油气集输课程设计工艺流程与平面布置

重庆科技学院重庆科技学院 课程设计报告课程设计报告 院 系 石油与天然气工程学院 专业班级 油储 07 学生姓名 xxxx 学 号 xxx 设计地点 单位 人文社科大楼 G304 设计题目 广安 2 低温集气站工艺设计 工艺流程与平面布置 完成日期 2010 年 7 月 1 日 指导教师评语 成绩 五级记分制 指导教师 签字 摘要摘要 通过广安 2 低温集气站的基础资料以及数据 分析得到该集气站的天然气 中含有凝析油和硫 因而需要对其进行脱硫和凝析油的稳定处理 除此之外 还需要有天然气的分离设备抑制剂注入器以及计量装置由此得到该低温集气站 相应的工艺流程 画出该集气站的工艺流程图 根据相关的要求和根据画出平 面布置图 并对流程图以及其平面布置图做出设计说明和阐述 分析各类设备 的选型和选择理由 以及平面布置图的安全规范说明 关键词关键词 工艺流程 平面布置 分离 计量 抑制剂 节流阀 一 工艺流程及低温集气站的选址说明 1 工艺流程简介 各个井口的天然气经过超声波流量计 1 计量之后经过截断阀 6 再经过节 流阀 8 第一次节流降压后 和相同压力的各个井口来气会合 会合后 天然气 汇集后进入抑制剂注入器 与注入的雾状抑制剂相混合 部分水汽被吸收 使 天然气的水露点降低 然后进入换热器 9 使得天然气预冷 降温后的天然气通 过节流阀 10 进行大差压节流降压 使其温度降到低温分离器所要求的温度 天 然气从分离器的上半部分进入分离器中分离 分理出的水以及凝析油的油水混 合物去稳定区进行稳定 从分离器顶部出来的冷天然气通过换热器 9 后温度上 升至 0 摄氏度以上 经过汇管汇集后通过孔板阀计量之后进入脱硫系统进行脱 硫处理 汇管中的污水通过污水管线去污水处理区处理 脱硫之后的天然气进 过截断阀 6 之后 直接进入各集输管线 2 选址说明 2 1 站场址选择 根据 GB50350 2005 油气集输设计规范 在对广安 2 低温集气站的选址 时应该注意如下内容 站场址的面积应满足总平面布置的需要 并节约用地 凡有荒地可利用的地区应尽量不占用耕地 为满足油气田滚动开发要求 可适 当预留扩建用地 各种不同功能站场在布局上应综合考虑 分井计量站宜与配 气站 注水配水间联合建设 工艺上相互关联的油 气 水处理站应该联合建 设 站场址应尽量靠近公路 方便交通运输 应尽量具备可靠地供水 排水 供电及通信等条件 站场与周围设施的区域布置防火间噪音控制和环境保护应 符合现行国家标准的要求 2 2 站场防洪及排涝 站场选址的时候应该尽量考虑到站产防洪和排涝 具体有 站场的防洪排 涝设计应与油气田防洪排涝统一考虑 站产建在受洪水威胁的地段时 宜采用 防洪措施 在条件允许且技术经济合理的情况下 在区域防洪设计的基础上应 适当提高站场地标高 也可只提高主要设备和建筑物标高 油气集输站场邻近 江河 湖泊 海岸布置时 应采取防止泄露可燃液体流入水域的措施 站场的 场地防洪设计标高应比按照防洪设计标准计算的设计洪水位高 0 5 米 在淤积 严重地区 还应计入淤积高度 采油井场变压器 配电箱和电动机的安装高度 可在抽油机防洪设计标高的基础上适当抬高 靠近山区建站时 应根据实际情 况设置截鸿沟 截鸿沟不宜过场区 二 工艺流程图绘图说明以及相关设备介绍 1 工艺流程图绘图说明 此次工艺流程图通过查阅相应的规范和制图标准 以及各类设备标注的方 式 利用 auoCAD 将流程图编辑并最终出图 工艺流程图中的 1 12 编号分别代 表各种流量计 阀门 温度计 压力表 安全系统等 各类主要设备直接在途 中标出其名称 由于此次设计的过程当中没有本组成员设计天然气脱硫的具体 设计 故将天然气脱硫工艺流程简约 天然气凝液稳定也没有包括在本组设计 的范围之内 也将其简约 另外 由于此次设计没有设计天然气汇管的成员 因而汇管的设计参数和对其相应的选型也没有进行设计 由于查阅了很多资料 没有查找出超声波流量计的图表形式 因而将超声波流量计和旋涡式流量计利 用成同一种图标进行标示 在标题栏中将两种流量计进行了相应的明确 对于 交叉管道的流程绘制 是以主流程不断 次流程断的原则进行交叉管道的表示 2 流程各类设备 此低温集气站的各类设备主要包括 节流阀 输气管道 分离器 流量计 换热器 调节阀等 下面分别对其中的要求和参数进行总结 2 1 节流阀 节流阀大多数都是通过启闭件节流阀的启闭改变通道截面积从而达到调节 流量和压力 启闭件多为圆锥流线型 按通道方式节流阀可分为直通式和角式 两种 按启闭件的形状分 有针形 沟形和窗形三种 节流阀的构造较简单 便于制造和维修 成本低 调节精度不高 但是不能作调节使用 密封面易冲 蚀 也不能作切断介质用 密封性较差的 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 设计节流阀的小组成员根据给出的压力和温度 等条件 最后计算选出各点节流阀的型号以及各类参数如下表 表一 阀 门 型号名称公称通 径DN 重量 阀门型号名称公称通 径DN 重量 阀 1 L44Y 220 法兰 角式节流阀 2510阀 5 L44Y 160 法 兰角式节流阀 155 阀 2 L44Y 220 法兰 角式节流阀 208阀 6 L44Y 160 法 兰角式节流阀 155 阀 3 L44Y 220 法兰 角式节流阀 208阀 7 L44Y 160 法 兰角式节流阀 4018 阀 4 L44Y 160 法兰 角式节流阀 155阀 8L41H 100 法 兰直通式节 流阀 3225 表中阀 1 阀 6 分别指的是工艺流程图中每根来气管线上的第一个节流阀 从上往下数 以此来对节流阀进行编号 后面的阀 7 和阀 8 分别指的是两个分 离器之前的节流阀的标号 2 2 管道 管道设计中不考虑到管内的压降 利用确定经济流速 流量来确定管子的 内径 在根据管线的设计工作压力 管线内径 焊缝系数 钢材屈服极限 设 计系数 腐蚀余量来确定管壁的厚度 引用节流阀节流后温度 压力的数据 辅助设计管径和壁厚 由于此集气站的天然气进站压力较高 为了保证天然气再管道中的安全输 送 故选用的管子均为高压碳素钢管 由此所选用的各种管道的规格和参数如 表三 表三 管道管线编号管内径计算值 m 壁厚计算值 mm 选型 进气管道 1 0 0443 85 50 4 0 进气管道 2 0 0383 44 40 3 5 进气管道 3 0 0363 30 40 3 5 进气管道 4 0 0312 30 30 2 5 进气管道 5 0 0262 07 30 2 5 进气管道 6 0 0292 22 30 2 5 一次节流以后 1 0 0523 13 50 3 5 一次节流以后 2 0 0462 87 50 3 0 一次节流以后 3 0 0432 73 40 3 0 一次节流以后 4 0 0361 98 40 2 0 一次节流以后 5 0 0311 81 30 2 0 一次节流以后 6 0 0351 94 40 2 0 一次节流以后 7 0 0904 48 100 5 0 一次节流以后 8 0 0582 69 70 3 0 二次节流以后 9 0 1103 49 100 3 5 二次节流以后 10 0 0692 49 70 2 5 表中所示的进气管道 1 6 是指在每口井进入节流阀以前的每根管道 从上 往下数 设计的参数和选型 一次节流以后 1 8 指的是 1 6 进气管道通过了节 流阀以后的每根管道的参数和选型 一次节流以后 7 8 指的是相同压力下的各 个进气道经过节流降压之后汇集时的两根汇集管线 二次截留后 9 10 管道指的 是在进入低温分离器以前的管道的参数和选型 由GB 50028 2006 城镇燃气设计规范 有天然气管道的各类参数范围和型 号如表二 表二 钢质燃气管道最小公称壁厚 钢管公称直径 DN mm 公称壁厚 mm DN100 DN150 4 0 DN200 DN300 4 8 DN350 DN450 5 2 DN500 DN550 6 4 DN600 DN700 7 1 DN750 DN900 7 9 DN950 DN1000 8 7 DN1050 9 5 2 3 分离器 根据设计成员的数据可得出分离器的各类参数 其中 D H 分指的是其直 径和高度 当所选用的分离器是立式两相分离器时 设计小组所得出的参数分 别是 米 米 米 米 则其各个参41 1 1 D 64 5 1 H 86 0 2 D 44 3 2 H 数如下表 进口压力分离器直径分离器高度进口直径出口直径 17MPa 1 41 米5 64 米0 097 米0 12 米 12 MPa 1 41 米5 64 米0 062 米0 076 米 此为立式两相分离器的各类计算设计参数 当设计为旋风式分离器时 其 各种压力下的分离器进口直径和出口直径是一样大 其分离器的直径分别为 0 86 米和 0 144 米 另外 因为此集气站天然气的处理量较高 所以因该选用卧式重力分离器 进行分离 卧式分离器的分离效果较好 但是占地面积较大 另外旋风式分离 器的直径较小 可以设定较小的尺寸 成本较低 也可以考虑采用旋风式分离 器对天然气进行分离 2 4 流量计 此次根据天然气的压力和温度的响应情况 选用了三种流量计 即超声波 流量计 窝街式流量计和孔板阀流量计 对于超声波流量计选用 1010GCMN 外卡 气体超声波流量计 其各类参数如下表 货号精度0 30 0 50 当 流速 0 5m s 时 品名1010GCMN 外卡气 体超声波流量计 管道尺寸 25mm 1525mm 存储容量 1M 适用流速 24 24m s 对于窝街式流量计选用 SKLU 25 涡街流量计 其各类参数如下表 代号 SKLU 25 通径 DN25 流量范围 m3 h 1 10 液体 25 60 气体 孔板阀流量计为法兰取压标准孔板 其型号为 LGF 16 管径 50 600mm 生 产厂为银河仪表厂 三 平面布置图绘图设计说明及介绍 由 GB50183 2004 石油天然气工程设计防火规范 得知天然气 集气 输 气工程中任何生产规模的集气站 计量站 压气站除外 清管站 配气站等定 为五级战场 一般规定 石油天然气站场总平面图布置需要符合的如下要求 1 可能散发可燃气体的场所和设施 宜布置在人员集中场所及明火或散发 火花地点的全年最 小频率风向的上风侧 2 甲乙类液体储罐 宜布置在站场地势较低处 当受到条件限制和工艺要 求时 可布置在地 势较高处 但应采用有效的防止液体流散的措施 3 当战场用阶梯式竖向设计时 阶梯间应有防止泄露可燃液体漫流的措施 4 天然气凝液 甲乙类油品储罐组 不宜仅靠排宏沟布置 在绘制平面布置图的时候 主要考虑了消防方面对各类站场设备的建筑 的安全影响因素 根据相应的防火防爆的安全规范从而绘制出平面布置图 由此得出此次平面布置图包括进站阀组 计量区 分离区 脱硫装置区 凝 液回收区 储罐区 污水池 办公室 休息室 行政管理区 车库 门卫室 等几大区块 1 天然气井口与周围建筑的安全距离分析 油气井与周围建 构 筑物 设施的安全距离 m 名称自喷油井 气井 注气 井 机械采油井 一二三四级石油天然气站 场储罐及甲 乙类容器 4020 100 人以上的居住区 村 镇 公共福利设施 4525 相邻厂矿企业4020 国家铁路线4020铁路 工业企业铁路线3015 高速公路3020公路 其他公路1510 国家一二级4020架空通 信线其他通信线1510 35 千伏以上独立变电所4020 35 千伏以下架空电 力线35 千伏及以上 1 5 倍标高 其中 五级石油天然气站场间距应该不小于上表的距离 设计凝析油回收 量的小组成员最终算出来的凝析油回收量为 34 196Kmol h 则每天的凝析油的 回收量大约为为 34 196 60 24 49242 24kg d 则有上表可以得出储罐区和进 站阀组的安全距离为 40 米以上 考虑到在门卫室旁边开的门的外面可能存在居 住区 村镇 公共福利设施 因此储罐区和大门的安全距离也应该设计在 45 米 以上 2 平面图各个区之间的安全距离分析 下表是规范中油气站防火安全间距的要求 隔油池 事故 油污 罐 池 平方米 名称油 气 井 露天油 气密闭 设备及 阀组 可燃 气体 压缩 机及 压缩 机房 天然气 凝液泵 及其泵 房阀组 间 水套 炉 加热 炉 锅炉 房 10kv 以下 户外 变压 器 配电 间 30 30 油气井 露天油气密闭设 备及阀组 5 可燃气体压缩机 及压缩机房 20 天然气凝液泵及 其泵房阀组间 20 水套炉 9515 15 10 加热炉 锅炉房 20101522 5 15 10kv 以下户外变 压器 配电间 15101222 5 15 30 9 151515 隔油池 事故油 污 罐 池 平 方米 30 20 12151522 522 515 500 油罐 除 甲 A 类外 及装 卸车鹤管 151015101520151515 单罐且容 量小于 50 9 22 522 5151530 总容量小 于等于 100 101510303022 51530 天然 气凝 液 液化 石油 气储 罐 100 200 单罐小于 100 3030304040403030 计量仪表间 值 9510101010 1015 班室或配水间 辅助生产产房及 辅助生产设施 20121515 10 1522 5 硫磺仓库 151015151515101515 污水池 555555555 由表中要求得知进站阀组和计量区的安全距离为 5 米以上 储罐区和进站 阀组以及计量区和凝液稳区的安全距离应在 10 米以上 分离区与储罐区的安全 距离也在 10 米以上 办公室与进站阀组应在 9 米以上 车库及其他辅助生产设 施应与进站阀组在 20 米以上 车库离进站阀组在 10 米以上 硫磺回收的设施 设备应该离进站阀组在 15 米以上 污水池离进站阀组在 5 米以上 考虑到环境 问题