油氣集輸課程設(shè)計(jì)—站內(nèi)配管設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　院（系）: 石油與天然氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí):07油氣儲(chǔ)運(yùn) 學(xué)生姓名: xxxxx 學(xué) 號(hào): 2007440xxxx </p><p>　　設(shè)計(jì)地點(diǎn)（單位）____ ___

2、__ __ ___設(shè)計(jì)題目: 低溫集氣站的工藝設(shè)計(jì)—站內(nèi)配管設(shè)計(jì) </p><p>　　完成日期： 2010 年 7 月 1 日 </p><p>　　指導(dǎo)教師評(píng)語: _______________________________________ </p><p>　　_____________________________________

3、________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ </p><p>　　成績（五級(jí)記分制）:______ __________ 指導(dǎo)教師（

4、簽字）:________ ________ </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)，我們小組根據(jù)提供的資料進(jìn)行某低溫集氣站的工藝設(shè)計(jì)中的站內(nèi)配管設(shè)計(jì)，我們本次設(shè)計(jì)中不考慮到管內(nèi)的壓降，利用經(jīng)濟(jì)流速，流量來確定管子的內(nèi)徑，在根據(jù)管線的設(shè)計(jì)工作壓力，管線內(nèi)徑，焊縫系數(shù)，鋼材屈服極限，設(shè)計(jì)系數(shù)，腐蝕余量來確定管壁的厚度，在此次設(shè)計(jì)中引用了

5、節(jié)流閥設(shè)計(jì)小組設(shè)計(jì)的節(jié)流后溫度、壓力的數(shù)據(jù)，來輔助設(shè)計(jì)管徑和壁厚。</p><p>　　關(guān)鍵字： 管徑 低溫 壁厚</p><p>　　對(duì)于壓力高，產(chǎn)氣量大的氣井，在氣體中除主要組分甲烷外，還有含量較高的硫化氫，二氧化碳和凝析油以及呈液態(tài)和氣態(tài)的水分。在這種情況下，宜采用低溫分離的流程，即在集氣站用低溫分離的方法，分離出天然氣中的凝析油，使管輸天然氣的烴露點(diǎn)達(dá)到管輸標(biāo)準(zhǔn)要求，防止烴析

6、出影響管輸能力。對(duì)含硫天然氣而言，脫除凝析油還能避免天然氣脫硫過程中的溶液污染。形成低溫的方法很多，目前主要有節(jié)流膨脹制冷法，熱分離機(jī)制冷法和外加冷源法。這次設(shè)計(jì)我們采用的是節(jié)流膨脹制冷的工藝流程。</p><p>　　由于低溫分離的操作溫度一般在0℃以下，通常為-4～-20℃。為了取得分離器的低溫操作條件，同時(shí)又要防止在大差壓節(jié)流降壓過程中天然氣生成水合物，必須采用注抑制劑法以防生成水合物。</p>

7、<p>　　在此次站內(nèi)設(shè)計(jì)中我們不考慮到管線的壓降，通過壓力密度來確定管道的經(jīng)濟(jì)流速，再根據(jù)流量和經(jīng)濟(jì)流速來確定管徑，管道壁厚根據(jù)管徑和一系列參數(shù)來確定，最后根據(jù)管徑和管壁厚度來選型。</p><p>　　設(shè)計(jì)配管參數(shù)過程如下：</p><p>　　求氣體的相對(duì)密度和密度</p><p>　　根據(jù)氣體組成（%）：Ｃ1-82.3 Ｃ2-2.2 Ｃ3

8、-2.0 Ｃ4-1.8</p><p>　　Ｃ5-1.5 Ｃ6-0.9 H2S-7.1 CO2-2.2</p><p>　　先算出天然氣相對(duì)分子質(zhì)量:</p><p><b>　　M=M </b></p><p>　　式中 M——天然氣的相對(duì)分子質(zhì)量；</p><p>　　y——

9、組分i的摩爾分?jǐn)?shù)；</p><p>　　M——組分i的相對(duì)分子質(zhì)量。</p><p><b>　　M天=20.988</b></p><p><b>　　M空=28.97</b></p><p><b>　　根據(jù)相對(duì)密度公式:</b></p><p>&

10、lt;b>　　S== </b></p><p>　　式中 S——天然氣的相對(duì)密度；</p><p><b>　　——天然氣的密度；</b></p><p>　　M——天然氣的相對(duì)分子質(zhì)量；</p><p><b>　　——空氣密度；</b></p><p>

11、;　　M——空氣的相對(duì)分子質(zhì)量。</p><p><b>　　S==0.72</b></p><p><b>　　根據(jù)天然氣密度公式</b></p><p>　　式中 ——天然氣在任意壓力溫度下的密度，kg/m</p><p>　　P——天然氣的壓力（絕），Kpa</p><

12、p>　　M——天然氣的相對(duì)分子質(zhì)量</p><p>　　Z——天然氣的壓縮因子</p><p>　　T——天然氣的絕對(duì)溫度，K</p><p>　　根據(jù)節(jié)流閥小組數(shù)據(jù)：</p><p><b>　　已知節(jié)流之前：</b></p><p>　　P1= P2=P3=17Mpa P4=P5=P6

13、=12Mpa </p><p>　　T1=T2=T3=32°Ｃ </p><p><b>　　T4=32°Ｃ</b></p><p><b>　　T5=30°Ｃ</b></p><p><b>　　T6=31°Ｃ</b></p>

14、;<p><b>　　進(jìn)氣管線中:</b></p><p>　　1=2=3=198 kg/m</p><p>　　4= 5= 6=137 kg/m</p><p><b>　　第一次節(jié)流降壓后：</b></p><p>　　1=2=3=149 kg/m</p><p

15、>　　4= 5= 6=98 kg/m</p><p>　　7=149 kg/m </p><p><b>　　8=98 kg/m</b></p><p><b>　　第二次節(jié)流降壓后：</b></p><p><b>　　9=84 kg/m</b></p>

16、<p>　　10=72 kg/m</p><p>　　2.根據(jù)六個(gè)井的標(biāo)況下的產(chǎn)量來求實(shí)際產(chǎn)量</p><p><b>　　對(duì)于凝析氣田氣：</b></p><p>　　S0.7 P=5.102-0.689S T=132.2+116.7S</p><p>　　S=0.72 P=4.61

17、T=216.224</p><p><b>　　擬對(duì)比參數(shù)：</b></p><p><b>　　P= T=</b></p><p><b>　　進(jìn)氣管線：</b></p><p>　　1～3號(hào)井 P==3.7 T==1.4</p><p>

18、;　　4～6號(hào)井 P=2.6 T=1.4</p><p><b>　　第一次節(jié)流后：</b></p><p>　　1～3號(hào)井 P==2.4 T==1.3</p><p>　　4井 P==1.7 T==1.3</p><p>　　5井 P=1.7 T==1

19、.3</p><p>　　6井 P=1.7 T==1.3</p><p>　　7線 P=2.4 T=1.3</p><p>　　8線 P=1.7 T==1.3</p><p>　　第二次節(jié)流降壓后 </p><p>　　1~3號(hào)

20、井 P==1.3 T==1.2</p><p>　　4~6號(hào)井 P=1.3 T==1.3</p><p>　　通過查《天然氣技術(shù)工程》P14的圖2-1：</p><p>　　Z1 =0.71 Z2 =0.73 Z3=0.645 Z4=Z5=Z6=0.72 Z9=0.7 Z10=0.78</p><p&

21、gt;<b>　　根據(jù)公式</b></p><p><b>　　Q=</b></p><p><b>　　已知：</b></p><p>　　Qg1=390000m3/d</p><p>　　Qg2=290000 m3/d</p><p>　　Qg3=2

22、60000 m3/d</p><p>　　Qg4=130000 m3/d</p><p>　　Qg5=90000 m3/d</p><p>　　Qg6=120000 m3/d</p><p>　　進(jìn)氣管段 Q1=0.02m/s </p><p>　　Q2=0.015 m/s</p><p>　

23、　Q3=0.013 m/s</p><p>　　Q4=0.010 m/s</p><p>　　Q5=0.007 m/s</p><p>　　Q6=0.009 m/s</p><p><b>　　第一次節(jié)流降壓后</b></p><p>　　Q1=0.026 m/s</p><p

24、>　　Q2=0.020 m/s</p><p>　　Q3=0.018 m/s</p><p>　　Q4=0.013 m/s</p><p>　　Q5=0.009 m/s</p><p>　　Q6=0.012 m/s</p><p><b>　　1~3井匯成一條</b></p>

25、<p>　　Q7=0.078 m/s</p><p>　　Q8=0.034 m/s</p><p><b>　　第二次節(jié)流降壓后</b></p><p>　　Q9=0.113 m/s</p><p>　　Q10=0.048 m/s</p><p><b>　　3．計(jì)算經(jīng)濟(jì)流速&

26、lt;/b></p><p><b>　　P=0.5V</b></p><p><b>　　V=</b></p><p>　　式中 P——管道設(shè)計(jì)壓力</p><p><b>　　——密度</b></p><p><b>　　V——經(jīng)

27、濟(jì)流速</b></p><p>　　P1=P2=P3=17MPa ; </p><p>　　P4=P5=P6=12Mpa;</p><p><b>　　第一次節(jié)流降壓后:</b></p><p>　　P1=P2=P3=P7=11Mpa;</p><p>　　P4=P5=P6=P8=8M

28、pa;</p><p><b>　　第二次節(jié)流降壓后:</b></p><p>　　P9=P10=6 Mpa</p><p>　　則 V1= 13.10m/s 第一次節(jié)流降壓后:V1=12.15m/s</p><p>　　V2= 13.10m/s

29、 V2= 12.15m/s</p><p>　　V3= 13.10m/s V3=12.15m/s</p><p>　　V4= 13.24m/s V4=12.78m/s</p><p>　　V5= 13.24m/s

30、 V5=12.78m/s</p><p>　　V6= 13.24m/s V6=12.78m/s</p><p>　　1-3井匯成一條后 :V7=12.15m/s </p><p>　　4-5井匯成一條后 :V8=12.78m/s</p>

31、<p><b>　　第二次節(jié)流降壓后:</b></p><p>　　V9=11.95m/s</p><p>　　V10=12.90m/s</p><p><b>　　4.計(jì)算管道內(nèi)徑</b></p><p><b>　　d=</b></p><p

32、>　　式中 d——管道內(nèi)徑</p><p><b>　　Q——管道流量</b></p><p><b>　　V——經(jīng)濟(jì)流速</b></p><p>　　則d1= 0.044m 第一次節(jié)流降壓后d1=0.052m <

33、;/p><p>　　d2= 0.038m d2=0.046m</p><p>　　d3=0.036m d3=0.043m </p><p>　　d4=0.031m

34、 d4=0.036m</p><p>　　d5=0.026m d5=0.031m</p><p>　　d6=0.029m d6=0.035m</p><p>　　1-3井匯成一條后 </p><p&

35、gt;<b>　　d7=0.09m</b></p><p>　　4-6井匯成一條后 </p><p><b>　　d8=0.58m</b></p><p><b>　　第二次節(jié)流降壓后</b></p><p><b>　　d9=0.11m</b></

36、p><p><b>　　d10=0.07m</b></p><p><b>　　5.計(jì)算管道壁厚</b></p><p><b>　　+C</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　——

37、壁厚</b></p><p>　　P——管線的設(shè)計(jì)工作壓力</p><p><b>　　d——管線內(nèi)徑</b></p><p>　　——焊縫系數(shù)，無縫鋼管=1；直縫管和螺旋焊縫鋼管：=1；螺旋埋弧焊鋼管：=0.9；</p><p>　　——鋼材屈服極限，Mpa常用鋼管鋼材見表8-6-1</p>

38、<p>　　F——設(shè)計(jì)系數(shù)，視管線的工作條件按表8-6-2取表</p><p>　　C——腐蝕余量；根據(jù)所輸介質(zhì)腐蝕性的大小取值i，當(dāng)所輸油氣中不含腐蝕性物質(zhì)時(shí)C=0，當(dāng)油氣中含有腐蝕性物質(zhì)時(shí)可取C=0.5～1mm</p><p>　　取優(yōu)質(zhì)碳素鋼20的245Mpa;</p><p><b>　　F取0.5;</b></p>

39、;<p><b>　　C取0.8mm;</b></p><p><b>　　取無縫鋼管=1;</b></p><p>　　則 1000+0.8</p><p><b>　　進(jìn)氣管線:</b></p><p><b>　　1=3.85mm</b

40、></p><p><b>　　2=3.44mm</b></p><p><b>　　3=3.30mm</b></p><p><b>　　4=2.30mm</b></p><p><b>　　5=2.07mm</b></p><

41、p><b>　　6=2.22mm</b></p><p><b>　　第一次節(jié)流降壓后：</b></p><p><b>　　1=3.13mm</b></p><p><b>　　2=2.87mm</b></p><p><b>　　3=2

42、.73mm</b></p><p><b>　　4=1.98mm</b></p><p><b>　　5=1.81mm</b></p><p><b>　　6=1.94mm</b></p><p>　　1-3井匯成一條后：</p><p>&

43、lt;b>　　7=4.84mm</b></p><p>　　4-6井匯成一條后：</p><p><b>　　8=2.69mm</b></p><p><b>　　第二次節(jié)流降壓后：</b></p><p><b>　　9=3.49mm</b></p&g

44、t;<p><b>　　10=2.49mm</b></p><p><b>　　6.管道選型 </b></p><p>　　選用的管子均為高壓碳素鋼管其規(guī)格如下表 ：</p><p><b>　　7.心得體會(huì) </b></p><p>　　在這次的設(shè)計(jì)中，我們

45、查閱了很多關(guān)于管道設(shè)計(jì)方面的資料，小組合作也比較愉快，在這次設(shè)計(jì)中我們小組也遇到了一些困難，但是因?yàn)槲覀兊膱F(tuán)結(jié)合作，最終我們克服了困難。成功順利的完成了這次的低溫集氣工藝的站內(nèi)配管設(shè)計(jì)。通過這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了團(tuán)結(jié)合作，研究學(xué)術(shù)問題需認(rèn)真謹(jǐn)慎，要勇于探索。這樣我們才能前進(jìn)，進(jìn)步。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.《天然氣集輸技術(shù)》，