【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 進(jìn)、出口面積： （）式中： A——進(jìn)出口面積mm2； D——管道內(nèi)徑，mm； π——圓周率。由第一強(qiáng)度理論得匯管的壁厚計(jì)算公式： （）式中： P ——設(shè)計(jì)壓力；MPa ； D ——匯管外徑； φ—— 焊縫系數(shù)；無(wú)縫φ=1； [σ]—— 鋼管的最小屈服強(qiáng)度；MPa，[σ]=σs本集氣站選用的是屈服強(qiáng)度σs＝245MPa的20＃無(wú)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(tái)匯氣管。本次設(shè)計(jì)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(jì)選型按照重要性的遞減次序，計(jì)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(jì)量裝置主要有：孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)式流量計(jì)、膜式流量計(jì)和科里奧利力流量計(jì)。 各種流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)比較： 孔板流量計(jì) 設(shè)計(jì)容量：流量計(jì)導(dǎo)管尺寸范圍：NPS 2～NPS 30。最大值： ， 。最小值： ， 。優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、維護(hù)簡(jiǎn)單，容易、裝置經(jīng)驗(yàn)證，廣泛應(yīng)用缺點(diǎn)：?jiǎn)伟宓牧髁糠秶^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(jì)量裝置、大流量結(jié)構(gòu)增加了計(jì)量的不準(zhǔn)確性。渦輪流量計(jì) 設(shè)計(jì)能力：最大值：制造商規(guī)定的最小壓力下的渦輪流過(guò)能力的80%。最小值：制造商規(guī)定的最大壓力下的渦輪流過(guò)能力的最小值。優(yōu)點(diǎn)：良好的流量范圍 （10：1）、準(zhǔn)確性高、壓降低、可校準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)：受氣流中固體或液體的危害、需要上游濾網(wǎng)、對(duì)摩擦力負(fù)荷敏感，可能造成測(cè)量誤差、必須定期對(duì)渦輪流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)、接觸超過(guò)量程的流量會(huì)造成危害，以致局部或完全失去計(jì)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(jì)都需要止回閥。超聲波管道流量計(jì) 設(shè)計(jì)能力：最大值：80 ft/s （24m/s） 最小值：10 ft/s （3m/s）優(yōu)點(diǎn)：良好的計(jì)量范圍和準(zhǔn)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(jì)有“清管作業(yè)能力”、多聲束流量計(jì)可以自我檢測(cè)、有些事雙向設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)：使用歷史不長(zhǎng)，因此對(duì)非理想環(huán)境下的運(yùn)行狀況認(rèn)識(shí)有限、足夠尺寸的校準(zhǔn)設(shè)施少、污染物容易積聚在超聲波脈沖發(fā)射器上?？评飱W利力流量計(jì) 設(shè)計(jì)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(diǎn)：準(zhǔn)確地多項(xiàng)流體測(cè)量、不會(huì)被流體污染物損壞、測(cè)量范圍廣和準(zhǔn)確度高、可用于混合流體密度測(cè)量。缺點(diǎn)：需要公認(rèn)的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)提供密閉輸送校準(zhǔn)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(cè)量會(huì)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(jì)，因其具有堅(jiān)固耐用性能可靠，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在大流量主干線的管道計(jì)量上使用廣泛。綜合考慮經(jīng)濟(jì)因數(shù)和國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀，采用孔板流量計(jì)也較好。測(cè)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(jì)。它由節(jié)流裝置和差壓計(jì)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(guó)際，國(guó)內(nèi)都已標(biāo)準(zhǔn)化。節(jié)流裝置是差壓測(cè)量時(shí)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(dǎo)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(shí)流量或累計(jì)流量。利用調(diào)節(jié)儀表也可以對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確，使用可靠，檢修、維護(hù)都很方便。天然氣的計(jì)量采用標(biāo)準(zhǔn)的孔板流量計(jì)量，需符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》SY/T61432004的規(guī)定。 根據(jù)《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》（SY/T61432004），得： （）式中： ——天然氣在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量，； ——體積流量計(jì)量系數(shù)，=； ——流出系數(shù)； ——漸近速度系數(shù)； ——孔板開(kāi)孔直徑，； ——相對(duì)密度系數(shù)； ——可膨脹性系數(shù)； ——超壓縮系數(shù)； ——流動(dòng)溫度系數(shù)； ——孔板上游側(cè)取壓孔氣流絕對(duì)靜壓，； ——?dú)饬髁鹘?jīng)孔板時(shí)產(chǎn)生的差壓。 分離器選型 旋風(fēng)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(jìn)氣總管進(jìn)入氣體分布室隨后進(jìn)入旋風(fēng)子外管與導(dǎo)向葉片之間的環(huán)形空隙。導(dǎo)向葉片使氣體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)并使粉塵分離出來(lái)，被分離的粉塵經(jīng)排灰口進(jìn)入總灰斗。被凈化的氣體經(jīng)旋風(fēng)子排氣管進(jìn)入排氣室，由總排氣口排出。 站場(chǎng)控制保障系統(tǒng) 概述該系統(tǒng)由站控計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)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(dú)立運(yùn)行的能力，當(dāng)站控系統(tǒng)與DCC的通信中斷時(shí)，不會(huì)影響站控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和控制功能；當(dāng)站控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，RTU/PLC也能獨(dú)立完成其全部站控功能。 主要功能站控計(jì)算機(jī)為站控系統(tǒng)提供靈活、良好的人機(jī)界面和操作手段，站控計(jì)算機(jī)必須具如下功能： （1）對(duì)站控所屬的工藝裝置參數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中顯示、記錄、報(bào)警。 （2）顯示運(yùn)行狀態(tài)、動(dòng)態(tài)趨勢(shì)、歷史趨勢(shì)、工藝模擬流程圖。 （3）向DCC傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)也接受DCC的控制和設(shè)定指令。 （4）顯示天然氣瞬時(shí)和累計(jì)流量、打印報(bào)表。 （5）打印報(bào)警、事件信息。 （6）對(duì)所屬各工藝單元進(jìn)行安全聯(lián)鎖。 （7）通過(guò)站控計(jì)算機(jī)遙控電動(dòng)截?cái)嗲蜷y。 （8）實(shí)現(xiàn)RTU/PLC的編程組態(tài)和數(shù)據(jù)修改。 壓氣站自動(dòng)化控制壓氣站的自動(dòng)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(guò)站控制室對(duì)站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行控制 。調(diào)控中心對(duì)壓氣站需要控制的每一個(gè)設(shè)備 、閥門(mén)均能進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控 、故障診斷 、遠(yuǎn)方自動(dòng)啟?？刂?。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(jìn) 、出站 ESD 閥門(mén)，同時(shí)打開(kāi)旁通閥門(mén)，并且放空站內(nèi)的天然氣 。壓縮機(jī)組自帶機(jī)組控制盤(pán)控制系統(tǒng) (納入全線 SCADA 系統(tǒng))，可遠(yuǎn)程啟停機(jī)組 。機(jī)組的掃線 、加載 、降載 、閥門(mén)開(kāi)關(guān) 、放空等動(dòng)作納入機(jī)組控制系統(tǒng)，可自動(dòng)完成 。同時(shí)，當(dāng)運(yùn)行的機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)組控制盤(pán)會(huì)發(fā)出停車指令，關(guān)閉機(jī)組進(jìn) 、出口閥門(mén) , 并放空機(jī)組內(nèi)的天然氣，同時(shí)將信號(hào)傳到站控中心和調(diào)控中心 。運(yùn)行機(jī)組與備用機(jī)組聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)機(jī)組間自動(dòng)切換 。壓縮機(jī)進(jìn)口天然氣的分離過(guò)濾管路能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換，當(dāng)其中一路分離設(shè)備發(fā)生堵塞而導(dǎo)致分離效果下降時(shí)，分離設(shè)備可以自動(dòng)切換，不影響管道正常運(yùn)行和維修 。 站控天然氣計(jì)量根據(jù)計(jì)量法，對(duì)計(jì)量器具進(jìn)行定期檢驗(yàn)、標(biāo)定。現(xiàn)有計(jì)量裝置是經(jīng)過(guò)標(biāo)定檢驗(yàn)的裝置，本站要求選用高精度（177。%）的智能變送器和高級(jí)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(jì)量要求。采用精度較高的超聲波流量計(jì)。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》（SY/T61432004），應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)天然氣進(jìn)行全參數(shù)的補(bǔ)償運(yùn)算來(lái)計(jì)量天然氣的商品量，提高商品計(jì)量的精度。分離后的天然氣、水及凝液應(yīng)分別計(jì)量，以滿足氣田開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的要求。站場(chǎng)出站天然氣應(yīng)計(jì)量；站內(nèi)的生產(chǎn)用氣和生活用氣應(yīng)分別計(jì)量。天然氣的計(jì)量宜采用標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量，并應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的《天然氣計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》（SY/T61432004）中的規(guī)定。 站控儀表為適應(yīng)SCADA系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的要求，現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)而又經(jīng)濟(jì)合理的高品質(zhì)產(chǎn)品，使用和操作簡(jiǎn)單，維護(hù)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(jí)按Ⅱ區(qū)設(shè)計(jì)，根據(jù)防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)儀表及電動(dòng)執(zhí)行機(jī)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(jià)格比合理，在國(guó)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(cè)裝置，若采用節(jié)流方式，即選用高級(jí)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(dá)到流量規(guī)范要求。 （4）用于天然氣計(jì)量，進(jìn)行溫度補(bǔ)償運(yùn)算的溫度檢測(cè)元件選用測(cè)量精度高的A級(jí)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(guò)國(guó)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(guó)際招標(biāo)采購(gòu)。 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(jì)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(shí)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(duì)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(chǎng)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(xué)腐蝕，鑒于埋地管道表面積較小，加上站內(nèi)必須對(duì)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(mén)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(jì)推薦鋼鐵的表面預(yù)處理采用先電動(dòng)鋼絲刷除銹至ST3級(jí)，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(biāo)準(zhǔn)《油氣田地面管線和設(shè)備涂色標(biāo)準(zhǔn)》（SY0043―96）的規(guī)定。涂膜總厚度不小于。本工程埋地管道的特點(diǎn)是管徑規(guī)格多，各規(guī)格管子長(zhǎng)度短，管道外防腐層不便預(yù)制，根據(jù)實(shí)際情況，推薦埋地管道采用石油瀝青特加強(qiáng)級(jí)防腐，石油瀝青補(bǔ)口﹑補(bǔ)傷。 水電供應(yīng) 供電該工程電氣部分的設(shè)計(jì)范圍為本站的動(dòng)力和照明配電及防雷、防靜電接地的設(shè)計(jì)。根據(jù)《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB502512003） 及《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500281998）的要求，該站按二級(jí)負(fù)荷考慮。該站內(nèi)有桿上變電站一座作為主供電源，一臺(tái)30KW的柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源；低壓配電間內(nèi)設(shè)有兩臺(tái) GGD1配電柜，照明動(dòng)力各一臺(tái)，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(tái)，電源從低壓配電間動(dòng)力盤(pán)P14回路引出（原斷路器更換為63A），作為電動(dòng)閥的電源；儀表用電由低壓配電間動(dòng)力盤(pán)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(jī)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(diǎn)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(shí)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(chǎng)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(chǎng)地沖洗水。供水水質(zhì)執(zhí)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。利用站內(nèi)排水設(shè)施，少量不定期場(chǎng)地沖洗水沿場(chǎng)地邊溝排放。本工程站場(chǎng)排水主要為生活污水及場(chǎng)地沖洗水，另有生產(chǎn)過(guò)程中分離器排出的少量氣田飽和水，檢修時(shí)排出的部分檢修污水和設(shè)備清洗水。生活污水進(jìn)入化糞池經(jīng)消化處理后排出站外；場(chǎng)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(yùn)往污水回注站統(tǒng)一處理。 電防護(hù)與消防該站應(yīng)根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50058）的要求劃定爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，并根據(jù)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所分區(qū)等級(jí)的要求選擇和安裝電氣設(shè)備。3 計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)中所選設(shè)備及管線材質(zhì)（特殊件除外）均采用20號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼，屈服強(qiáng)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(jì)參數(shù) T=293 K序號(hào)組分Mol%1甲烷2