油氣合建站設(shè)計(jì)書資料（精編版）

1、油氣合建站設(shè)計(jì)計(jì)算書1 天然氣脫硫系統(tǒng)的計(jì)算1.1 脫硫塔的工藝計(jì)算采用海棉鐵法脫硫工藝，用浸漬了氧化鐵（32ofe）的海棉鐵做氧化劑。按天然氣硫化氫平均含量為 18mg/nm3計(jì)算，所需脫硫劑為xxxkg 。脫硫劑主要物理性質(zhì)及技術(shù)指標(biāo)：規(guī)格：（ 45） （515）堆密度： 0.65 0.95kg/l 取 =0.8kg/l 側(cè)壓強(qiáng)度： 40n cm2硫容： 301.2 脫硫塔的直徑計(jì)算設(shè)脫硫塔操作周期為100 天，ohsfeshofe23223233 160 102 23.2mg 18mg 所需脫硫劑質(zhì)量： 225600kg 所需脫硫劑體積： 180480l 海棉鐵床層高度取5m 。脫硫塔截

2、面積：2mhvf=180480/1000/5=36m2脫硫塔的直徑：mfd4=6.77 高徑比：dh36/6.77=5.32 1.3 脫硫塔的壁厚計(jì)算根 據(jù) 壓 力 容 器 手 冊(cè) ， 選 用 合 金 鋼)8755jb(mo5cr1， 合 金 鋼 的 最 大許 用 應(yīng) 力mpa197。設(shè)計(jì)壓力取mpap5.20，則操作壓力 : 01 .1pp脫硫塔的壁厚計(jì)算公式如下：213.2ccppdsc=18617.5/405.04+0.6+1=47.56mm (1.1) 式中sc脫硫塔的壁厚， mm ；p 氣體的操作壓力， mpa ；d 脫硫塔管外徑， mm ；合金鋼的最大許用應(yīng)力，mpa ；焊縫系數(shù)，

3、無(wú)縫鋼管取0.9 ，焊接鋼管取 0.8 ；1c鋼板負(fù)偏差，取0.6mm ；2c脫硫塔腐蝕裕量，取1mm 。1.4 封頭的計(jì)算長(zhǎng)短軸之比為 2 的橢圓封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，它與材料和壁厚相同的筒體等強(qiáng)度有關(guān)。其形式及尺寸按 jb1154-73橢圓形封頭形式與尺寸的規(guī)定選取。選用公稱直徑3400mm ，曲面高度 h1=850mm ，直邊高度 h2=50mm 。1.4.1 形狀系數(shù)計(jì)算封頭的形狀系數(shù)可用下列公式計(jì)算：22261iihdk (1.2) = 1/6*2+(3390+47.56*2)/2/900)2=0.958式中k 封頭的形狀系數(shù)；id脫硫塔管外徑， mm ；ih封頭的高度， mm 。1.

4、4.2 封頭的壁厚計(jì)算封頭的壁厚可用下列公式計(jì)算：215 .02ccpkpdsci (1.3) =2.5*1.1*3439.24*0.958/(2*197*0.9-0.5*1.1*2.5)+0.6+1=27.25式中sc封頭的壁厚， mm ；p氣體的操作壓力， mpa ；id封頭管外徑， mm ；k 封頭的形狀系數(shù)；合金鋼的最大許用應(yīng)力，mpa ；焊縫系數(shù)，無(wú)縫鋼管取0.9 ，焊接鋼管取 0.8 ；1c鋼板負(fù)偏差，取0.6mm ；2c封頭腐蝕裕量，取1mm 。因此取封頭的壁厚 27mm 。1.5 脫硫塔安全閥的計(jì)算1.5.1 安全閥的泄放量安全閥的泄放量應(yīng)根據(jù)具體工藝過(guò)程來(lái)確定。本設(shè)計(jì)安全閥的

5、泄放量均認(rèn)為單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)設(shè)備的氣體質(zhì)量流量，即：hxxxkgg/=624.777kg/h 1.5.2 安全閥的泄放壓力（定壓）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) p1.8mpa pp00.18mpa （1.4 ）當(dāng) 1.8mpa7.5mpa 0p=1.05p（1.6 ）式中p 被保護(hù)設(shè)備或管道操作絕對(duì)壓力，mpa ；0p安全閥泄放絕對(duì)壓力，mpa 。脫硫塔操作壓力 p=2.5mpa ，由于 1.8mpap7.5mpa ，則：mpapp75.25.21.11 .101.5.3 聚積壓力安全閥開至最大并達(dá)到最大泄放

6、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ap表示。對(duì)于安裝在無(wú)火壓力容器上的安全閥：ppa1.0=0.25mpa 1.5.4 最高泄放壓力安全閥達(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：amppp1 =2.75+0.25=3mpa (1.7) 式中mp安全閥最高泄放壓力，mpa ；1p安全閥泄放絕對(duì)壓力，mpa ；ap安全閥聚積壓力， mpa 。1.5.5 背壓（出口壓力）安全閥開啟前泄壓總管的壓力與安全閥開啟后介質(zhì)流動(dòng)所產(chǎn)生的流動(dòng)阻力之和。背壓一般應(yīng)小于氣體的臨界流動(dòng)壓力值。氣體臨界壓縮比可按下式計(jì)算：112kkck (1.8) 式中

7、c氣體臨界壓縮比；k 氣體絕熱指數(shù)，可取1.21.4 。代入數(shù)據(jù)得：55.0127.12127.127. 1c1.5.6 安全閥通道截面積安全閥通道截面積按下式計(jì)算：11197.10ztmckpga (1.9) 式中a 安全閥通道截面積，2cm; g 安全閥的最大泄放量，kg/h ；1p安全閥達(dá)到最大泄放量時(shí)的進(jìn)口絕對(duì)壓力，mpa ；k 流量系數(shù)，一般取0.90.97 ；m 氣體摩爾分子量， kg/kmol ；1t安全閥進(jìn)口處絕對(duì)溫度，k；z 氣體壓縮系數(shù)；c 氣體特性系數(shù)，按下式計(jì)算：1112387kkkkc (1.10) 其中， k 是氣體絕熱指數(shù)。1ky1k1ii (1.11) 式中iy

8、第 i 組分的氣體摩爾分?jǐn)?shù)；ik第 i 組分的氣體絕熱指數(shù)。287.1111iikykk=1.777 c=286.96 z=0.945 a=0.35 安全閥直徑：mmad4=6.68mm根據(jù)油氣田常用閥門手冊(cè)選用a42y-40 型彈簧封閉全啟式安全閥，公稱通徑dn32 ，公稱壓力 4.0mpa 。2 輸氣管線工藝計(jì)算2.1 原料天然氣管線工藝計(jì)算根據(jù) 天然氣工程手冊(cè)準(zhǔn)則： 輸氣管線最大流速s/m3.18vmax， 最小流速s/m43vmin。設(shè)計(jì)壓力 p =1.6mpa ，設(shè)計(jì)溫度 t =273+25=298k 。2.1.1 壓縮系數(shù) z 的確定15.169.1100100avpz（6.1 ）

9、式中avp輸氣管平均壓力， mpa 。取avp=p =1.6mpa ，則：972.06 .169.110010015.1z2.1.2 輸氣管管徑的確定gqpdtzv23101.5（6.2 ）取 v =3.5 gq=1 104nm3/d p=1.6mpa t=298 帶入得 d=51.36mm 取 v =18.3 gq=1 104nm3/d p=0.3 mpa t=293 帶入得 d=22.46mm 式中v 輸氣管氣體流速， m/s；gq輸氣管氣體流量，d/m3；t 輸氣管中的氣體溫度，k；p 輸氣管中的氣體壓力，mpa ；z 氣體壓縮系數(shù)；d 輸氣管管徑 ,mm 。2.1.3 輸氣管管壁厚的確

10、定ckfpdts2（13.3）式中輸氣管管壁厚， mm ；p 輸氣管設(shè)計(jì)壓力， mpa ；d 輸氣管管徑 ,mm ；s管子的最低屈服強(qiáng)度，mpa ；f 設(shè)計(jì)因素，取0.6 ；管子的縱向焊縫系數(shù)，對(duì)于無(wú)縫鋼管，=1.00 雙面埋弧焊，=0.85，單面埋弧焊，=0.80 tk管子強(qiáng)度的溫度減弱系數(shù)，當(dāng)氣體溫度在123下時(shí)，tk=1； c 腐蝕裕量，對(duì)凈化氣 c=0mm，微腐蝕 c=1mm, 中等腐蝕 c=2mm, 強(qiáng)腐蝕 c=3mm。則mm104.11100.160.024021003 .0選用 1cr18ni9t457無(wú)縫鋼管。3 儲(chǔ)油罐容量的工藝計(jì)算汽油、柴油儲(chǔ)油罐將采用直埋式臥式鋼罐。容量可

11、用下式確定：1000qnmv（7.1）式中 v 加油站儲(chǔ)油罐儲(chǔ)存某種油品的理論容量，m3 ；q 加油站平均日加油量，l；n 加油站預(yù)設(shè)的油品儲(chǔ)存天數(shù)，市區(qū)營(yíng)業(yè)性加油站可取34 天；m 附加系數(shù)，反映油罐容量利用率和設(shè)計(jì)安全系數(shù)，取1.3 1.5 ；由上式計(jì)算所得的是油罐的理論容量，實(shí)際確定單罐容量應(yīng)該參照設(shè)計(jì)規(guī)范提供的加油站等級(jí)劃分和常用油罐的規(guī)格對(duì)應(yīng)來(lái)選擇。表 14.1 不同油品參數(shù)90#汽油93#汽油97#汽油0#柴油密度,g/m30.75 0.75 0.75 0.83 日加油量， l 4000 4000 4000 3610 儲(chǔ)存天數(shù)， d 3 3 3 3 理論油量 v，m316.8 16

12、.8 16.8 15.2 4 輸油管道的工藝計(jì)算4.1 輸送汽油管道4.1.1 管徑的確定qd4（8.1 ）式中d 輸送汽油管道管徑， mm ；q 汽油輸送量，s/m3；v 汽油的經(jīng)濟(jì)流速， m/s。取卸油管道 v=1.3 m/s,供油管道 v=2.0 m/s, 汽油密度 0.753/ mg。卸油管道：qd4=（4*0.00278/3.14/1.3）*1000=52mm 供油管道：qd4=（4*0.00278/3.14/2.0）*1000=42mm 4.1.2 管壁厚的確定ckpd)(2（8.2 ）=0.3*52/2(1*240+0.4)+1=1.032式中輸氣管管壁厚， mm ；p 輸氣管操

13、作壓力， mpa ；d 輸氣管管徑 ,mm ；管子的最低屈服強(qiáng)度，mpa ；管子的縱向焊縫系數(shù)，對(duì)于無(wú)縫鋼管，=1.00 焊接鋼管，=0.80 k 修正系數(shù)，一般取0.40；c 管壁厚度附加值。5、管道輸氣能力計(jì)算5.1 按油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范 （gb50350 2005） ，集氣管道輸氣能力按下式計(jì)算：5.022213811.5033tzlppdqv式中： qv氣體流量（ m3/d） （p0=0.101325mpa ，t=293k ） ；p1管道計(jì)算的起點(diǎn)壓力（絕mp a） ；p2管道計(jì)算的終點(diǎn)壓力（絕mpa ） ；d管道內(nèi)直徑（ cm ） ； z氣體在計(jì)算管段內(nèi)平均壓力下的壓縮系數(shù)；氣體的相對(duì)

14、密度（與空氣比） ；t氣體的平均溫度（ k） ；l輸氣管道計(jì)算段長(zhǎng)度（km ） 。經(jīng)計(jì)算，本設(shè)計(jì)分別采用dn25 dn100多種規(guī)格的鋼制管道，輸氣能力可滿足輸氣量10.0 104m3/d的生產(chǎn)要求。5.2 管道強(qiáng)度計(jì)算按油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范 （gb50350 2005） ，集氣管道壁厚按下式計(jì)算：cfpds2鋼管計(jì)算壁厚， mm ；p設(shè)計(jì)壓力，取 4.0mpa ；d鋼管外徑， mm ；s鋼管的最小屈服強(qiáng)度，取245mpa ；f強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)；焊縫系數(shù)；c管線腐蝕裕量；集氣管道壁厚計(jì)算成果見表：表 3.2 1 集氣管道壁厚計(jì)算成果表管 徑設(shè)計(jì)系數(shù)腐蝕余量 (mm) 計(jì)算壁厚 (mm) 選用壁厚 (m

15、m) 108 0.5 1 2.8 5.0 89 0.5 1 2.5 4.5 76 0.5 1 2.2 4.0 57 0.5 1 1.9 3.5 32 0.5 1 1.5 3.0 壁厚計(jì)算結(jié)果：節(jié)流閥以后管線采用1085、894、573.5 、323 .0 的 20無(wú)縫鋼管，所用管材應(yīng)符合輸送流體用無(wú)縫鋼管（gb/t8163 1999）標(biāo)準(zhǔn)，三通、彎頭按鋼制對(duì)焊管件（gb12459 2005）標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。井口至節(jié)流閥前管線采用符合套管和油管（sy/t61942003）標(biāo)準(zhǔn)的 api 油管 j55（27/8”） ，彎頭采用 pn16.0mpa 油管彎頭。水套爐加熱計(jì)算為防止天然氣因節(jié)流降壓而形成水合

16、物，采用水套爐對(duì)天然氣進(jìn)行加熱。經(jīng)計(jì)算，龍遂35d 、龍遂 35d-1、龍遂 35d-2井生產(chǎn)的天然氣需要進(jìn)行加熱處理，其操作參數(shù)見下表：表 3.2 2 單井操作工藝參數(shù)操作參數(shù)工況龍遂35d 龍遂35d 1 龍遂35d 2 備注節(jié)流前壓力 p1 （mpa ）12 10.3 11.2 節(jié)流后壓力 p2 （mpa ）1.6 1.6 1.6 壓力降 p（mpa ）10.3 8.6 9.5 節(jié)流時(shí)不形成水合物溫度8 8 8 進(jìn)水套爐前溫度20 20 20 節(jié)流前溫度 t1 （）60 48 53 節(jié)流溫降 t （）45 32 38 節(jié)流后管輸溫度（）15 15 15 加熱升溫 t （）40 28 33

17、 所需最大熱負(fù)荷（ 103cal/h ） 17806 18703 11018 由上表計(jì)算結(jié)果可知， 選用 1 臺(tái) ssl160/5型水套爐可滿足 2 口井所產(chǎn)天然氣的加熱需求，1 臺(tái) ssl320/3型水套爐可滿足1 口井所產(chǎn)天然氣的加熱需求。為保證冬季及間歇生產(chǎn)期其它氣井的天然氣加熱要求，本工程選用ssl160/5 型水套爐 6 臺(tái)，ssl160/3型水套爐 1 臺(tái)。6、臥式重力分離器計(jì)算臥式重力分離器直徑計(jì)算采用下式進(jìn)行：0423310350.0pwkktzqkdv式中： d 分離器內(nèi)徑， m ；qv氣體流量， m3/h；t操作溫度， k；p操作壓力（絕壓），mpa ；w0 液滴沉降速度，

18、 m/s；k2氣體空間占有的面積分率；k3氣體空間占有的高度分率；k4長(zhǎng)徑比。臥式重力分離器直徑計(jì)算結(jié)果見下表：表 3.2 3 臥式重力分離器直徑計(jì)算結(jié)果qn (nm3/d) p (mpa ，絕壓 ) t (k) d (m) 50000 1.6 293.15 0.352 40000 0.315 30000 0.273 根據(jù)計(jì)算，本工程選用wqe0.4 2.7 -4.0/a型 13 臺(tái)，wqe0.6 3.0-4.0/a型 2 臺(tái)。計(jì)量管道工藝計(jì)算計(jì)量裝置選用簡(jiǎn)易閥式孔板節(jié)流裝置ljkf40 型共 13 臺(tái)。 根據(jù)單井產(chǎn)量和集輸管道流量計(jì)算，站內(nèi)節(jié)流孔板孔徑確定如下表：表 3.2 4 節(jié)流孔板孔徑計(jì)算成果表井號(hào)表壓(mpa) 集輸流量（104m3/d）計(jì)量管內(nèi)徑(mm) 計(jì)算孔板(mm) 差壓量程(kpa) 龍遂 35d 1.6 2.0 50 25.03 16.0 龍遂 35d-1 1.6 3.0 50 30.10 16.0 龍遂 35d-2 1.6 1.3 50 20.35 16.0 龍 83d 1.6 0.5 50 16.13 6.0 龍 33 1.6 0.4 50 15.69 6.0 龍 33-1 1.6 0.2 50 11.08 6.0 龍 33-2 1.6 0.25 50 12.41 6.0 龍 52 1.6 0.2 50 11.08 6