HSZ联合站工艺设计

1、Word文档HSZ联合站工艺设计1.1课题的目的和意义联合站是转油站的一种。站内包括有原油处理系统，转油系统，原油稳定系统，污水处理系统，注水系统，天然气处理系统等它是油气集中处理联合作业站的简称。主要包括油气集中处理（原油脱水、天然气净化、原油稳定、轻烃回收等）、油田注水、污水处理、供变电和辅助生产设施等部分。联合站（库）是油田原油集输和处理的中枢。联合站（库）设有输油，脱水，污水处理，注水，化验，变电，锅炉等生产装置，主要作用是通过对原油的处理，达到三脱（原油脱水，脱盐，脱硫；天然气脱水，脱油；污水脱油）三回收（回收污油，污水，轻烃），出四种合格产品（天然气，净化油，净化污水，轻烃）以及进

2、行商品原油的外输。联合站是油田油气集输过程中的重要生产环节，是集油气分离、原油脱水、原油计量、稳定外输、油田注水、污水处理、消防即热力系统等为一体的综合生产过程。目前我国大多数联合站的原油计量自动化水平还很低，还停留在人工手动状态，对物为、液量、压力和温度的过程参数都需要靠人工检测，人为误差大，严重影响生产效率及产品质量。针对联合站实际状况，以满足联合站原油外输计量生产要求，开发一套原油外输计量系统，能对生产现场实现原油计量高精度的远程集中化科学管理和实时在线监控、实现流程操作全自动化。联合站的研究具有重大的意义和前景。根据联合站的功能和规模，搞好优化设计，不断提高联合站设计水平、争取达到开发

3、方案的优化、油田总体布局优化、工艺流程优化、自动控制系统优化、联合站总图优化、配套系统优化，以合理有效的利用石油能源，提高能源的开发率和利用率，使联合站能够安全高效的生产12内外研究现状目前，我国各种规模的联合站中油水分离的控制过程大多数还采用手动或半自动控制防水。即一次仪表加手操器方式或根据经验来控制手动阀门的开启度。在这个环节上自动化程度很低，急待解决。而在发达国家，基本上实现了全自动控制，即脱水、加药、污水处理、平稳外输过程的全自动调节及控制。在这方面，我国处于落后状态的主要原因是传感器及调节仪表的性能质量均达不到要求，过去开发的一类型的自动控制系统无法使用等。近年来，随着各类先进控制产

4、品的引入及操作人员的素质不断提高，采用先进的全自动控制系统来控制脱水过程已经实现，并在不断推广。我国大部分的油田采油厂联合站是在20世纪70年代建立起来的，在当时的生产水平下是能够担负起诸如测量、手工操作的具体任务的。但是，随着油田的大规模开发，生产规模的日益扩大，原有的生产系统暴露出来的问题也日益突出，如，人工监控的误差大、人工操作的不及时、动态处理过程不实时等。另一方面，系统没有实现自动控制，耗能大、效率低、能量浪费比较严重。因此，这就迫切要求对联合站进行自动化改造，实行计算机系统的监控与管理。从而可以自动采集并监测生产过程的各个参数，并进行优化处理，实现节能降耗。联合站计算机控制系统，大

5、都采用的是单回路给定点的PID控制算法PID控制是最早发展起来的控制策略之一，按偏差的比例积分和微分进行控制的调节器称为PID控制器，它是连续系统中技术成熟，应用最广泛的一种调节器但是在实际的工业生产过程中，往往具有非线性，时变不确定性，难以建立精确数字模型，应用常规PID控制器不能达到理想的控制效果。因此，利用神经网络的自学习能力和逼近任意函数的能力，把神经网络与传统的PID控制有机结合寻找一个最佳的PID非线性组合控制规律,将在一定程度上解决传统PID调节器不易在线实时整定参数，难于对一些复杂过程和参数慢时变系统进行有效控制的不足，从而提高控制器对系统与环境的适应能力和控制效果。美国海湾石

6、油公司于1954年10月，建成世界上第一套自动监控输送系统（简称LACT）装置，解决了原油的自动收集、处理、计量和输送问题，到1967年底，美国陆地石油公司己有75%的原油采用LACT装置。在LACT应用的同时，一些原油处理站出现了以闭环控制为特点的就地自动化控制系统。从六十年代末期以后，计算机及PLC技术已开始应用于油田联合站内的部分生产系统中，但此时联合站集输系统还是处于简单常规仪表控制时期。随着集输工艺上计量站的形成和中心处理站（简称联合站）的产生，集散控制系统（简称DCS）开始应用于联合站集输系统中代替常规仪表。进入九十年代，DCS的功能越来越强，工作也越来越可靠。如HONEYWELL

7、公司的TDC3000系统、FISHER-ROSEMOUNT公司的PROVOX系统等数十个厂商的DCS都在油气处理站有所应用。随着通信技术的发展，SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）即监控与数据采集系统越来越多地应用于油田生产控制与管理中。1.3研究目标研究目标是拟建于陕西省吴起槐树庄地区的联合站。可在一块大约是600mx500m的区域上优先征用。站址周围无大型企事业单位及大型建（构）筑物，距离矿场油库32公里。该地区地势较平坦开阔，土质为黄土。1.4研究的内容计算及说明书部分内容（1）该联合站原油处理能力计算，原油、天然气物性计算；（2）方案设

8、计（确定处理工艺和方框流程）；（3）主要设备选型计算：分离器的台数、尺寸；缓冲罐的大小、台数；脱水器的台数、尺寸；加热炉的台数、热负荷、热效率；泵的规格、型号、类型、功能、台数；储油罐的个数、容量、防火堤等。（4）根据地形测图确定总平面布置；般应提出2个以上的布置方案，选优确定。应考虑的因素包括：平面、竖向、分区、道路、防火间距、消防、风向、周围环境、绿化、油气流向、管线布置等；（5）撰写该联合站总平面布置说明书，完成工程说明书的编制；（6）根据平面布置图和方框流程图确定联合站的工艺流程，撰写流程说明，包括正常操作时的油气水流向、事故（停电）、站内循环时油气流向；（7）进行站内水力、热力计算和

9、设备（如分离器、电脱水器、缓冲罐、加热炉、泵等）的选型计算及数量的确定，完成工艺计算2设计说明书2.1设计资料2.1.1设计规模：原油处理能力：240万吨/年（纯油）（综合含水按75%计）预留原油接转能力60万吨/年天然气净化能力30万m3/d系统配套工程：变电所一座，设置双路电源供电；加热设施，消防泵房一座，通讯装置一套，道路。2.1.2设计基础数据（1）原油物性：密度：865.8kg/m3（20C。）粘度：(50C)22.8mPas凝固点：28C含胶质：22.5%含硫：1.9%气液进站温度：38C天然气物性伴生气组分CH:86.71%4CH:4.39%38CH:1.12%512CH:0.1

10、8%716CO:0.19%2（3）气象、工程地质及水文资料原油初馏点：87C原油含蜡：38.9%含沥青质：11.7%平均气油比：32Nm3/t气液进站压力：0.56MPaCH:4.77%26CH:1.37%410CH:0.19%614CH:0.04%818N:1.04%2地震等级：按6级烈度设防地耐力：7t/m2月平均最咼温度：30.2C。，月平均最低温度：-15Co最小频率风向冬季S,风频5%；夏季W,风频4%。月平均风速：5.2m/s最大冻土深度：1.3m（4）参考设计参数三相分离器进口温度：55C三相分离器出口温度：55C三相分离器控制压力：0.5MPa三相分离器出口原油含水：30%原油

11、缓冲罐控制压力：0.15MPa电脱水器控制压力：0.3MPa电脱水器脱水温度：55C电脱水器入口原油含水应30%电脱水器出口原油含水0.5%电脱水器出口污水含油0.5%原油稳定温度：60Co原油负稳定压力：0.04MPa原油外输温度：60C油罐储存温度：45C50C。2.2站址及自然概况该联合站拟建于陕西省吴起槐树庄地区。联合站可在一块大约是600mx500m的区域上优先征用。站址周围无大型企事业单位及大型建（构）筑物，距离矿场油库32公里。该地区地势较平坦开阔，土质为黄土2.3工艺流程1、正常流程：|注破乳剂气计量气站站外来油T进站阀组T加热炉T油气水三相分离器T缓冲罐T污水污水处理区循环泵

12、T电脱水器T原油稳定塔T（净化油罐）T原油外输泵T计量T外输2、停电流程：进站来油进站阀组油气水三相分离器缓冲罐循环泵事故罐正常流程3联合站工艺计算3.1基础数据计算3.1.1设计规模原油处理能力：240万吨（年工作日：365天）240万吨/年二6575.34251/d考虑油田生产不稳定性，取不稳定系数1.2,则原油处理能力为M=6575.3425xl.2二7890.411do3.1.2天然气处理能力已知来油综合气油比为：32Nm3/t，则天然气的处理量为Q=7890.411X32=252493.152Nm3/dgs3.1.3污水处理能力综合含水为75%，则Qw=7890.411x75%/(1

13、-75%)=23671.233t/d32油气物性计算321原油物性参数计算表3-2-1(A)原油物性物性密度动力粘度气液进站温度平均气油比数值865.8kg/m322.8mPa(50C)38C32Nm/t式中P2温度为tC,20C时原油的密度，kg/m31、密度由油气集输与矿场加工式(2-16)知，在0Co50C。范围内、温度为t的原油密度可按下式计算：(3-1)pt=p20(t-2)温度系数，kg/(m3C),g=1.828-0.00132P2在20C-120C。范围内，原油密度为(3-2)p=廟t1+a(t-2)当780WP21mPa-s时，c=1,a=2.52x1-3t11mPa-s时，

14、c=1,a=1.44x1-3t卩1mPa-s时，c=1,a=.76x1-3t式中卩，卩分别为温度是t(C)和t(C)时原油的粘度，m-Pa-s；tt0a,c系数。3、运动粘度v上tpt(3-4)式中：vtC。时，原油的运动粘度，m2/s;t卩tc。时原油的动力粘度，m-Pa-s；tptc。时原油密度，kg/m3。t以上各式计算出各温度下原油的密度、动力粘度和运动粘度，结果列表如表3-2-1（B）:表3-2-1（B）原油物性计算结果温度Cc）密度P(kg/m3)运动粘度vxlQ-5C/s)动力粘度卩S）38853.54.3036.740852.093.9633.7745848.673.2527.

15、6150845.252.7022.855841.82.2618.9960838.391.915.96计算示例，取t=38C。、密度P20865.8kgm3由式(3-1)第一种计算方法(得2Q)2Q二p(1.828Q.11132p)(t-2Q)2Q2Q二865.8-(1.828Q.QQ132x865.8)x(382Q)=853.5kgm3、动力粘度由式（3-4）卩=22.8mp.s,c=1QQ,a=1.44x1Q-3,5Qa1Qmpas10minQ9373.2609检修时一台停用，t=51=9.35min,满足沉降时间5-30分钟的要求。62、校核气体处理量、计算天然气的压缩因子标准状况下天然气

16、的密度为Pg二0.8633kg/m3P天然气的相对密度为A=0.6677gp1.293a由油气集输P4。式(4-69)，求天然气的临界参数。当5A1时：临界压力：p二(55.3-10.4A?)x105=4.6802MPa临界温度：TC=12+238a0.5=12+238x0.79780.5=206.4767Kg对比压力：P=PP二054.6011二0.1087rc对比温度：T=T.T=(55+273.15206.476二1.589rc由油气集输，满足0Pr2,1.25Tr1.6时，天然气的压缩因子可用下述简便方法计算:Z二1+(0.34T-0.6)Prr(3-7)=1+(0.34x1.589-

17、0.6)x0.1087=0.9935、气体允许流速计算分离条件下气体密度PT_PgsPTZ=0.86330.5x273.150.1013x(55+273.15)x0.9935=3.5701kg/m3由油气集输P式(4-80)计算分离条件下的气体粘度：1431063.61063.6x=2.57+0.2781A+=2.57+0.2781x0.6677+=5.9969gT273.15+55y二1.11+0.04x二1.11+0.04x5.9969二1.3499c=2415x77+844A)5x10-4122.4+377.58xA+1.8xT2.415x(7.77+0.1844x0.6677)x328

18、.151.5“122.4+377.58x0.6677+1.8x328.15=0.0117所以=cexpx(1000二0.0117exp5.9969x(3.5701)1.34991000=0.0117mPa-s=1.17x10-5Pas已知油水的体积比，则液相密度取油、水两相密度近似值为P=0.86p+0.14p=863.948kg/m3low由于液相为复杂的油水乳状液，在管子中还可能存在游离水，油水混合物的粘度很难确定，查油气集输取油水混合物的粘度卩/近似为纯油的5倍。p=5p=5x22.8=114mPa-sl0阿基米德准数A-d3(P-P)gPr(3-8)式中d一油滴直径，取10-4p原油处

19、理密度_(10-4)3x(841.8-3.5701)x9.8x3.5701(1.17x10-5)2Ar=214.2387查油气集输表(3-11)知，油滴沉降流态处于过渡流，则雷诺数R0.153A0.7140.153x214.23870.7146.55er由油气集输P式(3-46)知89dpRge巴，则油滴均匀沉降速度卩Rg_edpg-山x10-5x$55-0.215m/s10-4x3.5701对卧式分离器，由油气集输式(3-61)知，取允许气体流速gh为二0.7Lghh1二0.7xx0.215二0.6321m1.6、理论气体处理能力计算由油气集输P93式(3-68)计算，取载荷波动系数1.4Q

20、gs67858Dle為s(3-9)0.5x273.15二67858x2.4x6.722。75x。215x0.1013x0.9935x328.15x1.4=5.2128x105Nm3/d77720.5483Nm3/d综上所得，选用5台e2400 x8400mm卧式三相分离器，完全能够满足生产要求。332缓冲罐的选取与计算从三相分离器出来的油水混合物含水30%,出口温度55C。，由于管线较短而且外包有保温层，所以温降忽略，进缓冲罐的温度为55C。P557890.411x103841.8二9373.2609m3/d可得Qw=幕X03二4017J118m3/d所以Q=Q+Q=13390.3727m3/

21、d总w根据油田油气集输手册P表2-1-6,选取分离缓冲罐规格为47e4000 x30000mm，停留时间为15分钟，其处理量为16800m3/d。所以缓冲罐台数为二0.7970台n二Q总二133903727Q16800确定缓冲罐台数为n=1台，其停留有效容积为175mao由于罐内压力超过控制压力时，控制阀会自动打开，所以缓冲罐的罐压力可保持在0.15MPao3.3.3电脱水器的选取与校核操作条件电脱水器脱水温度：55C。操作压力：0.3MPa进口原油含水：W30%出口原油含水:0.5%出口污油含水:40min满足电脱水器停留时间的要求。当其中一台电脱水器检修时，n=2台，单台电脱水器的体积流量

22、为：“557.9321“c.V=278.9661m3/h2且120%v=1.2x19.7=230.04m3/h271.9297m3/h1即1.2VVV，所以应选取4台Q3000 x17000mm的电脱水器满足生产。33.4加热炉的选取与计算站内油品需要三次经加热炉加热：从进站阀组出来的含水油到三相分离器要加热a、含水原油进入三相分离器所需加热炉原油进入三相分离器前温度为38C。，三相分离器的操作温度为55C。，因此取加热炉加热到55C,此时油水两相共存，所需热量按两部分计算。原油含水为75%，则:Qo二Go/P=9244.76m3/d=385.20m3/h38q38520G=lxpx0.75=

23、xlx0.75=11556thw0.25W0.25b、加热纯原油时的所需热量由油田油气集输设计技术手册式(7-1-1),计算加热炉的热负荷:(3-11)式中QGmCp-1)/3.6-被加热介质所需热负荷，计算值应圆整至系列值，KW；-被加热介质的质量流量，t/h；被加热介质的定压比热容，KJ/(KgC。)；1被加热介质的入炉温度，C。；CoC=2.018+0.00322(t-100)o12被加热介质的出炉温度,据油库设计与管理计算油品的比热：平均温度:t=(38+55)/2=46.5CC=2.018+0.00322x(46.5-100)=1.845kJ/(kgoC)kw=7890.411/24

24、x1.845x(55-38)/3.6=2864.40c、计算加热原油中所含水所需的热量Q=GCAt/3.6(312)www(3-丄2)Q二GCAt/3.6www=1155.6x4.2x17/3.6=22119.4kw加热含水75%的原油共需热量为：Q二Q+Q二823.20+22119.4二22942.6kwow查油田油气集输设计技术手册上册P605,选用6台微正压式水套加热炉，型号为HJ4000-H/2.5-Q。(2)停电流程加热炉的校核停电流程：原油罐经加热炉至循环泵再到电脱水器。油品温度为4550C。P45=848.677kg/m3,Go二328.9t/hQo=328.9x103/848.

25、677=387.5873m3/h含水按30%(体积)计，贝，GQGw=-X0.3xp=387.5873x0.3x1/0.7=166.1057t/h0.7w加热纯油所需热量：Q=G-C-At/3.6ooo=2554.7945kw加热原油中所含水所需的热量：Qw=Gw-Cw-At/3.6=166.1057x4.2x(55-45)/3.6=1937.9kw加热含水的原油共需热量为：Q=Q+Q=4492.69kwow应据停电流程选用6台微正压式水套加热炉型号为HJ4000-H/2.5-Q，用于含水原油的加热，这样以上所选的加热炉满足要求。(3)、净化原油外输前加热净化罐储油温度：45C50C。，净化原

26、油外输温度：60C；因此取加热炉加热到60C,此时为含水0.5%的净化油，可忽略含水，以纯油对待。油品的比热C=2.018+0.00322(t-100)p二2.018+0.00322x45+50100I2丿=1.8490kJ(g-C)GCQmp3.6豆=环76718490 x(60-空=1266.4kw3.6由油田油气集输设计技术手册知，此过程亦需选用型号为HJ1250-H/2.5-Q的微正压燃烧水套加热炉。所需的台数为：1266.41250 x89%二1.13，取n=2台所以，选用6台HJ4000-H/2.5-Q和2台HJ1250-H/2.5-Q水套加热炉满足设计要求。335罐的选取与计算本

27、联合站设计中需要两种油罐：净化油罐和停电流程中的储油罐，这两种罐可以互为备用。下面对这两种罐进行计算：1、净化油罐站内所需净化油罐的总容量由油库设计和管理式(1-3)v二m2365-P七(3-13)式中V油田油库设计总容积，m3；G油田预计全年输往该油库的原油量,Z；P储存温度下的原油密度，Fm3；“油罐利用系数，“取0.85；N油田储油罐的储备天数，N取3天。已知储罐储存原油的温度为45U50C。，取其平均温度t=47.5C。计算出此温度下原油的密度卩47.5二831.8kg/m3二0.8318“m3油田预计全年输往该油库的原油量G二240 x104x1.2二2.88x1061/a2.88x

28、106x3所以365x0.84867x0.85恥根据油库设计管理选取规格为10000m3的金属浮顶罐，其台数为：n二32814.310000二3.2所以需10000m3的净化金属浮顶罐的台数为n=4台。2、停电流程时的储罐取停电时间为1天，经三相分离器后，原油含水为30%，则停电一天进入事故罐的原油及水的总体积为MV二oP-0.655C7890.411x103841.8x0.7=13356.4318m3根据油库设计管理选取10000m3的金属浮顶罐，其台数为：17083.2576,“n二二1.7110000因此在停电情况下，需10000m3的事故罐的台数为n=2台每台处理量V=13356.43

29、18=6678.2159m3所以此联合站共需10000m3的金属浮顶罐的台数为：n=2+4二6台，其中备用油罐2台3.4站内工艺管线的选取及水力、热力的计算为满足工艺和油田生产要求，本联合站的设计过程中采用：有泵密闭流程以及事故停电流程。管路的工艺计算与设备校核也应针对这两种流程分别进行，并根据实际的生产工况及油罐参数的确定，来进行相关的工艺计算，以选取管路的型号、长度，和进行压降、温降的计算，从而满足设备的工作性能。3.4.1进站阀到加热炉到三相分离器汇管计算与选取该段管路属于气液两相混输管路，原油和天然气在一定压力下可以互溶；部分天然气溶于原油，使原油的密度、粘度等物性发生改变，但影响不大

30、。而同时天然气本身也会发生变化，这在计算时应予以考虑。考虑到三相分离器和管路的有效利用问题，从进站阀组到油、气水三相分离器选用6条管线，分别进入6个三相分离器中，这样可以减小气液分配不均的缺陷。1、管线管径的确定、液相流量计算已知G=7890.411t/d，p=853.5kg/m338原油流量为Qp387890.411x103853.5=9.2447x103m3/d原油含水率为75%,所以进站的液相流量为Q92447Qi=島=-025-=阿漪3/d=0m3/S、气相流量计算天然气的处理能力Q=7890.411x32=252493.152Nm3/dgs进站条件下，气体流量由气体状态方程可得:PQ

31、T1二sgsgTPs式中，P,、T,工程标准状态下的压力、温度，则SS门0.101325x252493.152x311.15Q=g273.15x0.56=52099m3/d=0.6030m3/s、确定管径油气液混合物的流量Q=Q+Q=0.4279+0.6030=1.0309m3/s总lg每根管的流量近似取1.03096=0.1718m3/s由于38C。时，原油粘度v=4.3x10-5iri2/s，取吸入管路的经济流速为v=1.5ms。管径由下式确定小|4-QD=(3-14)XV式中D-管线管径，m;Q一流量，m3；s;v-经济流速,mfs.所以翌=0.3819md=飞v3.14x1.5根据油田

32、油气集输设计技术手册P表8-1-1选用的管线管径0426x6977mm，公称直径DN=400mm的无缝钢管。则混合物的实际流速为V=吕二誤=3.14x0.4122=1.2893m/S2、管路压降的计算用均相型模型计算水平气液两相管路压降，假设气液两相在管路中混合均匀，采用杜克勒I法计算。由油气集输P15式（4-111）得dp九w2一=-pdld2(3-15)其中，九为气液混合物的水利摩阻系数，可由公式九二0.0056得出Re0.32Qp=g=0.5849Q+Q0.4279+0.6030gip=Pp+(1-P)pfgi0.6030二0.5849x1.2930+(1-0.5849)x853.5二3

33、50.04kgm3二0.5849x0.0117+G-0.5849)x1190=493.97mpa-sRe=怛=.412x93x35.4=376.422000Y5.79x10-5Re159.787=2.03X106300VReVRe1所以，流体处于水利光滑区。根据油田油气集输设计技术手册知,此时摩阻系数为九=0.3164/Reoe=0.3164/7994.7。25=0.033此段管路上的阀件见表3-4-2表3-4-2管路阀件名称数量L/d当量长度总计(m)90o弯头4304x30 x0.36391.1130闸阀6186x18x0.363转弯二通1231x23x0.363所以此段关系的当量长度为L

34、二100+91.1130二191.1130m该段管路的沿程摩阻损失由达西公式得V22g(3-18)=1.722m0.033x皿0凹20.36302x缓冲罐到中间增压泵到电脱水器间的管线计算与选取由于缓冲罐控制压力为0.15MPa,而电脱水器控制压力为0.3MPa,故要在中间设置增压泵，缓冲罐顶部设有抽气装置。在此段含水原油的含水率按30%计算。1、从缓冲罐到中间增压泵取流体的经济流速v=1.5m/s,管长L二270moQ二0.1442m3/s，则管径D启二442兀v3.14x1.5=0.3499m考虑到降低压降，故选择管径大一些的钢管，根据油田油气集输设计技术手册P69表8-1

35、-1初选0377x7mm,公称直径DN=350mm的无缝钢管。则混合物的实际流速为：4x0.14423.14x0.3632=1.394ms此段的操作条件与三相分离器到缓冲罐间的操作条件相近，故油水混合物的物性参数值与其一致。混合物的平均密度P=989.26kg；m3运动粘度Y=5.79x10-5（m2/s）雷诺数Re=dv=0.363X1.394=8739.52000Y5.79x10-5597Re=2.03x1061873000VReVRe1所以，流体处于水利光滑区，根据油田油气集输设计技术手册知，此时摩阻系数为0.032=O.3164/Reo.25=0.3164/8739.50.25=此段管

36、路上的阀组见表3-4-3(A)表3-4-3(A)管路阀件名称数量L/d当量长度总计(m)90o弯头1301x30 x0.363270.7980过滤器41004x100 x0.363流量计4454x45x0.363闸阀5185x18x0.363转弯二通2232x23x0.363注：表中过滤器安装在泵入口V22g油品在该段管道的摩阻损失为(3-19)c（270+270.7980）1.46082=0.032xx0.3632x9.8二5.162m2、从增压泵到电脱水器由于流体经增压泵后，粘度、密度等变化不大，故所有物性同上，油水混合物的物性计算（操作温度55C）。取管长L二270m。混合物的平均密度P

37、二989.26kgm3运动粘度丫=2.26x10一5（m2/s）取流体的经济流速v二1.5m/s，则管径=0.3499mD_4Q_4x0.1442一荷3.14x1.5考虑到压降限制，故选择管径大一些的钢管，根据油田油气集输设计技术手册表8-1-1初选0377x7mm，公称直径DN=350mm的无缝钢管。则混合物的实际流速为nd24x0.1423.14x0.3632=1.373ms雷诺数Re=dv=0.363X1.394=8739.52000Y5.79x10-5597Re2.03x1061873000VReVRe1所以，流体处于水利光滑区，根据油田油气集输设计技术手册知，此时摩阻系数为0.032

38、=0.3164/Reoe=0.3164/8739.5。25=此段管路上的阀组见表3-4-3(B)表3-4-3(B)管路阀件名称数量L/d当量长度总计(m)90o弯头3301x30 x0.363229.7790流量计6456x45x0.363闸阀6186x18x0.363转弯二通5455x45x0.363油品在该段管道的摩阻损失为V22gcC(270+229.7790)1.3732=0.032xx0.3632x9.8=3.637m缓冲罐与电脱水之间的高差为零。所以，从缓冲罐T中间增压泵T电脱水器管路上的摩阻损失为h总=562+彳637=泅m3.4.4电脱水器到原油稳定区之间管线的计算与选取从电脱

39、水器出来的原油含水率0.5%,（按0.5%计算），t=55C。此条件下P-841.8kg/m3，px1000kg/m3。取此间管长L二100m。55w此时油品的密度：P-841.8x0.995+1000 x0.005-842.59kg/m3由Guth公式计算出其粘度+2.5p+14.1(p2-18.99x+2.5x0.005+14.1x0.0052-19.23mpa-s运动粘度原油体积流量污水体积流量总流量p842.59P55-22.8x10-6(m2/s)7890.411x103841.8x24x3600-0.1081m3/sQ-0005Q-0005x0.108-0.0005m3/sw0.9

40、95o0.995QQ+Q-0.1086m3/s总ow取经济流速v-1.5m/s，则管径为匝_(4x0.1086_Y3.14x1.5-0.304m根据油田油气集输设计技术手册表8-1-1初选0325x7mm，公称直径DN=300mm的无缝钢管。则实际流速为雷诺数4Q_4x0.1086nd23.14x0.3112_1.430m/s0.311x1.43022.8x10-6_19505Re1_597_2.03x10687300vReVRe1所以，流体处于水利光滑区流区。根据油田油气集输设计技术手册知，此时摩阻系数为九_0.3164/Re0.25_0.3164/195050.25_0.0268此段管路上

41、的阀组见表3-4-4表3-4-4管路阀件名称数量L/d当量长度总计(m)90o弯头3301x30 x0.31140.4300闸阀3183x18x0.311转弯二通2232x23x0.311油品在该段管路的摩阻损失为：(100+40.4300)1.4302_0.0268xx0.3632x9.8_1.078m3.4.5原油稳定塔到净化油罐之间管线的计算与选取从原油稳定塔到净化罐之间的原油物性与加热炉到稳定塔间的物性相同。所以此段亦选0325x7mm，公称直径DN=300mm的无缝钢管。温度t二60C,取管线长度L=350m。此段管路上的阀组见表3-4-6表3-4-6管路阀件名称数量L/d当量长度总

42、计(m)90弯头2302x30 x0.311闸阀4184x18x0.31169.0420转弯二通2452x45x0.311油品在该段管路的摩阻损失为7lV2h=X-d2g(350+69.0420)1.4302一0.0268xx0.3112x9.8一3.79m3.4.6净化油罐到加热炉之间管线的计算与选取净化油管的储存温度为45。50。，现取低按t=45C。计算。管线长度L二250m。原油体积流量二0.1076m3/s7890.411x103P45848.67x24x3600取经济流速v=1.5m/s则管径D斗丝j兀v3.14x1.5壬应二0.302m根据油田油气集输设计技术手册表8-1-1初选

43、0325x7mm，公称直径DN=300mm的无缝钢管。则混合物的实际流速为=1.417m/sQ_4Q_4x0.1076A茹-3.14x0.3112雷诺数Re二Vd二皿7x。311二19328Y22.8x10-6Re-59.7-2.03x106187因为3000VReVRe流体处于水力光滑区。根据油田油气集输设计技术手册知，此时摩阻系数为九=0.3164/Re0.25=0.3164/193280.25=0.0268此段管路上的阀组见表3-4-7表3-4-7管路阀件名称数量L/d当量长度总计(m)90弯头8308x30 x0.311179.7580闸阀2182x18x0.311通过三通2182x1

44、8x0.311流量计2452x45x0.311转弯二通11361x136x0.3111401x40 x0.311油品在该段管路的摩阻损失为=0.0268x(300+179.7580)1.4172x0.3112x9.8=4.56m3.4.7加热炉到外输泵之间管线的计算与选取流量：Q=0.1089m3/s,管线长度：L=350m,温度t=60C根据油田油气集输设计技术手册表8-1-1初选0325x7mm,公称直径DN=300mm的无缝钢管。混合物的实际流速为=1.434m/sQ=4Q=4x0.1089A茹=3.14x0.3112雷诺数Re=Vi=里x旦=19569Y22.8x10-6因为3000V

45、ReVRe所以，流体处于水力光滑区，根据油田油气集输设计技术手册知，此时摩阻系数为九=0.3164/Re0-25=0.3164/195690-25=0.0268此段管路上的阀组见表3-4-8表3-4-8管路阀件名称数量L/d当量长度总计(m)90弯头5305x30 x0.311闸阀3183x18x0.311转弯二通11361x136x0.311178.825过滤器11001x100 x0.3110流量计3453x45x0.311油品在该段管路的摩阻损失为0.311=0.0268x(35+178.8250)x吐2x9.8=4.765m3.4.8事故管线的计算1、从缓冲罐到事故罐之间的管线停电时，

46、从缓冲罐出来的油品直接进入事故罐。取流体的经济流速v=1.5m/s,管长L=250m,Q=0.1076m3/s，则管径翌=壬四|=0.3023m3.14x1.5考虑到降低压降，故选择管径大一些的钢管，根据油田油气集输设计技术手册P69表8-1-1初选“325x7mm,公称直径DN=300mm的无缝钢管。则混合物的实际流速为：nd24x0.10763.14x0.3112=1.417ms混合物的平均密度P=989.26kg.m3雷诺数Re=dv=311x川7=7611.172000Y5.79x10-5运动粘度Y=5.97x10-5(m2/s)59.7TV=2.06x1063000VRVRe1所以，

47、流体处于水力光滑区，根据油田油气集输设计技术手册知，此时摩阻系数为“回64=0.0339Re0.25此段管路上的阀组见表3-4-9(A)表3-4-9(A)管路阀件名称数量L/d当量长度总计(m)90弯头4304x30 x0.363172.0620过滤器21002x100 x0.363流量计2452x45x0.363闸阀1181x18x0.363转弯二通2232x23x0.363油品在该段管道的摩阻损失为V22g=0.0339x(250+172.0620)1.4172x0.3112x9.8=4.7130m2、从事故罐到加热炉之间的管线由3.3.5节计算知停电一天则流入事故罐内的原油量为13356

48、.438m3。事故罐里的油品含水率为30%。流入温度为t=55C。，原油的凝固点为t=28C。，所以要尽快的将原油流入正常的流程，否则就会凝固。现取抽出温度为原油凝固点的温度t=28C(最坏情况)来计算，在24小时内抽完，贝9密度28巴(t-38)二p-(1.828-0.11132p)-(t-38)3838二853.5-(1.8280.00132x853.5)x(2838)=860.51kg.m3动力粘度X(100X36.7)1+1.44x10-3x(28-38)xlg(100 x36.7)-1100=56.24mPa-s由油气集输P20式（5-3）Guth公式计算混合物的粘度+2.5*+14

49、.1*2式中卩原油的粘度，mpa-s；温度条件相同时原油粘度，mpa-s；*含水体积分数卩=卩(+2.5*+14.1*2)0=56.24x(+2.5x0.3+14.1x0.32)=169.78mpa-s混合密度p=0.6p+0.4p0l=0.7x860.51+0.3x1000=902.4kgm3运动粘度罠167.8x10-3p902.4=1.86x10-5(m2/s)D翌=54兀v3.14x1.5=0.37m流量Q=13356.4-0.154m3/s24x3600取经济流速v=l5m/s，则管径根据油田油气集输设计技术手册P69表8-1-1初选426x7mm，公称直径DN=400mm的无缝钢管

50、。则混合物的实际流速Kd24x0.1543.14x0.4122=1.155m；s雷诺数Re=牛=駕存=8817-7420003000ReRe1所以，流体处于水力光滑区。根据油田油气集输设计技术手册知，此时摩阻系数为九-0.3164-0.3164-0.033Re0.258817.740.25此段管路上的阀件见表3-4-9(B)表3-4-9(B)管路阀件名称数量L/d当量长度总计(m)90弯头8308x30 x0.363143.0220流量计2452x45x0.363闸阀1181x18x0.363转弯二通2232x23x0.363所以此段的当量长度为L=200+143.0220=343.0220m

51、该段管路的沿程摩阻损失由达西公式得V22g=0.033x（200际0220）x址0.4122x9.8=1.86m3.4.9站内污水管线管径的确定污水管线图3-4-10污水管线示意图1、三相分离器污水管线三相分离器之前管道里含水流量为Q=7.8904x103x0.75=23671.23m3/di0.25三相分离器之后管道里含水流量为Q=6.5753x103x0.3=3347.57m3/d20.8418x0.7则三相分离器分离出的污水流量为Q=Q-Q=23671.23-3347.57=20323.66m3/dw12=0.2352m3/s取经济流速V=2.0m/s，则管径为D翌=.02352=0.3

52、871mnv3.14x2.0根据油田油气集输设计技术手册表8-1-1初选426x7mm，公称直径DN=400mm的无缝钢管。则污水的实际流速为nd24x0.23523.14x0.4122二1.7651ms其在实际流速在流体流动的经济流速范围内。2、电脱水器的污水管线电脱水器出口原油含水0.5%，按0.5%计算，则输油管里污水体积流量为Q36575.3x103841.8x0.995x0.005=39.25m3/d则由电脱水器脱出污水的体积流量为Q=Q-Q=3347.57-39.25=3308.32m3/dw23=0.0383m3/s取经济流速V=1.5m/s则管径为JD=浮1=0-04m根据油田

53、油气集输设计技术手册表8-1-1初选273x7mm公称直径JDN=250mm的无缝钢管。则污水其实际流速为4Q4x0.0600v=nd23.14x0.2592=1.1394ms实际流速在流体流动的经济流速范围内。3.4.10站内天然气管径的计算本联合站内的天然气来自三相分离器，油气缓冲罐，原油稳定区等，站内天然气管道全部采用统一的管径，主要天然气从三相分离器中脱除。已知天然气的处理量为Q=252493.152x1.2=302991.78Nm3/dgs在该条件下天然气在原油中的溶解度为R=0.5587m3/m3s则溶解在原油中的天然气流量为827.0Q=252493.152x10 x0.5587

54、=170577.9Nm3/d溶所以从三相分离器中出来的气体的流量为Q二Q-Q宀ggs溶=302991.78-170577.9二132413.88m3/d=1.53m3/s取经济流速v=8则管径为J4x1.53=0.489m3.14x8根据油田油气集输设计技术手册表8-1-1初选337x7mm，公称直径DN=350mm的无缝钢管。则输出天然气的实际流速为4x0.6959nd23.14x0.32328.4971ms实际流速在流体流动的经济流速范围内。3.4.11进站阀组间的计算本联合站进站来油经计量设备来计量各组来液的体积流量。如果向总汇管上加药的管线需要检修时，应采用向各个进油管线加药的方法。除此还要确定阀组间内所需阀门型号及数量，过滤器的型号等。1、管径选取油气液混合物的流量Q=Q+Q=0.429+0.6030=1.0309ms/s总lg每根管的流量近似取Q=生=1.0309=0.1718m3/sQ66由于38C。时，原油粘度v=4.3x10-5m2/s，取吸入管路的经济流速为v二1.5ms管径由下式确定式中D-管线管径，m;Q一流量，m3.；s;v-经济流速,m；s.d理=土沖=0.3819m所以“3.14x1.5根据油田油气集