【正文】 將管線設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)及結(jié)果列于 表 34。 輸氣管道直管 段壁厚： Ft2 pDs??? ?+C () 式中 ： δ——鋼管設(shè)計(jì)壁厚， mm； P——設(shè)計(jì)壓力， MPa；本設(shè)計(jì)取 5MP D——鋼管外徑， mm； σs——鋼管的最低屈服強(qiáng)度， MPa；本設(shè)計(jì)選材為無縫鋼管 20 號(hào)， σs 為 245MP； F——強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)，本設(shè)計(jì)按二級(jí)地區(qū)選取， F=； Φ——焊縫系數(shù)，當(dāng)選用無縫鋼管時(shí)，取 Φ=； t——溫度折減系數(shù)，當(dāng)溫度低于 120℃ 時(shí)，取 t=； C——管道腐蝕裕量，當(dāng)管道含水、 H2S 和 CO2 等酸性介質(zhì)時(shí)，根據(jù)腐蝕程度及采取的防腐措施確定；其余情況不計(jì)腐蝕裕量附加值。 表 33 再生分離器計(jì)算結(jié)果及選型結(jié)果 設(shè)備名稱 工藝參數(shù)及幾何尺寸 干氣出口分離器 原 始 數(shù) 據(jù) 操作溫度， ℃ 30 操作壓力， MPa 工況下氣體流量， m/s 工況下氣相密度， kg/m3 工況下液相密度， kg/m3 1005 工況下氣體粘度， mPa ? ? o ??? ????? m/s 3 ??? ????? ? m 根據(jù)《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB503502020），立式重力分離器內(nèi)通過絲網(wǎng)捕霧器的設(shè)計(jì)速度，一般取絲網(wǎng)最大允許速度的 75%，氣體通過絲網(wǎng)最大允許速度可按下式計(jì)算： GGLSBm a x Kv ? ?? ?? () 式中 vmax——?dú)怏w通過絲網(wǎng)最大允許速度， m/s； KSB——桑得斯 布朗（ SoudersBrown）系數(shù)， KSB可取 。用式 ? ? ? ?2G GGL3L2e 3gd4Rf ? ??? ???計(jì)算出 f亦是城市天然氣、煤制氣輸配系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行不可缺少的氣體凈化設(shè)備。 燃料氣量 燃料氣在 4500 kPa、 30 ℃ 下的低位熱值為 49210 kJ/kg。 所以 ， ? ?2211 tctc/QG ?? =1200 ? ? ? ? ? ?? ? 6 0 0/4 4 4 83 7 8 0 9 51 ???????? inoutmH HHqQ kW 由以上計(jì)算得再生氣所需熱負(fù)荷。實(shí)際操作中考慮到氣量波動(dòng)，為了使裝置操作平穩(wěn)，冷吹氣量和熱吹氣量均采用 （ 20℃， ） 。 每千克再生氣給出熱量： ? ? ? ? 2 5 54 4 4 84 1 9 3hhq 301 30H ??????? kJ/kg 每小時(shí)需冷卻氣量： 0 9 52 5 5/ 8 9 3 7 5 ??q kg/h 換算成標(biāo)準(zhǔn)條件下（ 20℃， ）的體積 流量為 。s ） 再生加熱氣所需面積： 9 ???? GqF m2 吸附器的床層面積為 ，所以滿足要求。 所以 ： kJttCmQp 7 9 4 5 3 3)35230()( 12111 ??????? kJttCmQp 0 9 9 5 7 5)352 3 0( 1 2 7 7)( 12222 ??????? kJmQ ????? kJttCmQp 4 4 8 4 7)352 3 0( 0 0 9)( 12444 ??????? 加 10%的熱損失， kJQ 7 4 3 7 2 )( 4321 ??????? 設(shè)再生加熱時(shí)間 t= 小時(shí)，每小時(shí)加熱量為： hkJq / 3 1 9 3 ?? 再生氣量計(jì)算 再生氣出口平均溫度 )35200(21 ?? ℃ ，壓力 4500kPa， 其熱焓為 4226 kJ/kg?！?），鋼材比熱 kJ/(kg.℃ )，瓷球比熱 kJ/（ kg在卸料口處設(shè)置操作平臺(tái)以方便填料的更換。預(yù)留塔頂、 部底部空間后，初步設(shè)定筒體兩焊縫間距離（筒體有效高度）為 5500 mm。在分子篩的上部和下部均裝有直徑為 20mm 的瓷球，厚度均為 200 mm。 吸附器高度：根據(jù)《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SY 00762020），分子篩吸附器為立式容器。封頭材料選為 16MnR 低合金壓力容器用鋼，則封頭厚度為 12mm，封頭質(zhì)量為 。在分子篩與瓷球之間設(shè)置兩層 10 目 /寸不銹鋼絲網(wǎng)盤。 分子篩吸附塔的壁厚校核 分子篩吸附塔名義壁厚為 34mm，有效壁厚 ： δ==。根據(jù)分子篩床層高度初步估計(jì)計(jì)算圓筒 有效高度為 。 如果背壓滿足式 PPP ccrb ??? ，則為臨界流動(dòng)，否則為亞臨界流動(dòng)。 Pm=+= (5) 背壓 作用在安全閥出口處的壓力。用 Pα 表示。本設(shè)計(jì)安全閥的泄放量均認(rèn)為單位時(shí)間內(nèi)流過設(shè)備的氣體質(zhì)量流量， 即 Gg= h/ g ? 。 k P ) 0 1 3 1 2 ( 2 ????????? 規(guī)范規(guī)定吸附時(shí)氣體通過床層的壓降宜小于等于 ，不宜高于 ，否則應(yīng)重新調(diào)整空塔氣速。s； vg——?dú)怏w流速， m/min； ρg——?dú)怏w操作狀態(tài)下的密度， kg/ 3m 。 s ??? ??（ kg 水 /kg 分子篩） 吸附劑的動(dòng)態(tài)平衡濕容量 XS 大于吸附劑的有效吸附容量（ X=8%)，則分子篩床層高度滿足要求。 吸附器高徑比計(jì)算 分子篩有效吸附容量取 8kg（水） /100kg（分子篩） 吸附塔需裝分 子篩： kg3 5 8 ? 則分子篩的體積為 ： V 6 0/3 5 8 9 m?? 取 20%的裕量， == 床層高 ： T ??? ，取 ，高徑比約 ? 。 即可根據(jù)雷督克斯的半經(jīng)驗(yàn)公式求得吸附塔直徑，半經(jīng)驗(yàn)公式如下： ? ? DCG ??? () 式中 G——允許的氣體質(zhì)量流速， )sm/(kg 2 ? ； C——系數(shù)，氣體自上向下流動(dòng)，取 ~；自下向上流動(dòng)，取 ； b? ——分子篩的堆密度， kg/ 3m ； g? ——?dú)怏w在操作條件下的密度， kg/ 3m ； Dp——分子篩的平均直徑（球形）或當(dāng)量直徑（條形）， m。 按全部脫去考慮，需脫水量： hkg / 0 0 7 3 60 0 1 1 1 ???? 。 σs 為 245MP。s 工況下氣體的壓縮因子 型式 立式重力式 計(jì) 算 值 f 表 24 導(dǎo)熱油系統(tǒng)選型結(jié)果表 導(dǎo)熱油爐型號(hào) （ 125） Y/Q1200KW 導(dǎo)熱油型號(hào) YD— 325 導(dǎo)熱油流速（ m/s） 3 總循環(huán)油量（ m3/h） 另附導(dǎo)熱油爐 （ 125） Y/Q1200KW 和導(dǎo)熱油 YD— 325 的技術(shù)參數(shù)： 表 25 導(dǎo)熱油爐技術(shù)參數(shù) 參數(shù) 設(shè)備名稱 額定熱功率 (MW) 熱 效 率(%) 設(shè)計(jì)壓力（ MPa） 最高介質(zhì)溫度（℃） 循環(huán)油量（ m3/h） (100)Y/Q 80 1 350 65 表 26 YD— 325 導(dǎo)熱油工藝參數(shù)表 溫度（℃） 物理特性 50 100 150 200 250 300 350 密度（ kg/m3） 1007 972 936 910 874 845 821 比熱 C(kJ/kg導(dǎo)熱油受熱膨脹時(shí)的體積增加量由膨脹罐來吸收，儲(chǔ)油罐主要是用來存儲(chǔ)系統(tǒng)導(dǎo)熱油和接收膨脹罐溢流出的導(dǎo)熱油。 工藝流程 主要設(shè)備有：導(dǎo)熱油爐、熱油主循環(huán)泵、熱油輔循環(huán)泵、膨脹罐。即可以大大降低高溫加熱系統(tǒng)的操作壓力和安全要求，提高 了系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性；可以在更寬的溫度范圍內(nèi)滿足不同溫度加熱、冷卻的工藝需求，或在同一個(gè)系統(tǒng)中用同一種導(dǎo)熱油同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫加熱和低溫冷卻的工藝要求。 表 23 粉塵過濾器規(guī)格 設(shè)備名稱 工藝參數(shù)及幾何尺寸 粉塵過濾器 工作溫度， ℃ 30 工作壓力， kPa 4500 氣體體積 流量， m3/h 過濾精度， μm 5 過濾器計(jì)算截面積， m2 過濾器選用外徑， mm 300 過濾器型號(hào) SBFQ 再生氣加熱爐 的選取 本設(shè)計(jì)主要采用導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱。 SBFQ 型氣體過濾器是一種新型、高效氣體除塵設(shè)備，廣泛用于石油、天然氣工業(yè)部門一般含塵量的氣體主管線和旁通管。在氣質(zhì)惡化或長(zhǎng)時(shí)問運(yùn)行后，濾芯的壓差會(huì)上升得很快，達(dá)到一定值時(shí)，就必須及時(shí)更換濾芯。氣體從外表面進(jìn)入濾芯，雜質(zhì)被阻擋在濾體表面和內(nèi)部，在濾芯表面形成一層均勻的濾餅，由于顆粒的架橋效應(yīng)，而進(jìn)一步提高了過濾精度。 由 HYSYS 軟件 計(jì)算 出 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下： 原料氣壓力： 原料氣溫度： 30℃ 床層溫度： 35℃ 天然氣氣體流量： 飽和含水量： 天然氣相對(duì)濕度： 100% 天然氣在 、 30℃ 下的密度： 天然氣在 、 30℃ 時(shí)粘度： 再生加熱氣進(jìn)吸附 器 的壓力： 4500kPa 再生加熱氣進(jìn)吸附 器 的溫度： 260℃ 再生加熱氣出吸附 器 的溫度： 200℃ 再生氣在 260℃ 、 4500kPa 下的密度： 再生氣在 260℃ 、 4500kPa 的熱焓： 3826kJ/kg 再生氣在 ℃ 、 4500kPa 的熱焓： 4226kJ/kg 再生氣在 275℃ 、 4500kPa 的熱焓 ： 3780kJ/kg 干氣溫度： 30℃ 干氣壓力： 4500kPa 干氣將床層冷卻到： 30℃ 干氣在 30℃ 、 4500kPa 的密度： kg/m3 干氣在 30℃ 、 4500kPa 的熱焓： 4448 kJ/kg 干氣在 130℃ 、 4500kPa 的熱焓： 4193 kJ/kg 干氣在 30℃、 4500kPa 下的低位熱值： 49210 kJ/kg 物料平衡表 表 21 100104 m3/d 天然氣分子篩脫水裝置設(shè)計(jì) 物料表 物料流 1 2 3 4 5 6 7 氣體分率 1 1 1 1 1 0 溫度， ℃ 30 35 30 260 30 壓力， KPa 4500 4500 4500 4500 4480 4450 4450 摩爾流量 ,kmol/h 質(zhì)量流量， kg/h 液體體積流量 ,m3/h 熱流量， kJ/h +08 +08 +07 +07 +07 +07 +05 質(zhì)量密度 ,kg/m3 分子量 壓縮因子 — 粘度 ,cp — 組 成 （ mol%） 氫氣 0. 0969 0. 0000 氦氣 0. 0519 0. 0000 氮?dú)? 0. 5397 0. 5494 0. 0003 二氧化碳 0. 0260 0. 0004 甲烷 0. 0000 乙烷 0. 0000 丙烷 0. 7164 0. 7292 異丁烷 0. 1187 0. 1209 0. 0000 正丁烷 0. 1531 0. 1558 0. 0000 異戊烷 0. 0550 0. 0559 0. 0000 正戊烷 0. 0510 0. 0519 0. 0000 正己烷 0. 2552 0. 2597 0. 0000 水 0. 1114 分子篩吸附器 的選型 分子篩脫水屬于吸附法脫水，一般用于水露點(diǎn)要求控制較低的場(chǎng)合，其露點(diǎn)深度可達(dá)到 90℃ ，保證含水量在 1ppm 以下。 選用 4A 分子篩脫水，其特性如下： 分子篩粒子類型：直徑 球形 分子篩的有效濕容量： 8kg（水） /100kg（分子篩） 分 子篩堆積密度： 660kg/m3 分子篩比熱： （ kg再生時(shí)，氣體從下向上流動(dòng)，一方面可以脫除靠近進(jìn)口端被吸附的物質(zhì)，并且不使其流過整個(gè)床層。此時(shí)將加熱器停用，再生氣經(jīng)旁通入吸附塔 ，用于冷卻再生床層。原料氣自上而下流過分子篩吸附塔進(jìn)行吸附脫水，脫水后的干氣含水小于 1 ppm，分子篩出口原料氣經(jīng)分子篩出口過濾器除去其中夾帶的分子篩粉塵和