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1、摘要天然气作为一种优质能源，在全球范围内得到普遍发展，它清洁、经济、方便、用途广泛。天然气长输管线、城市配气系统应运而生。而城市配气系统又是从配气站开始的，天然气在配气站内经过除尘、调压、计量、添味后，然后通过各级配气管网和气体调压装置保质保量地根据用户要求直接地向用户供气。本文通过确定配气站的流程，根据已知条件进行设备计算及选型等完成配气站的工艺设计。本设计的流程为中低压天然气从分别经调压分离后进入1号汇管，再经过调压后进入2号汇管，从2号汇管出来的气体要流经三条管线，其中两条是供给用户的，在这两条管道上均安装有流量计，剩下的一条经调压后进入3号汇管，从3号汇管出来的气体会流经四条管道提供给
2、四个用户，在这四条管道上均安装有流量计。在设备选型方面，分别对管线，汇管，阀门（闸阀、调压阀、安全阀等），分离器，流量计等进行计算并选型，对添味装置以及仪表如压力表，温度计进行比较选型。关键词：天然气；配气站；工艺流程；工艺设备 AbstractAs a kind of high quality energy resources, nature gas is generally developed worldwide because it is sanitary, economic, convenient and wide use. Then nature gas long haul pipe
3、line, city distribution system is emerging as the times require. City distribution system is begin from distribution substation, nature gas flows through dust exhauster, dump valve, flowmeter odorizer and then through all levels of distribution network directly to the consumer according to the requi
4、rement. The paper finished the substation technological design by site arrangement, flow chart and based on the equipment calculate and selection.The flow chart are given as follows: low and medium pressure nature gas respectively flows through the pressure control valve to the 1# gathering pipe, th
5、en to the 2# gathering pipe after pressure controlling, gas flowing out of the 2# divides into three parts, two of them flow towards consumers after measuring; one flows to the 3# gathering pipe after pressure controlling. Gas out of the 3# divides into four parts, and flows through the flowmeters t
6、owards consumers.The aspect of apparatus selection, the following should be calculated and then selected: pipeline, gathering pipe, valve (e.g. brake valve, pressure control valve, and relief valve), extractor, flowmeter; the odorizer, appliance as pressure gauge, temperature gauge should be compare
7、d and selected.Key word：Nature gas；Distribution substation；Technologic facility；Technologic apparatus目录1 绪论11.1 设计目的及意义11.2 国内外现状及发展趋势12 设计说明书32.1 设计已知参数及设计内容32.1.1 配气站已知参数32.1.2 设计依据及内容32.2 可行性分析32.3 设计参数及设计原则32.4 设计遵循的主要标准和规范42.5 技术路线难点及关键点42.5.1 难点42.5.2 关键点42.6 配气站工艺要求52.6.1 站址选择52.6.2 站址安全距离要求5
8、2.6.3 配气站仪表、设备设置要求52.6.4 配气站安全62.7 配气站主要工艺设备的设计和安装82.7.1 管线82.7.2 汇管92.7.3 阀门92.7.4 安全阀102.7.5 调压阀112.7.6 流量计132.7.7 分离器142.7.8 添味装置142.7.9 绝缘法兰152.8 仪表162.8.1 压力表仪表162.8.2 压力报警仪表162.8.3 温度测量仪表172.9 吹扫与试压172.10 工艺流程概述183 设计计算书193.1 设计参数193.1.1 已知参数的单位换算及相关假设193.1.2 压缩系数的计算193.2 管道设计203.2.1 确定管径203.2
9、.2 确定各段管道壁厚213.3 汇管设计233.3.1 确定汇管内径233.3.2 确定汇管壁厚243.4 分离器的计算253.4.1 操作状态下的天然气体积流量253.4.2 操作条件下的天然气的密度253.4.3 确定颗粒沉降速度263.4.4 雷诺数的计算263.4.5 确定卧式分离器的直径273.4.6 确定分离器的壁厚273.5 流量计的计算283.5.1 流量计选择步骤如下283.5.2 主要参数的确定283.6 阀门的计算323.6.1 调压阀的计算323.6.2 安全阀的计算354 结论及建议40致谢41参考文献42附录1 绪论1.1 设计目的及意义改革开放以来，我国历经80
10、年代初期的解决一次能源(煤炭)短缺问题的阶段以及80年代后期的解决以电力短缺为主的阶段，而本世纪，天然气在能源结构中的地位将快速提升，成为“天然气的世纪”。天然气作为一种优质能源，在全球范围内得到普遍发展，它清洁、经济、方便、用途广泛。近几年来，随着我国城市化水平、人民生活水平的迅速提高，对优质一次性能源需求的增大，管输天然气在很多城市已逐渐取代罐装液化气作为城市燃气，成为城市人民生活和工业生产的一种主要能源。天然气长输管线、城市配气系统应运而生。而城市配气系统又是从配气站开始的，天然气在配气站内经过除尘、调压、计量、添味后，通过各级配气管网和气体调压装置保质保量地据用户要求直接地向用户供气。
11、配气站是必要的，也是必须的。因为从输气干线上来的气压力是很高的（西气东输管线上的压力为10Mpa）。如果仅是依靠调压箱之类的单独、小型的调压装置，天然气压力是根本不可能达到用户使用标准的，即使达到也可能会花费较多的资金。如果不安装调压器之类的减压装置，非但会因所用管道需加厚管道壁或是所用天然气用具需抗高压设计，造成不必要的经济上的浪费，还会对管线或是用具附近居民、建筑物等的安全构成潜在威胁（城市内的管道、天然气用具的附近是不可能没有人或物的）。且站中的计量设备是该站获取经济利益的必备设施。以天然气为城市燃气可以节约能源，减轻城市污染，提高人民生活质量，促进工业生产，提高产品质量，社会综合经济效
12、益显著。发展城市配气，是建设现代化城市必不可少的条件，对加速实现高度物质文明和精神文明的现代化城市具有重要的意义。而城市配气站则是城市配气必不可少的组成部分。1.2 国内外现状及发展趋势在我国天然气工业进入快速发展通道的背景下, 天然气产业链相关环节都将面临巨大的发展机遇。按照国家能源专项规划, 我国天然气用量到2005年、2010年、2020年分别为650亿m3、900亿m3、2000亿m3, 天然气产业链上、中、下游的相关产业都会有长足的发展。随着“西气东输”、“海气登陆”、“俄气南送”和引进LNG 等工程的实施, 一条横跨大陆东西、一条联结沿海南北的天然气动脉框架的蓝图已经显现出来, 大
13、约到2020年, 我国将建成7个大的区域性管网: 东北三省、京津冀鲁晋、苏浙沪豫皖、两湖及江西、西北的新青陕甘宁、西南的川黔渝和东南沿海,这7个管网由西气东输、中俄管道联络, 形成与市场需求相匹配的全国管网, 大中城市2个3个气源。天然长输气管网快速发展的背景下，国家在天然气发展总体规划中确定在现有的60多个已通天然气城市（四川26个）其它分布在东北，华北市场）基础上，计划在2005年将天然气发展到140个城市，2010年将增加到270个城市。21世纪中叶，全国65%的城市将用上天然气。配气站作为输气管道的终点以及城市配气的起点和总枢纽，其重要性不言而喻，因此，我国天然气行业, 尤其是天然气城
14、市输配气产业将面临巨大的发展机遇。目前，配气站逐步向着标准橇装单元发展，而以后的建设将越来越简单，各种设备将越来越标准化，各项费用也将越来越少。发展至今，在设计配气站时，很多设备的选用都已成一种约定的模式。比如说，除尘器一般就采用重力式分离器和旋风分离器；调压阀一般采用自力式调压阀；流量计一般采用孔板流量计；安全装置一般采用安全阀和防爆电接点压力报警装置。2 设计说明书2.1 设计已知参数及设计内容2.1.1 配气站已知参数表2-1 配气站已知参数参数进出口压力（MPa）温度（）流量（Nm3/d）相对密度管径（mm）备注进口10.42252.21040.7889绝对压力进口20.79257.2
15、1040.81159绝对压力出口10.223.4104108四个出口出口20.316104159两个出口2.1.2 设计依据及内容依据西南石油大学设计任务书完成配气站的工艺流程，计算工艺中所涉及的设备、阀、管线并选型，平面布置及优化。写出设计说明书、计算书并绘制配气站的工艺流程图、平面布置图、平面安装图。2.2 可行性分析目前国内外对于配气站的设计技术已经相当成熟并且已经有了许多很好的例子，在技术和经济上具有可行性；根据已学知识和已知主要参数，参照各种文献，严格遵守相关国家标准，在理论上具有可行性。2.3 设计参数及设计原则为了使配气站安全可靠，可以准确计量，稳定调压且保证持续供气，设计者必须考虑许多直接影响设备选择的设计参数。主要的参数有：最大 和最小流量；最大允许操作压力；正常操作压力；流量分布
