【《某原油稳定工艺流程设计》19000字】

某原油稳定工艺流程设计摘要本题目以河南省某地原油稳定系统为研究对象。根据所需参数，对原油稳定系统进行工艺流程设计。年原油稳定量为18.2192万吨。为了保证能够安全储存运输，需要先活原油先进行稳定。原油稳定的目的是为了让运输和储存变的更加安全、更加可靠，并且回收再利用其中的轻烃组织。本研究的主要目的就是设计原油稳定工艺，根据给出的条件和现有的资料，得出自己的一套流程。首先，给予原始数据特点和现有稳定工艺流程特点确定本设计使用的原油稳定工艺方案。加热炉来油先流向负压稳定塔，之后经过冷凝器来完成降温，最后通过压缩机压缩之后流入储油罐和清油罐之内进行存储。其次对流程中各设备进行工艺参数计算和选型（详细设计参数），经过必选选用了负压闪蒸的工艺方法，通过基本物性计算选择了立式筛板塔、往复式压缩机和水冷器以及各个油罐的型号，并且绘制了相应的流程图，在此基础设施上采用Flunt软件进行模拟，之后对方案进行经济与环保分析。关键词：原油稳定系统；流程设计；Flunt软件模拟目录第一章前言 11.1选题背景 11.2研究意义 11.3文献综述 21.3.1原油稳定工艺的实质 21.3.2原油稳定工艺方法 21.4研究的基本内容，拟解决的主要问题 101.4.1研究的基本内容 101.4.2拟解决的主要问题 10第二章工艺方法的选取 112.1设计概述 112.2.1原油稳定系统的主要工作内容 112.2.1设计原始数据 112.2工艺流程方案确定 122.2.1工艺流程的设计要求 122.2.2工艺方案 122.2.3密闭流程 132.2.4工艺流程 132.3主要设备初步确定 142.3.1设备选择基本原则 142.3.2稳定塔选择 142.3.3压缩机选择 142.3.4冷凝器选择 152.4站址选择及总平面设计 152.4.1站址的选择 152.4.2总平面布置原则 152.4.3设置布置原则 15第三章主要设备的选型 173.1基本物性计算 173.1.1规模设计 173.1.2油气物性计算 173.2原油稳定塔 173.2.1基础数据 173.2.2塔板尺寸的计算 173.3冷凝器 203.4往复式压缩机 223.4.1往复式压缩机结构 223.4.2工作原理 233.4.3设计要求 233.4.4选型 233.5油罐设计 263.5.1设计选型 263.5.2安全规范 273.6冷却水泵 293.6.1概念 293.6.2冷却水泵的结构 293.6.3参数计算 303.7冷却塔 31第四章Flunt软件模拟 344.1网格划分 344.2数值求解 344.3云图结果 344.3.1浓度云图 344.3.2压力云图 354.3.3速度矢量云图 36第五章经济与环保性分析 425.1经济分析 425.1.1设备费用 425.1.2水电费用 425.1.3人工费 435.1.4节能措施 43第六章结论与展望 476.1结论 476.2展望 47参考文献 48附录一

第一章前言1.1选题背景截止于当前，中国所采用的原油稳定方法已经趋向于多样化，但是选择不同的方法就会有不同的结果，另外再加上每个系统自身存在的缺点和设备的原因，也会对生产产生一定的影响，原油的产能会因此愈渐降低。当前因为原油稳定系统与原油生产设备不匹配会产生各种各样的问题。原油稳定系统设计改造过程中，主要面临的问题是如何根据现场的各种生产数据选择合适的生产设备。随着中国经济的蓬勃发展，油田生产规模逐渐由大规模趋向于精细化小规模，也会导致原油的产量和自身特性也会因为生产规模的变化而发生变化，随着时代的发展，原来的生产设备会变得不再适用于计划中的规模。原油稳定系统是联合站处理过程中最重要的部分，它的质量好坏以及产量的多少严重影响着中国油田原油的生产效率，所以，对原油稳定系统的选择是十分重要也是必要的。1.2研究意义原油属于石油中未提炼的一种，由多种烃组成的，在混合物中，也有着很大一部分的轻烃组织。所以，为了保证能够安全储存运输，第一步要进行原油稳定[1]。在油品混合物中，会含有大量的轻烃组分，因此，需保证油品能够安全稳定的运输的前提就是，应先将原油进行初步稳定，而对于原油集输系统，原油稳定为其最为重要的一部分，原油稳定，顾名思义，就是将已经经过净化的原油进行稳定，将原油内部的部分轻烃组分蒸馏出来，而原油稳定的主要目的则是将原油稳定后，能够使其在输送过程中不因温度与压力的变化而产生变化。原油大部分都是轻油和重油，它的热稳定性或者是加入某些化学药品都会影响到原油的稳定。原油的特征有很多，比如，当原油挥发比较大的时候，就是轻质油，当粘度比较大的时候就有可能是重油。很多在油藏中发现的轻组分包括从纯甲烷到重烃，都会对装置造成一定影响。例如甲烷、乙烷和亲窗格玻璃这种最易挥发的烃也存在于原油当中，这些都会影响RVP的数目。但是经过原油稳定的处理，能够将这些烃流体清除掉。原油稳定其实就是一项预处理操作，是由闪蒸罐和分离器组成的，是为了清除轻烃以及硫化氢（H2S）等组分，同时还可以降低蒸汽压力。生产设备的主要目的是为了将井流分成三个部分，通常为油气水三个阶段，同时进行加工变成可售产品。为了使高压容器中的液体进入井流流向分离器，通常使用分离的工艺，同时也可以分离碳氢化合物和伴生气与乳化液。原油稳定工艺主要是为了在经过处理之后能够分离出甲烷、乙烷等轻烃组织，来达到回收再利用，便可以降低原油蒸发量，还降低了油的挥发，同时也避免了很多损耗，得到很多效益，同时也可以降低对环境造成的污染。原油稳定的目的是为了让运输和储存变的更加安全、更加可靠，并且回收再利用其中的轻烃组织。当然，原油稳定的顺利完成还可以减少过程中的成本以及增长其它设备的使用时间。除此之外，还能够减少蒸发和储运时的损失。因为回收了轻烃，所以含在原油之中的饱和蒸气压也得以减小[2]，运输过程中遇到的难处也随之降低。同时，原油稳定也能够降低对环境的污染[3]。本研究的主要目的就是设计原油稳定工艺，根据给出的条件和现有的资料，得出自己的一套流程，并且画出工艺流程图。1.3文献综述1.3.1原油稳定工艺的实质原油稳定在原油处理里最关键且最末端的一个环节，需要使稳定后的原油的饱和蒸气压能够小于当地大气压的0.7倍。为了达到这样的目的，稳定塔就要适当的增加温度或者减小压力来增大气化率，并且需要适当的修改闪蒸温度和压力。截至当前，资料显示，在我国约100套原油稳定装置里，负压闪蒸装置占比高达80%，而正压装置与分馏装置加一起约20%，当中分馏装置约15%，正压装置仅仅只有5%[4]，足以看出，负压装置是多么的占有优势。1.3.2原油稳定工艺方法原油稳定工艺是可以完成油气的密闭运输并且减少损失的很重要的一项工作。意思就是，原油稳定就是把收集起来的原油进行处理，析出轻质烃类然后回收。处理之后，原油就不再挥发，同时也减小了损失，由此看来，原油稳定是能够减小蒸发损耗的根本。资料显示，当前由于原油的各个物性参数的变化，国内不同地区建立的油田联合站中设计使用的原油稳定系统也并不相同。主要的方法有闪蒸法和分馏法，其中闪蒸法又包括正压闪蒸法、负压闪蒸法、微正压闪蒸法和加热闪蒸法，分馏法又分为精馏法和全塔分馏法。但是什么场所具体应该选用哪一种方法是很关键的，这与原油固有的性质、站场工衣、产品的能耗和经营成本和效益都有着很重要的联系。下面就根据这些方法进行了介绍与举例。1.3.2.1正压闪蒸法正压闪蒸工艺[5]的基本特点就是稳定塔里的闪蒸温度较高，压力也比较大，深度高，为了管理方便，流程中也去掉了压缩机一环。处理后的产品里不凝气的数量较少，轻烃产量较多。但是也是存在缺点的，缺点就是拔出率和能耗的偏高，工艺的主要设备有原稳塔、换热器、加热炉与三相分离器。百口泉注输联合站[6]就是采用的正压闪蒸工艺，其规模可达50×104t。截止当前，均处于正常稳定状态，油量稳定到目前为止为79.6×104t/a，并已实现超负荷运行，具体过程见图1-1。先净化原油及装置中的稳定化原油一同进入热交换器完成热交换，温度由60℃升至88℃，之后经过加热炉，再次升温至127℃，再经稳定化塔闪蒸，得到0.37MPa的压力、127℃的温度。稳定塔稳定器底部的原油分别向两个方向流动，以达到降温的效果，一路经过与净化过的原油通过热交换而达到60℃，另一路流向热交换而达到60℃，同时完成冷却后的二路原油汇入稳定器，一起流入储油罐。经过稳定塔稳定后，位于顶部的闪蒸气体首先要到达凝汽器，将温度降低至35℃，然后完成三相分离，分离出来的三个部分分别流向不同的位置：轻油经过泵送到混烃容器，不凝结气流入伴生气管道，其余的回收水则流入污水处理系统。图1-1百口泉原油处理站正压闪蒸稳定工艺流程1.3.2.2负压闪蒸法近年来，负压稳定工艺是国内联合站完成原油稳定主要采用的方法[7]，负压闪蒸工艺的工艺流程图如下图1-2所示[8]。经过脱水后的未稳定原油先进入稳定塔，稳定后的原油直接外输至油库，另一部分是塔顶气，先通过压缩机来增压，是压力达到0.2～0.3MPa，随后通过冷却器降温，降至40℃左右就可以通过分离器分离，分离后，各自流出。不凝气流向天然气处理系统，轻烃流向轻烃储罐，水则进入污水处理系统。图1-2负压闪蒸工艺流程图每个工艺都有自己的利弊，负压闪蒸工艺的优点就是无需加热，再脱水之后可以利用温度直接进行原油稳定，能够节省很多的能耗，需要的条件也比较少，深度也低，流程也相对比较简单[9]。工艺里比较难的部分就是拔出率偏低加上C5含量较多，所以导致运行操作或者管理上都很复杂，弹性很小，而且极容易出现超负荷运作的危险[10]。（1）胜利油田辛一站采用负压闪蒸工艺的联合站喝多，首先举一下胜利油田辛一站[3]的例子。首先是将原油通过加热炉完成加热，之后流向稳定塔，稳定后有分为两部分，一部分是轻组分和水蒸气，进行三相分离，处理后生成不凝气和轻烃。另一部分是违法稳定的一些原油，通过塔底流出来，再次经过换热器换热，回流进行再次循环。（2）石西集中处理站第二个例子就是新疆油田的腹部即石西集中处理站，采用的也是负压闪蒸工艺。首先净化原油和气体一起进入稳定塔内，其中的原油从塔顶进入首先进行闪蒸，气提气则从塔底进入，位于塔底部的已经进行稳定后的原油及可以直接流进原油储罐，之后流入外输泵。位于稳定塔顶部的气体就利用压缩机抽出，之后通过冷凝器降温，降温之后进入三相分离器法进行分离，分离出三部分及分别流向各自的路线：烃液则流入沉降罐，不凝气气体则进入伴生气管线，采出水流向污水处理系统。具体的工艺流程如下图1-3所示。图1-3石西联合站负压闪蒸稳定工艺流程示意图（3）涠洲终端处理厂第三个例子就是涠洲终端处理厂[11]，也是采用了负压闪蒸法,流程图[12]见图1-4。在原油稳定过程中，会因为原油粘度和密度的过大，导致原油中析出气体时会出现泡沫层，这样会影响分离，并且影响正常运作。为了解决这一问题，做出了如下的方案措施：因为原油自身物性是无法改变的，所以原油起泡也是没有办法避免的。所以对闪蒸塔进行改造措施，在起泡后来完成消泡。根据以下两个方法来解决：1）化学药剂童年过化学药剂来解决，加入适量的消泡剂，从根本上破坏泡沫的稳定性，以此来提高分离效果，减少原油的起泡。2）闪蒸塔结构设计=1\*GB3①为了保证能够均匀的进料，避免冲击和喷溅以及流体发生剧烈湍流，采用双管分布盘的进料方式，来减少起泡；=2\*GB3②闪蒸塔选用筛板塔盘，可以使闪蒸塔内液相分布更均匀，可以减小流速，增大气中的液相接触和闪蒸面积，有利于消泡；=3\*GB3③长原油在原油稳定塔内的停留时间，确保能够有足够的时间来消泡。图1-4涠洲终端处理厂原油稳定处理流程图采用负压闪蒸法，有三点优势：综合效益好，能耗最低、投资最少；流程简单，易操作；终端改造工作量最少，停产时间最短。1.3.2.3微正压闪蒸法微正压闪蒸法就是先将油与气分离，再将原油脱水加热。闪蒸法分离于微正压环境中，然后再进行稳定化处理。流程图如图1-5所示。图1-5微正压闪蒸工艺流程图微正压闪蒸工艺的与负压闪蒸工艺原理相同，使用条件也相同，只是闪蒸温度和压力都相对较高。工艺过程也比较简单，原油在80~120℃的温度下，同时塔顶压力在0.12~0.2Mpa之间，没有塔顶回流，这样大大简化了塔顶脱气及稳后油换热系统。从而降低了原油含水率，同时还可以降低油气的分压，提高轻烃的回收率[9]。（一）苏一原稳站举的例子就是苏一原稳站，装置采用的就是微正压闪蒸稳定工艺[14]。未稳定的原油分成两路从两个不同的入口进入原油缓冲罐，第一部分是原油，原油首先先去泵内，通过泵加压，然后进入换热器，与稳定的原油进行换热，然后升温，升温至97℃，之后通过加热炉来加热，温度达到120℃之后，直接进入稳定塔，塔内的操作压力和操作温度分别为0.10MPa和120℃。稳定后，来自塔顶的气体首先先流向空冷器，在空冷器内冷却之后流向三相分离器进行分离，分离出的轻烃流向泵，经过加压就可以直接进入轻烃储罐储存。1.3.2.4加热闪蒸法一般情况下，加热闪蒸工艺的实质就是，先让净化后的原油加热，加热到一定程度后，然后进入原油稳定塔，先正压闪蒸，脱去轻烃，达到原油稳定，脱水温度及原油外输温度基本是一应的，一般情况下为0.2MPa。经过脱气后的原油，分成两路，一路进入热交换器来进行加热，另一路流向加热炉来进行加热，两个加热装置的加热同时进行，在相继稳定之后一起流入稳定塔内，塔内的闪蒸温度是80~120℃直接，闪蒸压力范围在0.1~0.3MPa之间。然后位于塔顶的气体就流向冷凝器进行冷却，温度降至40℃后，才可以进行分离。三部分各自流出，其中：位于塔顶的不凝气就直接进入天然气处理系统进行处理，另一路的轻烃就可以直接流入轻烃储罐进行储存，位于塔底的已经稳定的原油先与脱水未稳定化的原油通过热交换器来进行热交换，然后进行冷却，随后就可以进行外输。图1-6加热闪蒸工艺流程图此工艺圆形的能耗较高，拔出率也偏高，塔顶气携带重组分的质量分数也高，分离效果差，但是操作比较简单。1.3.2.5分馏法在原油不同的分流温度下，通过分馏，得出沸点各不相同的原油组分，之后进行产品加工，这就是分馏法的实质。分离方法又分为精馏法和全塔分馏法两种。（一）精馏法首先先让原油进行油和气的分离，随后进行脱水，完成之后，采用不同温度、不同次数的气化和冷却，使原油实现轻、重组分的分离，从而达到精馏稳定塔的目的。此法相对其他几种方法都较好，此法主要适用于高轻烃组分的原油。精馏法工艺是先将脱水后的不稳定原油与稳定化原油进行热交换，使之升温，再经加热装置升温两次，温度升至230.0℃，然后进入蒸馏塔，蒸馏塔内压力0.20~1.00MPa。原油从塔底稳定流出，与进料原油换热后降温，即可外输。位于塔顶的闪蒸气体首先要先流入冷却器，在内部进行冷却，之后再进回流装置完成气液分离。分离之后的液体分为两部分，一部分需要再次回流到塔顶进行下一次的流程，另一部分则直接流入贮罐进行储存。1-换热器；2-加热炉(器)；3-稳定塔；4-压缩机；5-冷凝器；6-三相分离器；7-轻油泵；8-塔底油泵图1-7精馏原油稳定法流程图（二）全塔分馏法截止目前为止，原油稳定过程中采用的流程方法最常见最普遍的还是全塔分馏法。此方法是利用在内层设置多层塔板来进行稳定的，这样实现了原油轻质组分与重质组分的完全分离，达到了气液平衡。分离技术有许多优点，如它能很好地“切割”原油，既能保证原油中的汽油馏分，又能提取大量轻质原油。由于全塔分馏技术具有很强的应用价值和优越性，因此被广泛应用于油气田系统工程中。对于全塔分馏原油稳产工艺的实施，各方面工作都十分重要。既要满足原油进口对热交换器的要求，又要考虑外部输送起点温度。如果采用全塔分馏技术来进行原油稳定的话，不仅可以直接使原油稳态加热，而且加热温度还比较高，这样就可以根据加热输送要求来安排全塔分馏，而且还不会影响其他的参数。也正是因为上述过程就可以省去很多次加热，并且可以不需要那么多大负荷换热设备，这样也大大降低了原油输送的成本和能耗，还增大了完成的效率。1.3.2.6多级分离稳定法多级分离稳定是指在一定的油气层分离稳定程度下，各油气层的油气均接近于平衡状态。该方法的核心是通过多次连续闪蒸来使原油稳定化。如图1-8所示。这种工艺在国外已得到较多的应用。1-高压分离器；2-中压分离器；3-低压分离器图1-8多级分离稳定原理流程图分离体级一般3到4级，最后结束时的压力一般情况下是小于等于0.05MPa的。中间的过程也是很简单，并且投资相当低。一般可以应用于在油井开采使需要使用的压力比较高的场合，并且此方法还有很多的剩余能量能够使用。一般用于储存的贮罐都需要设置通风系统，这样就可以减小油气损耗。1.4研究的基本内容，拟解决的主要问题1.4.1研究的基本内容（1）通过相关文献的搜集了解原油稳定装置和原油稳定工艺方法的内容、发展以及未来的发展方向，充分的认识原油稳定不同的工艺方法和流程，了解每个方法的优缺点和特点以及它们之间对比的不同，为之后的设计做好充分准备。（2）由于考虑到能源消耗、轻烃回收等因素，每个场所选择的原油稳定流程的方法和过程也各不相同。首先需要对装置进行工艺计算，然后根据计算得出的数据要求来选择出压缩机、原油稳定塔、冷凝器、循环水塔、循环水泵、储油罐、轻烃储存罐、凝液罐等，还进行了原油稳定化工艺比选和其他设备初步选型。（3）按原资料及各设备的要求进行原油稳性系统流程设计、工艺设备最终选型以及布置，设计出最终的最优方案。（4）使用Flunt软件模拟和分析数据。（5）选站地点。（6）根据流体的特性和处理要求，选择相应的设备、适当的管路方向，确定各设计参数，进行经济分析。1.4.2拟解决的主要问题原油稳定化系统流程的设计为：加热炉把稳定后的原油输送至原油稳定塔内，在塔内进行稳定，稳定后的成分再各自流向不同的设备，位于塔底的水就直接流入污水处理系统。从塔中部流出的的稳定后的原油，先；流至分离器进行三相分离，通过分离之后得到的原油则流去凝液罐，随后进入轻油罐，最后流出的的原油再经过泵加压之后进行外输；分离得出的水则直接流去污水处理系统；分离出的气体则流向压缩机，通过压缩机进行增压，随后流入冷凝器内进行降温，降温之后的成分则送入分离器进行三相分离，分离得出的水则流向污水处理系统，分离出的气体就作为不凝气外输，液体部分则进入凝液罐，紧接着进入轻油罐，通过泵加压后进行外输。基于原始数据对该工艺流程进行工艺参数计算、设备选型和局部模拟计算。本设计要求对某原油稳定系统进行工艺流程设计，包括方案选择，设备选型，参数计算以及Flunt软件的模拟等等。重点进行对各个主要设备的选型设计，并且安全因素也是设计中重要的一部分，要充分的考虑各类自然因素以及人为因素等不可控因素。要进行环境影响评估和经济性分析，降低原油稳定装置对周围的影响，提高效率。

第二章方案论证2.1设计概述2.1.1原油稳定系统的主要工作任务原油稳定系统的主要目的其实就是利用电脱水来实现原油脱水，使原油再脱水后能够保持稳定，并且需要暂时储存稳定后的原油。除此之外，还要处理稳定后产生的非凝聚性的气体，进行分类以及处理，最后还要回收处理产生的轻烃。2.1.2生产参数年操作时间：330d，原油入塔操作压力：0.02MPa，管线设计压力：1.60MPa，原油入塔操作温度：65.0℃(最低)，原油稳定塔塔顶操作压力：-0.03MPa，原油稳定塔塔顶操作温度：65.0℃(最低)，塔顶压缩机入口操作压力：-0.04MPa，塔顶压缩机出口操作压力：0.30MPa，塔顶压缩机出口操作温度：冷却后≤70.0℃，压缩机出口冷却器出口操作温度：40.0℃，正压分离器操作压力：0.30MPa，正压分离器操作温度：40.0℃，不凝气入汇管(外输)操作压力：0.80MPa2.2工艺流程方案确定2.2.1工艺流程的设计要求​​​油气田开采权应按可允许的范围进行规划和总体设计，并逐步实施。并根据要求，合理地进行布局。及生产过程中产生的三废等按规定严格进行处置。2.2.2工艺方案通过对比，此次设计选用负压闪蒸法来进行原油稳定，当前的原油稳定度是465.75t/d，轻烃回收量7.92t/d，轻烃回收率为1.7%，回收不凝气1450m3/d，原油稳定度为0.3%。（1）初步工艺流程缓冲罐进油到原油稳定塔，塔顶分出的轻组分经压缩机进入水冷箱，液相则进入分离器进行分离，分离产生的气相与水冷箱流出的气体结合，一同进入压缩机，在压缩机内进行增压，增压后从压缩机出口流出进入水冷箱和冷凝器，分离产生的液相则直接进入凝液罐，流经轻油罐后，通过泵的增压，随后外输。（2）设备初步选择2-1

基本设备表序号设备名称单位数量备注1稳定塔座2一用一备2压缩机台2一用一备3水冷器台2一用一备4分离器台15凝液罐具2一用一备6轻质油罐具2一用一备7冷却水泵台38风冷箱台19水冷箱台12.2.3密闭流程原油稳定系统中的流程分为好几种，有封闭流程、事故流程以及辅助性流程，但是一般情况下，最常用的流程还是封闭流程。本设计为了降低非凝析气和轻烃的损失，所以最终选择了封闭流程。2.2.4工艺流程原油稳定系统工艺流程示意图如图1-9。图1-9原油稳定系统总工艺流程图2.3主要装备的初步确定2.3.1设备选择的基本原则在选择各个装备的型号时，需要注意要让适用性和先进性相结合，两个缺一不可，要注意选择市场主流装备，不要选择太冷门的设备，最重要的是，选择的设备要保证安全可靠。2.3.2选择稳定塔稳定塔设备的类型和型号有很多，每个之间的形式以及应用条件也各不相同。但是按其内部结构是分为板式塔和填料塔两种的。在一般情况下，负压闪蒸工艺大部分都会采用板式塔，所以同样，此次设计选用的也是筛板塔。它具有自己独特的特点，建筑结构简单、成本非常低、气流压降小、塔板液面下降小。除此之外，此塔的操作弹性很小，因为孔径小，所以也会导致极其容易就会造成堵塞。因此，设计时应尽量避免这些问题，并应根据塔的进风量设计稳定塔和筛孔尺寸。2.3.3压缩机选择选择压缩机时可选用螺杆式和往复压缩机。如采用气密性密封，气密性应满足气密性要求。如需试压缩机运转时，需准备备用压缩机，备用压缩机与工作机选用相同。由于这种设计的原油不会产生太多气体，所以我选择往复式压缩机。2.3.4冷凝器的选择冷却方式有很多空气冷却和水冷却。如果空气冷却达到了一定要求的时候，就需要采用空气冷却的方式。在一般情况下，大多会采用水冷，在采用水冷却是还要应该循环使用冷却水。根据气象条件，此次设计选用风冷箱或水冷箱。按照已给的任务书中所给的原始数据，我选择了水冷箱，一般情况下，它都是与循环水系统、冷却塔和循环水泵这些一同配套使用。为保证冷却水的温度和流量能满足冷凝器的使用要求，可按所需的冷却水量选择冷却塔和循环水泵。2.4站址选择和总图初步设计2.4.1站址的选择据资料显示，原油稳定化系统位于河南省某城镇一侧，处于平原，土壤肥沃，可作为稳定系统使用。2.4.2总体布局原则风的频率和方向是影响原油稳定器和储油罐位置的主要因素，因此需要将储油罐安置在一个比较高的位置上，在对风向进行选择的时候，就需要看一年中频率最低、风速最小的上风向；并且为了环保和经济，设计时应使设计更简单，效率更高，节省费用，也便于维护；储油罐储油罐和外输泵必须接近，这样才能使泵更有效；危险的储油罐区和放空区也应设围栏，以避免造成人员误伤；危险区之间的间隔必须大于等于指定的空隙。2.4.3设备配置原则在设置原油稳定系统所需的各个设备和建筑物的时候，必须要根据工艺特点进行布置，需要在每个生产区域之间设有道路来进行连接，以避免随后的维护、事故、检查等造成不便。（1）原油稳定区原油通过加热炉流向原油稳定塔，位于塔顶的轻组分析出，进入压缩机，随后进入冷凝器进行冷凝；气相流至压缩机，在压缩机内进行增压，增压后流进冷凝器进行冷凝，完成冷凝后的气体流出，或是作为燃料或是外输，液体则直接流入凝液罐，随后进入轻油罐临时存储；文娱稳定塔底部的稳定后的原油流出，然后进入直接储油罐进行存储。(2)原油储罐该设计中所选择的设备有冷凝器、轻油罐和储油罐三种类型，每种类型之间的间隔距离最小为2米。(3)收集污水处本网站内设有污油罐和污油罐，污油罐的主要位置是污水集中处理厂，处理含油污水和处理生活污水是不一样的，方法和形式都是不相同的，处理含油污水所用的污油罐中存在的原油也是有用的，需要回收再利用，经过处理之后的污水才能再排放，不然会严重影响到当地的生态和环境。(4)消防泵房此次系统特意设计了一个专用的消防泵站，供全厂设备及建筑物消防使用。设计消防泵站时要注意：开泵后，必须在5分钟内，能让消防水喷入建筑物或设备中。

第三章设备选型3.1基本物性计算3.1.1规模设计（1）原油处理能力实际处理能力Q0为465.75t/d（19.41t/h）(年工作日：365d)。取不稳定系数1.2，则理论原油处理能力Q0L为558.90t/d（23.29t/h）。（2）轻烃处理能力已知轻烃回收量为7.92t/d（0.33t/h）,轻烃回收率为1.7%。（3）不凝气处理处理能力不凝气处理量为1450m3/d（60.42m3/h）。3.1.2油气物性计算（1）原油密度:ρ50=826kg/m3（2）原油粘度:γ50=5.76MPa·s（3）原油凝点:30.0℃3.2原油稳定塔此次设计选用的原油稳定的工艺方法是负压闪蒸工艺，最重要的设备是负压稳定塔、冷凝器和压缩机等。对比其他各油田，大部分都选用的是筛板塔，所以此次设计也选用筛板塔，筛板塔的优点就是结构比较简单，加工也很容易，并且工作效率还高。3.2.1基础数据已知：负压闪蒸稳定塔的参数为：加热炉来油26.03t/h，原油流量为30.61m3/h，压力为0.14MPa（绝），温度为68℃。运行温度原油密度为804.7kg/m3，粘度6.54MPa·s。不凝气体积流量V为133.33m3/h（362.75），不凝气密度ρV为7.698kg/m3，原油体积流量L为30.61m3/h，原油密度ρL为804.7kg/m3。3.2.2塔板尺寸的计算（1）计算塔径根据规定，原油稳定塔的喷淋密度最适宜的范围是40m3/(h·m2)～80m3/(h·m2)之间，在此次设计中，选用的L'值为50m3/(h·m2)；在原油稳定装置中打到的处理量的适宜的范围是80％～120％之间，在此次设计中选用的数值为120％。塔内径计算如（3-1）所示：（3-1）式中：D—原油稳定塔的直径，m；L—体积流量，m3/h；L’—喷淋密度，m3/(h·m2)。代入数值，得出D的取值为0.97m，要考虑取整，所以D取值为1.00m塔截面积计算公式如（3-2）所示：（3-2）代入数值，得出塔截面积为0.74m2。（2）进料分布盘稳定塔选择的分布板的形式是筛板，在对筛板进行选择时，要注意塔板上要留有通道，这样才能使气体上升，筛孔的直径最终选择12mm，因为分布盘直径是0.65倍塔径，所以分布盘直径为0.65m。计算盘上小孔数公式如（3-3）所示：（3-3）式中：do—为小孔直径，取12mm；H—为盘上液头高度，取H=0.15m；C—取0.65。n=68A=8.03×10-3m2小孔液流流速的计算公式如（3-4）所示：：（3-4）式中：w—小孔液流流速，m/s；A—小孔面积，m2；Q—原油体积流量，m3/s。所以得出液流流速为1.06m/s。（3）压降核算压降核算公式如（3-5）所示：（3-5）计算得压降核算∆p=1.26kPa,按照规定，小孔允许压降要<1.78kPa，经过比对，上述计算是满足要求的。（4）塔高计算H1200mmH22.0mH32.0mH44.0m，HD2.2m。稳定塔的塔径D>800mm，所以用分块式塔板结构，塔板分块数取3。为了便于安装和维修，对直径D≥1m的板式塔，，需设检修人孔。表3-1塔板间距与塔径的关系塔径/m0.6~0.70.8~11.2~1.41.6~3.03.2~4.2板间距/m0.3~0.450.35~0.60.35~0.80.45~0.80.6~0.8稳定塔的塔板间距与塔径的关系如表3-1，因为塔径为1m，故选板间距600mm，人孔处的板间距选择为800mm。在液体流入储油罐的时候，储油罐底部的高度一般是取决于储油罐能够储存的高度以及输送管道的摩擦力的大小的，摩擦力的多少就决定了底部的高度。在一般情况下，油品在塔底的停留时间大多都是3min～8min。此次设计选择5min的停留时间，上述论文已经计算过的，30.61m3/h的原油流量，以及3.061m3的塔底原油体积，经过计算，得出塔的高度为4.85m，圆整为5m进行计算。一般情况的液位都是4m，所以塔的底部的高度一般都是6m。塔高H的计算结果为13.7m。通过计算，原油稳定塔直径Φ为1000mm，H为13700mm。（5）裙座此次设计中裙座选用碳素钢材料，此处选用Q235-B作为裙座材料，选圆筒形裙座，制作也十分方便。内部设置梯子为了便于检修。（6）保温需要选用厚度为100mm的微孔硅酸钠和密度为300kg/m3的保温材料，最终选择微孔硅酸钠。3.3冷凝器冷凝器的进口流量195103m3/h，进口温度为60.0℃，出口温度40.0℃，冷物流循环水的进口温度为28.0℃，出口温度为38.0℃，冷却用水流量36t/h。选择列管式冷凝器并根据两种流体的温度变化来进行设计。（1）基本的冷却参数=1\*GB3①定性温度冷却水：入口温度为28.0℃，出口温度为38.0℃。循环冷却水的定性温度t1为33.0℃。混合烃：入口温度60.0℃，出口温度40.0℃。混合组分的定性温度t2为50.0℃。物质之间的温差t1-t2为17.0℃<50.0℃，所以选择固定管板式冷凝器。=2\*GB3②物性数据表3-2混合烃和水的参数名称温度℃密度kg/m³粘度mPa·s比热容J/(kg·℃)混合烃40．0608.4810.221水42.8993.9190.624.2×103（2）热负荷热负荷计算公式如（3-6）所示：（3-6）式中：Q—热负荷，kw；qm热—水的比热容，J/(kg·℃)；t—温度差，℃；C热—原油体积流量，m3/s。代入数值可得，热负荷的值为357.12kw。（3）计算有效平均温差公式如（3-7）所示：（3-7）式中：—逆流温差，℃。代数得出有效平均温差为16.55℃。（4）换热面积的计算根据管程走水的数量，以及壳程走混合烃的数量，总传热系数K应该在470~815W/(m2·℃)之间，此次设计暂时取K为600W/(m2·℃)。换热面积计算公式如（3-8）所示：：（3-8）计算得出换热面积A为35.96m2。（5）换热器规格立式固定管板式换热器的规格如表3-3所示。表3-3换热器规格公称直径D600mm公称换热面积A50.5m2管程数Np4管数n222管长L3.0m管子直径管子排列方式正三角形（6）换热器的实际换热面积计算公式如（3-9）所示：（3-9）计算得出换热器的实际换热面积为50.54m2。（7）总传热系数计算公式如（3-10）所示：（3-10）计算得出总传热系数为426.95W/(m2·℃)。3.4往复式压缩机3.4.1往复式压缩机往复压缩机是容积式压缩机其中的一种，在现有的石油化工的装置中，一般情况下都是用于气体的输送或者是用来给气体增压的。压缩机的实质就是利用曲轴带动连杆转动，使活塞能够做往复直线运动，让气缸能够吸收足够数量的气体。从机械结构上来看，压缩机的主要结构大体分为三个部分：(l)传动装置；(2)缸体活塞组件；(3)机体部件。3.4.2工作原理曲轴在电动机的带领下进行自发的转动，中间连接的连杆传动因为曲轴转动也会带动活塞转动，活塞作往复运动，由此，就会产生一系列的转动，这些转动是发生在缸体内壁、缸盖和活塞组成的密封容积上。所以气缸体内的容积也会因为活塞的转动二产生变化，容积会随之增大，在增大的过程中，外面的气体从进气口流入气缸内部，知道容积达到最大的时候，内部的气体达到饱和状态，外部的奇特就再也进不来的时候，就会关闭进气口；同样当活塞做反向运动的时候，气缸体内的容积会也会因为或萨斯转动而产生变化，但是与之相反的是，容积会减小，气体压力也会随之升高，当气缸内部的压力高于排气压力的时候，排气门就会自动打开，气缸内的气体会跟随活塞的移动而变化，气体会向特定位置进行移动，随后排气门就会关闭。上述所说，就是活塞一整套的循环动作，重复上述过程，工作会重新开始循环。3.4.3设计条件(1)符合工艺所需的排放、排气压力和对使用条件的要求；(2)具有很长的使用寿命，且使用可靠性较高；(3)运行经济性较高；(4)具有良好的平衡能力；(5)便于维修；(6)尽可能引进新的结构、技术和材料；(7)较好的制造过程；(8)尽可能使机器的尺寸小、重量轻。3.4.4选型选择压缩机时，应根据压缩机的用途、运行条件、排气量、排气压力、制造条件、传动方式及占地面积等条件，确定压缩机的型号及系列。(1)选择气缸排列方式压气机缸体类型多，根据气缸轴布置形式可分为：卧式、立式、L形、V形、W形、星形、对称形。卧式、对称型平衡的压气机动力平衡性能较好，运转平稳，适合大、中型压气机；立式压气机目前只在中、小型压气机上使用，使压气机在人体可操作范围内，而中型压气机主要在五档压气机上使用；L、V、W、星等角压气机适合中、小型压气机。L形、V形、W形、星形等存在的优点为：在曲轴上的重量不平衡时，可以用一阶惯性力的合力来进行平衡，因此，机器需要有很大的转数。各缸之间都错开了一定的角度，这样有利于气门可以安全的安装。气阀的流通面积也会因此而有所增大。位于中部的冷凝器与级间管道是可以直接安装于机组内，并且结构较紧凑。此次设计属于大型中压压缩机的常规设计，综合考虑了其它设计参数和市场情况，采用的是V型结构。(2)选择运动机构活塞式压缩机有两种运动结构：不带十字头和带十字头。不连接十字头的机台的结构特点就是结构比较简单而且紧凑，机台的指示高度较低，对应的机台重量也较轻。但没有十字头的压气机，只能做单动式，所以会大大降低气缸容积的利用率，漏气量也会较大，气缸工作面所受侧力也较大，会导致活塞容易磨损。除此之外，气缸里面的润滑油的量也会比较难控制。没有十字头的压气机，一般情况下只适合作垂直、V形、W形及扇形压缩机。在120-150KW的压气机功率条件下，无十字头压气机要比有十字头压气机重。小尺寸活动装置上使用的压缩机，需要轻量、紧凑，便于移动，一般大多会选择无十字头的运动机构。具有十字头的运动机构的特点就是一下几点：因为具有十字头，所以在气缸的工作面上不用受来自连杆上的侧向压力的影响，这样一来就可以减小气缸与活塞之间的摩擦和磨损，而且还可以充分利用气缸容积，润滑油也易于控制；填料密封也可以设定，这样的话，漏气量也会减小，尤其是对于易燃、易爆、有毒气体，就应该也只能采用这种结构。同时，带十字头的压缩机，其主要部件如十字头、柱塞杆、填料等，使得机器结构复杂，高度、重量及相应增大。在一般情况下，因为固定压缩机的功率都比较大，而且尤其是在工艺流程过程中使用的压缩机都需要机器长时间连续不停的运转，因此大多采用带有十字头的压缩机。国内固定动力压缩机一般都是采用排气量为10-100m3/min，功率为60-630KW的带有十字头的结构。因为此次设计采用的是大功率的V型压缩机的设计方案，加上上述条件，所以选择了带有十字头的运动机构。(3)级别选择和各级压力比分布情况在需要多层压缩时，工业用气体就需要更高的压力。多段压缩有以下优点：可以降低排气温度；又节能；还可以提高缸体容积系数；并且减小活塞活塞力最大值。当选择压气机系列时，需要按照下面介绍的几个原则：要尽可能的使压气机耗能最少，排气温度需要再使用条件许可范围内，整机重量尽量要轻，成本还低。要让机器有更高的热效率，级数越大就越好，但是，每一级的压力都要小于这个值。同样，级数越多，阻力损失就越大，机械总效率就越低，结构就越复杂，成本也就越高。所以，必须根据压缩机自身的容量和工作特性，来对级数和各等级压力比进行一下对比选择。因为本设计选用的是V型压缩机，借鉴市场上常用的压气机型号，所以此次设计选取的级数为三级。(4)选择列数一个连杆对应的活塞及称为一列活塞。压缩机列数又分为单列和多列两种。压缩机的选型主要取决于排气量、排出压力、机型和级数，这四个参数对压缩机的选型是十分重要的。垂直结构能用来支撑单列和多列压气机；水平结构能用来支撑单列和双列结构；对称平衡结构只能用来制造多列压气机，并且压缩机的列数又不能是奇数；对置结构的特点就很单一，只能制造成多列压气机。各等级汽缸的布置原则如下：对每列往返进行等效活塞力测试。这种情况下，可以充分利用去冰链机构，其重量较轻，惯性力较小，机械效率较高。另外，由于往返的功也是近似相等的，因此飞轮的重量也比较轻。通过设置气缸的排列方式，使漏气量降到最低。本次设计采用的是V型结构，综上所述，选择了多列压缩机，缸数为4。(5)工作压力(排气压力)选择进口压力-0.04MPa，出口压力0.30MPa，进口温度50.0℃，出口温度75.0℃。在选择压缩机时，要知道工作压力之后，还需要0.1~0.2MPa的余压，再选择压缩机。最终出口压力选择了0.40MPa。(6)选择体积流量当选择压缩机的体积流量的时候，最主要的是要了解其它设备的容积流量，之后再用1.2倍的总流量来计算确定出压缩机最终的体积流量。经过计算，压缩机有160.00m3/h(2.6m3/min)的容积流量。(7)功率的选择动力和工作压力、体积流量之间存在着很紧密的联系，在功率不变的情况下，当转速改变时，流量、压力也随之改变。选择功率时，要在保证工作压力、容量的前提下，供电系统的功率也能保持在足够使用的功率数值。通过对参数的计算和选择，以及对其他因素的考虑，最终选择的压缩机型号为2D5.5-24/0.4，具体参数见表3-4。表3-4压缩机参数表产品型号容积流量Nm3/min进气压力MPa(G)排气压力MPa(G)转r/min速水耗量t/h压缩机机组尺寸L×W×H（mm）重量t功率kw电压Y2D5.5-24/0.4240.041.1420243938×1725×21836.51603803.5油罐设计3.5.1设计选用对原油稳定工艺流程而言，对于各工序生产的产品气体输送都应该有与之相对应的储罐来存储，所以采用相应的储罐储存是必要的，因此在原油稳定流程中，储罐的设计和使用是关键。国内有关油罐的设计步骤和法律法规都要遵循。3.5.1.1凝液罐(一)参数选择（1）设计压力与计算压力设计压力0.3Mpa，元件所受的压力要小于5%的设计压力，因此取0.3Mpa作为计算压力。(2)设计温度测定我们知道的设计温度是50℃，取操作温度50℃。(3)焊接接头系数选用双面焊对接接头，系数选取0.85。因此，凝液罐所需的温度是50℃，压力是0.3MPa。3.5.1.2轻油罐从规范要求中可知：=1\*GB3①轻油罐的设计与制造应该符合国家和行业现有的标准规范；=2\*GB3②要重视工艺管理，禁止超温、超压运行；=3\*GB3③按照各个工艺的特性，做好防腐的工作；=4\*GB3④氮封设施是保证罐体重要手段。氮密封设计遵，实现了储罐的安全经济运行。3.5.1.3储油罐对多功能储油罐进行设计时，应注意整体式储油罐的设计成本应控制在合理设计储油罐时所用的材料、加工罐体及制造成本高的制造成本，则应考虑其得不偿失。所以，在进行多功能储油罐设计时，必须做好相应的成本预算工作，并且要根据相应的储罐设计的难度，进行简单的预算，选择出满足生产需求的方案。多功能储油罐在设计时，为了实现一罐多井的集，需要储油罐本身满足相应的接口设计。多用储油罐若要满足多用功能要求设计生产储油罐时，顶部要有油孔和透光孔储油罐接近工艺阀组的部位设置，还应安装一定数量的输油工艺管道储油罐实现设计目标。罐体温度60℃，压力0.03MPa，水分0.05%，密度791.90kg/m3。原油处理量为624.66d/t,体积流量为788.71m3/d，设计的储油罐为中转油罐，因此设计的容量为1000m3。3.5.2安全规程3.5.2.1防腐蚀设计(1)储罐防腐蚀设计应根据(GB50393)钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范(SH3022)和(GB50393)石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范(SH3022)等标准的规定进行，涂料应根据不同储罐介质的储存特性进行选择。(2)储罐底部的边板应采用有效的防水防腐措施，防水材料应具有良好的抗腐蚀性、抗老化和弹性。(3)盘梯踏步和平台整体均应采用镀锌碳钢格栅板的类型。(4)罐内防腐和新建罐体外防腐表面处理应采用磨料喷射法处理，内壁最小要求Sa2.5级，外壁最大要求Sa2.0级，当外壁腐蚀严重时，外壁宜采用磨料喷射法处理。3.5.2.2防雷防静电(1)雷电防护设施①当钢制储罐顶板的钢体厚度大于等于4mm的时候，罐顶是不能设置避雷针。②位于内浮顶储罐顶上的中央透气孔，上面应该安装阻火器。③罐体应作环状防雷接地，接地点不得少于两个，且接地点应沿罐体周向或对称布置，接地点的周距应小于30m。④导线应在离地0.3m到1.0m的地方敷设断头，断头宜为40mmx4mm，不锈钢材质，断头处应安装两根M12不锈钢螺栓和防松3.6冷却水泵3.6.1概念水泵是一种流体机械，是把机械能或其它能量从原动机输送到泵中的液体，是增加液体能量的机械。泵分四类：单级泵、多级泵、立式泵以及卧式泵。3.6.2冷却水泵的结构（1）叶轮叶轮是离心式泵的主要组成部分，它的实质是把原动机的能量传给液体。叶片的基本组成材料有铸铁，铸钢和合金钢。叶片分为单吸叶轮和双吸叶轮，所述的叶轮由带毂的轮盖组成。在通常情况下，叶片是6-12片，但是具体的数目还是要根据叶轮的使用情况而定。（2）压水室压水室是叶轮出口法兰盘过流至泵出口法兰盘的部分，它的主要作用就是将从叶轮中流出的液体集中，一起输送到下一级设备里，这样可以减少从叶轮排出的流体的流速，从而实现从动能转化成压能，从而减少下级叶轮或管道系统的液体流失，可以消除下级叶轮或管道系统中液体的旋转运动，同时也避免了水利损失。（3）吸水室吸水室是指泵进入到叶轮前的主要部份。与压水室相比，吸水室就相对没有那么重要了，因为其水动力损失要小于压水室。设置吸水室对泵的抗空化性能有很大影响，因此，如果损失达到最小的时候，吸水室的设置要尽可能的保证分布相对均匀，并且还要保证吸水室内的流速能够保持平稳，并且逐渐成为叶轮的入口速度。（4）轴轴用来传递力矩，带动叶轮转动。轴的受力很复杂，主要承受重力、叶轮旋转引起的离心力和叶轮外缘力不平衡而产生的附加力，并且还同时受到静、动支撑力的作用。轴一般选用碳素结构钢或高强度的合金钢制造。3.6.3参数计算（1）水泵扬程冷却水泵所需扬程计算公式如（3-11）所示：（3-11）式中：Hf，Hd—冷却系统总的沿程阻力和局部阻力，mH2O；Hm—冷凝器阻力，mH2O；Hs—冷却塔中水的提升高度，mH2O；Ho—冷却塔喷嘴喷雾压力，mH2O，约等于5mH2O。H通过代入数据，得出水泵的扬程为144.7m。（2）冷却水泵流量根据上述冷凝器的设计数据，可以准确的知道冷却水泵的流量，两个冷凝器的冷却水量相为54t/h。（3）冷却水泵选型根据工艺要求，对流量Q、扬程H进行了合理的计算，选择了泵台数量、型号、型式，以满足工艺要求的水量和水压。确定水泵台数和运行方式，在经济和管理上做到投资最小，维护费用最小，且正常运行能耗最小。最后选用了长沙三昌泵业有限公司的DF25-50×5型号，具体参数见表3-5。“DF”-表示单吸、多级、节段式耐腐蚀离心泵。“25”-表示泵的流量(m3/h)。“50”-表示泵单级扬程(m)。“5”-表示级数。表3-5水泵详细参数表型号流量扬程转速轴功率配带电动机效率气蚀量叶轮直径QHnPam3/hL/smr/minkw功率kw型号%mmmDF25-50×5287.78235298035.845Y225M-2502.8196（4）注意事项=1\*GB3①系统使用水泵时，选用相对应流体介质的水泵；=2\*GB3②注意补水泵的补水量，计算要准确；=3\*GB3③注意水泵使用环境，根据环境选择相应保护等级的水泵；=4\*GB3④注意水泵进出口管径，需要与水力计算的管径有所对应，一般管径比水泵管径大一号；=5\*GB3⑤注意水泵运行噪音及电压等级等相关参数；=6\*GB3⑥根据不同情况考虑水泵安全系数，冷冻水系统一般取10%。3.7冷却塔（1）作用制冷剂用于工业生产或制冷剂处理时，在过程中所产生的废热，一般情况下都会采用冷却水导热：从像河流和湖泊这类自然水域获取一部分水来作为冷却水，因为在冷却过程中，设备吸收废热，所以使得水温上升，然后排放到江河湖海中。一般在没有直流冷却设备条件的时候，都会采用冷却塔进行冷却。冷却塔的作用就是把带有余热的冷却水通过冷却塔，在塔内与空气进行换热，从而把余热输送到大气中去。（2）工作原理一般而言，空气在进入冷却塔之前是一种干燥低湿的空气状态，因为水分子在塔内一直承受着静力作用，所以就会不断地向空气中蒸发，最后成为水蒸气分子，其他的未蒸发的水分子的平均动能也会因此而随之减小，最后就会导致循环水量的温度降低。综上所述，可以得出这样的结论：蒸发量的降低和空气温度的降低或者升高没有关系，只要水分子还在不停地蒸发，水温就会降低。然而，水蒸发到空气中并不是一帆风顺的。在与水接触的空气中，水分子会不断地蒸发到空气中，但是一旦在水气接触面上的空气饱和以后，水分子就会失去平衡，蒸发的水分子的数量就会等同于水分子从空气中回到水中的数量，水温就会保持不变。可见，与水接触的空气越干燥，蒸发就越容易进行，水温也就越低。（3）冷却塔数据计算使用高效薄膜填料有一定的好处，这样就可以增加填料在有限区域内的填料表面积，单元数计算公式如（3-12）所示：(3-12)设计的水气比L/G为1.65；当水流量为54t/h，所需要的空气流量为89.1t/h，空气密度为1.293g/L，体积流量为19.14m3/s，将淋水密度r选为15.40（h·m2）。然后计算面积为：（3-13）式中：F—横截面面积，m2；L—冷却水流量，t/h；r—淋水密度，h·m2。（4）塔型确定冷却塔的型号主要分为逆流式和横流式这两种，普遍来讲，逆流式就是气流与水流之间产生逆向运动，顾名思义，横流式就是气流与水流之间产生横向运动。目前，大部分水塔的流型为逆流型，逆流型的传热效果明显高于横流型。第四章FLUNT软件模拟4.1网格划分本论文选择的软件，是美国ANSYS公司开发的ANSYS软件。ANSYS中的ICEMCFD程序为用户提供了一种方便、优质的CAD模型网格划分方法。一般情况下，程序中的网格划分的方法主要分为以下四种：扩展法、映像法、自由划分法和自适应划分法。因为这个水套的模型简单，网格质量要求也不高，所以要考虑的是Solidworks创建的模型在以x_t作为后缀后，直接以ICEMCFD的形式导入，设置相关尺寸参数，并使用自适应网格划分。先利用该软件建立具有边界条件的实体模型，再利用操作程序自动生成有限元网格，进而对网格进行操作分析、计算离散误差。在不能满足要求的情况下，需要重新确定网格尺寸，再进行计算分析，通过估算离散误差，直至误差小于设定值或达到设定的解算次数。4.2数值求解ANSYS中的FLUENT插件软件，不仅包括基于压力的解离器解离，还包括各种解离技术，如基于密度的显隐式解离器。从不可压缩流到超高声速范围内的各种复杂流场，再到多相混合流场，FLUENT软件都可以用来对其进行模拟。在FLUENT软件中，物理模型多种多样，而且工程上也是如此，FLUENT之所以能最大限度地收敛、最精确地解决问题，关键是采用了多种解法和多重加速网格收敛技术。在解法基础上发展起来的自适应网格技术，以及灵活的非结构网格和成熟的物理模型，都可以用来模拟高速流场、化学反应和燃烧、传热和相变、多相流等实际问题，以及旋转机械、材料加工、噪声等复杂机理的流动。采用FLUENT软件进行热管工质液的传热分析，实现了冷却水套的优化设计，从而达到了从散热性、结构、效率等方面满足设计要求的目的。4.3云图结果4.3.1浓度云图（1）正面图4-1浓度云图（正面）（2）侧面图4-2浓度云图（侧面）4.3.2压力云图（1）正面图4-3压力云图（正面）（2）侧面图4-4压力云图（侧面）根据压力分布云图得出结论：随着液体的流动，管道内压力分布不均匀，出口处压力较大。4.3.3速度矢量云图图4-5速度矢量云图根据速度云图得出结论：在管道内流体流动充分稳定之后，管道上方的速度较大。

第五章经济性分析本设计中的装置的耗能形式基本上都是电力消耗和新鲜水的消耗，基本的耗能点主要为水泵、压缩机和冷却塔等设备上的耗能。这些设备的电源都是由外部供电，并且建立配电室。原油稳定系统中的耗水量主要包括冷却塔循环用水量、夏季油罐喷水用水量、日常生活用水量、新水源井供水量。5.1设备费用原油稳定系统主要设备费用计算表，见下表5-1，总费用为表5-1设备费用表序号设备名称数量型号单价（万元）总价（万元）备注1稳定塔1负压筛板塔1201202冷凝器1GLC1-50.5-0.042.62.63压缩机24Z25-30/0.44凝液罐21000m30.781.565轻油罐22000m30.81.6一备一用6储油罐21000m325.651.2一备一用7循环水泵