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1、CNG加气母站工艺流程设计海第万油火豫课程设计目CNG加气母站工艺流程设计教学院系石油工程学院专业年级油气储运工程2010级指导教师吴晓南姓 名胡林林(1001020109)小组成员 胡林林郑彬龙张冷韩旭黄冠华邓军胡芮川完成日期 2014 年 3 月目录第一章概述31.1 设计资料与原始数据31.2 项目概况4L 3设计规模与设计范围4第二章气源及其性质42.1天然气及其来源42. 2天然气性质42. 3母站进站天然气参数42. 4车用压缩天然气技术指标5第三章主要工艺流程5第四章工艺计算及设备选型54.1分离器54. 2天然气脱水系统94. 3天然气压缩系统144. 4管线工艺计算204.
2、5阀门工艺计算214. 6计量系统工艺计算234. 7储气系统工艺计算244. 8售气装置26第五章控制系统274.1 设计原则275. 2设计思路27参考资料27#前言天然气作为一种清洁能源，在目前的能源结构中占着举足轻重的地位；同 时在国家大力发展天然气的政策指引下，建成了西气东输一线、二线，天然气 在国民生活中扮演着越来越重要的角色。为了提升天然气汽车在沿线城市的竞 争力，最大限度的发挥天然气大的环保优势，国家批准在XXX市附近建设加气 母站。本工程的建设是顺应市场发展的结果，有其固有的必然性。摘要改加气母站由附近的B气田供气，经过除杂、干燥、压缩后给汽车加气或 者给附近的加气子站供气。
3、该站有一定的天然气储存能力，在一定的时间内即 使在气田不能正常供气的情况下依然能给汽车和加气子站供气。关键词：加气站、分离、脱水、压缩、储存、加注。第一章概述1.1 设计资料和原始数据1.1.1 参考数据加气能力：8X104m7d设计压力：压缩机前管线设计压力：l.OMPa,运行压力W0.6MPa；压缩机后管线设计压力：27. 5 MPa,运行压力：W25.OMPa。设计温度：最高设计温度为100,最低设计温度为-20。1.1.2 工程设计要求1）根据地形图按国标汽车加油加气站设计与施工规范GB5O 156-20022006年版进行初步设计，2）进行总平面布置设计，确定工艺流程；3）计算工艺中
4、所涉及到的设备、阀、管线并选型；4）编制设计说明书、计算书和材料表。1.1.3 提交设计成果1）总平面布置图和工艺流程图；2）设计说明书、计算书和材料表。L2项目概况121项目名称XXX股份有限公司天然气分公司XXCNG加气母站。122项目地点XXX市西侧的A镇。1.3设计规模与设计范围1.3.1 设计规模加气能力80000立方米每天；预留扩建能力。1.3.2 设计范围加气母站工艺、自控。配套的变电系统，配套的排水系统（均以围墙为界）。站场内的功能性建筑：消费、安全、节能、环境保护。第二章气源及其性质2.1 天然气来源由XX公里外的B气田直接供应，距离较短，供气管道投资成本低。2.2 天然气性
5、质气田供应的天然气的性质见表2.1；表2.1 天然气性质天然气类别二类高位发热量（MJ/）31.4总硫（以硫计）（mg/）200硫化氢（mg/）10二氧化碳y,%3.0水露点/在交接点压力下，水露点应比输送条 件下最低环境温度低5度2.3 母站进站天然气参数根据题目要求,B气田供应的天然气为二类天然气，进站压力为l.OMPao2.4 车用压缩天然气的技术指标处理过后的天然气的技术指标见表2.2；表2.2天然气的技术指标：项目技术指标高位发热* .MJ/n?31.4总硫（以硫计）trng/jn1200放化笈,mg/n?15二缸化碳,3.0氧气，。2 %93 + 176A = 219.72 得，/
6、?；=A = _L2_ = 0.218对比压力 Pc 4 594式中一一混合气体的对比压力，KPa （绝）；混合气体的临界压力，KPa （绝卜T 混合气体的操作压力，KPa （绝）；”二卫“356对比温度 T； 219.72式中 混合气体的对比温度，K；混合气体的临界温度，K；T 一一混合气体的操作温度，K； 即可查图得天然气的压缩系数Z=0.964.1.2颗粒（液滴）沉降速度本设计采用立式分离器94 DPl - pgg=3PgC 口式中水力阻力系数。=言，而Re =2了；卬一颗粒（液滴）沉降速度，m/s；Pl、P,分别为操作条件下颗粒和介质的密度，kg/m3；操作条件下介质的粘度，kg/（m
7、s）或（Pa.s） ； m/s ；D颗粒（液滴）直径，m。当颗粒直径不大于（2080）xl0m,且Re2时，n=l, a=24,则上面的方程变为下列形式:D2 sL-凡龙w =18/由理想气体状态方程pV = nZRJ有/ _一aZo prz在l.OMPa, 25。下，Z=0.96,代入式(5.5),解得此时的气体密度为6.77kg /m3D= 50x 10in,夕,=10a/二查表得此状态下=o.oio5xl(y3pGs将数据代入4)得，。二=0.129/77 / s18x0.0105x10-3(50x10-6)2x(103-6.77)x9.84.1.3分离器直径和高度计算气体计算速度：V
8、= /v式中v气体计算速度，m/s；w颗粒(液滴)沉降速度，m/s； n系数，取0750.8。贝 u 有V= rjw = 0.75 x0.129 = 0.097 in/ s气体在操作条件下的流量：&0.10132586400 X P7Z x293将，P=1.0MPa, T=298K, Z=0.96 代入上式:80000 0.101325 289 X 0.96qQ = XX- = 0.092m3864001.0293J分离器直径D可用下式计算D = -I0-5l0.785Vj式中Q气体在操作条件下的流量，m3s；V气体计算速度，m/s。Q r 0.092D:一-5= rl0.785Vj l 0.
9、785 x0.0970.5=1.099 m立式分离器的高度取H=3D=3.398 in本设计选用立式分离器公称直径为1200mm,高度为3600mm 选用的分离器见下图：4.L5分离器进口管、出口管的计算分离器进口管和出口管的直径已和D2可用下式计算:Q0.785匕0.785K 一式中 Q 气体在操作条件下的流量，/s；匕、匕一分别为气体的进口和出口速度，m/s。#根据现场实践经验，气体的进口速度取为：15m/s,出口速度取为12in/s效果 好，所以得： 0.092 1D1 = -0.785 X 15 -0.5=0.088r 0.092 nD? = !；2 L 0.785 x 12 J0.5
10、=0.099 ma4.2天然气脱水系统为了达到脱水、已经相关工艺的要求，选择分子筛进行脱水。4.2.1器直径计算通过HYSYS软件，已知处理量为173.6mol/h。原料气在4500KPa、30C的饱和含水量为0.1112% (摩尔分数)按全部脱去考虑，需脱水量:0.001112*173.6*1000*0.018=3.76kg/h吸附走起T=8h。总共脱水：8*3.76=30.8kg则在操作条件下的气体量为：Q=0.0344m3 /s气体质量流量30000 口 86400 22.4=7.3烟/n?吸附器直径：取决于适宜的空塔流速，适宜的直径比。实践证明采用雷督克斯的半经验公式得到一个空塔流速，
11、然后用转效点积核式可行的，半经验公式如下:G = （Cg血）5式中G允许的气体质量流速，kg/(m2-s)；C系速，气体自上向下流动，取0.25-0.32；自下向上流动，取0.167；分子筛的堆密度，kg/in- =0.126/犷气体流速：。=牛= 27 3m / sF4.2.2 吸附器高径比计算分子筛有效吸附容量取8kg （水）/100kg （分子筛）。吸附器需装分子筛30/0.08=375kg其体积为：V=375/650=0.577m3床层高：H=V/F=0.577/0.126=4.58m高径比：H/D=4.58/0.4=11.454.2.3 转效点计算其数学表达式为：八 0.01 x/W?r仇=(5.13)q式中例到达转效点时间，h；a-选用的分子筛有效吸附容量，%；hl整个床层长度，m；q床层
