【正文】 （）式中： ——天然氣在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的壓縮因子； ——天然氣在操作條件下的壓縮因子 流動溫度系數(shù)流動溫度系數(shù)是因天然氣流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)氣流的平均熱力學(xué)溫度與標(biāo)準(zhǔn)參比條件熱力學(xué)溫度（）產(chǎn)生偏差，而導(dǎo)出的修正系數(shù)，可按下式計(jì)算： （）式中 ：T1=t1+273； 輔助計(jì)算 輔助參數(shù)計(jì)算表（）查表得金屬材料的線膨脹系數(shù)查表求出Ｄ239干空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓縮因子天然氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓縮因子天然氣的理想相對密度天然氣相對密度查表得定壓比熱查表得定容比熱天然氣的等熵指數(shù)查表A5得動力粘度（）常用流量時(shí)的管徑雷諾數(shù) 孔板開孔直徑計(jì)算 開孔直徑計(jì)算表求223。近似值假設(shè)223。=可膨脹系數(shù)ε漸近速度系數(shù)E流出系數(shù)C相對密度系數(shù)FG天然氣超壓縮因子FZ查表可得流動溫度系數(shù)FT計(jì)算β值可膨脹系數(shù)ξ漸近速度系數(shù)E流出系數(shù)C計(jì)算β值（） 流量計(jì)選型本設(shè)計(jì)中孔板流量計(jì)采用武漢訊爾儀表公司的法蘭取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)壓氣站入口流量計(jì)型號為：Ⅱ，壓氣站出口流量計(jì)型號為：Ⅱ。 安全閥的計(jì)算 安全泄放量安全閥的泄放量應(yīng)根據(jù)具體工藝過程來確定。該壓氣站設(shè)計(jì)安全閥的泄放量均認(rèn)為是單位時(shí)間內(nèi)流過設(shè)備的氣體質(zhì)量流量，所以 （） 安全閥的泄放壓力安全閥開始起跳時(shí)的進(jìn)口壓力稱為安全閥的泄放壓力或定壓。它應(yīng)等于或小于受壓設(shè)備或管道的設(shè)計(jì)壓力。可按下面的方法確定： 當(dāng)P≤ P≤ 當(dāng)P 式中： P ——被保護(hù)設(shè)備或管道操作絕對壓力，MPa； ——安全閥泄放絕對壓力，MPa。安全閥開至最大并達(dá)到最大泄放量時(shí)的進(jìn)口壓力與泄放壓力之間的差值稱為聚積壓力，用表示。對于安裝在無火壓力容器上的安全閥：式中： Pa—聚積壓力，MPa； ——安全閥泄放絕對壓力，MPa。安全閥達(dá)到最大泄放量能力時(shí)的進(jìn)口壓力，稱為最高泄放壓力。在工藝流程中，最高泄放壓力可按下式確定：式中： ——安全閥最高泄放壓力，MPa； ——安全閥泄放絕對壓力，MPa； ——安全閥聚積壓力，MPa。 安全閥通道截面積公式安全閥通道截面積： （）式中： A ——安全閥通道截面積，； G ——安全閥的最大泄放量，kg/h； ——安全閥達(dá)到最大泄放量時(shí)的進(jìn)口絕對壓力，MPa； K ——流量系數(shù)，—； M ——?dú)怏w摩爾分子量，kg/kmol； ——安全閥進(jìn)口處絕對溫度，K； Z ——?dú)怏w壓縮系數(shù)； C ——?dú)怏w特性系數(shù)，按下式計(jì)算： （）天然氣中：k=2 得：C=265 安全閥內(nèi)徑的計(jì)算公式安全閥直徑： （） 計(jì)算結(jié)果 kg/mol。計(jì)算結(jié)果為： 安全閥計(jì)算結(jié)果表位 號閥前溫度閥前操作壓力瀉放壓力聚積壓力開啟壓力T（℃）P（）（）Pa（）（）分離器前壓縮機(jī) 匯管計(jì)算 匯管管徑計(jì)算匯管的內(nèi)徑大小通常為所連接最大進(jìn)氣管管徑的2~3倍。 Dh=D （2~3） () 壓氣站進(jìn)口公稱直徑250mm 則 =750mm 匯管2最大進(jìn)口公稱直徑300mm 則 =750mm 匯管壁厚計(jì)算兩個(gè)匯管壁厚相同取20mm 匯管選型直徑mm壁厚mm匯管175020匯管275020 壓縮機(jī)的工藝計(jì)算 排氣量和進(jìn)氣量在壓縮機(jī)排氣端測得的單位時(shí)間內(nèi)排出的氣體體積，換算到壓縮機(jī)第一級進(jìn)氣條件（壓力、溫度、濕度）下的數(shù)值稱為排氣量，用表示，單位為m3/min。供氣量是指排出的氣體按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（kPa，=273K）計(jì)算的干燥氣體的容積值。排氣量與進(jìn)氣量的關(guān)系按下式計(jì)算： （）式中 —進(jìn)氣狀態(tài)下的相對濕度；—進(jìn)氣溫度下水的飽和蒸氣壓力，kPa；—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大氣壓力，kPa；—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大氣溫度，K；—進(jìn)氣壓力，kPa；—進(jìn)氣溫度，K。，，由和k值查圖得=2。代入式（）得：m3/d 壓氣機(jī)功率往復(fù)壓縮機(jī)所作理論功率按下式計(jì)算： （）式中：N——壓縮機(jī)理論功率，kW； ε——壓縮機(jī)壓比，p2／p1； p1 ——壓縮機(jī)進(jìn)口狀態(tài)下壓力，Pa； p2 ——壓縮機(jī)出口狀態(tài)下壓力，Pa； k——?dú)怏w絕熱指數(shù)； V1——?dú)怏w在吸入狀態(tài)下體積流量，m3／s； Z1——壓縮機(jī)進(jìn)氣條件下壓縮系數(shù)； Z2——壓縮機(jī)出氣條件下壓縮系數(shù)； η——壓縮機(jī)效率。得：N=174 kW往復(fù)機(jī)實(shí)際功率： Ns= N／(ηgηc) （）式中：Ns——實(shí)際所需功率，kW； ηg——壓縮機(jī)機(jī)械效率，對大中型壓縮機(jī)ηg=～，對小型ηg=～；ηc ——壓縮機(jī)傳動損失，皮帶傳動ηc=～，齒輪傳動ηc=～，直連ηc=計(jì)算得：實(shí)際所需功率 Ns=193kW 清管器收發(fā)筒計(jì)算選型 規(guī)范《清管設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(SY/T053494)第10條規(guī)定：(1) 筒體結(jié)構(gòu)及要求：筒體上部應(yīng)按工藝要求開設(shè)壓力表接口、放空閥接口；筒體下部應(yīng)設(shè)排污管接口；筒體中部應(yīng)設(shè)旁通管及出油口等。(2) 大小頭宜采用同心大小頭與筒體相焊。(3) 清管器接收筒筒體長度為接收的最長清管器長度(多個(gè)清管器時(shí)為總長)的2～。一般取筒體直徑的3～4倍。(4) 清管器接收筒筒體內(nèi)部應(yīng)與盲板內(nèi)經(jīng)相同。(5) 清管器接收筒大小頭的長度應(yīng)不小于筒體直徑。(6) 清管器接收筒旁通管直徑應(yīng)不小于主管直徑的1/(DN≥500mm)宜取主管直徑的1/。(7) 清管器發(fā)送筒筒體上部應(yīng)按工藝要求開設(shè)壓力表接口、放空閥接口；筒體中部設(shè)置流體出口；筒體下部設(shè)置排污口等。(8) 清管器發(fā)送筒大小頭可采用同心大小頭或偏心大小頭。(9) ～2倍。(10) 清管器發(fā)送筒筒體內(nèi)徑應(yīng)和盲板內(nèi)徑相同。(11) 清管器發(fā)送筒偏心大小頭的長度應(yīng)不小于筒體直徑。 清管器接收發(fā)送筒設(shè)計(jì)結(jié)果清管器收球筒及盲板材料使用L245鋼，采用偏心大小頭，上部開設(shè)壓力表接口、放空閥接口，筒體下部設(shè)排污管接口?？扉_盲板內(nèi)徑810mm，盲板筒體小端圓筒長度選擇165mm，設(shè)置轉(zhuǎn)臂。收球筒筒體長度12m，內(nèi)徑810mm，壁厚25mm。清管器收球筒及盲板材料使用L245鋼，采用偏心大小頭，筒體上部按工藝要求開設(shè)壓力表接口、放空閥接口，筒體中部設(shè)置流體出口。快開盲板內(nèi)徑810mm，盲板筒體小端圓筒長度選擇165mm，設(shè)置轉(zhuǎn)臂。收球筒筒體長度11m，內(nèi)徑810mm，壁厚25mm。 其它閥門經(jīng)過對多種閥門研究比較，對照工藝流程需要，綜合考慮之前各種閥門應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，適用范圍，使用壽命，采購成本，運(yùn)行維護(hù)成本，與本壓氣站SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和控制連接，查找《石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊第三篇閥門》，選擇閥門型號如下表： 站閥門表名稱型號公稱通徑mm結(jié)構(gòu)尺寸（mm）重量個(gè)數(shù)LH電動明桿楔式雙閘板閘閥Z942W1700430294513192傘齒輪傳動明桿楔式雙閘板閘閥Z542W1700430287413096傘齒輪傳動平板閘閥K544D6450011503814400034009503052260016K544D10020065018177002電動法蘭直通式固定球閥KQ47F647001700150011943法蘭直通式固定球閥KQ47F6470017002法蘭節(jié)流閥L41H641505507151585結(jié)論通過對固原壓氣站工藝流程的初步設(shè)計(jì)得出以下結(jié)論：（1）考慮到未來固原市的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的變化，固原站設(shè)計(jì)上多處為將來固原市天然氣戰(zhàn)略考慮：預(yù)留下足夠的預(yù)留頭，管道設(shè)計(jì)按照預(yù)測的遠(yuǎn)期天然氣使用情形考慮，預(yù)留一定的壁厚和管徑；各種設(shè)備留下升級空間。（2）我國天然氣管道和站場的實(shí)際情況還處在落后與國外，站場自動化控制水平較低及自動化系統(tǒng)利用率不高，需要借鑒國內(nèi)外站場自動控制系統(tǒng)，同時(shí)在這個(gè)領(lǐng)域需要開拓國內(nèi)自己的道路。（3）站場的設(shè)備整體撬裝化程度還不夠，在選型中發(fā)現(xiàn)多是代理外國品牌的各種撬裝設(shè)備，站場控制軟件不夠方便和智能。（4）站場計(jì)量上存在問題一些問題，本站日處理量極大，對高林敏流量計(jì)的要求明顯，而國內(nèi)精確等級高地流量計(jì)少而貴，跟不上日益發(fā)展的站場需求。（5）天然氣其易燃易爆，所以需求更安全的天然氣處理設(shè)備。謝 辭本課題在選題及設(shè)計(jì)過程中得到西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院陳利瓊老師的悉心指導(dǎo)。陳老師多次詢問設(shè)計(jì)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路。陳老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神。在陳老師的鼓勵(lì)指導(dǎo)下才有這篇論文；誠摯的感謝陳老師。參考文獻(xiàn)[] 中國石油天然氣管道有限公司，《油氣儲運(yùn)技術(shù)論文集（第四卷）》，石油工業(yè)出版社，[2] ，吳宏（譯）《管道運(yùn)行與維護(hù)使用方法》，[3] GB503502005. 《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》[S][4] 李長俊主編，《天然氣管道輸送》[M]，北京：石油工業(yè)出版社，.[5] 何利民、高祁編著，《油氣儲運(yùn)工程施工》[M]，北京：石油工業(yè)出版社，.[6] 曾自強(qiáng)、張育芳主編，《天然氣集輸工程》[M]，北京：石油工業(yè)出版社，.[7] 中國石油天然氣總公司編，石油地面工程設(shè)計(jì) 第五冊 天然氣長輸管道工程設(shè)計(jì)[M]，石油大學(xué)出版社，.[8] 中國石油天然氣集團(tuán)公司規(guī)劃設(shè)計(jì)總院編，《油氣田常用閥門選用手冊》[S]，北京：石油工業(yè)出版社，.[9] 中國石油規(guī)劃總院編，《油氣田常用儀表選用手冊》[S]，北京：石油工業(yè)出版社，.[10] 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會著，除塵設(shè)備設(shè)計(jì)[S]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985.[11] 時(shí)銘顯、劉雋仁、1980（4）[12] SYT61432008 天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法[M][13] 何明軒編，天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法[M].[14] SY/0515－2004．油氣分離器規(guī)范[S].[15] SYT61432004；用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測量天然氣流量[S].[16] [S].[17] 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