【《地区城市燃气门站主要设备选型计算过程案例》2900字】

地区城市燃气门站主要设备选型计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u17910地区城市燃气门站主要设备选型计算过程案例 1283601.1除尘装置 1211201.2调压阀 3122271.3安全阀 4219891.4清管器 5256451.5计量装置 5184321.6加臭装置 6门站内设备按照门站供气调压能力以及功能的不同而有所区别，主要设备包括调压阀、安全阀、计量仪器、除尘装置、清管装置、加臭装置等设备。1.1除尘装置除尘装置的目的在于对来气中粉尘进行处理。天然气在钢质管道内长距离输送后，气体内常混有许多来自管道本身或者来自气源的杂质，通常为固体粉末，为保证设备正常运行，进入城市输配管网之前都应在门站内设置相应的除尘装置，对上游来气进行再次净化。输配站场的除尘设备要求结构简单、可靠、分离效率高，不用经常更换或清洗，气流通过压降小。目前，输配站场中经常采用的除尘设备包括多管干式除尘器、旋风分离器、过滤分离器。旋风除尘器适用于小气量、粉尘粒径大于5μm的天然气除尘，多管干式除尘器适用于大气量、粉尘粒径大于5μm的天然气除尘，过滤分离器适用于粉尘粒径小于5μm的天然气除尘。本设计中门站处理气量为135.56×104m3（1）计算轴向近期面积，由《石油地面工程设计手册》第五册292页公式（1.4）式中旋风子外管内直径，m；旋风子内管外直径，m；n旋风子的导向叶片数，n=8；δ旋风子的导向叶片进气口端部的厚度，m；一个旋风子的轴向进气面积，m选用108/76规格旋风子（直筒型），旋风子外管为无缝钢管，其内管为无缝钢管。旋风子的阻力系数、旋风子叶片数n=8片，旋风子导向片进气口端部的厚度，代入式中计算得旋风子的轴向进气面积为0.00284m2。（2）计算旋风子根数，假设旋风子轴向进气速度选择，旋风子个数计算公式如下。（1.5）式中N——旋风子的根数，根；F1——一个旋风子的轴向进气面积，mq——操作条件下气体流量，；v1——（3）计算除尘器进出口管径，根据《天然气长输管道工程设计》第290页式（4-3-10）和式（4-3-11）（1.6）式中d1进口管直径，m；d2出口管直径，m；u1进口管内气体流速，取10m/su2出口管内气体流速，取15m/s取除尘器出口流速u2取除尘器进口流速u1按照计算结果，选出旋风子多管干式除尘器设备具体参数如下表。表格1.4多管干式除尘器参数表旋风子个数轴向进气面积导向叶片数旋风子高度80.00326350圆筒部分高度圆锥体高度外管内径内管外径180200100761.2调压阀调压阀的工作目的是对管道来气进行降压和稳压，本设计拟选用自力式调节阀，因为它结构简单、调节灵敏，不需要依靠外部能源即可稳定阀后管道介质压力。调压阀选型根据《石油地面工程设计手册》第五册《天然气长输管道工程设计》调节阀流通能力C计算公式：当时： （1.7）当时： （1.8）式中——主调节阀的流通能力，t/h；————气体在标准状态下的密度，kg/m3——气体流动温度，℃；——气体的压缩系数；——调压阀前的绝对压力，MPa；——调压阀后的绝对压力，MPa；天然气的的压缩系数由本设计1.5.2得：已知站内总管的操作压力P=6.1MPa，操作温度T=20℃。由于，计算出门站所需调压阀流通能力如下表所示。表1.5调压阀所需流通能力表调压阀调压阀前绝对压力（MPa）调压阀后绝对压力（MPa）压缩系数流量(104m3/d)流通能力（t/h）1-93108.0774.95本设计拟选用T22-40型调压阀，其基础参数表如下表所示。表格1.6调压阀参数表流通能力（t/h）公称直径（mm）阀芯直径（mm）稳压精度（％）最大工作压力（MPa）价格（元）8010080±5625401.3安全阀安全阀是用于受压设备、容器和管路上，作为超压保护的设置。当设备、容器或管路内的压力升高超过允许值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止设备、容器或者管路内的压力继续升高；当压力降低到规定值时，阀门应及时自动关闭，从而保护设备、容器或管路的安全运行。本设计拟选用先导式气体安全阀，参考《石油地面工程设计手册》第五册进行计算。（1）安全阀最大泄放量： （1.9）式中——————表1.7最大泄放量计算表标况流量（Nm3/d）天然气密度（kg/Nm3）最大泄放量(kg/h)15.690.7284759.3（2）安全阀通道截面积： （1.10）式中————————流量系数，取0.9；——气体摩尔质量，kg/kmol；——安全阀进口绝对温度，K；——气体压缩系数；——气体特性系数。（3）气体特性系数： （1.11）式中——气体绝热指数，取1.4。经计算，安全阀具体参数见下表。表1.8安全阀通道截面积计算表气体绝热系数气体特性系数最大泄放量(kg/h)流量系数气体压缩系数气体摩尔质量（kg/kmol）安全阀通道截面积（cm1.426547216.281.16拟选用A42F-16C安全阀，具体参数如下。表格1.9安全阀参数表材质铸铁公称通径（mm）100连接形式法兰结构形式弹簧式价格（元）8400~96001.4清管器清管器的主要目的是清除施工和试压期积存在管道内的杂质，主要包括清除管线内部积水、轻质油、甲烷水合物、氧化铁、碳化物粉尘、二硫化碳、氢硫酸等杂质。清管器的具体形式有有三大类，分别为清管球、皮碗清管器和塑料管器类。皮碗清管器较清管球最大的缺点是它们容易越过小的杂质达不到清管效果以及容易被较大的物体擦碰而失去密封性。因此，本设计选择清管球作为门站的清管装置并确定该站选择清管接受装置收球筒的直径设置为比主管大两级的DN400。1.5计量装置本设计拟选用涡轮流量计，其特点是测量精度高、测量范围宽、动态响应好、压力损失小。根据设备说明书，气体涡轮流量计操作条件下的流量计算公式如下：（1.12）式中Qg——操作条件下的气体流量，NmQn——标准状况下的气体流量，NmPg——操作条件下的绝对压力，MPa；Pn——标准状况下的气体压力，取0.101325MPa；Tg——操作条件下的气体温度，293.15K；Tn——标准状况下的气体温度，273.15K；Z——气体压缩系数，上述计算值为0.97。已知近期标准状况用气量为24930Nm3/h，远期标准状况用气量为45030Nm3/h，将数据代入公式（6.12）中，得：参考《气体涡轮流量计选型手册》以及门站管道管径，本设计拟选用LWQ智能一体化显示型气体涡轮流量计，它具有现场指示工况流量功能，可将流量信号远传输出，该产品对比度高，功耗小，具体参数如下。表格1.10流量计参数表公称通径（mm）DN350连接方式法兰连接量程范围标准量程精度1％R工作环境常温常压传感器材质铸铝防爆ExdIIBT61.6加臭装置由于天然气具有易燃、易爆的特点，为了让城镇燃气在泄露时容易察觉，对于无臭或者臭味不足的燃气应该加臭，加臭就是通过加臭设备将臭味剂输送到燃气管道，使其与燃气成一定比例混合。目前对天然气普遍使用的臭味剂是四氢噻吩（THT），它具有煤制气的臭味。一般加臭装置的加臭方式有滴入式和吸收式两种。已知门站出站小时流量为45030Nm³/h，全天供气20h，燃气在空气中达到爆炸下限的体积分数为5.05％，根据《城镇燃气加臭技术规程》（CJJ/T148-2010），最小加臭量可用下式计算。（1.13）式中——加臭剂在空气中达到警示气味的最小浓度值，THT取0.08mg/Nm³；——燃气在空气中达到爆炸下限的体积分数，％。则最小加臭浓度为1.92mg/Nm³，考虑到加臭机加臭量会受到管道材质、长度、腐蚀程度等因素的影响，因此实际加臭量是计算加臭量的2~3倍，取实际加臭量为20mg/Nm³，根据部分商家给出的城市燃气