【正文】 s， vmax =， Z=， T=298K； 代入公式（ 37）、（ 38）可得出： maxd =， mind =； 通過(guò)查常用公稱通徑表選出所用兩條管線管徑取 DN150。 綜上 所得 ： 進(jìn)站管線 1： DN80， st =； 進(jìn)站管線 2： DN150， st =； 一號(hào)匯管出口管線： DN200， st =； 出口 1 四個(gè)出站管 線 ： DN100， st =； CD5城市配氣站工藝設(shè)計(jì) 23 出口 2 兩個(gè)出站管 線 ： DN150， st =； 從二號(hào)匯管到三號(hào)匯管的管線： DN200， st =； 匯管設(shè)計(jì) 確定匯管 內(nèi)徑 進(jìn)口面積或出口面積為： ? ?2 4AD??? （ 311） 式中 A— 匯管面積， mm2； D— 管道內(nèi)徑， mm； ? — 圓周率，取 ； 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，匯管面積 =? 進(jìn)口面積或出口面積（兩者取大者） ，計(jì)算最后的結(jié)果要圓整： ? ?? ? ni DDDD ?????? （ 312） (1) 一號(hào)匯管 的內(nèi)徑 已知：進(jìn)口管道有兩條， 兩條進(jìn)口管道的內(nèi)徑分別為 154mm 和 84mm。 ??? =147MPa ? — 焊縫系數(shù)，取 ； C— 壁厚附加量，取 1mm； iD — 筒體直徑， m； (1) 一號(hào)匯管的壁厚 已知 D1=260mm， ??? =147MPa， ?? ， C=1mm，操作壓力 P=，取設(shè)計(jì)壓力為 2Mpa。 操作狀態(tài)下的。代入公式（ 313）得： 2? = 2 0 .3 8 0 .0 0 12 1 4 7 0 .8 2? ?? ? ? =；取 2? =； (3) 三號(hào)匯管的壁厚 3? 已知 D3=260mm， ??? =147MPa， ?? ， C=1mm，操作壓力 P=，取設(shè)計(jì)壓力為 2Mpa。代入公式（ 311）得： ? ? ? ?223 . 1 4 1 6 1 5 4 3 . 1 4 1 6 8 444A ????進(jìn) = mm2 ? ?23 .1 4 1 6 2 1 24A ??出 = mm2 比較可得 A出 A進(jìn) ，所以將出口管道的內(nèi)徑代入公式（ 312）得： D1=，向上圓整后取 D1=260mm； (2) 二號(hào)匯管 的內(nèi)徑 已知：進(jìn)口管道只有一條，管道內(nèi)徑為 212mm，出口管道三條，管道內(nèi)徑分別為 154mm， 154mm 和 212mm。 確定各段管道壁厚 利用 公式 壁厚公式 ： 2 sPDt FET?? （ 39） 式中 t— 管道計(jì)算壁厚， mm； P — 管道工作壓力， MPa； D — 管道外直徑， mm； s? — 管子最低屈服極限， 20 號(hào)鋼 最低屈服極限為 s? =245(MPa)； 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 E— 焊縫系數(shù)，采用無(wú)縫鋼管， E=1； F— 結(jié)構(gòu)類型設(shè)計(jì)因子，站內(nèi)取 F=； T— 溫度降級(jí)因子； 查表取 T= 設(shè)計(jì)壁厚 計(jì)算公式 12st t C C? ? ? （ 310） 式中 st — 管道設(shè)計(jì)壁厚， mm； t — 管道計(jì)算壁厚， mm； 1C — 管道壁厚負(fù)偏差的附加值， 任何情況下， 1C 不得小于 (mm)； 2C — 管道壁厚的腐蝕余量， 由于進(jìn)入配氣站的天然氣是比較干凈的氣體，所以不考慮腐蝕余量。 (1) 一號(hào)匯管出口管線： 已知 gQ = 10? + 10? = 10? m3/d ， P= ， minv =3m/s ，vmax =， Z=， T=298K； 代入公式（ 37）、（ 38）可得出 ： max mm? =， mind =； 通過(guò)查常用公稱通徑表選出所用管徑取 DN200。rp =， 39。rp =， 39。39。cp =； 39。 55 63cp ?? （ 31） 39。cp 和 39。從 3 號(hào)匯管出來(lái)的氣體會(huì)流經(jīng)四條管道提供給四個(gè)用戶，在這四條管道上均安裝有流量計(jì)用來(lái)計(jì)量流出的氣體體積以獲取經(jīng)濟(jì)利益。從 1 號(hào)匯管出來(lái)的氣體再經(jīng)調(diào)壓進(jìn)入 2 號(hào)匯管，壓力由 調(diào)至 ，在 1 號(hào)和 2 號(hào)匯管之間還有一條備用管道，這兩條管道上的設(shè)備完全一樣。 (2)燃料氣等低壓部分按《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收工程》 （ CJJ33－ 89）執(zhí)行。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 (4) 安裝在槽，箱壁內(nèi)和垂直管道上時(shí)，應(yīng)采用角式溫度計(jì)。 (2) 在直線管段上安裝溫度計(jì)時(shí)，測(cè)溫點(diǎn)的中心應(yīng)位于管道中心線上。 根據(jù)對(duì)以上溫度計(jì)的比較，在本設(shè)計(jì)中選用雙金屬溫度計(jì)。體積或壓力變化又有三種原理及其根據(jù)這些原理分別制造出的溫度計(jì)分別是：根據(jù)熱膨脹原理的雙金屬溫度計(jì)；根據(jù)液體熱膨脹原理的玻璃液體溫度計(jì)和壓力式（充液體）溫度計(jì)；根據(jù)氣體熱膨脹原理的壓力式溫度計(jì)。在有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)合，應(yīng)選用防爆型。 (3) 現(xiàn)場(chǎng)指示的壓力表位置，如能自由選擇，最好高度為 （ 1300～ 1800） mm，過(guò)高 時(shí)，即 ≥ 200(mm)應(yīng)有平臺(tái)或直梯，以便維護(hù)一次閥。 壓力表的安裝 ： (1) 壓力表應(yīng)盡可能在常溫下測(cè)量 （ 65 C? 以下 ） ，在高溫下壓力表內(nèi)的焊口會(huì)損壞。允許最大誤差是儀表量程與精度等級(jí)百分比的乘積，若超過(guò)則要用精度更高一級(jí)的壓力儀表。 (8) Ⅰ型絕緣法蘭只應(yīng)用于公稱壓力 PN 小于或等于 的場(chǎng)合。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 (4) 絕緣法蘭各零件 應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，原材料易于取得，成本低廉。包括螺栓絕緣襯套和螺栓絕緣墊圈。 比壓密封型絕緣法蘭（Ⅰ型絕緣法蘭）是靠預(yù)緊具有良好回彈性能和要求的電絕緣性能的單一絕緣密封零件到規(guī)定的密封比壓，來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)法蘭連接處密封和電絕緣的絕緣法蘭。所以在本設(shè)計(jì)中采用滴入式的添味器加入 四氫噻吩 。這樣，從純氣體或液體的分離過(guò)程來(lái)看，臥式分離器優(yōu)先選用的。 本設(shè)計(jì)中的分離器采用臥式分離器。 (4) 在孔板節(jié)流件安裝時(shí)，孔板應(yīng)與測(cè)量管軸線垂直，孔板上游端面與垂直于 測(cè)量管軸線的平面之間的斜度應(yīng)小于 %并小于 1? 。 流量計(jì)的安裝 (1) 本設(shè)計(jì)的節(jié)流裝置見(jiàn)圖 1。流量計(jì)的選型從儀表的工作性能、流體的物理化學(xué)特性、現(xiàn)場(chǎng)安裝條件及環(huán)境、成本費(fèi)用等四個(gè)方面進(jìn)行考慮。當(dāng)工藝管道25DN? (mm)時(shí)，排液公稱直徑應(yīng)等于或大于 20mm；當(dāng)工藝管道 25? mm 時(shí) ，排液閥的公稱直徑應(yīng)為 25mm。 (7) 為避免調(diào)節(jié)閥鼓膜受熱及便于就地取下膜頭，膜頭與旁通管外壁的凈距應(yīng)不小于 300mm。與平臺(tái)或地面的凈空應(yīng)不小于 250mm。反之，當(dāng)調(diào)節(jié)閥后壓力降低至給定壓力以下時(shí)，指揮器接受壓力信號(hào)后立即增大輸出量，使主閥工作膜腔內(nèi)的操作壓力增加，閥芯自動(dòng)增大，直到壓 力升高至給定值為止，無(wú)論用戶負(fù)荷怎么變化，都能始終保持調(diào)節(jié)閥閥后壓力恒定。聯(lián)入孔板可作恒差壓調(diào)節(jié)，保持流過(guò)孔板前后的差壓為恒定值?？梢?jiàn)，無(wú)論用氣量及入口壓力如何變化，調(diào)壓 閥 總能自動(dòng)地保持穩(wěn)定的供氣壓力 。 通常調(diào)壓 閥 必須包含三個(gè)基本部件： (1)敏感元件（薄膜、導(dǎo)壓管等）： 它承受被控壓力的作用，出口壓力的任何變化通過(guò)薄膜使節(jié)流閥移動(dòng)； (2)給定壓力部件：給定壓力值可由固定的重塊、彈簧或直接作用在薄膜上的氣體壓力確定，它與被控壓力作用方向相反； (3)可調(diào)節(jié)流閥：它設(shè)置在氣流中，受敏感元件（薄膜）的控制。 調(diào)壓閥選擇 調(diào)壓閥相當(dāng)于一個(gè)可以調(diào)節(jié)的局部阻力件，隨著閥門開(kāi)啟程度的不同，阻力也不同，從而達(dá)到對(duì)流量和壓力參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的。)閥入口 配 JB82－ 59 凸面對(duì)焊鋼法蘭、出口配比入口公稱壓力小一級(jí)的平焊鋼法蘭 ； 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 調(diào)壓閥 調(diào)壓 閥 的選擇，應(yīng)符合下列要求： (1) 調(diào)壓 應(yīng)能滿足進(jìn)口天然氣的最大、最小壓力的要求； (2) 調(diào)壓 閥 的壓力差，應(yīng)根據(jù)調(diào)壓 閥 前天然氣管道的最低設(shè)計(jì)壓力與調(diào)壓 閥后天然氣管道的設(shè)計(jì)壓力之差值確定； (3) 調(diào)壓 閥 的計(jì)算流量，應(yīng)按該調(diào)壓 閥 所承擔(dān)的管網(wǎng)小時(shí)最大輸送量的 倍確定。 (3) 安全閥出口應(yīng)無(wú)阻力，一般為放空，所需裝置的排空管應(yīng)保證不小于該閥出口尺寸。普通型安全閥在常壓下調(diào)整彈簧時(shí)，其彈簧定壓 應(yīng)調(diào)整為安全閥定壓 Ps 減去其背壓 P2 的差值，即彈簧定壓值為 2SPP? ；對(duì)波紋管安全閥，彈簧定壓值即為安全閥的定壓值 Ps。 根據(jù)介質(zhì)的操作溫度和安全閥定壓值確定安全閥的公稱壓力和最高泄放壓力Pm。 石油化工裝置所用安全閥一般均選用彈簧全啟式，在一般情況下，可選用普通型 (國(guó)產(chǎn)安全閥大都為普通型 )安全閥。國(guó)產(chǎn) 安全閥大多為普通彈簧式，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，對(duì)泄放的介質(zhì)要求不嚴(yán)。一般用于受CD5城市配氣站工藝設(shè)計(jì) 11 壓設(shè)備和管道上，當(dāng)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)泄壓。 本設(shè)計(jì)中，在進(jìn)、出站管線上以及設(shè)備前、后等較多地方使用閘閥。這樣可以使控制閥計(jì)時(shí)跟蹤流量的變化。如果要消除結(jié)冰的問(wèn)題則需要乙醇注入口、加熱器、分離器和脫水器等。 四種最常用的控制閥是 :球體形閥、球閥、擴(kuò)張管形、旋轉(zhuǎn)軸形。最后，閥門壓力等級(jí)應(yīng)等于或大于設(shè)計(jì)壓力，按照設(shè)計(jì)規(guī)范，所有元件的壓力等級(jí)應(yīng)等于或大于設(shè)計(jì)壓力。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 閥門 對(duì)閥門的選擇應(yīng)考慮如下因素： ① 最大流量； ② 壓力等級(jí)； ③ 操作和維護(hù)；④ 政府法規(guī)和公司政策； ⑤ 費(fèi)用； ⑥ 安全性。 匯管 匯管設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下因素： ① 最大流量； ② 現(xiàn)場(chǎng)位置； ③ 流量未來(lái)發(fā)展； ④可建設(shè)性； ⑤ 操作和維護(hù)； ⑥ 政府法規(guī)和公司政策； ⑦ 環(huán)境影響； ⑧ 減少振動(dòng)和噪聲； ⑨ 液體和殘液的收集。在地下金屬物較多時(shí)，應(yīng)采用最可靠的鎂合金犧牲陽(yáng)極保護(hù) 。行道樹(shù)允許在路肩上面栽種。另外，再需計(jì)算幾條主管道的管徑，選出標(biāo)準(zhǔn)管徑和標(biāo) 準(zhǔn)壁厚，在如前一樣校核強(qiáng)度。氣體流速在 100ft/sCD5城市配氣站工藝設(shè)計(jì) 9 以下，可以使噪聲保持在允許范圍之內(nèi) —— 90dBA 或更低。 第二步需要確定管壁的厚度 ? 。同時(shí)，放空采用一定高度放空管進(jìn)行排放燃燒，擴(kuò)散面積大。在施工過(guò)程中，執(zhí)行防止污染和其它共害的設(shè)施必須與全體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)的“三同時(shí)”原則。凡管線出入地連接部分，均作特加強(qiáng)級(jí)防腐絕緣，且高出地面 200mm。 防腐 鋼質(zhì)天然氣管道和儲(chǔ)罐必須進(jìn)行防腐，其設(shè)計(jì)應(yīng)考慮下列因素： (1) 地下天然氣管道的 外防腐涂層應(yīng)根據(jù)土壤的腐蝕性、地下構(gòu)筑物情況、環(huán)境條件、電保護(hù)要求等確定防腐措施及相應(yīng)結(jié)構(gòu)； (2) 暴露在大氣中的天然氣管道和儲(chǔ)罐的外防腐層應(yīng)根據(jù)輸送或儲(chǔ)存天然氣的溫度、大氣性質(zhì)及大氣含雜質(zhì)成分等因素選用防腐性能良好的涂料及結(jié)構(gòu)； (3) 天然氣管道和儲(chǔ)罐的內(nèi)防腐應(yīng)根據(jù)天然氣的性質(zhì)、溫度和管道、儲(chǔ)罐的材質(zhì)等采取適宜的防腐措施。本設(shè)計(jì)在站場(chǎng)平面布置中嚴(yán)格執(zhí)行了有關(guān)規(guī)范的安全防火間距要求，站場(chǎng)內(nèi)的通道設(shè)計(jì)也充分考慮了消防的要求。 壓力放空是在超壓或事故時(shí)緊急放空；停工檢修時(shí)泄壓放空。 (2) 調(diào)節(jié)閥與其進(jìn)口隔斷閥之間，設(shè)置帶閥的 DN15 的放空口。 一般放空口分為液體放空口和氣體放空口。 (6) 確定管線掃線口或掃線管公稱直徑： DN25； DN40 (7) 確定設(shè)備掃線口或掃線管公稱直徑： DN20 (8) 容器的掃線口可以安裝與其底部的抽出管線上。 (3) 根據(jù)設(shè)備和管線操作的不同介質(zhì) ，選擇適當(dāng)?shù)膾呔€介質(zhì)。 清掃 設(shè)備和管線在進(jìn)行檢修之前，應(yīng)進(jìn)行放空和清掃，以便安全操作。 (2) 生產(chǎn)工藝設(shè)備均設(shè)置防雷接地裝置，其接地極電阻應(yīng)小于 10Ω 。為防止靜電產(chǎn)生，配氣站內(nèi)的設(shè)備、管道必須可靠接地，接地要求按接地裝置的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 配氣站儀表、設(shè)備設(shè)置要求 配氣站儀表、設(shè)備設(shè)置應(yīng)符合下列要求： (1) 進(jìn)出站管道上應(yīng)設(shè)置天然氣流量的指示及累計(jì)儀表、壓力的指示及自動(dòng)記錄儀表； (2) 站內(nèi)應(yīng)設(shè)調(diào)壓裝置，調(diào)壓裝置前應(yīng)設(shè) 分離器和過(guò)濾器； (3) 進(jìn)、出站管道上必須設(shè)置閥門； (4) 站內(nèi)設(shè)備與儀表維修時(shí)，應(yīng)能保證連續(xù)供氣； (5) 站內(nèi)管道上應(yīng)設(shè)安全保護(hù)及安全放散裝置，放散管應(yīng)引至站外，放散管管口高度應(yīng)高出儲(chǔ)配站建筑物 2m 以上； (6) 站內(nèi)設(shè)備、儀表、管道等安裝的水平間距和標(biāo)高均應(yīng)便于觀察、操作和維修。 (3) 應(yīng)具有適宜的地形，工程地質(zhì)，供電，運(yùn)輸和給排水等條件。從本設(shè)計(jì)所給出的參數(shù)中可以看出，配氣站接收從干線來(lái)氣的氣體屬于中低壓氣體，并且氣體流量在500000(Nm3/d)以下，輸氣量不大。將收集到的這些資料經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單比較，納入 配氣 站設(shè)計(jì)。 可行性分析 目前國(guó)內(nèi) 外 對(duì)于 配氣站 的設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟并且已經(jīng)有了許多很好的例子 ，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上具有 可行性 ； 根據(jù) 已 學(xué)知識(shí) 和 已知 主要參數(shù)， 參照各種文獻(xiàn)，嚴(yán)格遵守 相關(guān) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ，在 理論上 具有 可行性 。發(fā)展至今，在設(shè)計(jì)配氣站時(shí)，很多設(shè)備的選用都已成一種約定的模式。天然長(zhǎng)輸氣管網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，國(guó)家在天然氣發(fā)展總體規(guī)