【正文】 （）式中 Q1——加熱分子篩的熱量，kJ； Q2——加熱吸附器本身（鋼材）的熱量，kJ； Q3——脫附吸附水的熱量，kJ； Q4——加熱鋪墊的瓷球的熱量，kJ。算出Q后，加10%的熱損失,則 （），每小時加熱量是586695/=139690 kJ/h。 再生氣量計算設(shè)t239。是再生加熱結(jié)束時的氣體出口溫度，t3為再生氣進(jìn)吸附器溫度，再生氣溫降為： （）每千克再生氣放出熱量（kJ）： （）總共需再生氣量： （） 冷卻氣量計算冷卻吸附塔需移去的熱量： （） （） （） （）Q39。= 266308 kJ 吸附器由加熱的平均溫度t2冷卻到t139。平均溫度：設(shè)干氣初溫是ta,每千克干氣移去的熱量： （）總共需冷卻量 （）， 氣體通過床層的壓力降計算GPSA工程手冊（1987版）推薦用公式計算。計算式如下： （） 式中 Δp——壓降，kPa； L ——床層高度，； μ——氣體粘度，Pas，s； vg——氣體流速，； ρg——氣體操作狀態(tài)下的密度， kg/m179。B、C取值見下表： 參數(shù)（B、C）取值表分子篩BC 取B= C= 轉(zhuǎn)效點（Break point）計算其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： （）式中 θB——到達(dá)轉(zhuǎn)效點時間，h； x——選用的分子篩有效吸附容量，%； hT——整個床層長度，m，； ρb——分子篩堆密度，kg/m3；660 kg/m179。積水負(fù)荷 符合原設(shè)計周期8h的要求。（hz）計算 （） 式中 hz——吸附傳質(zhì)區(qū)長度，m； A——系數(shù)，分子篩A =，硅膠A =1，活性氧化鋁A =； q ——床層截面積的水負(fù)荷，kg/（m2h)； vg——空塔線速，m/min； φ——進(jìn)吸附器氣體相對濕度，%。 另一種是用GPSA工程數(shù)據(jù)手冊（1987版）計算： （）式中 hZ——吸附傳質(zhì)區(qū)長度，m； vg——空塔線速，m/min； Z= （）。 分子篩吸附塔的壁厚計算根據(jù)《壓力容器手冊》，選用合金鋼，合金鋼的最大許用應(yīng)力[σ]=197MPa。設(shè)計壓力取P0=25MPa，則操作壓力P==。吸附塔的壁厚計算公式如下： （） 式中 Sc——吸附塔的壁厚，mm； P——氣體的操作壓力，MPa； D——吸附塔管外徑，mm； [σ]——合金鋼的最大許用應(yīng)力，MPa； φ——焊縫系數(shù)，； C1——鋼板負(fù)偏差，； C2——吸附塔腐蝕裕量，取1mm。假設(shè)壁厚為80mm，則外徑為1060mm。計算得到壁厚為： 所以吸附塔壁厚可以設(shè)計為80mm厚。 壓縮機工藝計算 壓縮機進(jìn)氣管線工藝計算 管徑計算根據(jù)《天然氣工程手冊》準(zhǔn)則：輸氣管線最大流速Vmax=，最小流速Vmin=3~4m/s。設(shè)計壓力P =4 MPa，設(shè)計溫度T =273+30=303 K。 （）式中 ρ—— 密度，； μ——運動粘度，； ΔP100——百米壓降，10kPa/100m。取D=80 mm 壁厚計算 （）式中 δ ——壁厚，mm； σs ——最低屈服強度，MPa；20號鋼取245MPa； Φ ——焊縫系數(shù)，無縫鋼管取1； D——管線外徑，mm； C——腐蝕裕量附加值，C=； C1 ——鋼管壁厚偏差附加值，C1=。 取δ= 4 mm管道選用20號鋼無縫鋼管，尺寸Φ80。 壓縮機出氣管線工藝計算 管徑計算根據(jù)《天然氣工程手冊》準(zhǔn)則：輸氣管線最大流速Vmax=，最小流速Vmin=3~4m/s。設(shè)計壓力P =25MPa，設(shè)計溫度T =273+30=303K。 （）式中 ρ—— 密度； kg/m3 μ—— 運動粘度； ΔP100——百米壓降；10kPa/100m 取D=63 mm 壁厚計算 （）式中 δ ——壁厚，mm； σs ——最低屈服強度，MPa，20號鋼取245MPa； Φ——焊縫系數(shù)，無縫鋼管取1； D ——管線外徑，mm； C ——腐蝕裕量附加值，C=； C1——鋼管壁厚偏差附加值，C1=。 取δ= mm管道選用20號鋼Φ63。 壓縮機排氣壓力及級數(shù)壓縮機的排氣壓力即各級氣缸后面而靠近排氣閥的排氣管道中的實際壓力，大小是由該級之后的排氣管道中的壓力（背壓）來決定的。壓縮機的排氣壓力設(shè)計為25MPa，進(jìn)氣壓力為4MPa，級數(shù)為二級。壓縮機的總壓比可由下式計算 （）式中 P2——壓縮機的排氣壓力，MPa； P1——壓縮機的進(jìn)氣壓力，MPa。則，級數(shù)B確定后按等壓縮比原則，求得各級壓縮比ε （）帶入數(shù)據(jù)有 排氣溫度由《天然氣管道輸送》，活塞式壓縮機的排氣溫度可按下式計算 （）式中 T2——壓縮機的排氣溫度，K； T1——壓縮機的進(jìn)氣溫度，K，取293K； ε——的各級壓縮比； k——氣體絕熱指數(shù)，~。則， 壓縮機功率壓縮機功率可由下式來計算 （）式中 N——壓縮機的功率，kW； P1——進(jìn)氣壓力，MPa； Vso——壓縮機進(jìn)氣條件下的排氣量，m179。/min； K——氣體絕熱指數(shù)，~； Z1——氣體進(jìn)氣口處的壓縮系數(shù)； Z2——氣體排氣口處的壓縮系數(shù)； ηg——機械效率，對大、中型壓縮機，~；對小型壓縮機，~。代入數(shù)據(jù)，則根據(jù)《天然氣工程手冊》準(zhǔn)則：輸氣管線最大流速Vmax=，最小流速Vmin=3~4m/s。設(shè)計壓力P =25MPa，設(shè)計溫度T =273+30=303K。 管徑與壁厚計算原料氣在25MPa,設(shè)計溫度T=303K。 （）式中 Pav——輸氣管平均壓力，MPa。則：壓縮系數(shù)Z = 輸氣管管徑的確定 （） 輸氣管管壁厚的確定 （）式中 δ——輸氣管管壁厚，mm； P ——輸氣管設(shè)計壓力，MPa； d ——輸氣管管徑,mm； σs——管子的最低屈服強度，MPa，20號鋼 245MPa； F ——設(shè)計因素，； Φ——管子的縱向焊縫系數(shù)，對于無縫鋼管，Φ= 雙面埋弧焊，Φ=，單面埋弧焊，Φ=； Kt——管子強度的溫度減弱系數(shù)，當(dāng)氣體溫度在123℃下時，Kt=1； C ——腐蝕裕量，對凈化氣 C=0mm， 微腐蝕 C=1mm, 中等腐蝕 C=2mm, 強腐蝕 C=3mm。則 用20號鋼無縫鋼管，尺寸取Φ48 mm。 儲氣井安全閥的工藝計算儲氣井安全閥的計算方法與分子篩脫水塔安全閥的計算方法相同。根據(jù)《油氣田常用閥門手冊》選用AY42H250型彈簧封閉全啟式安全溢流閥的公稱通徑DN25，公稱壓力25 MPa。 緩沖罐的工藝計算緩沖罐的作用是減弱壓縮機排氣的周期性氣流脈動，同時穩(wěn)定壓縮天然氣管道中的壓力。本設(shè)計取緩沖罐操作壓力4 MPa，溫度30℃，緩沖時間按30s計算。 緩沖罐容積計算將P=4 MPa，T=273+30=303 K，代入公式，得：視對比壓力 視對比溫度 根據(jù)、值查圖得：Z=氣體流量： 容積 ： （） 緩沖罐壁厚計算緩沖罐壁選用16MnR低合金鋼，低合金鋼的最大許用應(yīng)力[σ]=170MPa。緩沖罐的壁厚計算公式如下： （） 式中 Sc——緩沖罐的壁厚，mm； P——氣體的操作壓力，MPa； D——緩沖罐管外徑，mm； [σ]——低合金鋼的最大許用應(yīng)力，MPa； φ——焊縫系數(shù)，； C1——鋼板負(fù)偏差，； C2——緩沖罐腐蝕裕量，取1mm。，代入數(shù)據(jù)計算： 因此，筒體公稱直徑1000mm，筒體高度5400mm，工作壓力4 MPa，設(shè)計壓力4 MPa。 緩沖罐安全閥的計算安全閥的泄放量： （）壓縮機操作壓力P=4MPa，P≤，則有安全閥的泄放壓力： （）安全閥的聚積壓力： （）安全閥的最高泄放壓力： （） 背壓： （）視對比壓力： 視對比溫度： 根據(jù)Pr39。、Tr39。值查圖得：Z=安全閥通道截面積按下式計算：安全閥通道截面積： （）式中 A ——安全閥通道截面積，cm2； G ——安全閥的最大泄放量，取14946kg/h； P1——安全閥達(dá)到最大泄放量時的進(jìn)口絕對壓力， MPa； K ——流量系數(shù)，； M ——氣體摩爾分子量，取 ； T1——安全閥進(jìn)口處絕對溫度，取303 K； Z ——氣體壓縮系數(shù)，； C ——氣體特性系數(shù)，按下式計算： （） 其中，k是氣體絕熱指數(shù)。~。取k=安全閥直徑： （）根據(jù)《油氣田常用閥門手冊》選用A42Y40型彈簧封閉全啟式安全閥，公稱通徑DN32。 分離器的工藝計算本設(shè)計采用臥式分離器，設(shè)計計算方法如下： 顆粒（液滴）沉降速度 （）式中 水力阻力系數(shù)，而： w——顆粒（液滴）沉降速度，； ρL、ρg——分別為操作條件下顆粒和介質(zhì)的密度，kg/m3； μ——操作條件下介質(zhì)的粘度，kg/(ms）或Pas； D——顆粒（液滴）直徑。當(dāng)顆粒直徑不大于（20~80)106m，且Re≤2時，n=1，a=24，則方程（）變?yōu)橄铝行问剑? （）由理想氣體狀態(tài)方程 （）有 （） 在4 MPa，30下，Z=，操作條件下天然氣密度ρg= kg/m179。， 粘度μ= mPas， 液滴密度ρL=1000 kg/m179。， 顆粒直徑D=100μm，將數(shù)據(jù)代入上式得，沉降速度： 分離器直徑和高度計算氣體計算速度 （）式中 V ——氣體計算速度，m/s； w——顆粒（液滴）沉降速度，m/s； η——系數(shù)，取4。則有