【導(dǎo)讀】氣，并經(jīng)節(jié)流、分離、計(jì)量后集中輸入集氣管道。在集氣站的流程中有常溫分離和低。對(duì)于硫化氫和凝析油含量低的天然氣，只需要在礦場(chǎng)集氣站內(nèi)進(jìn)行節(jié)流調(diào)壓。本集氣站的6口井來(lái)氣符合以上條件，故采用常溫分離的工藝流程。集輸工藝的進(jìn)步和發(fā)展，將成為我國(guó)能源事業(yè)的一個(gè)重要的標(biāo)志。

　　

【正文】 某常溫集氣站的工藝設(shè)計(jì) 23 天然氣在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的換熱系數(shù) 1h (1)先判別流態(tài) 由 ??DuRe? （ 322） 式中： D─管徑， m，采用 ?? 的無(wú)縫鋼管作為傳熱管； ?─天然氣在操作條件下的粘度， )/( smkg ? ； ?u ─質(zhì)量流量， 而 ?u ＝ ??24dQ （ 323） 于是： ??Du?Re （ 324） 表 313 各井氣體的流態(tài) 井號(hào) 內(nèi)容 3 井 5 井 6 井 Q ( sm/3 ) 1． 829 Re 10? 10? ? rfP 流態(tài) 湍流 湍流 湍流 (2)選用文獻(xiàn) ]1[ 公式 ()來(lái)進(jìn)行計(jì)算： Rltrfnuf PN ??? 2 ? （ 325） 各參數(shù)的確定： （ 1） 指數(shù) n,因?yàn)榱黧w是被加熱的 ,取 n=4。 （ 2） t? ─ 溫度校正系數(shù) ,因 wT 不知道 ,故取 ??????????wft TT? （ 3） L? ─ 入口效應(yīng)修正系數(shù) ,對(duì)本情況 L/d50,故取 L? = （ 4） R? ─ 彎管修正系數(shù) ,因?yàn)檎麄€(gè)加 熱管不是盤(pán)管 ,故取 R? = （ 5） eR ─ 雷諾數(shù) 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 （ 6） ??Prf CP ? （ 7） ?hdNuf ? 于是式 (58)可簡(jiǎn)化為 : 111 0 2 rfef PRdh ?? （ 326） 1,2,3 井： W /（ m ? c? ） 4,5 井： W /（ m ? c? ） 6 井： /（ m ? c? ） 大容器內(nèi)熱水的換熱系數(shù) 2h 大容器內(nèi)熱水在大氣壓力下沸騰 ,當(dāng) ???? sww ttt 3℃時(shí) ,與大空間的自然對(duì)流相同 ,由文獻(xiàn) ]1[ 式 (529)來(lái)計(jì)算熱水對(duì)管外壁的放熱系數(shù) 2h ? ?nmum GrCN Pr.? （ 327） 式中： 2302??? dtgG r ?? （ 328） ??Pr CP ? （ 329） 各參數(shù)的確定： 定性溫度： ? ?1 852mt ? ? ?c? （ 330） 查有關(guān)手冊(cè) ； 得到在定性溫度下熱 水的物理參數(shù) (近似值 )： ?? 3/mkg ?pC ckgkJ ??/ ?? )/( cmW ?? ?? ? 10 4? )/ smkg ? ?? ? 10 4? 1/c? 計(jì)算各參數(shù)值： 某常溫集氣站的工藝設(shè)計(jì) 25 ?rG 4 2 3 8429 . 8 1 6 . 6 8 1 0 ( 9 5 7 5 ) ( 9 6 8 . 6 ) 0 . 0 8 9 7 . 7 2 4 1 0( 3 . 3 5 0 1 0 )??? ? ? ? ? ??? （ 331） rP = 4??? = （ 332） 根據(jù)上面的數(shù)值可由文獻(xiàn) ]1[ 表 59 查得： C= n= 將求得的數(shù)值代入并變形得 ： ? ?nrr PGCdh .02 ?? （ 333） = 807 cmW ??2/ 總傳熱系數(shù)的計(jì)算 由于 h1h2,以管子內(nèi)表面積作為基準(zhǔn)來(lái)計(jì)算傳熱系數(shù) K .于是采用文獻(xiàn) ]1[ 公式(569)(忽略了污垢層 )： ???????????21212111 1ln211ddhdddhK? （ 334） 將已知數(shù)據(jù)代入上式 得到 : ???????????8071111hKK 計(jì)算得： 5 井： W/()mc? 3 井： W/()mc? 6 井： W/()mc? 計(jì)算所需傳熱面積 由文獻(xiàn) ]1[ 方程： tKFQ ?? （ 335） tKQF ?? （ 336） 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 所需管子 (Φ 89 )的長(zhǎng)度： ??? FL （ 337） 如下表所示： 表 314 換熱器的面積和換熱絲的長(zhǎng)度 井號(hào) 內(nèi)容 3 井 5 井 6 井 F ( 2m ) L (m ) 考慮到應(yīng)留一定的裕量，所以實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)?。? 1， 2， 3 井： L = 110m 4， 5 井： L = 40 m 6 井： L = 15 m 節(jié)流閥的工藝計(jì)算 目前廣泛采 用角式節(jié)流閥來(lái)節(jié)流降壓，由文獻(xiàn) ]1[ 式 （ 67） ， （ 68） 得角式節(jié)流閥流通直徑按下式計(jì)算： （ 1） 當(dāng) 12/PP ，屬于非臨界流動(dòng)時(shí)： ? ? 2 1 2()3304Q ZTd P P P???? ????? （ 338） （ 2） 當(dāng) 12/PP ? ，屬于臨界流動(dòng)時(shí)： ? ? ?????????? ZTPQd O （ 339） 式中： ?Q 天然氣流量， dNm/3 ； d 角式節(jié)流閥的計(jì)算直徑， mm ； 1P 閥前壓力， 2/cmkg ； 2P 閥后壓力， 2/cmkg ； Z 閥前氣體壓縮系數(shù)，由文獻(xiàn) ]2[ 查圖可得； T 閥前氣體溫度， K ； 某常溫集氣站的工藝設(shè)計(jì) 27 為了滿(mǎn)足調(diào)節(jié)要求，角式節(jié)流閥的開(kāi)度處于半開(kāi)狀態(tài)，故在選用時(shí)應(yīng)將該計(jì)算值乘以 2，再根據(jù)壓力等級(jí)進(jìn)行選擇。 一級(jí)節(jié)流降壓時(shí)節(jié)流閥的計(jì)算 各參數(shù)的數(shù)據(jù)詳見(jiàn)下表所示： 表 315 一級(jí)節(jié)流后節(jié)流閥的直徑 井號(hào) 內(nèi)容 1 2 3 4 5 6 P2/P1 Z d（ mm） 二級(jí)節(jié)流降壓時(shí)節(jié)流閥的計(jì)算 因?yàn)楣?jié)流閥精度不高，而其調(diào)節(jié)范圍要求大，工作參數(shù)變化大，為了滿(mǎn)足調(diào)節(jié)要求，使節(jié)流閥的開(kāi)度處于半開(kāi)狀態(tài)，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把計(jì)算值乘以 2 再?gòu)漠a(chǎn)品樣本上根據(jù)壓力等級(jí)選擇所需要的規(guī)格。 各參數(shù) 詳見(jiàn)下 表 ： 表 316 二級(jí)節(jié)流后節(jié)流閥的直徑 井號(hào) 內(nèi)容 1P 2P Q0 104 T（ K ） Z P2/P1 D（ mm ） 1 328 20 2 328 3 328 4 318 5 318 6 313 角式節(jié)流閥的選型 一級(jí)降壓用的角式節(jié)流閥為 L44H160P（ R） DN65 二級(jí) 節(jié)流 用的節(jié)流閥為 L44H160 P（ R） DN65 本集氣站的設(shè)備見(jiàn)下表所示： 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 表 317 本集氣站所需設(shè)備的型號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 型號(hào)及設(shè)計(jì)適用范圍 單位 個(gè)數(shù) 水套加熱爐 臺(tái) 3 臥式分離器 DN150 DN130 DN135 DN130 臺(tái) 4 角式節(jié)流閥 L44H160P（ R） DN65 L44H160P（ R） DN65 只 12 某常溫集氣站的工藝設(shè)計(jì) 29 結(jié)論 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，本人借鑒了很多專(zhuān)家的思路，并采納了一些著作中所提到的建議，最終 使 設(shè)計(jì)工作得到順利完成。但在設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人發(fā)現(xiàn)在一些規(guī)范和參考資料中，由于以前科學(xué)技術(shù) 的限制，一些參數(shù)的誤差較大，所以使設(shè)計(jì)中的結(jié)果誤差較大，這樣便造成了很多不必要的浪費(fèi)，本人在今后的工作和學(xué)習(xí)中，會(huì)認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和方法，盡量使參數(shù)的誤差減小，令設(shè)計(jì)更 合理。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 謝辭 畢 業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年的最后一門(mén)課程，也是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)的總結(jié)， 本人在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中， 院系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心以及梁光川老師的悉心指導(dǎo) ，還有同學(xué)們的大力幫助，使我獲益匪淺，特此感謝！ 在今后的工作和學(xué)習(xí)中，我也會(huì)像老師和同學(xué)那樣熱情的幫助需要我?guī)椭娜耍诮窈蟮膶W(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)發(fā)揚(yáng)光大西南石油 大學(xué)團(tuán)結(jié)互助的友愛(ài)精神 。 某常溫集氣站的工藝設(shè)計(jì) 31 參考文獻(xiàn) [1] 曾自強(qiáng)，張育芳 .天然氣集輸工程 . 四川： 西南石油大學(xué) 出版社 [2] 天然氣流量計(jì)量編寫(xiě)組 天然氣流量計(jì)量 .北京 : 石油工業(yè)出版社 [3] 中國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)劃總院 .油氣田常用閥門(mén)選用手冊(cè) .北京：石油工業(yè)出版社 [4] 蔡希林 . AutoCAD 工程 .北京：清華大學(xué)出版社 [5] 石油工業(yè)編寫(xiě)組 .石油工業(yè)常用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 . 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 [6] 氣田集氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范 SY/T001096 [7] 油田專(zhuān)用水套爐制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范 SY/T041997 [8] 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB5005794 [9] 建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ14090 [10] 天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板 計(jì)量 方法 SY/T61431996 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 附錄 [1] 常溫集氣站的工藝流程圖