节流阀的选型.doc

重庆科技学院重庆科技学院 油气集输工程油气集输工程 课程设计报告课程设计报告 学院 专业班级 学生姓名 学 号 设计地点 单位 设计题目 广安 2 低温集气站的工艺设计 节流阀选型 完成日期 2012 年 6 月 20 日 指导教师评语 成绩 五级记分制 指导教师 签字 摘要 本次课程设计我们小组的任务是广安 2 低温集气站的工艺设计 节流阀 选型 设计中我们通过根据提供的资料进行某低温集气站的工艺设计中的节流 阀的计算与选型 节流阀和溢流阀配合 可组成三种节流调速系统 即进油路 节流调速系统 回油路节流调速系统和旁路节流调速系统 节流阀没有流量负 反馈功能 不能补偿由负载变化所造成的速度不稳定 一般仅用于负载变化不 大或对速度稳定性要求不高的场合 节流阀的外形结构与截止阀并无区别 只 是它们启闭件的形状有所不同 关键字 节流阀 负载 流速 目录目录 1 1 绪论绪论 4 4 2 2 设计范围设计范围 4 4 3 3 设计参数 工艺流程图的简析设计参数 工艺流程图的简析 5 5 3 13 1 基本数据基本数据 5 3 23 2 天然气相对分子质量天然气相对分子质量 5 3 33 3 空气相对分子质量空气相对分子质量 5 3 43 4 工艺流程简析工艺流程简析 5 4 4 数据计算数据计算 7 7 4 14 1 天然气的相对密度天然气的相对密度 7 4 24 2 求压力以及温度求压力以及温度 7 4 34 3 节流阀直径的计算节流阀直径的计算 9 5 5 设备选型设备选型 1111 6 6 总结总结 1313 参考文献参考文献 1414 1 绪论绪论 节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门由于节流阀 的流量不仅取决于节流口面积的大小 还与节流口前后的压差有关 阀的刚度 小 故只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合 对于执 行元件负载变化大及对速度稳定性要求高的节流调速系统 必须对节流阀进行 压力补偿来保持节流阀前后压差不变 从而达到流量稳定 节流阀和单向节流 阀是简易的流量控制阀 在定量泵液压系统中 节流阀和溢流阀配合 可组成 三种节流调速系统 即进油路节流调速系统 回油路节流调速系统和旁路节流 调速系统 节流阀没有流量负反馈功能 不能补偿由负载变化所造成的速度不 稳定 一般仅用于负载变化不大或对速度稳定性要求不高的场合 节流阀的外 形结构与截止阀并无区别 只是它们启闭件的形状有所不同 节流阀的启闭件 大多为圆锥流线型 通过它改变通道截面积而达到调节流量和压力 节流阀供 在压力降极大的情况下作降低介质压力之用 介质在节流阀瓣和阀座之间流速很大 以致使这些零件表面很快损坏 即 所谓气蚀现象 为了尽量减少气蚀影响 阀瓣采用耐气蚀材料 合金钢制造 并制成顶尖角为 140 180 的流线型圆锥体 这还能使阀瓣能有较大的开启高度 一般不推荐在小缝隙下节流 节流阀有以下特点 1 构造较简单 便于制造 和维修 成本低 2 调节精度不高 不能作调节使用 3 密封面易冲蚀 不能作切断介质用 4 密封性较差 2 设计范围设计范围 根据组员画出的流程图 我们组的工作在图上有三处 我要做的就是根据给 出的进站压力 进站温度 然后通过水合物的压力和温度曲线 算出出站压力 以及出站温度 再由压力和温度求出能否生成水合物 通过这些对节流阀进行 挑选 3 设计参数 工艺流程图的简析设计参数 工艺流程图的简析 3 13 1 基本数据基本数据 表表 1 11 1 基本数据基本数据 井号产量 104m3 d 进站压力 MPa 进站温度 0C 1391732 2291732 3261732 4131232 591230 6121231 3 2 天然气相对分子质量天然气相对分子质量 根据课程设计任务书中气体组成 85 33 2 2 1 7 1 56 1 23 0 9 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 2 H S 6 3 0 78 由气体的相对分子质量公式 2 CO iiM yM 即 得出 M 12345622 CCCCCCH SCO MM M M M M M M M 天 2 244 1 734 9 086 5 12 7 8 158 0 244 2 230 3 8216 13 6258 0 66 0 748 0 9048 0 8856 0 774 2 142 0 3432 20 016 3 3 空气相对分子质量空气相对分子质量 查表得到空气的相对分子质量是 28 97 3 43 4 工艺流程简析工艺流程简析 图 1 1 工艺流程图 天然气经过三条管线通过各自的节流阀 之后进入原料气冷却器 一部分进 入干气过滤分离器和低温 一部分乙二醇富液缓冲罐 最后汇总后醇烃液加热 器 另一条路线的气经过一系列的处理在流经过滤器进行过滤 低温分离器分 离出的液相经加热后进入三相分离器分理出气相 凝析油和乙二醇富液 凝析 油经过过滤后去凝析油稳定装置 乙二醇富液进入再生系统再生提浓后重复使 用 4 数据计算数据计算 表表 1 11 1 基本数据基本数据 井号产量 104m3 d 进站压力 MPa 进站温度 0C 1391732 2291732 3261732 4131232 591230 6121231 出站压力 6Mpa 天然气露点 50C 气体组成 C1 82 3 C2 2 2 C3 2 0 C4 1 8 C5 1 5 C6 0 9 H2S 7 1 CO2 2 2 凝析油含量 20g m3 SL 0 78 4 1 天然气的相对密度天然气的相对密度 在天然气的集输中 当气体流经节流阀时产生急剧的压降和膨胀 温度也就 骤然降低 这就有可能在节流处生成水合物阻塞阀门或管道 影响生产的正常 进行 如果适当控制节流阀的开启度 就可以达到调压的目的 而又不生成水 化物 724 0 97 28100 2 2441 7349 0865 12 78 1580 2442 230 3 8216 M M S 空 天 求得天然气的相对密度约为 0 7 查相应的图 4 1 相对密度为 0 7 的天然气在不形成水合物的条件允许达到 的膨胀程度 查的天然气的最终压力 以此求的天然气出节流阀后的温度值 在天然气的集输中 当气体流经节流阀时产生急剧的压降和膨胀 温度也就骤 然降低 这就有可能在节流处生成水合物阻塞阀门或管道 影响生产的正常进 行 如果适当控制节流阀的开启度 就可以达到调压的目的 而又不生成水化 物 4 2 求压力以及温度求压力以及温度 图 4 1 相对密度为 0 7 的天然气在不形成水合物 的条件允许达到的膨胀程度 井口 1 的进站压力为 17MPa 进站温度 T32 查上图 1 相对密度为 0 7 的天然气在不形成水合物的天然气允许达到的膨胀程度 得该状态下的最终压力约为 11MPa 即天然气经节流阀第一次节流后的出口压 力为 P2 11MPa P P1 P2 17MPa 11MPa 6MPa 再查图 2 由给定的压力降得温度降 T 17 T T1 T2 节流阀的出口温度 T2 T1 T 15 天然气经第一次节流后的压力和温度为 P2 11MPa T2 15 当天然气经过换热器时 假定换热器使天然气的温度降低值为 10 则天然 气的温度变成 T2 5 天然气第二次流过节流阀时 已知 P终 6MPa 则 P P2 P终 11MPa 6MPa 5MPa 再查图 2 得知 T 20 T T2 T终 节流阀的出口温度为 T终 T2 T 15 则井 1 2 3 汇管后经二次节流后的温度和压力为 P终 6MPa T终 15 同理 求出井 2 到井 6 的天然气经两次节流后的温度和压力 井 4 天然气经一次节流后的压力和温度为 8MPa 和 18 井 5 天然气经一次节流 后的压力和温度为 9MPa 和 16 井 6 天然气经一次节流后的压力和温度为 8 5MPa 和 17 井 4 5 6 汇管后经二次节流后的压力和温度为 6MPa 和 2 图 4 2 给定压力降所引起的温度降 4 34 3 节流阀直径的计算节流阀直径的计算 假设 井 1 经过的第一个节流阀为阀 1 井 2 经过的第一个节流阀为阀 2 以此类推 井 6 经过的第一个节流阀为阀 6 井 1 2 3 汇管后通过的节流阀为 阀 7 井 1 经一次节流后 有 属于非临界流动 0 530 647 17 11 P P 1 2 238 0 212 476 0 0 3304 PPP SZTQ d计 式中d计 节流阀的计算直径 mm Q0 流过节流阀的气体流量 m3 d P1 P2 分别为阀前 后的压力 MPa 绝 T 阀前的气体温度 K Z 气体的压缩系数 其中Q0 P1 P2 T 由前面得知 然后求气体压缩系数 Z 已知天然气的相对密度 S 0 724 对于凝析气藏气 216 691T4 603P 116 7S132 2T S689 0 102 5 P7 0S pcpc pc pc 则有 时 当 且有拟对比压力 拟对比温度 pc pr P P P pc pr T T T 当井 1 经第一次节流时 69 3 603 4 17 Ppr 41 1 691 216 27332 T 由求得的 Ppr 3 69 Tpr 1 41 经查图 得此状态下的压缩因子 Z1 0 72 将已知条件都代入计算直径公式求的 4 911 111711 3227372 0 724 0 3304 390000 238 0 476 0 计 d 因为通过直径为计算直径的 1 5 2 倍 所以取d 2d计 则井 1 经过的第一个节流阀阀 1 的通过直径d 11 94 2 24 88 同理计算得 阀 7 的通过直径为d 30 97 5 设备选型设备选型 图 5 1 设备型号 表 5 1 3 种型号设备的基本数据 型号 ZDAWZ41 150LB 压力等级 150LB mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 口 径 in 1 2 3 4 1 1 1 4 1 1 2 2 2 1 2 3 4 5 6 8 10 12 14 L 108 117 127 140 165 178 190 203 229 254 267 292 330 356 381 H 200 210 250 260 290 370 398 440 490 530 580 670 760 850 950 W 120 140 140 180 200 220 260 280 300 340 400 450 450 500 500 重量 Kg 8 9 10 15 22 30 42 55 70 100 140 180 250 350 450 型号 ZDAWZ41 300LB 压力等级 300LB mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 口径 in 1 2 3 4 1 1 1 4 1 1 2 2 2 1 2 3 4 5 6 8 10 12 14 L 140 152 165 178 190 216 241 283 305 381 403 419 457 502 762 H 300 210 250 260 290 370 398 440 490 530 580 670 760 850 980 W 120 140 140 180 200 220 260 280 300 340 400 450 450 500 500 重量 Kg 9 10 12 18 25 38 53 70 88 125 175 225 310 440 560 型号 ZDAWZ41 600LB 压力等级 600LB mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 口径 in 1 2 3 4 1 1 1 4 1 1 2 2 2 1 2 3 4 5 6 8 10 12 14 L 165 190 216 229 241 292 330 356 432 508 559 660 787 838 889 H 200 210 250 260 290 370 398 440 490 530 580 670 760 850 980 W 120 140 140 180 200 220 260 280 300 340 400 450 450 500 500 重量 Kg 11 13 16 24 32 50 70 90 105 165 230 300 400 570 730 则阀门 7 的进口压力和求的的通过直径为 阀 7 8 5MPa 30 97 表 5 2 选定的设备型号 尺寸 阀 门 型号名称 公称通 径 DN LDD1D2D6bZ dHH1D0 重量 阀 7 L41H 100 法兰 直通式节流阀 32230 15 0 11 0 8266244 23 32 5 35 5 16 0 25 6 总结总结 本次课程设计针对低温集气站的工艺设计 节流阀