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广安低温集气站的工艺设计 ——站内配管设计.doc

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广安低温集气站的工艺设计 ——站内配管设计.doc

广安1﹟低温集气站的工艺设计站内配管设计摘要本文根据课程设计任务书的要求,进行广安1﹟低温集气站的工艺设计中站内管径及壁厚的设计。设计中我们主要通过气井产量、进站压力及进站温度等数据,按照管路中温度、压力、流量的变化将管路分成三部分计算,分别为从井口出来,前五口井到汇合管路,后两口井到冷却器作为第一部分前五口井从汇合管路经节流阀进入计量分离器或生产分离器然后到汇管,后两口井从冷却器开始,到汇管作为第二部分从汇管出来的天然气经过脱硫系统、分离器到天然气凝液回收系统为第三部分。首先通过压力和密度来确定经济流速,然后再根据流量和经济流速来确定管径、壁厚。最后根据管径和壁厚对管道选型设计出合适的管道。关键词集气站工艺设计管径壁厚1基本参数的确定1.1天然气相对分子质量根据课程设计任务书中气体组成()1C85.33,2C2.2,3C1.7,4C1.56,5C1.23,6C0.9,2HS6.3,2CO0.78由气体的相对分子质量公式iiMyM即12345622CCCCCCHSCOMMMMMMMMM天得出M1685.33﹪+302.2﹪+441.7﹪+581.56﹪+721.23﹪+860.9﹪+346.3﹪+440.78﹪13.62580.660.7480.90480.88560.7742.1420.343220.08341.2空气相对分子质量查表得到空气的相对分子质量是28.97。2第一段管道的设计(井口到汇合管路或井口到冷却器)2.1压缩因子的确定基础资料每口井的产量、进站压力及进站温度。井号产量(4310md)进站压力(MPa)进站温度(℃)118163122216303201632416163257163061410317191030对于干燥天然气,根据公式5.169.1100100pZ2.1.1井号1、2、3、4、5天然气的压缩因子Z为对于井号1、2、3、4、5的进站压力相等,则根据公式可得它们的压缩因子也相同。代入数值可算得48.01669.11001005.1Z2.1.2井号6、7天然气的压缩因子Z为对于井号6、7的进站压力相等,则根据公式可得它们的压缩因子也相同。代入数值可算得65.01069.11001005.1Z2.2流量的确定由000gPQPQZTZT0.10132586400293gQTZQP根据表格1的数据代入公式井口1smQ/0066.029330448.016101325.08640018000031井口2smQ/0081.029330348.016101325.08640022000032井口3smQ/0073.029330548.016101325.08640020000033井口4smQ/0058.029330548.016101325.08640016000034井口5smQ/0025.029330348.016101325.0864007000035井口6smQ/0111.029330465.010101325.08640014000036井口7smQ/0141.029330361.010101325.086400190000372.3密度的确定由在某压力和温度下的密度公式为由RTMnRTPVρV8.314PMZT对于井口131/9.26430448.0314.80834.2016000ρmkg对于井口2、5的进站压力及温度均相等,所以它们密度都相同为35.2/7.26530348.0314.80834.2016000ρmkg对于井口3、4的进站压力及温度均相等,所以它们密度都相同为33.4/0.26430548.0314.80834.2016000ρmkg对于井口636/3.13030461.0314.80834.2010000ρmkg对于井口737/7.13030361.0314.80834.2010000ρmkg2.4流速的确定由经济流速公式2PV对于井号1smV/99.109.2641600021对于井号2、5的进站压力及密度都相等的情况下有smVV/97.107.26516000252对于井号3、4的进站压力及密度都相等的情况下有smVV/01.110.26416000243对于井号6smV/39.123.1301000026对于井号7smV/37.127.13010000272.5管径的确定由进气管道直径公式4QD可得mD028.099.1014.30066.041同理得mD031.097.1014.30081.042mD029.001.1114.30073.043mD026.001.1114.30058.044mD017.097.1014.30025.045mD034.039.1214.30111.046mD038.037.1214.30141.0472.6壁厚的确定由进气管壁厚度公式2sPdCF管线壁厚,mmP管线的设计工作压力,aMPd管线内径,mm焊缝系数,无缝钢管,直缝管和螺旋焊缝钢管1,螺旋埋弧焊钢管0.9。s钢材屈服极限,aMPF设计系数C腐蚀余量,当所输油,气中不含腐蚀性物质时C0当油气中含有腐蚀性物质时可取C0.51mm。s取优质碳素钢20的245MpaF取0.5C取0.8mm取无缝钢管1得出mmCFPds63.28.015.02452028.01600021同理mm88.28.015.02452031.0160002mm69.28.015.02452029.0160003mm50.28.015.02452026.0160004mm11.18.015.02452017.0160005mm19.28.015.02452034.0100006mm35.28.015.02452038.01000073第二段管道的设计(1、2、3、4、5汇合/冷却器到汇管)3.1汇合管到节流阀前的管路以满足最大流量和压力的条件为准管段连接计量分离器汇合的管路连接生产分离器的汇合管路压力(MPa)1616温度(℃)3131流量104m3/d22763.1.1压缩因子的确定根据公式5.169.1100100pZ代入数值可得48.01669.11001005.1Z3.1.2流量的确定由000gPQPQZTZT0.10132586400293gQTZQP根据表格1的数据代入公式Q汇合计量sm/008.029330448.016101325.0864002200003Q汇合生产sm/028.029330448.016101325.08640076000033.1.3密度的确定由在某压力和温度下的密度为8.314PMZT对于两个管路压力及温度均相等,所以它们密度都相同为ρ3/9.26430448.0314.80834.2016000mkg3.1.4速度的确定由经济流速公式2PV对于两个管路压力及密度均相等,所以它们气体流速都为Vsm/99.109.2641600023.1.5管径的确定管道直径公式4QD,得D汇合计量m031.099.1014.3008.04同理D汇合生产m057.099.1014.3028.043.1.6管壁的确定由管壁厚度公式2sPdCF可得汇合计量mmCFPds83.28.015.02452031.0160002同理汇合生产mmCFPds72.38.015.02452057.01600023.2节流阀→计量/生产分离器→汇管/冷却器→汇管的管路管段节流阀→计量分离器→汇管节流阀→生产分离器→汇管6井冷却器→汇管7井冷却器→汇管压力(MPa)10101010温度(℃)14141414流量104m3/d227614193.2.1压缩因子的确定根据公式5.169.1100100pZ因为各段压力相同,所以压缩因子相同,代入数值可得65.01069.11001005.1Z3.2.2流量的确定由000gPQPQZTZT0.10132586400293gQTZQP根据表格数据代入公式经过节流阀→计量分离器→汇管的流量为Qsm/016.029328765.010101325.0864002200003经过节流阀→生产分离器→汇管的流量为Qsm/057.029328765.010101325.0864007600003经过6井冷却器→汇管流量为Qsm/011.029328765.010101325.0864001400003经过7井冷却器→汇管流量为Qsm/014.029328765.010101325.08640019000033.2.3密度的确定由在某压力和温度下的密度为8.314PMZT对于各个管路压力及温度均相等,所以它们密度都相同为ρ3/5.12928765.0314.80834.2010000mkg3.2.4速度的确定由经济流速公式2PV对于各个管路压力及密度均相等,所以它们气体流速都为Vsm/43.125.1291000023.2.5管径的确定管道直径公式4QD代入数据得

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