1、重庆科技学院课程设计报告 院（系）:_石油与天然气工程学院 专业班级: 油储07 学生姓名: xxxx 学 号: 2007440xxx 设计地点（单位）_ 人文社科大楼G304_ _ _设计题目:_ 广安2#低温集气站工艺设计 工艺流程与平面布置 完成日期：2010 年 7 月 1 日 指导教师评语: _ _ _ 成绩（五级记分制）:_ _ 指导教师（签字）:_ _ 摘要通过广安2#低温集气站的基础资料以及数据，分析得到该集气站的天然气中含有凝析油和硫，因而需要对其进行脱硫和凝析油的稳定处理。除此之外，还需要有天然气的分离设备抑制剂注入器以及计量装置由此得到该低温集气站相应的工艺流程。画出该集
2、气站的工艺流程图，根据相关的要求和根据画出平面布置图。并对流程图以及其平面布置图做出设计说明和阐述。分析各类设备的选型和选择理由，以及平面布置图的安全规范说明。关键词：工艺流程 平面布置 分离 计量 抑制剂 节流阀一、 工艺流程及低温集气站的选址说明1、工艺流程简介各个井口的天然气经过超声波流量计1计量之后经过截断阀6，再经过节流阀8第一次节流降压后，和相同压力的各个井口来气会合。会合后，天然气汇集后进入抑制剂注入器，与注入的雾状抑制剂相混合，部分水汽被吸收，使天然气的水露点降低，然后进入换热器9使得天然气预冷。降温后的天然气通过节流阀10进行大差压节流降压，使其温度降到低温分离器所要求的温度
3、，天然气从分离器的上半部分进入分离器中分离，分理出的水以及凝析油的油水混合物去稳定区进行稳定，从分离器顶部出来的冷天然气通过换热器9后温度上升至0摄氏度以上，经过汇管汇集后通过孔板阀计量之后进入脱硫系统进行脱硫处理。汇管中的污水通过污水管线去污水处理区处理。脱硫之后的天然气进过截断阀6之后，直接进入各集输管线。2、选址说明21站场址选择 根据GB50350-2005油气集输设计规范，在对广安2#低温集气站的选址时应该注意如下内容：站场址的面积应满足总平面布置的需要，并节约用地。凡有荒地可利用的地区应尽量不占用耕地。为满足油气田滚动开发要求，可适当预留扩建用地。各种不同功能站场在布局上应综合考虑
4、。分井计量站宜与配气站、注水配水间联合建设，工艺上相互关联的油、气、水处理站应该联合建设。站场址应尽量靠近公路，方便交通运输。应尽量具备可靠地供水、排水、供电及通信等条件。站场与周围设施的区域布置防火间噪音控制和环境保护应符合现行国家标准的要求。22站场防洪及排涝 站场选址的时候应该尽量考虑到站产防洪和排涝，具体有：站场的防洪排涝设计应与油气田防洪排涝统一考虑。站产建在受洪水威胁的地段时，宜采用防洪措施。在条件允许且技术经济合理的情况下，在区域防洪设计的基础上应适当提高站场地标高，也可只提高主要设备和建筑物标高。油气集输站场邻近江河、湖泊、海岸布置时，应采取防止泄露可燃液体流入水域的措施。站场
5、的场地防洪设计标高应比按照防洪设计标准计算的设计洪水位高0.5米，在淤积严重地区，还应计入淤积高度。采油井场变压器、配电箱和电动机的安装高度可在抽油机防洪设计标高的基础上适当抬高。靠近山区建站时，应根据实际情况设置截鸿沟，截鸿沟不宜过场区。二、 工艺流程图绘图说明以及相关设备介绍1、 工艺流程图绘图说明此次工艺流程图通过查阅相应的规范和制图标准，以及各类设备标注的方式，利用auoCAD将流程图编辑并最终出图。工艺流程图中的1-12编号分别代表各种流量计、阀门、温度计、压力表、安全系统等。各类主要设备直接在途中标出其名称。由于此次设计的过程当中没有本组成员设计天然气脱硫的具体设计，故将天然气脱硫
6、工艺流程简约。天然气凝液稳定也没有包括在本组设计的范围之内，也将其简约。另外，由于此次设计没有设计天然气汇管的成员，因而汇管的设计参数和对其相应的选型也没有进行设计。由于查阅了很多资料，没有查找出超声波流量计的图表形式，因而将超声波流量计和旋涡式流量计利用成同一种图标进行标示，在标题栏中将两种流量计进行了相应的明确。对于交叉管道的流程绘制，是以主流程不断，次流程断的原则进行交叉管道的表示。2、 流程各类设备此低温集气站的各类设备主要包括；节流阀、输气管道、分离器、流量计、换热器、调节阀等。下面分别对其中的要求和参数进行总结。21节流阀节流阀大多数都是通过启闭件节流阀的启闭改变通道截面积从而达到
7、调节流量和压力，启闭件多为圆锥流线型，按通道方式节流阀可分为直通式和角式两种；按启闭件的形状分，有针形、沟形和窗形三种。节流阀的构造较简单，便于制造和维修，成本低；调节精度不高，但是不能作调节使用；密封面易冲蚀，也不能作切断介质用；密封性较差的。只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合。设计节流阀的小组成员根据给出的压力和温度等条件，最后计算选出各点节流阀的型号以及各类参数如下表。表一阀门型号名称公称通径DN/重量/阀门型号名称公称通径DN/重量/阀1L44Y-220法兰角式节流阀2510阀5L44Y-160法兰角式节流阀155阀2L44Y-220法兰角式节流阀208阀6L44Y
8、-160法兰角式节流阀155阀3L44Y-220法兰角式节流阀208阀7L44Y-160法兰角式节流阀4018阀4L44Y-160法兰角式节流阀155阀8L41H-100法兰直通式节流阀3225表中阀1-阀6分别指的是工艺流程图中每根来气管线上的第一个节流阀，从上往下数，以此来对节流阀进行编号，后面的阀7和阀8分别指的是两个分离器之前的节流阀的标号。22管道 管道设计中不考虑到管内的压降，利用确定经济流速，流量来确定管子的内径，在根据管线的设计工作压力，管线内径，焊缝系数，钢材屈服极限，设计系数，腐蚀余量来确定管壁的厚度，引用节流阀节流后温度、压力的数据，辅助设计管径和壁厚。由于此集气站的天然
9、气进站压力较高，为了保证天然气再管道中的安全输送，故选用的管子均为高压碳素钢管。由此所选用的各种管道的规格和参数如表三。 表三管道管线编号管内径计算值（m）壁厚计算值(mm)选型进气管道10.0443.85504.0进气管道20.0383.44403.5进气管道30.0363.30403.5进气管道40.0312.30302.5进气管道50.0262.07302.5进气管道60.0292.22302.5一次节流以后10.0523.13503.5一次节流以后20.0462.87503.0一次节流以后30.0432.73403.0一次节流以后40.0361.98402.0一次节流以后50.0311
10、.81302.0一次节流以后60.0351.94402.0一次节流以后70.0904.481005.0一次节流以后80.0582.69703.0二次节流以后90.1103.491003.5二次节流以后100.0692.49702.5表中所示的进气管道1-6是指在每口井进入节流阀以前的每根管道，从上往下数，设计的参数和选型。一次节流以后1-8指的是1-6进气管道通过了节流阀以后的每根管道的参数和选型，一次节流以后7-8指的是相同压力下的各个进气道经过节流降压之后汇集时的两根汇集管线。二次截留后9-10管道指的是在进入低温分离器以前的管道的参数和选型。由GB 50028-2006城镇燃气设计规范有
11、天然气管道的各类参数范围和型号如表二。表二钢质燃气管道最小公称壁厚 钢管公称直径 DN （ mm ） 公称壁厚（ mm ） DN100DN150 4.0 DN200DN300 4.8 DN350DN450 5.2 DN500DN550 6.4 DN600DN700 7.1 DN750DN900 7.9 DN950DN1000 8.7 DN1050 9.5 23分离器 根据设计成员的数据可得出分离器的各类参数。其中，D、H分指的是其直径和高度。当所选用的分离器是立式两相分离器时，设计小组所得出的参数分别是：米；米；米；米。则其各个参数如下表。进口压力分离器直径分离器高度进口直径出口直径17MPa
12、141米5.64米0.097米0.12米12 MPa141米5.64米0.062米0.076米此为立式两相分离器的各类计算设计参数，当设计为旋风式分离器时，其各种压力下的分离器进口直径和出口直径是一样大。其分离器的直径分别为0.86米和0.144米。另外，因为此集气站天然气的处理量较高，所以因该选用卧式重力分离器进行分离。卧式分离器的分离效果较好，但是占地面积较大。另外旋风式分离器的直径较小，可以设定较小的尺寸，成本较低，也可以考虑采用旋风式分离器对天然气进行分离。24流量计 此次根据天然气的压力和温度的响应情况，选用了三种流量计，即超声波流量计、窝街式流量计和孔板阀流量计。对于超声波流量计选
13、用1010GCMN外卡气体超声波流量计。其各类参数如下表。货号1064250精度0.30-0.50（当流速0.5m/s时）品名1010GCMN外卡气体超声波流量计管道尺寸25mm-1525mm存储容量1M适用流速-24-+24m/s 对于窝街式流量计选用SKLU-25涡街流量计。其各类参数如下表。代号SKLU-25通径DN25流量范围（m3/h）1-10液体25-60气体孔板阀流量计为法兰取压标准孔板，其型号为LGF-16,管径50-600mm，生产厂为银河仪表厂。三、 平面布置图绘图设计说明及介绍 由GB50183-2004石油天然气工程设计防火规范得知天然气，集气、输气工程中任何生产规模的
14、集气站、计量站（压气站除外）、清管站、配气站等定为五级战场。一般规定，石油天然气站场总平面图布置需要符合的如下要求：（1） 可能散发可燃气体的场所和设施，宜布置在人员集中场所及明火或散发火花地点的全年最 小频率风向的上风侧。（2） 甲乙类液体储罐，宜布置在站场地势较低处。当受到条件限制和工艺要求时，可布置在地 势较高处，但应采用有效的防止液体流散的措施。（3） 当战场用阶梯式竖向设计时，阶梯间应有防止泄露可燃液体漫流的措施。（4） 天然气凝液，甲乙类油品储罐组，不宜仅靠排宏沟布置。在绘制平面布置图的时候，主要考虑了消防方面对各类站场设备的建筑的安全影响因素。根据相应的防火防爆的安全规范从而绘制
15、出平面布置图。由此得出此次平面布置图包括进站阀组、计量区、分离区、脱硫装置区、凝液回收区、储罐区、污水池、办公室、休息室、行政管理区、车库、门卫室等几大区块。1、 天然气井口与周围建筑的安全距离分析油气井与周围建（构）筑物、设施的安全距离（m）名称自喷油井、气井、注气井机械采油井一二三四级石油天然气站场储罐及甲、乙类容器4020100人以上的居住区、村镇、公共福利设施4525相邻厂矿企业4020铁路国家铁路线4020工业企业铁路线3015公路高速公路3020其他公路1510架空通信线国家一二级4020其他通信线151035千伏以上独立变电所4020架空电力线35千伏以下1.5倍标高35千伏及以
16、上其中，五级石油天然气站场间距应该不小于上表的距离。设计凝析油回收量的小组成员最终算出来的凝析油回收量为34.196Kmol/h，则每天的凝析油的回收量大约为为34.1966024=49242.24kg/d。则有上表可以得出储罐区和进站阀组的安全距离为40米以上。考虑到在门卫室旁边开的门的外面可能存在居住区、村镇、公共福利设施，因此储罐区和大门的安全距离也应该设计在45米以上。2、平面图各个区之间的安全距离分析下表是规范中油气站防火安全间距的要求：名称油气井露天油气密闭设备及阀组可燃气体压缩机及压缩机房天然气凝液泵及其泵房阀组间水套炉加热炉、锅炉房10kv以下户外变压器、配电间隔油池、事故油污
17、（罐）池（平方米）3030油气井露天油气密闭设备及阀组5可燃气体压缩机及压缩机房20天然气凝液泵及其泵房阀组间20水套炉951515、10加热炉、锅炉房20101522.5/1510kv以下户外变压器、配电间15101222.5/15-隔油池、事故油污（罐）池（平方米）3020-9-1515153012151522.522.515500油罐（除甲A类外）及装卸车鹤管151015101520151515天然气凝液、液化石油气储罐单罐且容量小于50*-9-22.522.5151530总容量小于等于100101510303022.51530100-200，单罐小于100303030404040303
18、0计量仪表间、值班室或配水间9510101010-1015辅助生产产房及辅助生产设施20121515/10-1522.5硫磺仓库151015151515101515污水池555555555 由表中要求得知进站阀组和计量区的安全距离为5米以上。储罐区和进站阀组以及计量区和凝液稳区的安全距离应在10米以上。分离区与储罐区的安全距离也在10米以上。办公室与进站阀组应在9米以上。车库及其他辅助生产设施应与进站阀组在20米以上，车库离进站阀组在10米以上。硫磺回收的设施设备应该离进站阀组在15米以上。污水池离进站阀组在5米以上，考虑到环境问题并以人为本的原则，因而污水与辅助生产区布置成平面图的位置形式，
19、同时污水池与油罐之间的距离也应该大于5米。分离器与污水池的距离在5米以上，分离器与硫磺回收装置的距离在10米以上，分离器与办公室、门卫室等在12米以上，分离器与计量区的距离在5米以上，分离器与进站阀组的距离在5米以上。3、 输气管道与各区的安全距离分析管道与管道以及管道与各类设备的安全距离要求根据GB 50028-2006城镇燃气设计规范。下表是各类管道与相应的设施的距离要求：管道设施高压管道低压管道中压管道建筑物 0.7 1.0 1.5给水管 0.5 0.5 0.5污水管 1.01.2 1.2电力电缆 （ 直埋 ）0.5 0.5 0.5 通信电缆（ 直埋） 0.5 0.5 0.5热力管 （直埋 ）1.0 1.0 1.0电杆（塔）的基础1.0 1.0 1.0 表中的长度单位均为米（国际单位），则集气站的管道应以高压管道的距离要求来进行布置。即：管道与建筑物在0.7米以上，管道与污水管的距离为1.0米以上。通过以上各类设施设备以及建筑物的安全距离分析之后，根据实际情况既得出该低温集气站的平面布置图。参考文献：1梁平，王天祥.天然气集输技术M.北京:石油工业出版社,2008.2GB50183-2004石油天然气工程设计防火规范3石油制图标准 石油工业出版社 19924GB50350-2005油气集输设计规范5 GB 50028-2006城镇燃气设计规范
