配氣站開題報告

1本論文選題意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1?1選題意義及目的近年來，中國天然氣工業(yè)發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?。然而天然氣在我國一次能源消費結(jié)構(gòu)中所占比例遠低于24%的世界平均水平和8.8%的亞洲平均水平。但國內(nèi)天然氣市場有較大的發(fā)展?jié)摿?，從天然氣消費結(jié)構(gòu)上看，目前我國天然氣主要用于化工、油氣田開采和發(fā)電等工業(yè)部門，它們在天然氣消費中所占比例在87%以上。本著配氣站簡單、輕便的觀點，在工藝設計中著重考慮安全、準確、經(jīng)濟、可靠。通過對保山配氣站的設計，掌握天然氣配氣站工藝設計的思維方式、設計步驟、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計與繪制。掌握配氣站設備與管道的計算。掌握配氣站施工圖的繪制方法。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著天然氣生產(chǎn)向著自動化、網(wǎng)絡化、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計量、視頻監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸、無線通訊等系統(tǒng)。而伴隨著天然氣產(chǎn)量和貿(mào)易量的增加以及消費市場的擴大，目前全世界形成了洲際的、國際的、全國性的和許多地區(qū)性的大型供氣系統(tǒng)。一般由若干條輸氣干線、多個集氣管網(wǎng)和地下儲氣庫構(gòu)成，從而將氣田和成千上萬的用戶連接起來。依據(jù)國家能源規(guī)劃方案，我國天然氣用量到2005年、2010年、2020年分別為650億m3、900億m3、2000億m3,整個天然氣產(chǎn)業(yè)鏈上，包括上、中、下游的相關產(chǎn)業(yè)都會有顯著發(fā)展。隨著“西氣東輸”、“海氣登陸”、“俄氣南送”和引進LNG等工程的實施，一條橫跨大陸東西、一條聯(lián)結(jié)沿海南北的天然氣動脈框架的藍圖已經(jīng)顯現(xiàn)出來，大約到2020年,我國將建成7個大的區(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個管網(wǎng)由西氣東輸、中俄管道聯(lián)絡，形成與市場需求相匹配的全國管網(wǎng)。在天然長輸氣管網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，國家在天然氣發(fā)展總體規(guī)劃中確定在現(xiàn)有的60多個已通天然氣城市（四川26個，其它分布在東北，華北市場）基礎上，計劃在2005年將天然氣發(fā)展到140個城市，2010年將增加到270個城市。21世紀中葉，全國65%的城市將用上天然氣。⑵配氣站作為長輸干線的終點以及城市配氣的起點和總樞紐，其重要性不言而喻。因此，在我國天然氣行業(yè)蓬勃發(fā)展的大趨勢下，天然氣城市輸配氣產(chǎn)業(yè)必定會迎來巨大的發(fā)展機遇。2主要研究內(nèi)容配器站作為天然氣管輸系統(tǒng)的重要一環(huán)，其設計的先進與否對天然氣長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，磨損儀表設備，污染環(huán)境，毒害人體；計量是氣體銷售、業(yè)務交接必不可少的，同時它也是對整個管道系統(tǒng)進行自動控制的依據(jù)；清管的目的是通過發(fā)送清管器以清除管內(nèi)積液和污物或檢測管道的損傷。3擬采用的研究思路（方法）3?1設計資料3?1?1氣源參數(shù)根據(jù)大宇國際公司提供的有關資料可知，天然氣組分見下表。表3?1緬甸天然氣組分及物性序號組分Mol%1C199.072C20.123C30.034iC40.015C9+0.086H2O0.017CO20.508N20.189合計100.0010水露點W-5°C在10MPa下11烴露點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）進口壓力（MPa）出口壓力（MPa）進口溫度（°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設計內(nèi)容1） 了解任務書內(nèi)容，查閱資料。2） 對配氣站工藝方案進行比較與分析，確定配氣站工藝流程圖。3） 對配氣站主要設備與管道進行工藝計算，并對設備、管材、閥門進行選型。4） 確定配氣站的自動控制方案。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)設計文字報告。3.3設計依據(jù)3?3?1編制原則1） 嚴格執(zhí)行國家及行業(yè)的各種標準、規(guī)范。2） 工程設計以及建設過程中應充分的考慮QHSE因素，優(yōu)化設計和施工。3） 為提高工程質(zhì)量和輸配水平，盡量采用成熟可靠、先進、實用的技術。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要求的情況下，力爭節(jié)約投資，提高經(jīng)濟效應。7） 工程設計中應盡量采用國產(chǎn)材料和設備，以節(jié)約工程費用。8） 根據(jù)用氣規(guī)模，考慮今后的發(fā)展，本設計應留有適當?shù)挠嗟亍?.3.2遵循的規(guī)范1） 《輸氣管道工程設計規(guī)范》（GB50251-2003）2） 《輸送流體用無縫鋼管》（GB/T8163-1999）3） 《氣田集氣工程設計規(guī)范》（SY/T0010-1996）4） 《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》（GB50183-2004）《輸油輸氣管道線路工程施工及驗收規(guī)范》(SY0401-1998)《石油天然氣站內(nèi)工藝管道工程施工及驗收規(guī)范》(SY0420-2000)《石油地面工程設計文件編制規(guī)程》(SY/T0009-1993)《石油工程制圖標準》(SY/T0003-2003)《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(GB50028-1998)《天然氣流量的標準孔板計量方法》(SY/T6143-2004)《天然氣長輸管道工程設計》3.4工藝設備選型分離設備天然氣中的固體雜質(zhì)不僅會增加管道阻力，降低管道輸送效率(如果氣體中固體雜質(zhì)含量達到5?7mg/m3，管道的輸送效率將降低3%?5%),影響設備、閥門和儀表的正常運轉(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安裝分離、除塵設備，在供給用戶前，應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。輸氣站場中的除塵設備，要求結(jié)構(gòu)簡單、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，輸配氣站場中經(jīng)常采用的除塵設備有：旋風除塵器、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到分離氣體中粉塵的一種高效除塵設備。除塵效率達91%?99%，除塵粒徑最小可達1?5”mo缺點是過濾兀件需經(jīng)常檢查，運行費用比多管干式除塵器高。粉塵在計量管段中沉積會增加內(nèi)壁粗糙度，減少內(nèi)徑，影響計量精度。由于該站采用孔板流量計進行計量，可選用過濾式分離器，以提高過濾效率，減小雜質(zhì)對計量精度的不利影響。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)運行時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、影響計量精度和加劇管線內(nèi)壁腐蝕的主要因素。為此，應于管線投產(chǎn)前和運行過程中加以清除。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)筒以及快速開關盲板是收發(fā)裝置的主要構(gòu)成部分。為今后能監(jiān)測輸氣管道的腐蝕情況，本設計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，站場進站閥門采用電動緊急截斷球閥。排污閥擬采用雙密封導軌閥。對口徑較大的截斷用閥門采用電動球閥。一般截斷用閥門采用性能好的平板閘閥。計量裝置切換的閥門擬選用軌道球閥。站內(nèi)一般截斷用閥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備、容器和管路上，為能當壓力超過規(guī)定數(shù)值時自動排除介質(zhì)的過剩壓力，保證安全生產(chǎn)而設置的。本站內(nèi)安全閥均采用封閉全啟動，帶扳手的彈簧式安全閥。因為其具有體積小、靈敏、保養(yǎng)方便等優(yōu)點。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，調(diào)節(jié)指揮閥給定螺釘，給定閥后壓力值，當被調(diào)介質(zhì)的壓力升高，高于給定值時，升高的閥后信號通過導壓管傳遞到指揮閥下膜腔，迫使噴嘴擋板關小，從而主閥工作膜腔內(nèi)的操作壓力下降，主閥自動關小閥芯開度，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，當調(diào)節(jié)閥后壓力降低至給定壓力以下時，指揮器接受壓力信號后立即增大輸出量，使主閥工作膜腔內(nèi)的操作壓力增加，閥芯自動增大，直到壓力升高至給定值為止，無論用戶負荷怎么變化，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)閥匯氣管匯管設計應考慮以下因素：最大流量、現(xiàn)場位置、流量未來的發(fā)展、可建設性、操作和維護、政府法規(guī)、環(huán)境影響、減少震動、減少噪聲等。1） 確定匯管的尺寸，好的經(jīng)驗是匯管的截面積是進口或出口截面積的1.5倍，也可以更大。匯管壁厚按管壁計算方法決定。2） 是確定匯管的入口并決定匯管是在地下還是在地上。當入口是連接在匯管的一端而不是側(cè)面時，應充分考慮降低干擾和噪聲。3） 本次設計設置兩臺匯氣管，采用底部排污，匯氣管頂部設注水口，并在匯氣管中部設清污口。3.5自動控制。站控系統(tǒng)的自控水平是將現(xiàn)場主要工藝參數(shù)采集到站控系統(tǒng)進行集中監(jiān)視控制。并在站場實現(xiàn)打印報表即時上報各級管理部門采用。本次設計保山配氣站站場控系統(tǒng)由站控計算機系統(tǒng)（SCS）、遠程終端裝置（RTU）和通信系統(tǒng)組成，形成控制網(wǎng)絡。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。并具有實時和歷史趨勢畫面及流程畫面顯示?站場RTU將采集到的工藝參數(shù)和有關設備的數(shù)據(jù)信息傳至站控計算機系統(tǒng)，進行顯示操作、報警、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進行集中監(jiān)控和調(diào)度管理，同時又接受調(diào)度中心下達的指令，由站控操作人員確認后執(zhí)行。當RTU與上傳機通信中斷時，站控系統(tǒng)仍能按預設程序獨立工作，通信恢復后,SCS的數(shù)據(jù)立即全部上傳到DCC的服務器，為安全生產(chǎn)和科學管理創(chuàng)立了條件?系統(tǒng)還具有較強的自我診斷功能。3.6防腐鋼質(zhì)設備和管道外防腐的任務是控制大氣和土壤的電化學腐蝕，鑒于埋地管道表面積較小，加上站內(nèi)必須對設備、管道作防靜電接地，故埋地管道和露空設備、管道僅采用涂層防腐。站內(nèi)露空管道、設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)露空設備、管道不宜采用噴砂除銹工藝，本設計推薦鋼鐵的表面預處理采用先電動鋼絲刷除銹至ST3級，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備外殼、管道等均與接地系統(tǒng)作等電位連接。4設計（論文）的進程安排

表4.1進程安排序號設計（論文）各階段內(nèi)容起止日期1查閱資料文獻，熟悉設計內(nèi)容3?22-4.182寫出開題答辯報告，準備開題答辯