【正文】 istribution system is begin from distribution substation, nature gas flow s through dust exhauster, dump valve, flow meter odorizer and then through all levels of distribution work directly to the consumer according to the requireme nt. The paper finished the substation technological design by site arrangeme nt, flow chart and based on the equipment calculate and selection. The flow chart are given as follows: low and medium pressure nature gas respectively flows through the pressure control valve to the 1 gathering pipe, then to the 2 gathering pipe after pressure controlling, gas flow ing o ut of the 2 divides into three parts, tw o of the m flow towards consumers after measuring。近幾年來，隨著我國城市化水平、人民生活水平的迅速提高，對優(yōu)質(zhì)一次性能源需求的增大，管輸天然氣在很多城市已逐漸取代罐裝液化氣作為城 市燃?xì)?，成為城市人民生活和工業(yè)生產(chǎn)的一種主要能源。因?yàn)閺妮敋飧删€上來的氣壓力是很高的（西氣東輸管線上的壓力為 10Mpa）。 以天然氣為城市燃?xì)饪梢怨?jié)約能源，減輕城市污染，提高人民生活質(zhì)量，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，社會(huì)綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。按照國家能源專項(xiàng)規(guī)劃 , 我國天然氣用量到 2020 年、 2020年、 2020 年分別為 650 億 m 900 億 m 2020 億 m3, 天然氣產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游的相關(guān)產(chǎn)業(yè)都會(huì)有長足的發(fā)展。配氣站作為輸氣管道的終點(diǎn)以及城市配氣的起點(diǎn)和總樞紐，其重要性不言而喻，因此，我國天然氣行業(yè) , 尤其是天然氣城市 輸配氣產(chǎn)業(yè)將面臨巨大的發(fā)展機(jī)遇。CD5城市配氣站工藝設(shè)計(jì) 3 2 設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)已知參數(shù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容 配氣站已知參數(shù) 表 21 配氣站已知參數(shù) 參數(shù) 進(jìn)出口 壓力 （ MPa） 溫度 （ ℃ ） 流 量 （ Nm3/d） 相對密度 管徑 （ mm） 備注 進(jìn)口 1 25 10 4 89 絕對壓力 進(jìn)口 2 25 10 4 159 絕對壓力 出口 1 10 4 108 四個(gè)出口 出口 2 610 4 159 兩個(gè)出口 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 依據(jù)西南石油大學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)書完成配氣站的工藝流程，計(jì)算工藝中所涉及的設(shè)備、閥、管線并選型，平面布置及優(yōu)化。主要的參數(shù)有 ： ① 最大 和最小流量；② 最大允許操作壓力； ③ 正常操作壓力； ④ 流量分布； ⑤ 控制形式等。保持設(shè)計(jì)簡潔的同時(shí)，必須考慮所有的基本因素，必須認(rèn)真考慮現(xiàn)在和將來使用的關(guān)鍵部件。 設(shè)計(jì)遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 [1] 石油天然氣工程制圖標(biāo)準(zhǔn) SY/T0003— 2020 [2] 城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范 GB50028— 93 [3] 建筑設(shè)計(jì)防火范圍 GBJ16— 1997 [4] 埋地鋼質(zhì)管道石油瀝青防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) SY/T04020— 97 [5] 鎂合金犧牲陽極應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) SYJ19 [6] 天然氣發(fā)熱量、密度和相對密度的計(jì)算方法 GB1106289 [7] 天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法 SY/T61432020 [8] 油氣分離器規(guī)范 SY/T0515— 1997 [9] 原油和天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB5018393 技術(shù)路線難點(diǎn)及關(guān)鍵點(diǎn) 難點(diǎn) (1) 配氣站站場布置 (2) 主要設(shè)備的選型計(jì)算 關(guān)鍵點(diǎn) 確定配氣站工藝流程 CD5城市配氣站工藝設(shè)計(jì) 5 配氣站工藝要求 站址選擇 (1) 與周圍建，構(gòu)筑物的放火間距，必須符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GBJ16 的規(guī)定及相關(guān)規(guī)范，規(guī)定和要求。 (6) 滿足以上要求后，其布置應(yīng)盡量緊湊，簡單，方便操作，且整體美觀。站內(nèi)管道及設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)充分考慮了噪音因素，使其低于國家標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)本工程所輸送介質(zhì)及站場內(nèi)構(gòu)筑物的實(shí)際情況，按 《 建筑設(shè)計(jì)防火范圍 》有關(guān)要求，按火災(zāi)性質(zhì)，可發(fā)生的面積大小配備一定數(shù)量的泡沫、干粉滅火器材，供事故時(shí)使用以撲滅早期火災(zāi)。 (4) 生產(chǎn)單位應(yīng)加強(qiáng)安全教育，建立健全嚴(yán)格的安全生產(chǎn)規(guī)章制度。 (1) 一般應(yīng)充分利用開工、停工管線和正常操作的管線來清掃整個(gè)操作系統(tǒng)，并進(jìn)量減少掃線口的設(shè)置。 (4) 采用蒸汽固定掃線時(shí)，掃線管線與被清掃的設(shè)備或管線之間要裝設(shè)帶支路檢查閥的雙閥隔斷；被清掃的設(shè)備或管線操作壓力高于掃線介質(zhì)的壓力時(shí)，在掃銜接自得管線上應(yīng)裝設(shè)止回閥。 CD5城市配氣站工藝設(shè)計(jì) 7 放空 在裝置系統(tǒng)中，設(shè)備和管線按照安全和操作的要求需要采用不同的放空方法，分為一般安全放空口、安全設(shè)施放空、壓力放空及抽空四種方法。氣體放空口設(shè)置于設(shè)備和管線的最高點(diǎn)，用于試壓、開工、停工和掃線時(shí)用，向大氣排出氣體或平衡壓力。安全設(shè)施放空設(shè)置： (1) 泄放液體的安全閥：應(yīng)通向密閉系統(tǒng) (緊急放空系統(tǒng) )。安全閥的放空管，可以同設(shè)備、管線系統(tǒng)的停工、檢修泄壓放空管連接在一起，通向大氣 或火炬。站場內(nèi)禁止堆放易燃物品。 工藝管線埋地部分采用石油瀝青特加強(qiáng)級絕緣保護(hù)，防腐層質(zhì)量要求按《埋地鋼制管道石油瀝青防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 (SY/T04020－ 97)執(zhí)行。保護(hù)環(huán)境，防止工業(yè)廢水、廢氣、廢渣、噪聲的污染，是工業(yè)企業(yè)管理的一個(gè)重要組成部分。站場內(nèi)天然氣的泄露，其主要原因是密閉性能差。 配氣站主要工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)和安裝 管線 管線的選擇 選擇管線應(yīng)著重考慮以下影響因素 ： ① 最大操作壓力； ② 最大流量； ③ 現(xiàn)場位置； ④ 政府法規(guī)； ⑤ 環(huán)境影響； ⑥ 公司政策。 而 設(shè)計(jì)壓力 P 應(yīng)根據(jù)氣源條件、用戶需要、管材質(zhì)量及地區(qū)安全等因素 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定 ； 鋼管最小屈服強(qiáng)度 min? 由鋼材質(zhì)量、政府法規(guī)和公司政策決定。如果氣流速度不可避免地超過，加厚管壁可以幫助降低噪聲。鐵路路基下嚴(yán)禁敷設(shè)任何管線。若必須將鋼制管道埋 地敷設(shè)時(shí)，則應(yīng)作好埋地鋼制管道的防腐蝕工作。絕緣器具應(yīng)設(shè)在埋地管道與站外管道的聯(lián)接處和管道與設(shè)備的聯(lián)接處，嚴(yán)禁裝設(shè)在張力彎附近。匯管的壁厚按管壁計(jì)算方法確定。 首先，選用的閥門口徑應(yīng)等于或大于控制閥和流量計(jì)的口徑，以備將來流量增大。 第一步是確定所要的控制閥形式 ： 彈簧操作、液壓操作或控制器操作。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對于干氣壓降限為 (表壓 )。不合適的控制閥會(huì)增加維護(hù)費(fèi)用，出現(xiàn)操作問題進(jìn)而縮短閥的使用壽命 。在管道上主要作截?cái)嘤?，也具有一定的調(diào)節(jié)流量的性能。它 的公稱壓力 PN(MPa)為 ，工作溫度 (℃ )≤ 400，符合工藝要求。 對彈簧式安全閥，按其閥盤升啟高度的不同又可分為全啟式和微啟式安全閥兩種。 先導(dǎo)式安全閥的主要特點(diǎn)是感測壓力元件由原來的彈簧變?yōu)閴毫鞲衅鳎聪葘?dǎo)閥），從而提高閥的靈敏度和精度。但波紋管不適用于酚、醋液、重石油餾分、含焦粉等介質(zhì)以及往復(fù)式壓縮機(jī)等場所。如果一個(gè)安全閥的噴嘴面積不能滿足需要，可選用兩個(gè)或多個(gè)安全閥并聯(lián)，并使其總面積大于計(jì)算面積。 安全閥的安裝 (1) 安全閥應(yīng)安裝在被測介質(zhì)上方。 (4) 配法蘭形式及標(biāo)準(zhǔn)： Pg≤ 16(kg/cm178。按照氣體流過的先后順序分別表注為 1 號調(diào)壓 閥 、 2號調(diào)壓 閥 以及 3 號調(diào)壓 閥 。其作用是將較高的入口壓力調(diào)至較低的出口壓力，并隨著天然氣需用量的變化自動(dòng)地保持其出口壓力為定值。 當(dāng)出口處的用氣量增加或入口處壓力降低時(shí)，出口壓力下降，造成薄膜上下壓力不平衡，此時(shí)薄膜下降，閥門開大，流量增加，使壓力恢復(fù)平衡 狀態(tài)。 自力式調(diào)節(jié)閥主要用于閥后壓力調(diào)節(jié)，穩(wěn)定閥后管道介質(zhì)壓力。在天然氣輸配中主要用于閥后壓力調(diào)節(jié)。 (2) 調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡量正立垂直安裝于水平管道上，特殊情況下才可水平或傾斜安裝，但必須加支撐。 (5) 調(diào)節(jié)閥應(yīng)該安裝在離振動(dòng)源較遠(yuǎn)的地方。 (9) 隔斷閥的作用是當(dāng)調(diào)節(jié)閥檢修時(shí)關(guān)閉管道之用，故應(yīng)選用閘板閥；旁通閥 主要是當(dāng)調(diào)節(jié)閥檢修停用時(shí)作調(diào)節(jié)流量之用，故一般應(yīng)選用截止閥，但旁通管150DN? (mm)時(shí)，可選用閘板閥。 (11) 調(diào)節(jié)閥與隔斷閥的直徑不同時(shí)，大小頭應(yīng)盡量靠近閥門安裝。 天然氣計(jì)量易采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，并應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。直管段毗鄰孔板的上游 10D（ D 為上游測量管內(nèi)徑）或流動(dòng)調(diào)整器后和下游 4D 的直管部分需機(jī)加工，并符合 SY/T6143— 2020《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》規(guī)定。 分離器 天然氣中含有固液體雜質(zhì)將會(huì)增加管輸阻力，降低管道輸送效率，加速管道設(shè)備的腐蝕，因此需要予以脫除，以達(dá)到國家對所含雜質(zhì)的限制要求。這樣，液滴就更容易從氣體連續(xù)相中沉降出來。目前用得最多的添味劑是 四氫噻吩 ，添味劑用添味器加入氣體之中，按添味劑的蒸發(fā)方式，添味 器可分為滴入式、燈心式和起泡式三種，其中應(yīng)用較多的是滴入式和起泡式。它包括一對鋼質(zhì)法蘭，兩法蘭間的絕緣密封件和緊固件絕緣零件，以及與兩片法蘭已分別相焊的一對鋼質(zhì)短管。 自緊密封型絕緣法蘭（Ⅱ型絕緣法蘭）是由 O 形橡膠密封圈和絕緣體組成的絕緣密封合件，在法蘭密封面間同時(shí)實(shí)現(xiàn)自緊式密封和電絕緣的絕緣法蘭。 (2) 絕緣法蘭應(yīng)能在管輸介質(zhì)要求的溫度、壓力下長期可靠地工作，有足夠的強(qiáng)度和密封性能。 (6) 除特 殊情況外，絕緣法蘭的法蘭公稱通徑應(yīng)符合 GB/T1047 的規(guī)定，公稱壓力應(yīng)符合 GB/T1048 的規(guī)定。 儀表 壓力表儀表 正確選用壓力表包括確定儀表的型號、規(guī)格、測量范圍、量程、精度等級、靈敏度以及是否需要遠(yuǎn)傳和具有其他功能。為保證測量值準(zhǔn)確度，所測壓力不能太接近于儀表的下限值，即儀表量程不能選得太大，一般被測壓力最小值不能低于滿量程的三分之一。 (2) 為了準(zhǔn)確的測得靜壓，壓力表取壓點(diǎn)應(yīng)在直管段上，并設(shè)切斷閥，對清潔無腐蝕介質(zhì)切斷閥用針型閥。 (5) 壓力表的噴嘴安裝位置一般離焊縫不小于 100mm、距法蘭不小于300(mm)、在臥式容器上開口離切線不小于 100mm。 溫度測量儀表 溫度計(jì)的選擇 各種溫度計(jì)按其測量方式可分 為接觸式和非接觸式兩大類。 熱電勢變化原理及其根據(jù)這些原理分別制造出的溫度計(jì)分別是：根據(jù)廉金屬熱電 偶原理的銅 — 康銅、鎳鉻、鎳硅熱電偶；根據(jù)貴金屬熱電偶原理的鉑銠 — 鉑、鉑銠 — 鉑銠熱電偶；根據(jù)難溶金屬熱電偶原理的鎢錸熱電偶。雙金屬溫度計(jì)具有測量范圍大、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、示值清晰和有一定抗震性等特點(diǎn)，可用于對 一般不銹鋼無腐蝕作用的氣體、蒸氣和液體溫度的就地連續(xù)測量。～ 45176。吹掃合格后，按不同壓力系統(tǒng)的管道設(shè)備分別進(jìn)行強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)。分離后，從進(jìn)氣管線 2 進(jìn)來的氣體經(jīng)一級調(diào)壓后進(jìn)入 1 號匯管，壓力由 調(diào)至 ；而從進(jìn)氣管線 1 進(jìn)來的氣體由于本來就是 ，所以不經(jīng)調(diào)壓就直接進(jìn)入 1 號匯管。從 2 號匯管出來的氣體要流經(jīng)三條管線，其中兩條是供給用戶的，在這兩條管 道上均安裝有流量計(jì)，用來計(jì)量流出的氣體體積以獲取經(jīng)濟(jì)利益；剩下的一條再經(jīng)調(diào)壓后進(jìn)入 3 號匯管，壓力由 調(diào)至 。 壓縮系數(shù)的計(jì)算 臨界溫度和臨界壓力的計(jì)算 天然氣是混合物，其臨界點(diǎn)的情況要復(fù)雜得多，臨界參數(shù)隨組成的變化而變化，沒有一個(gè)恒定的數(shù)值。 已知天然氣的相對密度為 和 ，在 ~ 范圍內(nèi)，可用下列的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算天然氣臨界值。cp — 天然氣視臨界壓力， MPa； 39。 39。rp — 天然氣視對比壓力； 39。rp =， 39。 ( , )rrZ p T?? （ 35） 式中 Z— 天然氣壓縮系數(shù) ； 知道了天然氣的視對比壓力和視對比溫度后，可以通過查 圖 得 ： 一號匯管后的 壓縮 系數(shù) Z= 二號匯管后的 壓縮 系數(shù) Z= 三號匯管后的 壓縮 系數(shù) Z= 由于三個(gè)壓縮系數(shù)相差不多，所以本設(shè)計(jì)取其壓縮系數(shù) Z= 管道設(shè)計(jì) 確定管徑 給所計(jì)算的管道的通過氣體一個(gè)假設(shè)的速度，根據(jù)準(zhǔn)則： max ? m/s、min (3 ~ )v ? m/s，那么假設(shè)的氣體流速必須要在 (3～ )m/s 之間，所以最后所選的管徑也應(yīng)在最大與最小流量時(shí)計(jì)算出的管徑之間。 (3) 出口 2 兩個(gè)出站管線： 已知 gQ = 4310? m3/d， P= MPa， minv =3m/