大慶朝陽溝聯(lián)合站初步設(shè)計畢業(yè)設(shè)計計算說明書

1、中國石油大學(xué)（北京）畢業(yè)設(shè)計（論文）大慶朝陽溝聯(lián)合站初步設(shè)計學(xué)生姓名：xxxxx學(xué) 號： 專業(yè)班級：油氣儲運工程xxxx班指導(dǎo)教師：xxxx 2012年6月20日摘 要大慶朝陽溝聯(lián)合站的設(shè)計是以儲運教研室下達的任務(wù)書為依據(jù)完成的。聯(lián)合站是地面集輸系統(tǒng)中的重要組成部分，在站中將井口采出物進行必要的加工處理，然后將成品原油外輸。該聯(lián)合站東西長433米，南北寬329米，年處理量為80萬噸，采用密閉流程。站外來油經(jīng)三相分離器、緩沖罐、脫水泵、加熱爐、電脫水器、穩(wěn)定塔等處理后，經(jīng)外輸泵，計量后外輸。站內(nèi)劃分為油罐區(qū)，污水處理區(qū)，工藝區(qū)，配電區(qū)，消防區(qū)，輔助生產(chǎn)區(qū)，設(shè)計時設(shè)計了有泵流程，同時也考慮了停電流

2、程，即事故流程。在設(shè)計的過程中我首先參考了相關(guān)資料，然后根據(jù)相關(guān)設(shè)計參數(shù)進行基本計算和設(shè)備選型，接著確定了總平面布置和聯(lián)合站的工藝計算，最后完成了聯(lián)合站總平面布置圖和工藝流程圖，設(shè)計并繪制了脫水泵的管線安裝圖。關(guān)鍵詞：聯(lián)合站；分離；生產(chǎn)流程；設(shè)備abstractthe design of daqing chaoyanggou central treating station was complicated according to the assignment given by the storage and transportation teaching and researching de

3、partment. the treating station is one most important part in the oil and gas gathering and transmission system, where the well fluids are treated necessarily, and then the commercial crude oil will be transported to the destination.it is 433 meters long from west to east and 329 meters wide from nor

4、th to south and the stations treating capacity is about 80 thousand ton per year. the design employs tight flow with pump. crude oil from wells flow through three-phase separator, buffer tank, dewatering pumps, water-jacket heater, electric dehydrator, stabilization and transportation pumps.station

5、area is divided into tanks, sewage treatment area, craft area, distribution area, fire district, auxiliary production area. the central treating station includes two main processes, they are tight flow process with and without pumps. in addition, the accidental process while power is off was conside

6、red.during the process of design of the station, several state standards have been referenced as well as the correlative parameters of the station firstly. then according to the correlative design parameters given by the assignment, i finished the basis calculation and checked the equipments and pip

7、elines, also the general plane dispose and the technical flow were confirmed. at last, plane dispose diagram, process flow diagram as well as the pipeline fixing diagram of the dehydration pumps are finished. keywords: central treating station; seperation; process; design目 錄第1章 前 言1第2章 lh-1聯(lián)合站工程說明書2

8、2.1 概述22.2 聯(lián)合站設(shè)計依據(jù)32.3 站址的選擇及總平面布置42.4 流程及流程說明72.5 設(shè)備及管線安裝說明8第3章 聯(lián)合站工藝計算書113.1 有關(guān)參數(shù)的確定113.2 主要設(shè)備的選型153.3 站內(nèi)工藝管線的選取及壓降計算213.4 泵的選取35第4章 結(jié) 論37致 謝38參考文獻39第1章 前 言聯(lián)合站，即集中處理站，是油田地面集輸系統(tǒng)中的重要組成部分，就是把分散的原料集中、處理使之成為油田產(chǎn)品的過程，油田生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)。這個過程從油井井口開始，將油井生產(chǎn)出來的原油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品，在油田上進行集中、輸送和必要的處理、初加工，將合格的原油送往長距離輸油管線首站，或者送往

9、礦廠油庫經(jīng)其他運輸方式送到煉油廠或轉(zhuǎn)運碼頭；合格的天然氣則集中到輸氣管線首站，再送往石油化工廠、液化合格的天然氣則集中到輸氣管線首站，再送往石油化工廠、液化氣廠或其他用戶。就油田的生產(chǎn)全局來說，油氣集輸是繼油藏勘探、油田開發(fā)、采油工程之后的很重要的生產(chǎn)階段。隨著這些年油田采出原油含水率越來越高，聯(lián)合站在油田生產(chǎn)中的地位也日益顯得重要。相信在未來的油田的生產(chǎn)中聯(lián)合站的地位將會更加重要。 本次設(shè)計是更具任務(wù)書所給定的內(nèi)容以及經(jīng)過大量的計算和論證得出的一套可行的設(shè)計方案。第2章 lh-1聯(lián)合站工程說明書2.1 概述2.1.1 簡介聯(lián)合站，是油田地面集輸系統(tǒng)中的重要組成部分。就油田的生產(chǎn)全局來說，油氣

10、集輸是繼油藏勘探、油田開發(fā)、采油工程之后很重要的生產(chǎn)階段。聯(lián)合站一般包括如下的生產(chǎn)功能：油氣水分離、原油脫水、原油穩(wěn)定、天然氣脫水、輕烴回收、原油儲存及向礦場油庫運送、污水處理、回注地層、接收計量站外輸來的油氣混合物、變配電、供熱及消防等。2.1.2 聯(lián)合站工藝系統(tǒng)概述（1）油氣水混合物的收集通常采用的方法有：加熱保溫法，化學(xué)降粘、降凝法，物理降粘、降凝法。（2）油氣水的初步分離油氣水的初步分離在三相分離器中進行。油和機械雜質(zhì)、鹽的分離一般與油水分離同時進行。當含鹽、含沙量高時，有的要用熱水沖洗和降粘后再沉降分離，連同水、機械雜質(zhì)和鹽一起脫除。（3）原油脫水對輕質(zhì)、中質(zhì)含水原油，宜采用熱沉降、

11、化學(xué)沉降法脫水；對中質(zhì)、重質(zhì)的高含水原油，先采用熱化學(xué)沉降法脫水，再用電脫水；對乳化度高的高粘度、高含水原油，應(yīng)先破乳再沉降脫水。（4）原油穩(wěn)定為了降低油氣集輸過程中的原油蒸發(fā)損耗，一個有效的方法就是將原油中揮發(fā)性強的輕烴比較完全地脫除出來，使原油在常溫下的蒸汽壓降低，這就是原油穩(wěn)定。原油穩(wěn)定所采用的方法可以分為閃蒸法和分餾法兩大類。閃蒸法又分為常壓閃蒸、負壓閃蒸和正壓閃蒸。（5）輕烴回收輕烴回收工藝基本可以分為三種：吸附法、油吸收法和冷凝分離法。我國輕烴回收大都采用冷凝分離法，按冷凍深度不同，冷凝分離可以分為淺冷（）和深冷（）兩種。（6）天然氣脫水天然氣脫水有固體吸附劑吸附法、甘醇吸收法、分

12、子篩吸附法、自然冷凍分離法等多種方法。（7）含油污水的凈化含油污水處理的常用方法是：重力沉降除油法、混凝沉降法、氣體浮選法、斜板除油法和過濾除油法。（8）輔助生產(chǎn)系統(tǒng)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括給供排水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、采暖及通風(fēng)系統(tǒng)、道路系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都是聯(lián)合站的必要組成部分，是聯(lián)合站正常工作的保證。2.2 聯(lián)合站設(shè)計依據(jù)2.2.1 設(shè)計規(guī)模及設(shè)計依據(jù)原油處理能力：80萬噸/年預(yù)留原油接轉(zhuǎn)能力：100萬噸/年天然氣凈化能力：8萬/d變電所一座，設(shè)置雙路電源供電消防泵房一座鍋爐房一座通信設(shè)施一套道路設(shè)計依據(jù)：中國石油大學(xué)（華東）儲運教研室下發(fā)的設(shè)計任務(wù)書2.2.2 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1）

13、原油物性比重： =0.85粘度： (50) 80.26厘沱凝固點： 16原油含蠟： 14.68%含膠質(zhì)： 6.55%含瀝青質(zhì)： 1.3%原油初餾點： 97平均氣油比： 128n/t氣液進站溫度： 50氣液進站壓力： 0.5mpa（2）天然氣物性伴生氣組分 ： 75.0% : 10.0%: 8.0% : 5.0% : 0.4% : 0.3% : 0.2% : 0.1% s+: 0.2% : 0.8%（3）設(shè)計參數(shù)的確定原油含水按50%計算含水原油進站溫度：50進站壓力：0.5mpa（絕）油氣水三相分離器：分離溫度：50分離壓力：0.45mpa（絕）緩沖罐：進罐溫度：50工作壓力：0.15mpa（

14、絕）電脫水器：操作溫度：60操作壓力：0.3mpa(絕)穩(wěn)定塔：操作溫度： 60操作壓力：-0.03mpa(絕)大罐：儲存溫度： 50原油外輸溫度：60油水在三相分離器中停留時間：1030分鐘油水在電脫水器中停留時間：3060分鐘2.3 站址的選擇及總平面布置2.3.1 站址的選擇原則及站址選擇（1）站址的面積應(yīng)能滿足總平面圖布置的要求，并且具有擴建的余地。（2）有適宜的工程地質(zhì)條件，避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶等，在七級以上地震區(qū)應(yīng)注意避開重噴沙地帶。（3）宜選在地勢較高或緩坡地區(qū)，應(yīng)盡量避開河灘、沼澤、局部低洼地和可能遭受水淹的地區(qū)。（4）與周圍設(shè)施的關(guān)系應(yīng)能滿足防火要求。（5）交通、

15、供電、供水、排水、通訊等比較方便。（6）盡可能少占或不占耕地。（7）盡量靠近居民區(qū)或生活點，方便職工生活。根據(jù)油田總體規(guī)劃，站址周圍無大型企事業(yè)單位及大型建筑物。當沿最大風(fēng)頻方向刮風(fēng)時，聯(lián)合站和居民區(qū)互不影響，聯(lián)合站位于最小風(fēng)頻方向上風(fēng)側(cè)。該地區(qū)交通比較方便，地勢平坦開闊，土質(zhì)為亞粘土，腐蝕性較小，該站址在此比較合適。2.3.2 總平面布置及說明平面布置原則：（1）滿足工藝流程和生產(chǎn)的全部要求。（2）設(shè)計在滿足生產(chǎn)管理、安全防火、施工及檢修的條件下，各類生產(chǎn)設(shè)施的布置應(yīng)盡量減少相互之間的距離，有條件時應(yīng)盡量采用聯(lián)合裝備或合一設(shè)備。（3）供電、供熱設(shè)施應(yīng)盡量靠近負荷中心布置，且應(yīng)布置在站場的邊緣

16、，以利進出線。（4）場區(qū)道路布置應(yīng)合理，并滿足消防要求，人流與車流集中的干道應(yīng)避免與廠區(qū)內(nèi)的鐵路交叉。站內(nèi)道路最小轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于9米，消防道路的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于12米。（5）工藝管線、熱力管線、供給排水管線和電力通訊線路，應(yīng)全面考慮統(tǒng)一安排，一般集中布置在道路的一側(cè)，各種線路的布置應(yīng)做到縱橫有錯。（6）中心控制和集中控制儀表間應(yīng)布置在主要生產(chǎn)裝置或操作頻繁的設(shè)備區(qū)域附近。其周圍不宜設(shè)有造成儀表室地面震動較大的連續(xù)性震源。（7）對于大功率的輸油泵、注水泵、壓縮機等產(chǎn)生巨大噪音的機組設(shè)備，在工程設(shè)計時，除應(yīng)采取減震和隔音消聲的措施外，在總平面布置設(shè)計時還應(yīng)注意與防震要求高的設(shè)施和人員集中的場所隔

17、離。（8）布置在同一區(qū)塊內(nèi)的聯(lián)合裝置，如能同時停工檢修，則各工藝設(shè)備部分的間距可不限；不能同時停工檢修，工藝設(shè)備部分應(yīng)留有不小于7m的間距。（9）原油罐區(qū)可根據(jù)總?cè)萘?、單罐容量、儲罐的個數(shù)布成一個或多個罐區(qū)。每組儲罐不應(yīng)多于兩排，儲罐個數(shù)不應(yīng)多于12個。（10）儲罐組的四周應(yīng)設(shè)閉合防火堤。防火堤高度應(yīng)比計算高度高出0.2米，不易高于1.8米。（11）原油儲罐區(qū)應(yīng)遠離人流車流密集的場所和有明火或散發(fā)火花的地點，并應(yīng)位于常年最小風(fēng)頻的上風(fēng)側(cè)。（12）油氣生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)布置在最小風(fēng)頻上風(fēng)側(cè)，還應(yīng)布置在油罐區(qū)、原油裝卸區(qū)常年最小風(fēng)頻的下風(fēng)側(cè)。進出站場的油氣閥組應(yīng)靠近站場的邊界部位。總平面布置及說明：大慶朝

18、陽溝聯(lián)合站坐南向北，東西長433米，南北寬329米，自然地坪平整后相對高度為米。各生產(chǎn)區(qū)之間用道路相隔，站內(nèi)主道路寬8米，消防道路寬8米，道路兩側(cè)設(shè)有邊溝，雨水、不含油污水沿公路邊溝排至站外，含油污水全部進污水處理區(qū)。根據(jù)總平面布置的原則，做平面布置時，應(yīng)在安全的前提下，提高經(jīng)濟效益，為便于生產(chǎn)管理，每個作業(yè)內(nèi)容的生產(chǎn)裝置集中在同一界區(qū)之內(nèi)。設(shè)有兩個大門，這樣，任何一個火災(zāi)危險性較大的區(qū)域都可以由大門直接到達，而不必經(jīng)過其他區(qū)。一旦發(fā)生火災(zāi)，消防車可以以最快的速度到達事故區(qū)域，各區(qū)其他車輛也可以迅速撤離。行政管理區(qū)緊靠大門，且靠近主干道。這樣可以減少非生產(chǎn)人員和閑雜人員、車輛進入生產(chǎn)區(qū)，減少對

19、生產(chǎn)的干擾并避免了事故的發(fā)生。設(shè)有10×42m的辦公樓，樓內(nèi)設(shè)有化驗（油水分析）庫房、維修間、生產(chǎn)調(diào)度辦公室、會議室等。鍋爐房、加熱爐是直接的火源，應(yīng)放在距離罐區(qū)和天然氣處理區(qū)較遠的地方，這樣可以減少發(fā)生火災(zāi)的危險。原油罐區(qū)屬于危險性較大的區(qū)域，應(yīng)遠離人流、車流密集的場所和有明火及散發(fā)火花的地方，應(yīng)位于年最小風(fēng)頻的上風(fēng)側(cè)，本站將原油罐區(qū)布置在東側(cè)。變配電區(qū)火災(zāi)危險性較大，平面布置時，放在聯(lián)合站里面，用圍墻與其他各區(qū)相隔，且靠邊布置，本站將變配電區(qū)布置在西南角。辦公樓前設(shè)有花壇，綠化帶環(huán)站場一周，各種綠化場所綠化面積至少為站場占地總面積的10%。該地區(qū)自然地形比較平坦，豎向設(shè)計要做到：

20、（1）盡量采用自然地形，基本做到挖填平衡。并應(yīng)考慮擴建時，挖填土石方便。（2）場地整平坡度不宜小于5，困難情況下不應(yīng)小于3。建筑物的室內(nèi)地坪較高，應(yīng)比室外地坪高出0.3m。（3）人行道鋪裝路面高出場地不應(yīng)小于50mm。人行道縱坡大于8%或跨越臺階時，應(yīng)設(shè)人行臺階，每級高度宜為1520cm。臺階總高度大于3m時，應(yīng)設(shè)休息臺階和欄桿。（4）場地平整的最大填方高度一般不宜大于2m。（5）罐區(qū)及配電區(qū)一般應(yīng)比其他區(qū)高0.1m。2.3.3 聯(lián)合站設(shè)備的選擇及參數(shù)的確定油氣水三相分離器 3600×10800 4臺緩沖罐 3000×14600 1臺電脫水器 2600×5000

21、4臺水套加熱爐 5臺外輸泵 150y150×2a 3臺脫水泵 100y60a 3臺拱頂罐 5000 4座2.4 流程及流程說明2.4.1 原油處理工藝簡介由于原油中含有一定量的甲烷、乙烷、丙烷等揮發(fā)性輕烴，在常溫、常壓儲存運輸過程中這類揮發(fā)性輕烴從原油中揮發(fā)出來時，會帶走部分戊烷、己烷等輕質(zhì)油。為了降低油氣蒸發(fā)損耗，本站采用密閉式生產(chǎn)流程。密閉式生產(chǎn)流程指的是油氣的運送和處理都在密閉的容器和管線中進行。這種流程可以降低油品的損耗，減少對環(huán)境的污染，所以被廣泛應(yīng)用。密閉流程與傳統(tǒng)的開式流程相比有多方面的優(yōu)點：（1）一般的開式流程原油損耗約為24%，而閉式流程能降低到0.5%以下，密閉式

22、流程不僅降低了油氣損耗，而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。（2）密閉流程比開式流程結(jié)構(gòu)簡單。（3）減少了加熱爐和鍋爐熱負荷，提高了整個油氣集輸系統(tǒng)的熱效率。（4）減少了鋼材的耗量，減少了投資。2.4.2 工藝流程設(shè)計的原則 （1）工藝流程應(yīng)能保證聯(lián)合站處理的油氣產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，并在保證達到油氣水加工質(zhì)量的前提下，流程盡可能的簡短，避免油氣水無秩序往返，反復(fù)節(jié)流、加熱等現(xiàn)象。（2）工藝流程應(yīng)節(jié)約能源、防止污染、保護環(huán)境。（3）工藝流程應(yīng)安全可靠，并有一定的靈活性。（4）盡量采用先進技術(shù)，實現(xiàn)自動化控制。2.4.3 本站工藝流程及說明設(shè)計中考慮到進站原油的含水率（50%）和含氣量（綜合油氣比）為128（氣

23、）/t（油），工藝上采用油氣二級分離、兩段脫水。二級分離指一級油氣水分離、二級穩(wěn)定塔內(nèi)分離。兩段脫水是指油氣水三相分離脫水和電脫水器脫水。該站除正常的生產(chǎn)流程外，還有站內(nèi)循環(huán)以滿足原油不需外輸時的要求，還有原油罐區(qū)用以事故（如停電）發(fā)生后儲存油品，等來電后，再進入正常工作，避免因聯(lián)合站或外輸管線的突發(fā)事故而影響油田生產(chǎn)。正常流程：站外來油進站總閥組油氣水三相分離器緩沖罐脫水泵加熱爐電脫水器原油穩(wěn)定塔（凈化油罐加熱爐）原油外輸泵出站總閥組停電流程：站外來油進站總閥組油氣水三相分離器緩沖罐事故罐脫水泵加熱爐電脫水器循環(huán)泵后的正常流程流程設(shè)計中的幾點說明：（1）各作業(yè)區(qū)，裝置的布置應(yīng)與平面布置相符，

24、應(yīng)標明各工藝管線尺寸、安裝高度、介質(zhì)的流向、管線線型及管件應(yīng)符合的規(guī)定，尺寸不按比例。（2）凡是由于偶然事件（著火停電）或操作失靈可能使壓力升高而造成事故之處（如分離器、加熱爐、電脫水器、油罐等容器及往復(fù)泵、齒輪泵出口），都裝備有安全閥或呼吸法。（3）凡是不允許液體倒流之處（如離心泵出口、有壓進罐管線、藥劑管線等）都應(yīng)安裝止回閥。（4）為防止爆炸、火災(zāi)等惡性事故蔓延，流程設(shè)計要有切斷油氣源的措施（如壓力越站、緊急放空、自動關(guān)閉油罐進出口閥門）。2.5 設(shè)備及管線安裝說明2.5.1 輸油泵房的布置安裝（1）泵房內(nèi)設(shè)有外輸泵三臺，脫水泵三臺，抽污油用齒輪泵一臺。（2）泵房內(nèi)的泵成行布置，采用防爆電

25、機，并將泵的基礎(chǔ)前端邊沿取齊。（3）原油泵的吸入管應(yīng)安裝過濾器和真空壓力表，出口管應(yīng)安裝止回閥和壓力表，與泵進出口相連接的管線應(yīng)比泵進出口的管徑大一級。（4）離心泵在進口段的最高點或過濾器的頂端，泵出口閥的前邊應(yīng)安裝放氣管，放氣管一般為dn15。此放氣管常和壓力表的接頭結(jié)合在一起安裝。2.5.2 油氣分離器的安裝這里說的油氣分離器包括含油氣分離功能的所有裝置，即油氣水三相分離器，油氣兩相分離器。（1）本站選用的分離器均為臥式分離器，采用單排布置，其操作端部頭蓋應(yīng)取齊，其相鄰間距為1.5米。（2）分離器均采取并聯(lián)，其進口匯管安裝開口大小和間距均相等，以使油氣的進料量均勻相等，每臺分離器的進口管線

26、切斷閥之間應(yīng)安裝取樣口和溫度計，油氣出口管線切斷閥之前應(yīng)安裝壓力表。（3）分離器的頂部氣體空間均應(yīng)安裝彈簧式安全閥，由安全閥放出的氣體應(yīng)有組織的匯集排放。（4）每臺油氣分離器均應(yīng)有液面控制器直接控制出油閥的開啟度，還應(yīng)有玻璃式液位儀就地觀察液位的變化。（5）計量用油氣分離器的出氣管上安裝壓差式流量計用以計量天然氣產(chǎn)量，在出油管線出油閥之前最靠近分離器的部位安裝容積式流量計，用以計量油水混合物的產(chǎn)量，在出油閥的下游應(yīng)安裝取樣口，以便化驗含水量。（6）每臺分離器都應(yīng)安裝排油管和抽空管。2.5.3 電脫水器的分布安裝（1）電脫水器成排布置，其操作端部頭蓋應(yīng)取齊，其相鄰間距為1.5m。電脫水器的操作閥

27、門和控制儀表常設(shè)計在脫水操作間內(nèi)。（2）電脫水器的入口有藥劑管線，加速電場力對原油乳狀液的破乳脫水。（3）在電脫水器的出油管線切斷閥之前安裝壓力表和取樣閥，在排水管切斷閥前設(shè)安全閥、取樣閥、看窗。（4）電脫水器進油管截斷閥之后應(yīng)與凈化油的匯管接通，以便電脫水器在開始運行時先進好油充滿容器以穩(wěn)定高壓電場，脫水器的排污管應(yīng)該與抽空管線接通，以便停運排空時清掃。（5）在脫水器的頂部最高處設(shè)放氣閥，保證液體能充滿容器的空間。2.5.4 管線安裝綜述（1）在總平面圖分區(qū)布置的基礎(chǔ)上，油氣、熱力、供排水管線及電力、通信線路應(yīng)該盡量縮短長度，在滿足水力、熱力要求下，線路布置力求整齊，美觀。（2）在場區(qū)內(nèi)各種

28、地上、地下線路和供電、通信線路集中布置在場區(qū)道路兩側(cè)，應(yīng)該避免地上管線和電力、通信線包圍工藝裝置和獨立的建筑物，并減少和場區(qū)道路的交叉，交叉時采用直交。（3）主要的油管線均采用伴熱管線。（4）場區(qū)管線敷設(shè)方式，根據(jù)場區(qū)土壤性質(zhì)和地下水分布情況確定。帶壓的油、氣、水管線一般采用地上架空敷設(shè)，罐區(qū)至泵房的管線采用埋地敷設(shè)，管道水平間距大于0.2m，并做好埋地鋼管的防腐工作。（5）架空敷設(shè)管線時，管底距地面為2.2m，當架空管線下面安裝有泵、換熱器或其他設(shè)備時，管底距地面高度應(yīng)滿足安裝和檢修時吊起要求，敷設(shè)于管墩的地面管線，管底距地面0.30.5m，與人行道交叉時應(yīng)加設(shè)過橋。（6）管線跨越道路時，其

29、底管高度要求距主要道路路面不小于4.5m，距人行道路面不小于2.2m。第3章 聯(lián)合站工藝計算書3.1 有關(guān)參數(shù)的確定3.1.1 設(shè)計規(guī)模（1）原油處理能力80萬噸/年（年工作天數(shù)按365天）：考慮油田生產(chǎn)的不穩(wěn)定性，取不穩(wěn)定系數(shù)為1.2，則原油處理能力：=801.2=96萬噸/年=2630.14噸/天=109.59噸/時=30.44千克/秒（2）天然氣的處理能力已知來油的綜合油氣比為128（氣）/t（油），則氣體處理能力：3.1.2 油氣物性計算（1）原始數(shù)據(jù)：原油密度：=850kg/ 原油凝點：16 原油粘度：（50）80.26厘沱（2）原油物性參數(shù)計算原油密度在20120范圍內(nèi)，原油密度為

30、 (3-1)時，時，動力粘度 (3-2) 時，時，時，式中 溫度為()和()時原油的粘度，； 常數(shù)。運動粘度 (3-3)式中 ()時原油運動粘度，厘沱；()時原油動力粘度，厘泊；()時原油密度，千克/立方厘米。表3-1 原油物性參數(shù)表溫度（）原油物性4550556065密度()832.503829.089825.704822.346819.015動力粘度（厘泊）85.37266.54352.56442.03533.9998運動粘度（厘沱）102.54980.2663.65951.11641.513計算示例：取=60原油密度由式（3-1）得：由式（3-3）得動力粘度 取c=100,a=1.441

31、/)，由式（3-2）得： 運動粘度由式（3-3）得：厘沱（3）天然氣物性參數(shù)的計算不同溫度、壓力條件（,）下天然氣壓縮因子已知標準狀況下（101325，273k），空密度，則標準狀況下天然氣相對密度為：=查閱油氣集輸與礦場加工得到伴生氣組分的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：表3-2伴生氣物性表s/%75.010.08.05.00.40.30.20.10.20.81630445872861001143444284.5994.8724.2443.7983.373.012.742.499.0087.283.40190.56305.33368.77425.12469.70507.50540.30568.80204.13

32、373.60106.20帶入數(shù)據(jù)后有： =0.75 +0.002=22.582則=對比壓力和對比溫度由下式求得 式中 氣體的臨界壓力和絕對壓力； 氣體的臨界溫度和絕對溫度。 =0.75=0.75 天然氣壓縮因子：當，不同溫度、壓力（）條件下天然氣密度式中 對應(yīng)溫度、壓力條件下天然氣的壓縮因子。不同溫度、壓力（）條件下天然氣粘度由油氣集輸與礦場加工式（4-80）計算，式中 天然氣粘度，； 溫度，k； 標準狀況下天然氣相對密度。表3-3 天然氣物性參數(shù)表 溫度（）天然氣物性標況進站（50）一級分離（50）二級分離（65）密度()1.00834.57584.112883.0431壓縮因子10.986

33、40.98770.9922動力粘度（mpa）0.0111460.01115880.0116183.1.3 有關(guān)設(shè)計參數(shù)的確定（1）原油含水按50 %計算（2）含水原油進站溫度：50進站壓力：0.5mpa（絕）（3）油氣水三相分離器：分離溫度：50分離壓力：0.45mpa（絕）（4）緩沖罐： 工作溫度：50工作壓力：0.15mpa（絕）（5）電脫水器：操作溫度：60操作壓力：0.3mpa（6）穩(wěn)定塔：操作溫度： 60操作壓力：-0.03mpa（7）大罐：儲存溫度： 503.2 主要設(shè)備的選型3.2.1 三相分離器的選擇與校核三相分離器的工作條件：分離溫度：50 分離壓力：0.45mpa（絕）（1

34、）油氣水三相分離器的選取由油氣分離器規(guī)范表1選取3600×10800的臥式三相分離器，其有效長度。工作液面為。取。由下式計算集液部分弓形面積 （3-4）式中 分離器的半徑，m； 分離器控制液面高度，m； 集液部分弓形面積，。由式（3-4）得： 集液部分體積：三相分離器中停留時間為530min，設(shè)液體在三相分離器中停留時間為15min。則處理量：考慮進入分離器的油氣兩相比例隨時間不斷變化，引入載荷波動系數(shù)=1.21.5。計算中取，則分離器臺數(shù)：取臺，液體在分離器中實際停留時間：（分鐘）分離器不設(shè)備用，當其中一臺檢修時，原油在其他分離器中停留時間：（分鐘）故滿足原油在分離器中停留時間的要

35、求。（2）校核三相分離器氣體處理能力由前面計算知在一級分離條件下：，阿基米德數(shù)： （3-5）取沉降分離氣相中液滴最小直徑為，由式（3-5）得：由和數(shù)的關(guān)系，油滴沉降流態(tài)為過渡流，則雷諾數(shù)：，則流態(tài)為過渡流，由阿倫（allen）公式計算油滴沉降速度： （3-6）由式（3-6）得：對臥式分離器，取允許氣體流速：臥式分離器氣體處理能力： （3-7），對應(yīng)的，載荷波動系數(shù)。由式（3-7）得： 所以選用4臺臥式三相分離器完全能滿足生產(chǎn)要求。3.2.2 緩沖罐的選擇不妨選取的臥式緩沖罐，停留時間15min，日處理量為=則需要罐的個數(shù)為n=則選取1臺的臥式緩沖罐，不設(shè)備用。3.2.3 電脫水器的選取電脫水器

36、的工作條件：操作溫度：60=333.15k， 操作壓力：p=0.3mpa選取的電脫水器，其空罐容積。設(shè)原油含水率為20%，在電脫水器內(nèi)的停留時間為。電脫水器的處理能力： （3-10）式中 單臺電脫水器處理的含水原油體積流量，； 電脫水器的空罐容積，； 選定的含水原油在電脫水器內(nèi)的停留時間，h。由式（3-10）得：經(jīng)過電脫水器的含水原有體積流量：則需電脫水器的臺數(shù)： （3-11）由式（3-11）得，運行臺數(shù)：電脫水器的實際體積流量：原油在電脫水器內(nèi)的實際停留時間：（分鐘）當一臺檢修時，單臺電脫水器的體積流量：>，滿足電負荷。所以選用4臺的電脫水器完全滿足生產(chǎn)要求。3.2.4 加熱爐的選取站

37、內(nèi)油品需要2次加熱，分別是：油品從脫水泵進入電脫水器的過程中需要加熱。原油從原油儲罐到外輸泵的過程中需要加熱。（1）站內(nèi)含水原油從三相分離器進入油氣分離器加熱爐的選取管式加熱爐熱負荷的計算： （3-12）式中 被加熱介質(zhì)所需熱負荷，計算時應(yīng)元整至系列數(shù)，； 被加熱介質(zhì)質(zhì)量流量，； 被加熱介質(zhì)定壓比熱容，）； 被加熱介質(zhì)入爐溫度，； 被加熱介質(zhì)出爐溫度，。進爐溫度50，出爐溫度60，此時油水共存，含水率20%。所以熱負荷分兩部分計算。先求原油的比熱：在050范圍內(nèi)，則 =0.85353從而 二者相差不大，取原油在此溫度范圍內(nèi)的比熱容為二者的平均值由式（3-12）得，加熱純原油所需熱負荷：加熱原油

38、中水所需熱負荷：加熱爐總熱負荷為：由加熱爐的總負荷選取微正壓燃燒水套加熱爐，加熱爐熱效率為88%，則所需加熱爐臺數(shù)：由此可知需要3臺加熱爐。（2）停電事故很少發(fā)生，同時加熱爐可以共用，故不在此計算加熱爐。（3）原油外輸用加熱爐的選取考慮到含水原油需要儲存一段時間后外輸?shù)那闆r，大罐儲存后的溫度為50，外輸溫度為60，則加熱爐的熱負荷由式（3-12）得：由加熱爐熱的負荷選用正壓燃燒水套加熱爐，加熱爐熱效率為88%，則所需加熱爐臺數(shù)：由此可知需要2臺加熱爐。由于含水原油加熱爐和外輸加熱爐可以互為備用，故選用5臺微正壓燃燒水套加熱爐，不再另外設(shè)備用。3.2.5 原油儲罐的選取本聯(lián)合站設(shè)計中需要含水原油

39、儲罐、凈化油儲罐，各個儲罐可以互為備用，需要儲罐總?cè)莘e： （3-13）式中 原油儲罐總?cè)莘e，； 油品原油儲運設(shè)施的設(shè)計能力(),取油田原油生產(chǎn)能力的1.2倍； 儲存溫度下原油的密度，； 原油儲罐的裝量系數(shù)，取0.85； 油田原油儲備天數(shù)，取。由式（3-13）得：事故罐容積：所以選用4個5000的拱頂油罐，其中一個為事故罐。3.3 站內(nèi)工藝管線的選取及壓降計算由于站內(nèi)管線較短，油管又設(shè)有伴熱管，且外面包覆保溫層，故溫降可以忽略不計，此外，除在大罐內(nèi)以外，油品在各容器的停留時間均較短，溫降很小，因此，本聯(lián)合站在站內(nèi)工藝管線設(shè)計計算中不考慮溫降。3.3.1 進站總機關(guān)匯管選取進站油溫為50，進站壓力

40、為（絕），管中為氣液兩相流，可以按氣液兩相分別流動時所需管徑之和估選管徑。已知，原油含水率為50% ，則液相流量：進站條件下天然氣的溶解度：進站條件下 帶入數(shù)據(jù)后求得則氣相流量： 計算中液相經(jīng)濟流速取，氣相經(jīng)濟流速取。計算管徑： （3-14）式中 管線內(nèi)徑，； 給定流量，； 經(jīng)濟流速，。由式（3-14）得，初步選取的總機關(guān)匯管計算管徑：選取的無縫鋼管。3.3.2 進站閥組三相分離器匯管選取原油進站壓力為（絕），三相分離器的分離壓力為（絕），故該管段壓降不應(yīng)大于（絕）。由于該管段條件與進站總匯管條件相似，初選的無縫鋼管，實際內(nèi)徑為。用杜克拉法求水利阻力壓降混輸水力計算式： （3-15） 式中 油

41、氣混輸壓降； 混輸阻力系數(shù)；原油體積含水率：液相動力粘度： （3-16）由式（3-16）得：厘泊油氣混合物的動力粘度： （3-17）由式（3-17）得：厘泊液相平均密度： （3-18）由式（3-18）得：油氣混合物的平均密度： （3-19）由式（3-19）得：油氣混合物的平均流速：由式（3-15）得：實際管線壓降：<計算中沒有考慮局部摩阻和高程摩阻，但局部摩阻和高程摩阻相對管線水力壓降較小，且所選管徑余量很大，所以該鋼管能夠適用。3.3.3 油氣水三相分離器緩沖罐脫水泵加熱爐間管線選取從油氣水三相分離器出來的油流可以認為是單向流體，加熱爐前后溫度的變化對液體密度及流量影響不大，可取，取經(jīng)

42、濟流速，此時原油體積含水率取20%。由式（3-14）得：初選的無縫鋼管，則管內(nèi)實際流速： （3-20）由式（3-20）得：在經(jīng)濟流速范圍內(nèi)。由于溫度變化對體積流量變化影響不大，認為加熱爐進出口流速相同，故可以用管線允許壓降校核所選管徑。（1）油氣水三相分離器緩沖罐的壓降計算原油含水率，油溫，由表3-1可知油品物性如下：，由式（3-16）得，含水原油的動力粘度：由式（3-18）得，含水原油的平均密度：由式（3-3）得，運動粘度：厘沱雷諾數(shù)： 管線上的閥件：表3-4 油氣水三相分離器緩沖罐管線上閥件表名稱90°彎頭轉(zhuǎn)彎三通閥件流量計過濾器數(shù)量31311304518100該段管路的摩阻損失

43、： （3-22）由式（3-22）得，油氣水三相分離器加熱爐的摩阻損失：則緩沖罐入口處的剩余壓頭為0.45-0.05326>0.15mpa，故滿足緩沖罐的工作要求。（2）緩沖罐脫水泵壓降計算原油含水率，油溫。由于溫度和含水都沒有變化，所以水利摩阻系數(shù)和流體流速依然保持不會變，管線上的閥件：表3-5 緩沖罐脫水泵管線上閥件表名稱90°彎頭轉(zhuǎn)彎三通閥件流量計過濾器數(shù)量31311304518100 （3）脫水泵加熱爐壓降計算原油含水率，油溫。由于溫度和含水都沒有變化，所以水利摩阻系數(shù)和流體流速依然保持不會變，管線上的閥件：表3-6 脫水泵加熱爐管線上閥件表名稱90°彎頭轉(zhuǎn)彎三

44、通閥件流量計過濾器數(shù)量44300304518100設(shè)從脫水泵到加熱爐有3m的高差，轉(zhuǎn)換成壓頭為3.3.4加熱爐電脫水器管線壓降計算原油含水率，油溫，由表3-1可知油品物性如下：，取流體的流速為1.5m/s，此時流體流量：初選的無縫鋼管，則管內(nèi)實際流速： 在經(jīng)濟流速范圍內(nèi)。由式（3-16）得，含水原油的動力粘度：由式（3-18）得，含水原油的平均密度：由式（3-3）得，運動粘度：厘沱雷諾數(shù)：取粗糙系數(shù)，則：因為，所以流體處于水力光滑區(qū)。當流體處理水力光滑區(qū)時，水力摩阻系數(shù)： （3-21）由式（3-21）得，此時的水力摩阻系數(shù)：管線上的閥件：表3-7 加熱爐電脫水器管線上閥件表名稱90°

45、彎頭轉(zhuǎn)彎三通閥件流量計過濾器數(shù)量13300304518100設(shè)加熱爐內(nèi)壓降0.06mpa，則從緩沖罐到電脫水器總的阻力消耗為3.3.5電脫水器穩(wěn)定塔外輸泵外輸閥組管線壓降計算（1）電脫水器穩(wěn)定塔壓降計算原油含水率，油溫，由表3-1可知油品物性如下：，取流體的流速為1.5m/s，此時流體流量：初選的無縫鋼管，則管內(nèi)實際流速： 在經(jīng)濟流速范圍內(nèi)。由式（3-16）得，含水原油的動力粘度：由式（3-18）得，含水原油的平均密度：由式（3-3）得，運動粘度：厘沱雷諾數(shù)：取粗糙系數(shù)，則：因為，所以流體處于水力光滑區(qū)。當流體處理水力光滑區(qū)時，水力摩阻系數(shù)： （3-21）由式（3-21）得，此時的水力摩阻系數(shù)

46、：管線上的閥件：表3-8 電脫水器穩(wěn)定塔管線上閥件表名稱90°彎頭轉(zhuǎn)彎三通閥件流量計過濾器數(shù)量11211304518100設(shè)電脫水器到穩(wěn)定塔有17m高差，則沿程壓降為：則穩(wěn)定塔入口壓力為：0.3-0.1776=0.1224mpa，滿足工作壓力要求（2）穩(wěn)定塔外輸泵管線壓降計算，管線上的閥件：表3-9 穩(wěn)定塔外輸泵管線上閥件表名稱90°彎頭轉(zhuǎn)彎三通閥件流量計過濾器數(shù)量21200304518100設(shè)從穩(wěn)定塔到外輸泵有20m高差（3）外輸泵外輸閥組管線壓降計算，管線上的閥件：表3-10 外輸泵外輸閥組管線上閥件表名稱90°彎頭轉(zhuǎn)彎三通閥件流量計過濾器數(shù)量23811304

47、5181003.3.6 穩(wěn)定塔凈化原油儲罐外輸泵加熱爐外輸閥組間管線確定（1）穩(wěn)定塔凈化原油儲罐已知，依然選取，內(nèi)徑的無縫鋼管。管線上的閥件：表3-11 穩(wěn)定塔凈化原油儲罐管線上閥件表名稱90°彎頭轉(zhuǎn)彎三通閘閥流量計過濾器數(shù)量11111304518100則，穩(wěn)定塔凈化原油儲罐的摩阻損失：設(shè)從穩(wěn)定塔到凈化油罐有5m的液位差（2）凈化原油罐外輸泵已知，取經(jīng)濟流速。則流量：由式（3-14）得：初選，內(nèi)徑的無縫鋼管，由式（3-20）得，管內(nèi)實際流速：在經(jīng)濟流速范圍內(nèi)。由式（3-16）得，含水原油的動力粘度：由式（3-18）得，含水原油的平均密度：由式（3-3）得，運動粘度：厘沱雷諾數(shù)： 因為

48、，所以流體處于水力光滑區(qū)。由式（3-21）得，此時的水力摩阻系數(shù)：管線上的閥件：表3-12凈化原油儲罐外輸泵管線上閥件表名稱90°彎頭轉(zhuǎn)彎三通閘閥流量計過濾器數(shù)量32211304518100（3）外輸泵加熱爐已知，管線上的閥件：表3-13 外輸泵加熱爐管線上閥件表名稱90°彎頭轉(zhuǎn)彎三通閥件流量計過濾器數(shù)量53300304518100由式（3-22）得，外輸泵加熱爐間摩阻損失：（4）加熱爐外輸閥組 管線上的閥件：表3-14 加熱爐外輸閥組管線上閥件表名稱90°彎頭轉(zhuǎn)彎三通閘閥流量計過濾器數(shù)量33911304518100由式（3-22）得，加熱爐外輸閥組的摩阻損失：設(shè)從加熱爐到外輸閥組有3m高差，加熱爐內(nèi)壓降取0.06mpa=7.4378m因此，穩(wěn)定塔凈化原油罐外輸泵加熱爐外輸閥組間管線的總摩阻損失：3.3.7原油儲罐脫水泵加熱爐電脫水器穩(wěn)定塔間管線確定（1）原油儲罐脫水泵已知，取經(jīng)濟流速。則流量：由式（3-14）得：由于管線較長，為了盡量減小沿程摩阻，選，內(nèi)徑的無縫鋼管。由式（3-20）得，管內(nèi)實際流速：由表3-1可知油品物性如下：，由式（3-16）得，含水原油的動力粘度：由式（3-18）得，含水原油的平均密度：由式（3-3）得，運動粘度：厘沱雷諾數(shù)：管線上的閥件：表3-15 原油儲罐脫水泵管線上閥件