廣安低溫集氣站的工藝設(shè)計(jì) ——站內(nèi)配管設(shè)計(jì).doc

廣安1低溫集氣站的工藝設(shè)計(jì)站內(nèi)配管設(shè)計(jì)摘要本文根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，進(jìn)行廣安1低溫集氣站的工藝設(shè)計(jì)中站內(nèi)管徑及壁厚的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)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(jì)算，分別為：從井口出來，前五口井到匯合管路，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(jì)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(jì)出合適的管道。關(guān)鍵詞：集氣站工藝設(shè)計(jì)管徑壁厚1基本參數(shù)的確定1.1天然氣相對分子質(zhì)量根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中氣體組成（%）：1C-85.33，2C-2.2，3C-1.7，4C-1.56，5C-1.23，6C-0.9，2HS-6.3，2CO-0.78由氣體的相對分子質(zhì)量公式：iiMyM即：12345622CCCCCCHSCOMM+M+M+M+M+M+M+M天得出：M=1685.33302.2441.7581.56721.23860.9346.3440.78=13.6258+0.66+0.748+0.9048+0.8856+0.774+2.142+0.3432=20.08341.2空氣相對分子質(zhì)量查表得到空氣的相對分子質(zhì)量是28.97。2第一段管道的設(shè)計(jì)（井口到匯合管路或井口到冷卻器）2.1壓縮因子的確定基礎(chǔ)資料：每口井的產(chǎn)量、進(jìn)站壓力及進(jìn)站溫度。井號產(chǎn)量（4310md）進(jìn)站壓力（MPa）進(jìn)站溫度（）118163122216303201632416163257163061410317191030對于干燥天然氣，根據(jù)公式：5.169.1100100pZ2.1.1井號1、2、3、4、5天然氣的壓縮因子Z為：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。代入數(shù)值可算得：48.01669.11001005.1Z2.1.2井號6、7天然氣的壓縮因子Z為：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：65.01069.11001005.1Z2.2流量的確定由：000gPQPQZTZT0.10132586400293gQTZQP根據(jù)表格1的數(shù)據(jù)代入公式：井口1：smQ/0066.029330448.016101325.08640018000031井口2:smQ/0081.029330348.016101325.08640022000032井口3：smQ/0073.029330548.016101325.08640020000033井口4：smQ/0058.029330548.016101325.08640016000034井口5：smQ/0025.029330348.016101325.0864007000035井口6：smQ/0111.029330465.010101325.08640014000036井口7：smQ/0141.029330361.010101325.086400190000372.3密度的確定由在某壓力和溫度下的密度公式為：由：RTMnRTPVV=8.314PMZT對于井口1：31/9.26430448.0314.80834.2016000mkg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：35.2/7.26530348.0314.80834.2016000mkg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：33.4/0.26430548.0314.80834.2016000mkg對于井口6：36/3.13030461.0314.80834.2010000mkg對于井口7：37/7.13030361.0314.80834.2010000mkg2.4流速的確定由經(jīng)濟(jì)流速公式:2PV對于井號1：smV/99.109.2641600021對于井號2、5的進(jìn)站壓力及密度都相等的情況下有：smVV/97.107.26516000252對于井號3、4的進(jìn)站壓力及密度都相等的情況下有：smVV/01.110.26416000243對于井號6：smV/39.123.1301000026對于井號7：smV/37.1275管徑的確定由進(jìn)氣管道直徑公式：4QD可得：mD028.099.1014.30066.041同理得：mD031.097.1014.30081.042mD029.001.1114.30073.043mD026.001.1114.30058.044mD017.097.1014.30025.045mD034.039.1214.30111.046mD038.037.1214.30141.0472.6壁厚的確定由進(jìn)氣管壁厚度公式：2sPdCF-管線壁厚，mmP-管線的設(shè)計(jì)工作壓力，aMP；d-管線內(nèi)徑，mm-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。s-鋼材屈服極限，aMPF-設(shè)計(jì)系數(shù)C-腐蝕余量，當(dāng)所輸油，氣中不含腐蝕性物質(zhì)時(shí)C=0；當(dāng)油氣中含有腐蝕性物質(zhì)時(shí)可取C=0.51mm。s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；得出：mmCFPds63.28.015.02452028.01600021同理：mm88.28.015.02452031.0160002mm69.28.015.02452029.0160003mm50.28.015.02452026.0160004mm11.18.015.02452017.0160005mm19.28.015.02452034.0100006mm35.28.015.02452038.01000073第二段管道的設(shè)計(jì)（1、2、3、4、5匯合/冷卻器到匯管）3.1匯合管到節(jié)流閥前的管路以滿足最大流量和壓力的條件為準(zhǔn)管段連接計(jì)量分離器匯合的管路連接生產(chǎn)分離器的匯合管路壓力（MPa）1616溫度（）3131流量104m3/d22763.1.1壓縮因子的確定根據(jù)公式：5.169.1100100pZ代入數(shù)值可得：48.01669.11001005.1Z3.1.2流量的確定由:000gPQPQZTZT0.10132586400293gQTZQP根據(jù)表格1的數(shù)據(jù)代入公式：Q匯合計(jì)量=sm/008.029330448.016101325.0864002200003Q匯合生產(chǎn)=sm/028.029330448.016101325.08640076000033.1.3密度的確定由在某壓力和溫度下的密度為：8.314PMZT對于兩個(gè)管路壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為：=3/9.26430448.0314.80834.2016000mkg3.1.4速度的確定由經(jīng)濟(jì)流速公式:2PV對于兩個(gè)管路壓力及密度均相等，所以它們氣體流速都為：V=sm/99.109.2641600023.1.5管徑的確定管道直徑公式：4QD，得：D匯合計(jì)量=m031.099.1014.3008.04同理：D匯合生產(chǎn)=m057.099.1014.3028.043.1.6管壁的確定由管壁厚度公式：2sPdCF可得：匯合計(jì)量=mmCFPds83.28.015.02452031.0160002同理:匯合生產(chǎn)=mmCFPds72.38.015.02452057.01600023.2節(jié)流閥計(jì)量/生產(chǎn)分離器匯管/冷卻器匯管的管路管段節(jié)流閥計(jì)量分離器匯管節(jié)流閥生產(chǎn)分離器匯管6井冷卻器匯管7井冷卻器匯管壓力（MPa）10101010溫度（）14141414流量104m3/d227614193.2.1壓縮因子的確定根據(jù)公式：5.169.1100100pZ因?yàn)楦鞫螇毫ο嗤?，所以壓縮因子相同，代入數(shù)值可得：65.01069.11001005.1Z3.2.2流量的確定由:000gPQPQZTZT0.10132586400293gQTZQP根據(jù)表格數(shù)據(jù)代入公式：經(jīng)過節(jié)流閥計(jì)量分離器匯管的流量為：Q=sm/016.029328765.010101325.0864002200003經(jīng)過節(jié)流閥生產(chǎn)分離器匯管的流量為：Q=sm/057.029328765.010101325.0864007600003經(jīng)過6井冷卻器匯管流量為：Q=sm/011.029328765.010101325.0864001400003經(jīng)過7井冷卻器匯管流量為：Q=sm/014.029328765.010101325.0864001900003