配氣站開題報(bào)告

1本論文選題意義及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1?1選題意義及目的近年來，中國(guó)天然氣工業(yè)發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?。然而天然氣在我?guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比例遠(yuǎn)低于24%的世界平均水平和8.8%的亞洲平均水平。但國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)有較大的發(fā)展?jié)摿?，從天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)上看，目前我國(guó)天然氣主要用于化工、油氣田開采和發(fā)電等工業(yè)部門，它們?cè)谔烊粴庀M(fèi)中所占比例在87%以上。本著配氣站簡(jiǎn)單、輕便的觀點(diǎn)，在工藝設(shè)計(jì)中著重考慮安全、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、可靠。通過對(duì)保山配氣站的設(shè)計(jì)，掌握天然氣配氣站工藝設(shè)計(jì)的思維方式、設(shè)計(jì)步驟、與其他各專業(yè)的聯(lián)系和協(xié)調(diào)。掌握配氣站流程圖的設(shè)計(jì)與繪制。掌握配氣站設(shè)備與管道的計(jì)算。掌握配氣站施工圖的繪制方法。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著天然氣生產(chǎn)向著自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向的迅猛發(fā)展，大部分的天然氣配氣站都建立和完善了自動(dòng)計(jì)量、視頻監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸、無(wú)線通訊等系統(tǒng)。而伴隨著天然氣產(chǎn)量和貿(mào)易量的增加以及消費(fèi)市場(chǎng)的擴(kuò)大，目前全世界形成了洲際的、國(guó)際的、全國(guó)性的和許多地區(qū)性的大型供氣系統(tǒng)。一般由若干條輸氣干線、多個(gè)集氣管網(wǎng)和地下儲(chǔ)氣庫(kù)構(gòu)成，從而將氣田和成千上萬(wàn)的用戶連接起來。依據(jù)國(guó)家能源規(guī)劃方案，我國(guó)天然氣用量到2005年、2010年、2020年分別為650億m3、900億m3、2000億m3,整個(gè)天然氣產(chǎn)業(yè)鏈上，包括上、中、下游的相關(guān)產(chǎn)業(yè)都會(huì)有顯著發(fā)展。隨著“西氣東輸”、“海氣登陸”、“俄氣南送”和引進(jìn)LNG等工程的實(shí)施，一條橫跨大陸東西、一條聯(lián)結(jié)沿海南北的天然氣動(dòng)脈框架的藍(lán)圖已經(jīng)顯現(xiàn)出來，大約到2020年,我國(guó)將建成7個(gè)大的區(qū)域性管網(wǎng)：東北三省、京津冀魯晉、蘇浙滬豫皖、兩湖及江西、西北的新青陜甘寧、西南的川黔渝和東南沿海，這7個(gè)管網(wǎng)由西氣東輸、中俄管道聯(lián)絡(luò)，形成與市場(chǎng)需求相匹配的全國(guó)管網(wǎng)。在天然長(zhǎng)輸氣管網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，國(guó)家在天然氣發(fā)展總體規(guī)劃中確定在現(xiàn)有的60多個(gè)已通天然氣城市（四川26個(gè)，其它分布在東北，華北市場(chǎng)）基礎(chǔ)上，計(jì)劃在2005年將天然氣發(fā)展到140個(gè)城市，2010年將增加到270個(gè)城市。21世紀(jì)中葉，全國(guó)65%的城市將用上天然氣。⑵配氣站作為長(zhǎng)輸干線的終點(diǎn)以及城市配氣的起點(diǎn)和總樞紐，其重要性不言而喻。因此，在我國(guó)天然氣行業(yè)蓬勃發(fā)展的大趨勢(shì)下，天然氣城市輸配氣產(chǎn)業(yè)必定會(huì)迎來巨大的發(fā)展機(jī)遇。2主要研究?jī)?nèi)容配器站作為天然氣管輸系統(tǒng)的重要一環(huán)，其設(shè)計(jì)的先進(jìn)與否對(duì)天然氣長(zhǎng)距離輸送具有重要的意義。配氣站的主要功能包括調(diào)壓、凈化、計(jì)量、清管等。其中調(diào)壓的目的是保證輸入、輸出的氣體具有所需的壓力和流量；凈化的目的是為了脫除天然氣中固體雜質(zhì)，以免增大氣體阻力，磨損儀表設(shè)備，污染環(huán)境，毒害人體；計(jì)量是氣體銷售、業(yè)務(wù)交接必不可少的，同時(shí)它也是對(duì)整個(gè)管道系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制的依據(jù)；清管的目的是通過發(fā)送清管器以清除管內(nèi)積液和污物或檢測(cè)管道的損傷。3擬采用的研究思路（方法）3?1設(shè)計(jì)資料3?1?1氣源參數(shù)根據(jù)大宇國(guó)際公司提供的有關(guān)資料可知，天然氣組分見下表。表3?1緬甸天然氣組分及物性序號(hào)組分Mol%1C199.072C20.123C30.034iC40.015C9+0.086H2O0.017CO20.508N20.189合計(jì)100.0010水露點(diǎn)W-5°C在10MPa下11烴露點(diǎn)W-5°C在6.9MPa下12高熱值1015btu/cf(37.838MJ/m3)3?1?2輸量及用戶用氣量表3.2輸量及用戶用氣量配氣站來氣流量（103Nm3/h）進(jìn)口壓力（MPa）出口壓力（MPa）進(jìn)口溫度（°C）出口溫度（C）保山54.336.941515目前A用戶用氣量約為24.33xl03Nm3/h。B用戶用氣量約為30xl03Nm3/h。壓力1.6MPa。3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容1） 了解任務(wù)書內(nèi)容，查閱資料。2） 對(duì)配氣站工藝方案進(jìn)行比較與分析，確定配氣站工藝流程圖。3） 對(duì)配氣站主要設(shè)備與管道進(jìn)行工藝計(jì)算，并對(duì)設(shè)備、管材、閥門進(jìn)行選型。4） 確定配氣站的自動(dòng)控制方案。5） 繪制配氣站工藝流程圖及配氣站工藝管道平、豎面安裝圖。編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)文字報(bào)告。3.3設(shè)計(jì)依據(jù)3?3?1編制原則1） 嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及行業(yè)的各種標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。2） 工程設(shè)計(jì)以及建設(shè)過程中應(yīng)充分的考慮QHSE因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工。3） 為提高工程質(zhì)量和輸配水平，盡量采用成熟可靠、先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)。4） 站址選擇在遵循城市規(guī)劃要求的前提下，盡量節(jié)約工程投資。5） 方便管理，便于維修。6） 在滿足安全和工藝技術(shù)要求的情況下，力爭(zhēng)節(jié)約投資，提高經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。7） 工程設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量采用國(guó)產(chǎn)材料和設(shè)備，以節(jié)約工程費(fèi)用。8） 根據(jù)用氣規(guī)模，考慮今后的發(fā)展，本設(shè)計(jì)應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗟亍?.3.2遵循的規(guī)范1） 《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50251-2003）2） 《輸送流體用無(wú)縫鋼管》（GB/T8163-1999）3） 《氣田集氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（SY/T0010-1996）4） 《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50183-2004）《輸油輸氣管道線路工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(SY0401-1998)《石油天然氣站內(nèi)工藝管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(SY0420-2000)《石油地面工程設(shè)計(jì)文件編制規(guī)程》(SY/T0009-1993)《石油工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》(SY/T0003-2003)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50028-1998)《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》(SY/T6143-2004)《天然氣長(zhǎng)輸管道工程設(shè)計(jì)》3.4工藝設(shè)備選型分離設(shè)備天然氣中的固體雜質(zhì)不僅會(huì)增加管道阻力，降低管道輸送效率(如果氣體中固體雜質(zhì)含量達(dá)到5?7mg/m3，管道的輸送效率將降低3%?5%),影響設(shè)備、閥門和儀表的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使其磨損加速、使用壽命縮短，而且污染環(huán)境、有害人體健康。因此需要在輸氣管道的站場(chǎng)安裝分離、除塵設(shè)備，在供給用戶前，應(yīng)除去懸浮于天然氣中的固體雜質(zhì)，保證輸出氣體含塵不超過規(guī)定的要求。輸氣站場(chǎng)中的除塵設(shè)備，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、分離效率高，不用需經(jīng)常更換或清洗的部件，氣流通過壓降小等。目前，輸配氣站場(chǎng)中經(jīng)常采用的除塵設(shè)備有：旋風(fēng)除塵器、多管除塵器、臥式分離器，過濾分離器等。過濾式分離器是使含塵氣體通過過濾材料達(dá)到分離氣體中粉塵的一種高效除塵設(shè)備。除塵效率達(dá)91%?99%，除塵粒徑最小可達(dá)1?5”mo缺點(diǎn)是過濾兀件需經(jīng)常檢查，運(yùn)行費(fèi)用比多管干式除塵器高。粉塵在計(jì)量管段中沉積會(huì)增加內(nèi)壁粗糙度，減少內(nèi)徑，影響計(jì)量精度。由于該站采用孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，可選用過濾式分離器，以提高過濾效率，減小雜質(zhì)對(duì)計(jì)量精度的不利影響。過濾式分離器一般只要求限制最大過濾流速。清管裝置輸氣管線在施工過程中積存下來的污物和管線投產(chǎn)運(yùn)行時(shí)所積存下來的腐蝕產(chǎn)物，都是影響氣質(zhì)、降低輸氣能力、堵塞儀表、影響計(jì)量精度和加劇管線內(nèi)壁腐蝕的主要因素。為此，應(yīng)于管線投產(chǎn)前和運(yùn)行過程中加以清除。清管器收發(fā)裝置包括收發(fā)筒、工藝管線、閥門以及裝卸工具和通過指示器等輔助裝備。收發(fā)筒以及快速開關(guān)盲板是收發(fā)裝置的主要構(gòu)成部分。為今后能監(jiān)測(cè)輸氣管道的腐蝕情況，本設(shè)計(jì)采用能通過智能清管器的清管裝置。閥門為確保安全，方便操作管理和自控水平與全線SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）系統(tǒng)一致，站場(chǎng)進(jìn)站閥門采用電動(dòng)緊急截?cái)嗲蜷y。排污閥擬采用雙密封導(dǎo)軌閥。對(duì)口徑較大的截?cái)嘤瞄y門采用電動(dòng)球閥。一般截?cái)嘤瞄y門采用性能好的平板閘閥。計(jì)量裝置切換的閥門擬選用軌道球閥。站內(nèi)一般截?cái)嘤瞄y門采用密封性能好的平板閘閥。為提高分離器、清管接收裝置、匯氣管等設(shè)備上的排、放空閥的密封性及使用壽命，擬采用噪聲小，耐沖刷的排污閥和節(jié)流截止放空閥。安全閥是用于受壓設(shè)備、容器和管路上，為能當(dāng)壓力超過規(guī)定數(shù)值時(shí)自動(dòng)排除介質(zhì)的過剩壓力，保證安全生產(chǎn)而設(shè)置的。本站內(nèi)安全閥均采用封閉全啟動(dòng)，帶扳手的彈簧式安全閥。因?yàn)槠渚哂畜w積小、靈敏、保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。調(diào)節(jié)閥是利用降壓原理來控制管道系統(tǒng)流體壓力或流量的閥門。在天然氣輸配系統(tǒng)中常用的調(diào)節(jié)閥，有氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥、自力式調(diào)節(jié)閥和針形節(jié)流閥。自力式調(diào)節(jié)閥在天然氣輸配中主要用于閥后壓力調(diào)節(jié)。自力式調(diào)節(jié)閥在天然氣輸配中主要用于閥后壓力調(diào)節(jié)。使用時(shí)，調(diào)節(jié)指揮閥給定螺釘，給定閥后壓力值，當(dāng)被調(diào)介質(zhì)的壓力升高，高于給定值時(shí)，升高的閥后信號(hào)通過導(dǎo)壓管傳遞到指揮閥下膜腔，迫使噴嘴擋板關(guān)小，從而主閥工作膜腔內(nèi)的操作壓力下降，主閥自動(dòng)關(guān)小閥芯開度，于是通過調(diào)節(jié)閥的氣量減少，使調(diào)節(jié)閥的壓力降低到給定值為止。反之，當(dāng)調(diào)節(jié)閥后壓力降低至給定壓力以下時(shí)，指揮器接受壓力信號(hào)后立即增大輸出量，使主閥工作膜腔內(nèi)的操作壓力增加，閥芯自動(dòng)增大，直到壓力升高至給定值為止，無(wú)論用戶負(fù)荷怎么變化，都能始終保持調(diào)節(jié)閥閥后壓力恒定。本站采用自力式調(diào)節(jié)閥匯氣管匯管設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下因素：最大流量、現(xiàn)場(chǎng)位置、流量未來的發(fā)展、可建設(shè)性、操作和維護(hù)、政府法規(guī)、環(huán)境影響、減少震動(dòng)、減少噪聲等。1） 確定匯管的尺寸，好的經(jīng)驗(yàn)是匯管的截面積是進(jìn)口或出口截面積的1.5倍，也可以更大。匯管壁厚按管壁計(jì)算方法決定。2） 是確定匯管的入口并決定匯管是在地下還是在地上。當(dāng)入口是連接在匯管的一端而不是側(cè)面時(shí)，應(yīng)充分考慮降低干擾和噪聲。3） 本次設(shè)計(jì)設(shè)置兩臺(tái)匯氣管，采用底部排污，匯氣管頂部設(shè)注水口，并在匯氣管中部設(shè)清污口。3.5自動(dòng)控制。站控系統(tǒng)的自控水平是將現(xiàn)場(chǎng)主要工藝參數(shù)采集到站控系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視控制。并在站場(chǎng)實(shí)現(xiàn)打印報(bào)表即時(shí)上報(bào)各級(jí)管理部門采用。本次設(shè)計(jì)保山配氣站站場(chǎng)控系統(tǒng)由站控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（SCS）、遠(yuǎn)程終端裝置（RTU）和通信系統(tǒng)組成，形成控制網(wǎng)絡(luò)。RTU完成日常生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)采集功能，SCS完成主要的監(jiān)視、控制、管理功能。并具有實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)畫面及流程畫面顯示?站場(chǎng)RTU將采集到的工藝參數(shù)和有關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息傳至站控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行顯示操作、報(bào)警、打印制表等。并且SCS將該站的重要工藝數(shù)據(jù)上傳至調(diào)度控制中心DCC進(jìn)行集中監(jiān)控和調(diào)度管理，同時(shí)又接受調(diào)度中心下達(dá)的指令，由站控操作人員確認(rèn)后執(zhí)行。當(dāng)RTU與上傳機(jī)通信中斷時(shí)，站控系統(tǒng)仍能按預(yù)設(shè)程序獨(dú)立工作，通信恢復(fù)后,SCS的數(shù)據(jù)立即全部上傳到DCC的服務(wù)器，為安全生產(chǎn)和科學(xué)管理創(chuàng)立了條件?系統(tǒng)還具有較強(qiáng)的自我診斷功能。3.6防腐鋼質(zhì)設(shè)備和管道外防腐的任務(wù)是控制大氣和土壤的電化學(xué)腐蝕，鑒于埋地管道表面積較小，加上站內(nèi)必須對(duì)設(shè)備、管道作防靜電接地，故埋地管道和露空設(shè)備、管道僅采用涂層防腐。站內(nèi)露空管道、設(shè)備采用醇酸瓷漆防腐；考慮到若站內(nèi)閥門已經(jīng)涂漆，致使站內(nèi)露空設(shè)備、管道不宜采用噴砂除銹工藝，本設(shè)計(jì)推薦鋼鐵的表面預(yù)處理采用先電動(dòng)鋼絲刷除銹至ST3級(jí)，再用帶銹磷化液處理的工藝。3.7防雷、防靜電接地該站作防雷、防靜電接地和工藝裝置區(qū)接地，接地電阻R<10歐。站內(nèi)工藝裝置及所有金屬設(shè)備外殼、管道等均與接地系統(tǒng)作等電位連接。4設(shè)計(jì)（論文）的進(jìn)程安排

表4.1進(jìn)程安排序號(hào)設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容起止日期1查閱資料文獻(xiàn)，熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容3?22-4.182寫出開題答辯報(bào)告，準(zhǔn)備開題答辯