单井集气站设计说明书.docx

设计说明书设计原始资料设计内容1) 工艺流程的确定2) 加热炉的选型和计算3) 分离器的选型和计算4) 安全阀的选型和计算5) 节流阀的选型和计算6) 站内管线的计算和选型7) 绘制工艺流程图设计依据编制原则1) 严格执行国家及行业的各种标准、规范。2) 工程设计以及建设过程中应充分的考虑QHSE因素，优化设计和施工。3) 为提高工程质量和水平，尽量采用成熟可靠、先进、实用的技术。4) 站址选择在遵循城市规划要求的前提下，尽量节约工程投资。5) 方便管理，便于维修。6) 在满足安全和工艺技术要求的情况下，力争节约投资，提高经济效应。7) 工程设计中应尽量采用国产材料和设备，以节约工程费用。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/T9711.32005）；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） 石油天然气站内工艺管线工程施工及验收规范（SY0402-2000）；12） 气田地面工程设计节能技术规定SY/T633197；13） 埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准（SY0043-97）；14） 天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求SY/T05991997；15） 油气分离器规范 SY/T 0515-199716） 林存瑛编. 天然气矿场集输. 北京：石油工业出版社. 199717） 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）. 北京：石油工业出版社. 1994工艺流程简述1井来气经节流降压后进入分离器1，脱除天然气中的固体杂质和液体，天然气经计量后进入汇管1，杂质、污水进入污水罐1；2井来气先通过加热炉加热，再节流降压后进入分离器2，脱除天然气中的固体杂质和液体，天然气经计量后进入汇管1，杂质、污水进入污水罐1。从汇管1出来的天然气进入天然气集气管线。在站内，设计有清管器发球装置，可向下游发球。分离器、汇管、发球装置连接放空管，防止设备超压。站场功能建成后本站要求具有以下功能：1) 分别收集1井和2井来气。2) 将压力为5MPa的1井气调压至4MPa，将压力为8MPa的2井气调压至4MPa。3) 对2井来气进行加热，防止水合物的生成。4) 分别对1井和二井来气进行分离和计量。5) 向下游方向发送106管道的清管器。6) 管道、站内设备检修、维护时的天然气可放空、燃烧。7) 分离器、汇管、发球装置的污物进入污水罐，排污天然气水洗后进入大气。主要工艺设备选型加热炉的选型和计算当天然气所处温度低于水合物形成温度时，会形成天然气水合物，水合物晶体会引起管线、阀门、仪表被堵塞，降低管线的流通能力或产生物理破坏。在天然气输送中，尤其是在节流后更易生成水合物，因此应采取措施防止水合物的生成。而提高天然气节流前的温度是防止天然气在节流过程中形成水合物的一种有效方法，让气体节流后温度保持在水合物形成温度以上，使天然气在输送过程温度保持在水露点以上，这样能防止形成水合物，确保天然气的正常输送。水套加热炉是一种间接明火式加热器，在天然气和石油矿场上用得非常普遍。它是一个内部盛满加热流体(通常是水)的卧式圆筒形大容器。管和火管就沉浸在加热流体中。在水套加热炉内，燃料燃烧所产生的热量通过火管传给(加热)流体，然后再传给盘管内所需加热的冷流体。盛满水的大容器通常在大气压力下工作。而盘管则必须承受比较高的流体压力。该站对2井来气加热温度不高，采用水套加热炉能满足温升要求，且比较经济、能耗低。分离器的选型和计算天然气中的固体杂质和液体不仅会增加管输阻力，影响设备、阀门和仪表的正常运转，使其磨损加速、使用寿命缩短，而且污染环境、有害于人体。因此，在天然气进入集气管线前，应除去悬浮于天然气中的固体杂质和液体。因此，在集气站应安装除尘设备。卧式分离器与立式分离器的比较和选择：根据液体流动的方向和安装形式，分离器可分为卧式分离器、立式分离器、球形分离器等几种。对于正常的油气分离，特别是出现乳化、泡沫或高气油比的场合，卧式分离器可能是最经济的。在低气油比的场合，立式分离器工作得最有效；在非常高的气油比场合(比如在从气体中仅仅需要脱除液体雾沫所使用的气体洗涤器)，也可以使用立式分离器。卧式分离器处理能力大、安装方便、单位处理量气体成本低。综合考虑，本设计采用卧式气液两相分离器。站内阀门阀门安装设计集输站场常用的阀门有平板闸阀、截止阀、节流阀、止回阀、球阀、旋塞阀、清管阀、安全阀、井口安全紧急截断阀、调节阀、阀式孔板节流装置等。1）平板闸阀：用于在全开全关的管段，具有调节流量，压力的地方不能采用。2）截止阀： 有节流截止放空阀，排污阀。可用于全开全关及流量，压力调节不严格的地方及用于放空，排污。3）节流阀：有针型结构和笼套式结构，用于调节流量和节流调压。有角式和直通式。4）止回阀：用于防止管路介质倒流。有梭式、升降式和旋转式等。5）球阀：与平板闸阀的功能一样。多用于线路截断阀、站场截断阀。6）安全阀：用于当管路、设备和容器内的介质压力超过规定值时，自动开启排除增高压力的介质，以保证管路、设备和容器的安全，防止事故发生。7）井口安全紧急调节阀：用于介质压力超过规定的高压值和低压值时，自动紧急切断，保护井口设备的安全及避免因事故天然气的大量泄放。8）调节阀：用于自动调节天然气的压力或流量。9）孔板阀：用于管道流体的流量计量。分高级、普通、简易式。高级式实现不停气更换孔板，普通式和简易式需设旁路。集气站重要阀门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）按平衡内压的方式不同，安全阀的结构型式主要有：（1）重锤式（2）弹簧式2）安全阀按结构不同分为封闭式和不封闭式，带扳手和不带扳手等型式。3）安全阀按阀瓣升启高度不同又分为全启式和微启式。 天然气生产装置应选用弹簧封闭全启式安全阀或先导式安全阀。 本站内安全阀均采用封闭全启动，带扳手的弹簧式安全阀。因为其具有体积小、灵敏、保养方便等优点。安全阀的安装（1）在设备或管道上的安全阀一般应垂直安装。但对设置在液体管道、换热器或容器等处的安全阀，当阀门关闭以后，可能由于热膨胀而使压力升高的场所，可水平安装。(2) 安全阀不应安装在长的水平管道的死端，因为死端容易积聚固体物和液体影响安全阀工作。(3) 安全阀一般应安装在易于检修和调节之处，周围要有足够的工作空间，如：立式容器的安全阀，DN80以下者，可安装在平台内靠外侧；DN100以上者安装在平台外靠平台处，借平台可以对阀门进行维护和检修。(4) 由于大直径安全阀重量大，故在布置时要考虑大直径安全阀拆开后吊装的可能，必要时要设置吊杆。节流阀节流阀是在充满管道的流体流经管道内的一种流装置，流束将在节流处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，起到降温减压的作用。因为天然气出站压力低于井口压力，因此应在站内安装节流阀，从而降低天然气的压力。节流阀的流通直径与天然气组成、节流前后压力、气体流量等因素有关。通过计算能确定节流阀的流通直径，从而参照规范选择所需尺寸的节流阀。站内管线的计算和选型选择管线设计应考虑以下影响因素：最大操作压力流量、现场位置、政府法规、环境影响、公司政策等。选择管线规格的第一步是计算管径，依据公式计算管径并调整到大一个规格的管径。第二步是计算管径壁厚，依据公式计算壁厚并参照规范选择标准的管段管径和壁厚。管道的安装设计1）站内各种规格的管子，根据不同压力的气质条件计算并选取各种规格的管子的壁厚。 2）应对全部工艺、热力、供排水、仪表等管线及电缆线，进行全面规划同意布置。 3）管线安装一般应横平竖直，并应尽量减少转弯，以减少阻力降。4）主要工艺、仪表及热力管线应尽量采取架空布置，必要时，部分管线可管沟或埋地敷设。5）架空管线分高架敷设（管底标高2.2米）和低架敷设（管底标高2.2）。一般的集输站场多采用低架敷设，低温分离集气站等较复杂的站场多采用高架敷设。6）成排布置的管线之间净空不小于100毫米。7) 成排布置的分离器及计量管段之间净空，应便于检修人员通行，不得小于600毫米。8）站内工艺管线一般不考虑坡度，排污管线如仪表引压管线要有坡度。排污管线坡度宜为0.3%0.5%。9）平面和竖面管道安装，不允许出现锐角。10）过滤器、流量计、调压阀应设置旁通。11）为了吹扫、试压的排气、排液，在管线的高处设放空口，在管线的低处设排液口。12）计量管管径按照SY/T6143-2003天然气流量的标准孔板计量方法选用。清管装置输送管道的输送效率和使用寿命很大程度上取决于管道内壁和内部的清洁状况。对气质和管道有害的物质凝析油、水（游离水和饱和水蒸汽）、硫分、机械杂质等，进入输气管道后引起管道内壁的腐蚀，增大管壁粗糙度，大量水和腐蚀产物的聚集，还要局部堵塞或缩小管道的流通截面，在施工过程中大气环境也会使无涂层的管道生锈，并难免会有一些焊渣、泥土、石块等有害物品遗落在管道内。管线水试压后，单纯利用管线高差开口排水是很难排净的。为解决以上问题，进行管道内部和内壁的清扫是十分必要的。因此清管工艺一向是管道施工和生产管理的重要工艺措施。进行清管作业的基本目的可概括为以下几个方面：(1) 保护管道，是他免受输送介质中有害成分的腐蚀，延长使用寿命；(2) 改善管道内部的光洁度，减少摩阻，提高管道的输送效率；(3) 保证输送介质的纯度；(4) 新的用途：定径，测径、测厚和检漏，灌注和输送试压水等。清管器收发装置包括收发筒、工艺管线、阀门以及装卸工具和通过指示器等辅助装备。收发筒以及快速开关盲板是收发装置的主要构成部分。筒径应比公称管径大12级。发送筒的长度应能满足发送最长清管装置的需要，一般不应小于筒径的34倍。接收筒应当更长一些，因为它还需要容纳不许进入排污管的大块清出物，和先后连续发入管道的两个或更多的清管器，其长度一般不小于筒径的46倍。排污管应该在接收筒底部，放空管应安在接收筒的顶部，两管的接口都应焊装挡条阻止大块物体进入，以免堵塞。清管过程中如发生这种堵塞，就可能引起复杂的操作问题。汇管汇管设计应考虑以下因素：最大流量、现场位置、流量未来的发展、可建设性、操作和维护、政府法规、环境影响、减少震动、减少噪声等。第一步是确定汇管的尺寸，好的经验是汇管的截面积是进口或出口截面积的1.5倍，也可以更大。汇管壁厚按管壁计算方法决定。第二步是确定汇管的入口并决定汇管是在地下还是在地上。当入口是连接在汇管的一端而不是侧面时，应充分考虑降低干扰和噪声。本站设计采用一个汇管，采用底部排污，汇气管顶部设注水口，并在汇气管端部设清污口。流量计本站采用两个孔板流量计分别对两口井进行计量。由于计量是用于结算，所以必须准确、可靠和安全的计量，应考虑以下因素：最大和最小流量、操作压力、操作和维护等。天然气计量宜采用标准孔板流量计，并应符合国家现行标准。孔板流量计是测量天然气流量中使用得最为广泛的设备，它由产生差压的一次装置孔板节流装置和二次检测仪表差压计、压力计、温度计和相关参数仪器仪表加信号引线等组成，其测量的准确度除取决于孔板节流装置按标准加工制造和检验装配外，还取决于合理的仪器仪表选型和设计、安装、检验和正确的使用维护等。防腐工艺管线埋地部分采用石油沥青特加强级绝缘保护，防腐层质量要求按埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准（SY0043-97）执行。 站内露空部分（含设备、管道），除锈合格后，涂红丹底漆两遍，面漆两遍，面漆颜色严格按油气田地面管线和设备涂色标准（SY0043-2006）执行。凡管线出入地连接部分，均作特加强级防腐绝缘，且高出地面200mm。管线、设备安装按石油天然气站内工艺管线工程施工及验收规范（SY0402-2000）的相关规定执行。环保环境保护是我国的一项基本国策。保护环境，防止工业废水、废气、废渣、噪声的污染，是工业企业管理的一个重要组成部分。为切实做到保护环境，制定以下环保措施：1）本管道全线采用密闭输送流程，正常情况下不会对大气产生污染。2）设计选用可靠性较高的设备、