第二篇 设计计算书

第二篇设计计算书设计资料和原始数据1.1气质参数=1\*GB3①天然气气质、体积百分数表1－1天然气组分组分CH4C2H6C3H8iC4H10NC4H10CO2NOMol(%)94.680.610.410.010.014.130.15=2\*GB3②水露点：在操作压力下≤-13℃=3\*GB3③烃露点：-20℃1.2设计参数=1\*GB3①日处理量：18万立方米=2\*GB3②日工作时间：15小时=3\*GB3③管道埋深处地温：夏15℃，冬3℃，沿线年平均地温：12℃=4\*GB3④总传热系数：1.7W/℃·m2=5\*GB3⑤管壁粗糙度:无内涂层：0.04mm，有内涂层时：0.01mm=6\*GB3⑥母站进气压力：4MPa=7\*GB3⑦天然气进站温度：常温，30℃=8\*GB3⑧年操作天数：350天=9\*GB3⑨设计厂址：吉林市=10\*GB3⑩车用压缩天然气技术指标1.3基本物理化学参数本设计中天然气为干燥天然气，主要组分为甲烷，其主要的物理化学性质参数如下：=1\*GB3①标况密度：0.71757Kg/m3=2\*GB3②相对密度：0.563=3\*GB3③临界压力：4.6MPa=4\*GB3④临界温度：190.52K=5\*GB3⑤粘度：0.011mPa·s=6\*GB3⑥压缩系数：0.93=7\*GB3⑦绝热系数：1.36加气母站输气管线工艺设计2.1压缩系数Z的确定根据《天然气工程手册》准则：输气管线最大流速Vmax=18.3m/s，最小流速Vmin=3~4m/s。设计压力P=4.0MPa，设计温度T=273+30=303K。（3.79）式中Pav——输气管平均压力，MPa。取Pav=P=4MPa，则：2.2输气管管径的确定式中V——输气管气体流速，15m/s；Qg——输气管气体流量，180000m³/d；T——输气管中的气体温度，303K；P——输气管中的进气压力，4MPa；Z——气体压缩系数，取0.91；d——输气管管径，mm。由公式求出圆整后为：2.3输气管管壁厚的确定式中δ——输气管管壁厚，mm；P——输气管设计压力，MPa；d——输气管管径，mm；σs——管子的最低屈服强度，MPa；F——设计因素，取0.6；Φ——管子的纵向焊缝系数，对于无缝钢管，Φ=1.00，双面埋弧焊，Φ=0.85，单面埋弧焊，Φ=0.80；Kt——管子强度的温度减弱系数，当气体温度在123℃下时，Kt=1；C——腐蚀裕量，对净化气C=0mm，微腐蚀C=1mm，中等腐蚀C=2mm，强腐蚀C=3mm。则选用20号钢Φ×mm无缝钢管。第3章缓冲罐的工艺计算3.6.1缓冲罐容积计算缓冲罐的作用是减弱压缩机排气的周期性气流脉动，同时稳定压缩天然气管道中的压力。本设计取缓冲罐操作压力4MPa，温度30℃，缓冲时间按30s计算。将P=4MPa，T=273+30=303K，代入公式，得：视对比压力视对比温度根据、值查图得：Z=0.91气体流量：容积：3.6.2缓冲罐壁厚计算缓冲罐壁选用16MnR低合金钢，低合金钢的最大许用应力[σ]=170MPa。缓冲罐的壁厚计算公式如下：式中Sc——缓冲罐的壁厚，mm；P——气体的操作压力，MPa；D——缓冲罐管外径，mm；[σ]——低合金钢的最大许用应力，MPa；φ——焊缝系数，无缝钢管取0.9，焊接钢管取0.8；C1——钢板负偏差，取0.8mm；C2——缓冲罐腐蚀裕量，取1mm。设计缓冲罐外径为1.0m，代入数据计算：因此，本设计缓冲罐选取公称容积m3，筒体公称直径1000mm，筒体高度mm，工作压力4MPa，设计压力4MPa。3.6.3缓冲罐安全阀的计算安全阀的泄放量：（3.62）压缩机操作压力P=4MPa，由于1.8MPa<P≤7.5MPa，则有安全阀的泄放压力：（3.63）安全阀的聚积压力：（3.64）安全阀的最高泄放压力：（3.65）背压：（3.66）视对比压力：视对比温度：根据Pr'、Tr'值查图得：Z=0.93安全阀通道截面积按下式计算：安全阀通道截面积：（3.67）式中A——安全阀通道截面积，cm2；G——安全阀的最大泄放量，取14946kg/h；P1——安全阀达到最大泄放量时的进口绝对压力，取4.8MPa；K——流量系数，取0.95；M——气体摩尔分子量，取16.07kg/kmol；T1——安全阀进口处绝对温度，取303K；Z——气体压缩系数，取0.93；C——气体特性系数，按下式计算：（3.68