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1、某输气干线首站施工图设计某输气干线首站施工图设计目录第一篇 设计说明书1概述21.1任务要求21.2设计原则21.3遵循的规范、标准21.4设计内容、31.5主要技术经济指标31.5.1天然气气质资料32工艺流程32.1工艺方案32.2工艺流程32.2.1工艺流程选择总则42.2.2工艺流程选择42.3输气干线首站工艺流程图43设备选型43.1过滤分离器43.2计量设备43.3安全阀43.4调压阀5第二篇 计算说明书1引言72管线主要设备的计算和选型72.1管线强度计算72.2多管除尘器的设计计算92.3孔板式流量计的设计计算112.4安全阀的设计计算112.5调压阀的设计计算13 第一篇 设
2、计说明书1概述1.1任务要求本工程设计是完成油气储运工程专业课程学习之后，为使学生能对油气储运工程专业有一个更加系统、全面的了解，并综合利用所学知识进行工程设计而开设的实践环节课。通过本课程的学习和训练，使学生深入理解油气储运工程的基本理论和技术，掌握油气储运工程的设计思路及方法。本工程设计按分组方式进行。工程设计应符合现行执行的技术规范和技术标准。要求绘制的工艺流程图和相关图样完整和规范。在工艺计算及设备选型时，确保理论依据充分，使用的图表和公式正确，计算步骤简明，计算结果正确、可靠。尽可能采用国内外油气储运工程的新技术、新工艺和设备。提交的工程设计成果包括：原始数据、说明书、有关图件、参考
3、文献（工艺流程图、设计书、设备表）等。1.2设计原则1）贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家的行业的各项技术标准、规范。2）贯彻“安全、可靠”的指导思想，以保证设备安全、稳定的运行。3）遵循“高效节能，安全生产”的设计原则。4）充分考虑环境保护，节约能源。1.3遵循的主要规范、标准1）油气集输设计规范GB503502005；2）石油天然气工程制图标准 SY/T 0003-20033）石油天然气工程设计防火规范GB501832004；4）石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第2部分：B级钢管（GB/T9711.21999）；5）石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第3部分：C级钢管（GB/T971
4、1.32005）；6）高压锅炉用无缝钢管（GB53101995）；7)输送流体用无缝钢管（GB/T81631999）；8)油气田及管道仪表控制系统设计规范SY/T009096；9)石油地面工程设计文件编制规程（SY/T00092004）。10)油气田地面管线和设备涂色规定SY004396；11)气田地面工程设计节能技术规定SY/T633197；12)天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求SY/T05991997；13)油气分离器规范 SY/T 0515-199714)天然气矿场集输北京：石油工业出版社. 199715)油田油气集输设计技术手册编写组编. 油田油气集输设计技术手册（上、下册）
5、. 北京：石油工业出版社. 19941.4设计内容根据给定的国家规范和标准，对输气干线首站进行了工艺流程设计和主要工艺设备设计计算。本应用工程研究了以下设计内容:输气干线首站的工艺流程设计，绘制流程图；输气干线首站工艺装置设计；1汇管2多管除尘器3计量装置4安全阀、调压阀5清管器1.5主要技术经济指标1.5.1天然气气质资料1）天然气气质参数：(%V)CH495.82C2H60.78C3H80.05N20.67 CO22.65H20.032）建设规模800104m3/d。3）该站场进站压力为7MPa，要求出站压力为6MPa。2工艺流程2.1工艺方案根据工程设计要求，该站要有分离、调压计量和清管
6、的功能，所以进口天然气要先进入汇管，从汇管出来后进入过滤分离器，经过调压计量后再次进入汇管，通过发球筒出站。如果需要加压的，还要在出站口前设置一压缩机组，以对天然气进行加压。2.2工艺流程2.2.1工艺流程选择总则我们选择的工艺流程要做到贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家的行业的各项技术标准、规范，经济环保。2.2.2工艺流程选择本站场工艺有以下特点：1） 工艺流程简单、技术成熟；2） 采用高效过滤分离器分离天然气中的固、液颗粒；3） 操作简单，维修方便。2.3输气干线首站工艺流程图输气干线首站流程图见附图3设备选型3.1过滤分离器天然气集输系统用分离设备主要用来除去天然气中的固体、液相杂质。
7、固体杂质主要是由气层中夹带出来的少量地层岩屑等杂物和设备、管道中的腐蚀产物。输气干线首站以分离粉尘物质为主，宜采用多管除尘器。 3.2计量设备1）输入和输出干线的气体及站内自耗气必须计量，这些气量是交接业务和进行整个输气系统控制和调节的依据。2）气体计量装置应设置在输气干线的进气管线上、分输气和配气管线上以及站场的自耗气管线上。3）测量天然气体积流量的流量计有差压式流量计和容积式流量计两类。1 差压式流量计。差压式流量计是根据气体流经节流件时在其前后发生的压差来测量气体流量的计器，它由节流装置和差压计两部分组成，主要用于大流量的输气管道上。2容积式流量计。常用的容积式流量计多为转子流量计，一般
8、用于小流量的计量，如自耗气管道上。在该设计中，我们采用孔板式流量计。3.3安全阀安全阀是用于受压设备、容器和管路上，为能当压力超过规定数值时，自动排除介质的过剩压力，保证安全生产而设置的。1）安全阀的种类1按平衡内压的方式不同，安全阀的主要型式主要有：重锤式，用杠杆和重锤来平衡阀瓣压力，其优点是由阀杆传来的力是不变的，缺点是比较笨重，回座压力低。弹簧式，利用压缩弹簧力来平衡阀瓣压力，优点是体积小、轻便、灵敏度高、安装位置不受严格限制。同一型号规格的安全阀可通过更换安全阀来改变其工作压力级，而在某一压力范围内，可通过调节阀杆来调节开启压力。缺点是作用在阀杆上的力随弹簧变形而发生变化。2安全阀按结
9、构不同分为封闭式和不封闭式，带扳手和不带扳手等型式。封闭式用于易燃、易爆或有毒介质的生产装置上，不封闭式用于蒸汽或惰性气体的生产装置中。带扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度，有时也可作紧急泄压用。3安全阀按其阀瓣升启高度不同又分为全启式和微启式两种。2）进出集气站的天然气管道上应设截断阀。截断阀应具有手动功能，并应设置在操作方便及在事故发生时能迅速切断起源的地方。有以下情况之一者，可看成是一台容器，可在危险空间（容器和管道上）设置一个或一组安全阀。但是在计算容器的排放量时，应把容器间的连接管道的容积包括在内。1与压力源相连接的、本身不产生压力的压力容器，其设计压力达到了压力源的设计压力时；2多
10、台压力容器的设计压力相同或稍有差异，容器间采用足够大的管道连接，且中间无阀门隔断时。3)安全阀的定压应小于或等于受压设备和容器的实际压力，定压值（P0）应根据操作压力（P）确定，并应符合下列要求：当P1.8MPa时,P0=P+0.18MPa；当1.8P7.5MPa时，P0=1.1P；当P7.5MPa时，P0=1.05P4)站内需要检修一组（套）设备，应设与其他组（套）设备隔开的截断阀和检修放空阀。放空阀口径一般不大于50mm。3.4调压阀因为各种设备及出口对天然气都有一定的压力要求，因此站内要设置调压阀，以对天然气进行调压，满足各种设备和出口对天然气的压力要求。第二篇 计算说明书1引言根据导师
11、下达的任务书，主要是对站内设备进行计算和选型。设计中所选设备和设备管线均用Q345无缝钢管，抗屈服强度345MPa。工艺计算步骤：先对管线进行强度计算，然后确定需要选用的钢管的直径和壁厚，再分别对主要设备进行选型计算。2管线和主要设备的计算和选型因为该站场有两个压力等级，因此我们要分别对不同的压力等级计算管径和壁厚。我们先计算压力为13MPa的管径和壁厚，用相同的方法我们也可以求得压力为10MPa时的管径的壁厚。1）基本参数计算1计算压缩系数ZZ= =0.762操作状态下气体流量Q= =0.55m3/s3天然气分子量 M=yiMi =95.82%16+0.78%30+0.05%44+0.67%
12、28+2.65%44+0.03%2 =16.944操作状态下气体的密度= = =118.95kg/m32.1管线强度计算1）管道内径可由以下公式求得:d= = =0.241m根据国标，我们取管径为273.1mm。2) 直管壁厚计算公式 式中：钢管计算壁厚（cm）；P设计压力（MPa）；D钢管外径 (cm)；S钢管的最小屈服强度（MPa）；F设计系数；焊缝系数， 无缝钢管=1.0；T温度折减系数，常温t=1.0计算中，联系题目给定的要求，进站设计压力P取7MPa，钢管的最小屈服强度S取345MPa，设计系数F取0.72，焊缝系数取1.0，温度折减系数T取1.0。其中设计系数F的选取是按照住宅建筑
13、物的密度而定的。其规定如下：1一级地区: 户数在15户或以下的区段；2二级地区：户数在15户以上、100户以下的区段；3三级地区：户数在100户或以上的区段，包括市郊居住区、商业区、工业区、发展区以及不够四级地区条件的人口稠密区；4四级地区：系指四层及四层以上楼房（不计地下室层数）普通集中、交通频繁、地下设施多的地区。根据地区分类不同，输气管道的强度设计取不同的设计系数：一级地区0.72，二级地区0.6，三级地区0.5，四级地区0.4。根据以上的公式和数据，我们计算可得管线壁厚=10mm根据国标，我们选直径为11.1mm。同理，压力为6MPa时，我们的计算方法一样。如下：Z= =0.81Q=
14、=0.76m3/sd= = =0.287m根据国标，管径我们取323.9mm。=9.18mm根据国标，壁厚我们选取9.5mm。通过以上计算，我们知道：在进口到调压阀之间的管段，我们选取直径273.1mm、壁厚11.1mm的20号无缝钢管，调压阀到出口之间的管段我们选取直径323.9mm、壁厚9.5mm的20号缝钢管。2.2多管除尘器的设计计算从天然气中分离以固体粉状物质为主的多管除尘器，主要结构是由若干个结构尺寸已定的导叶式旋风子组成。选用时则根据天然气流量和除尘器结构尺寸来选定适当的流速，并通过计算以确定旋风子的个数，然后计算除尘器的压力损失。对于由若干个尺寸已定的导叶式旋风子组成的多管除尘器，设计中的主要问题是，使各旋风子进气分配均匀，灰斗内粉尘的飞扬尽量减少，从而尽可能减少串流返混现象。1)计算旋风子的轴向进气面积F选用1
