温度降 内容 井号 3P （ Mpa ） 4P （ Mpa ） P （ Mpa ） T （ c ） 1 2 3 4 5 6 所以换热器出口温 度应为： 1,2,3,井； 3T ≥ +36= 取 3T = c 6 井； 3T ≥ +21= 取 3T = c 4， 5 井 ； 3T ≥ += 取 3T = c 管线的选型计算 管子直径的计算 管径材料选无缝钢管 ： 根据流量公式 ： 某常温集气站的工艺设计 13 VDQ42 （ 31） 由文献 ]1[ 知：对于天然气流速最小取 sm/ ,最大取 1824 sm/。 在此取 V =5 sm/。 结果如下表所示： 表 34 管子的流量和直径 井号 内容 1 2 3 4 5 6 Q D （ mm ） 管道的壁厚计算  FPds2 C （ 32） 式中： P 管线设计压力； Mpa D 钢管外径； F 强度设计系数； F=(站场内部 )  焊缝系数；无缝  =1  s 钢管的最小屈服强度； Mpa ， 本集气站 选用 的是 屈服强度  s ＝ 245Mpa 的 20＃无缝钢管。 C 腐蚀系数； C =1(中等腐蚀 ) 表 35 管子的直径和壁厚 选管径为 DN 65,即 65DN 5 ，则 D =55mm 24DQV  （ 33） 井号 内容 1 2 3 4 5 6 D（ mm ）  （ mm ） 西南石油大学本科毕业设计（论文） 14 将 D =50mm代入得： 3 井： V = sm/ 2 井： V = sm/ 6 井： V = sm/ V 的范围在 3~24 sm/ 之间，符合条件； 选取管径为 565DN 的管子。 分离器的工艺计算 本设计要处理 6 口井，含水量较低，不含固体颗粒杂质，由于卧式分离器的处理能力大，安装方便，单位处理成本低且适合处理高气油比的天然气，因此本设计选用卧式分离器。 天然气压缩系数 根据文献 ]1[ 中式（ 121）和式（ 122） ： 天然气的视对比压力： cr PPP 39。 39。  （ 34） 天然气的视对比温度： cr TTT 39。 39。  （ 35） 式中： cp 、 CT 分别为视临界压力、视临界温度 ； P 、 T 分别为所给压力、温度； 根据文献 ]1[ ， 当天然气相对密度  在 ~ 范围内，由式（ 34）和式（ 35）得： 39。 cP  = 39。 CT 93+176 = 因此： 2732039。 639。 rrTP 由文献 ]1[ 图 118 查得： 天然气压缩系数： Z = 某常温集气站的工艺设计 15 天然气密度与颗粒 密度 本设计中除含有各种烃类外，还有一部分气体和少量的凝析夜。 因此取颗粒直径为水滴直径 80 m 作为根据。 （ 1）水滴密度 l = 1000=1000 3/mkg （ 36） （ 2） 天然气密度： 天然气相对密度 ： g 标况下 天然气密度： 3/. 00 mk gagg   （ 37） 工作条件下天然气密度： 3。