【文章內(nèi)容簡介】 （）式中： A——進出口面積mm2； D——管道內(nèi)徑，mm； π——圓周率。由第一強度理論得匯管的壁厚計算公式： （）式中： P ——設(shè)計壓力；MPa ； D ——匯管外徑； φ—— 焊縫系數(shù)；無縫φ=1； [σ]—— 鋼管的最小屈服強度；MPa，[σ]=σs本集氣站選用的是屈服強度σs＝245MPa的20＃無縫鋼管；故此處取[σ]=147 MPa。 C——腐蝕系數(shù)； C =（輕微腐蝕）。本工程分別設(shè)置2臺匯氣管。本次設(shè)計的匯氣管采用底部排污，匯氣管頂部設(shè)注水口，并在匯氣管中部設(shè)清污口。 流量計選型按照重要性的遞減次序，計量管道的有如下原因：收益、管道控制和使用壽命管理。密閉輸送計量裝置主要有：孔板流量計、渦輪流量計、超聲波流量計、旋轉(zhuǎn)式流量計、膜式流量計和科里奧利力流量計。 各種流量計優(yōu)缺點比較： 孔板流量計 設(shè)計容量：流量計導管尺寸范圍：NPS 2～NPS 30。最大值： ， 。最小值： ， 。優(yōu)點：準確度高、結(jié)構(gòu)堅固、維護簡單，容易、裝置經(jīng)驗證，廣泛應(yīng)用缺點：單板的流量范圍較低（3：1）、孔板需要更高公差加工，且容易損壞（規(guī)范要求更換孔板）、壓降高于其它流體計量裝置、大流量結(jié)構(gòu)增加了計量的不準確性。渦輪流量計 設(shè)計能力：最大值：制造商規(guī)定的最小壓力下的渦輪流過能力的80%。最小值：制造商規(guī)定的最大壓力下的渦輪流過能力的最小值。優(yōu)點：良好的流量范圍 （10：1）、準確性高、壓降低、可校準的設(shè)計。缺點：受氣流中固體或液體的危害、需要上游濾網(wǎng)、對摩擦力負荷敏感，可能造成測量誤差、必須定期對渦輪流量計進行校準、接觸超過量程的流量會造成危害，以致局部或完全失去計量能力、需要流量控制（控制閥，聲速噴管或聲空）、大多數(shù)設(shè)計都需要止回閥。超聲波管道流量計 設(shè)計能力：最大值：80 ft/s （24m/s） 最小值：10 ft/s （3m/s）優(yōu)點：良好的計量范圍和準確性、一般情況下可以很好地適應(yīng)污染物、幾乎零壓降、容量特別大、部分設(shè)計有“清管作業(yè)能力”、多聲束流量計可以自我檢測、有些事雙向設(shè)計。缺點：使用歷史不長，因此對非理想環(huán)境下的運行狀況認識有限、足夠尺寸的校準設(shè)施少、污染物容易積聚在超聲波脈沖發(fā)射器上。科里奧利力流量計 設(shè)計能力：最大值：在最小壓力下為規(guī)定能力的80%。最小值：在最大壓力下的最小規(guī)定能力。優(yōu)點：準確地多項流體測量、不會被流體污染物損壞、測量范圍廣和準確度高、可用于混合流體密度測量。缺點：需要公認的校準機構(gòu)提供密閉輸送校準服務(wù)、不適用與低密度流體（更適用于液體，不適用于氣體）、氣體測量會出現(xiàn)高壓降、必須安裝牢固并固定。經(jīng)分析應(yīng)采用孔板流量計，因其具有堅固耐用性能可靠，維修方便等優(yōu)點，在大流量主干線的管道計量上使用廣泛。綜合考慮經(jīng)濟因數(shù)和國內(nèi)現(xiàn)狀，采用孔板流量計也較好。測量流經(jīng)管道介質(zhì)流量的方法有多種，但其中應(yīng)用最廣泛、最普通的是壓差式流量計。它由節(jié)流裝置和差壓計或者由節(jié)流裝置與差壓變送器連同二次表共同組成。節(jié)流裝置的使用歷史悠久，在國際，國內(nèi)都已標準化。節(jié)流裝置是差壓測量時的一次元件，人們利用它在管道內(nèi)使流體產(chǎn)生壓差。利用導壓管把節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的壓差傳送歸差壓變送器，再輸入到二次儀表，便顯示出管道內(nèi)流體的瞬時流量或累計流量。利用調(diào)節(jié)儀表也可以對流量進行調(diào)節(jié)。節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)簡單，測量準確，使用可靠，檢修、維護都很方便。天然氣的計量采用標準的孔板流量計量，需符合國家現(xiàn)行標準《天然氣流量的標準孔板計量方法》SY/T61432004的規(guī)定。 根據(jù)《用標準孔板流量計測量天然氣流量》（SY/T61432004），得： （）式中： ——天然氣在標準參比條件下的體積流量，； ——體積流量計量系數(shù)，=； ——流出系數(shù)； ——漸近速度系數(shù)； ——孔板開孔直徑，； ——相對密度系數(shù)； ——可膨脹性系數(shù)； ——超壓縮系數(shù)； ——流動溫度系數(shù)； ——孔板上游側(cè)取壓孔氣流絕對靜壓，； ——氣流流經(jīng)孔板時產(chǎn)生的差壓。 分離器選型 旋風式多管分離器多管適用于氣量大、壓力較高、含塵粒度分布甚廣的干天然氣除塵，除塵效率高而穩(wěn)定、操作彈性大、噪音小、承壓外殼磨損小。含塵氣體由進氣總管進入氣體分布室隨后進入旋風子外管與導向葉片之間的環(huán)形空隙。導向葉片使氣體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)并使粉塵分離出來，被分離的粉塵經(jīng)排灰口進入總灰斗。被凈化的氣體經(jīng)旋風子排氣管進入排氣室，由總排氣口排出。 站場控制保障系統(tǒng) 概述該系統(tǒng)由站控計算機、遠程終端RTU/PLC，通信設(shè)施及相應(yīng)的外部設(shè)備組成。站控系統(tǒng)具有獨立運行的能力，當站控系統(tǒng)與DCC的通信中斷時，不會影響站控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和控制功能；當站控計算機發(fā)生故障時，RTU/PLC也能獨立完成其全部站控功能。 主要功能站控計算機為站控系統(tǒng)提供靈活、良好的人機界面和操作手段，站控計算機必須具如下功能： （1）對站控所屬的工藝裝置參數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)進行集中顯示、記錄、報警。 （2）顯示運行狀態(tài)、動態(tài)趨勢、歷史趨勢、工藝模擬流程圖。 （3）向DCC傳送實時數(shù)據(jù)，同時也接受DCC的控制和設(shè)定指令。 （4）顯示天然氣瞬時和累計流量、打印報表。 （5）打印報警、事件信息。 （6）對所屬各工藝單元進行安全聯(lián)鎖。 （7）通過站控計算機遙控電動截斷球閥。 （8）實現(xiàn)RTU/PLC的編程組態(tài)和數(shù)據(jù)修改。 壓氣站自動化控制壓氣站的自動化控制分為站控制室和調(diào)度中心控制兩種方式，通常情況下由調(diào)控中心通過站控制室對站內(nèi)設(shè)備進行控制 。調(diào)控中心對壓氣站需要控制的每一個設(shè)備 、閥門均能進行遠程自動監(jiān)控 、故障診斷 、遠方自動啟停控制 。在緊急情況下(如站內(nèi) 失火 、地震等) 發(fā) 出 ESD指 令 關(guān) 閉 壓 氣 站 進 、出站 ESD 閥門，同時打開旁通閥門，并且放空站內(nèi)的天然氣 。壓縮機組自帶機組控制盤控制系統(tǒng) (納入全線 SCADA 系統(tǒng))，可遠程啟停機組 。機組的掃線 、加載 、降載 、閥門開關(guān) 、放空等動作納入機組控制系統(tǒng)，可自動完成 。同時，當運行的機組出現(xiàn)故障時，機組控制盤會發(fā)出停車指令，關(guān)閉機組進 、出口閥門 , 并放空機組內(nèi)的天然氣，同時將信號傳到站控中心和調(diào)控中心 。運行機組與備用機組聯(lián)鎖，實現(xiàn)機組間自動切換 。壓縮機進口天然氣的分離過濾管路能夠?qū)崿F(xiàn)自動切換，當其中一路分離設(shè)備發(fā)生堵塞而導致分離效果下降時，分離設(shè)備可以自動切換，不影響管道正常運行和維修 。 站控天然氣計量根據(jù)計量法，對計量器具進行定期檢驗、標定?，F(xiàn)有計量裝置是經(jīng)過標定檢驗的裝置，本站要求選用高精度（177。%）的智能變送器和高級孔板閥式節(jié)流裝置，能適應(yīng)不停氣狀態(tài)定期檢查、清洗和更換孔板，滿足計量要求。采用精度較高的超聲波流量計。執(zhí)行標準為中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準《天然氣流量的標準孔板計量方法》（SY/T61432004），應(yīng)用計算機對天然氣進行全參數(shù)的補償運算來計量天然氣的商品量，提高商品計量的精度。分離后的天然氣、水及凝液應(yīng)分別計量，以滿足氣田開發(fā)和生產(chǎn)的要求。站場出站天然氣應(yīng)計量；站內(nèi)的生產(chǎn)用氣和生活用氣應(yīng)分別計量。天然氣的計量宜采用標準孔板計量，并應(yīng)符合國家現(xiàn)行的《天然氣計量的標準孔板計量方法》（SY/T61432004）中的規(guī)定。 站控儀表為適應(yīng)SCADA系統(tǒng)對現(xiàn)場儀表的要求，現(xiàn)場儀表的選型首先在性能上必須穩(wěn)定可靠，在技術(shù)上先進而又經(jīng)濟合理的高品質(zhì)產(chǎn)品，使用和操作簡單，維護方便，并具有適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力。 （1）由于生產(chǎn)裝置區(qū)的防爆等級按Ⅱ區(qū)設(shè)計，根據(jù)防爆標準規(guī)定，現(xiàn)場電動儀表及電動執(zhí)行機構(gòu)按隔爆設(shè)置。 （2）因智能變送器精度高、量程范圍廣、調(diào)整方便、性能價格比合理，在國內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用，故推薦選用智能型電容式壓力及差壓變送器。 （3）在商品氣交接處的流量檢測裝置，若采用節(jié)流方式，即選用高級孔板閥式節(jié)流裝置，以適應(yīng)不停氣狀態(tài)檢查、定期清洗及更換孔板的需要，以達到流量規(guī)范要求。 （4）用于天然氣計量，進行溫度補償運算的溫度檢測元件選用測量精度高的A級Pt100鉑電阻，采用三線制直接接入PLC。 （5）選用的在線式分析儀器應(yīng)性能穩(wěn)定，且經(jīng)過國內(nèi)使用證明質(zhì)量可靠的產(chǎn)品，該部分內(nèi)容也列入世行國際招標采購。 通信控制根據(jù)工藝需求，該站建成后將納入全線SCADA系統(tǒng)由輸氣處調(diào)度控制中心（DCC）統(tǒng)一管理。因此，本設(shè)計中該站至輸氣處調(diào)度控制中心之間的通信方式與全線SCADA系統(tǒng)工程中的通信方式一致，即在該站內(nèi)設(shè)置VSAT衛(wèi)星通信終端站一座，配置一條話音電路（用于調(diào)度話音通信）和一條數(shù)據(jù)電路（用于SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸）。同時安裝公網(wǎng)電話一部并配調(diào)制解調(diào)器，作為衛(wèi)星數(shù)據(jù)電路的備用傳輸通道。SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口為RS232，采用透明信道傳輸。為避免雷擊對設(shè)備及操作人員造成危害，VSAT衛(wèi)星天線的引入線均加裝避雷器。 站場防腐鋼質(zhì)設(shè)備和管道外防腐的任務(wù)是控制大氣和土壤的電化學腐蝕，鑒于埋地管道表面積較小，加上站內(nèi)必須對設(shè)備﹑管道作防靜電接地，故埋地管道和露空設(shè)備﹑管道僅采用涂層防腐。站內(nèi)露空管道﹑設(shè)備采用醇酸瓷漆防腐；考慮到若站內(nèi)閥門已經(jīng)涂漆，致使站內(nèi)露空設(shè)備﹑管道不宜采用噴砂除銹工藝，本設(shè)計推薦鋼鐵的表面預處理采用先電動鋼絲刷除銹至ST3級，再用帶銹磷化液處理的工藝。醇酸瓷漆在磷化處理鋼表面12后，涂刷底漆―中間漆―面漆，每道涂漆間隔3，涂裝顏色執(zhí)行行業(yè)標準《油氣田地面管線和設(shè)備涂色標準》（SY0043―96）的規(guī)定。涂膜總厚度不小于。本工程埋地管道的特點是管徑規(guī)格多，各規(guī)格管子長度短，管道外防腐層不便預制，根據(jù)實際情況，推薦埋地管道采用石油瀝青特加強級防腐，石油瀝青補口﹑補傷。 水電供應(yīng) 供電該工程電氣部分的設(shè)計范圍為本站的動力和照明配電及防雷、防靜電接地的設(shè)計。根據(jù)《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》（GB502512003） 及《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》（GB500281998）的要求，該站按二級負荷考慮。該站內(nèi)有桿上變電站一座作為主供電源，一臺30KW的柴油發(fā)電機作為備用電源；低壓配電間內(nèi)設(shè)有兩臺 GGD1配電柜，照明動力各一臺，均留有備用回路。工藝裝置區(qū)照明電源由原路燈回路引至，設(shè)4套防爆路燈BW125；在工藝裝置區(qū)內(nèi)設(shè)室外防爆配電箱兩臺，電源從低壓配電間動力盤P14回路引出（原斷路器更換為63A），作為電動閥的電源；儀表用電由低壓配電間動力盤P13回路引出；因儀表控制室改吊頂，將原有6套熒光燈更換為嵌入式格柵燈；儀表控制室和機柜間空調(diào)由P4回路引出；放空區(qū)的電源由P8回路引出，供放空閥和電點火用電。儀表及自控系統(tǒng)采用了不間斷電源UPS供電，其斷電保持時間按30分鐘考慮。 供水該站應(yīng)建設(shè)完善的供水系統(tǒng)。本工程各站站場給水主要為生活和生產(chǎn)用水，其中生產(chǎn)用水包括少量不定期設(shè)備清洗水及場地沖洗水。供水水質(zhì)執(zhí)行《生活飲用水衛(wèi)生標準》。利用站內(nèi)排水設(shè)施，少量不定期場地沖洗水沿場地邊溝排放。本工程站場排水主要為生活污水及場地沖洗水，另有生產(chǎn)過程中分離器排出的少量氣田飽和水，檢修時排出的部分檢修污水和設(shè)備清洗水。生活污水進入化糞池經(jīng)消化處理后排出站外；場地沖洗水及設(shè)備清洗水僅含泥沙不需處理，直接匯入站內(nèi)雨水溝內(nèi)排出站外；氣田飽和水及檢修污水排入污水池中，定期運往污水回注站統(tǒng)一處理。 電防護與消防該站應(yīng)根據(jù)《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058）的要求劃定爆炸危險場所，并根據(jù)爆炸危險場所分區(qū)等級的要求選擇和安裝電氣設(shè)備。3 計算書設(shè)計中所選設(shè)備及管線材質(zhì)（特殊件除外）均采用20號優(yōu)質(zhì)碳素鋼，屈服強度。 天然氣基本參數(shù)確定 天然氣的分子量天然氣中組分i 的摩爾組成yi （或者體積組成），以及各組分的分子質(zhì)量則由下式可求得天然氣分子質(zhì)量M： （） 固原壓氣站原始設(shè)計參數(shù) T=293 K序號組分Mol%1甲烷2乙烷3丙