油气储运工程课程设计.docx

油气储运工程课程设计
目录
第一篇 设计说明书 3
1概述 3
1.1任务要求 3
1.2设计原则 3
1.3遵循的主要规范、标准 4
1.4设计内容 4
1.5主要技术经济指标 4
2分输站布置 6
2.1分输站站址的设置原则 6
2.2分输站的平面布置 6
3工艺流程设计 7
3.1工艺方案 7
3.2工艺流程 7
3.2.1工艺流程选择总则 7
3.2.2工艺流程选择 7
3.3分输站工艺流程图 7
4设备选型 8
4.1清管器 8
4.1.1清管器的结构要求 8
4.1.2清管器的结构设计 9
4.2除尘设备 9
4.3计量设备 10
4.4阀门 10
4.5温度计 13
4.6压力表 13
第二篇 计算说明书 14
1引言 14
2管线和主要设备的计算和选型 14
2.1管线的强度计算 15
2.2汇管的计算 17
2.3多管除尘器的计算 18
2.4孔板式流量计的计算 20
2.5安全阀的计算 22
2.6调压阀的计算 23
2.7球阀的计算 24
2.8水套加热炉计算 25
参考文献 26
附录部分 27
附表1 27
附图2 28

第一篇 设计说明书
1概述
天然气作为当今最主要的清洁能源，在社会经济生活中扮演着重要的角色，对人类不断提高生活质量起到了非常大的作用，在未来天然气的需求量将不断提高，天然气最主要的运输方式是管道运输，由上游气源开发，中间管道工程，下游市场开发三部分组成。中间分输站是天然气中间管道工程的重要组成部分，其基本任务是对输气干线中的天然气进行压力的调节，流量的计量，机械杂质的清除，以及对输气管线清管操作的平台，分输站的研究就是使上述几项工作能够安全高效准确的进行，安全系数更高，压力调节更及时准确，使供气能够平稳，流量控制更精确，总之安全、准确、经济、可靠是天然气分输站研究的目的。
1.1任务要求
本工程设计是完成油气储运工程专业课程学习之后，为使学生能对油气储运工程专业有一个更加系统、全面的了解，并综合利用所学知识进行工程设计而开设的实践环节课。通过本课程的学习和训练，使学生深入理解油气储运工程的基本理论和技术，掌握油气储运工程的设计思路及方法。
本工程设计按分组方式进行。工程设计应符合现行执行的技术规范和技术标准。要求绘制的工艺流程图和相关图样完整和规范。在工艺计算及设备选型时，确保理论依据充分，使用的图表和公式正确，计算步骤简明，计算结果正确、可靠。尽可能采用国内外油气储运工程的新技术、新工艺和设备。提交的工程设计成果包括：原始数据、说明书、有关图件、参考文献（工艺流程图、设计书、设备表）等。
1.2设计原则
1）贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家的行业的各项技术标准、规范；
2）贯彻“安全、可靠”的指导思想，以保证设备安全、稳定的运行；
3）遵循“高效节能，安全生产”的设计原则；
4）工程设计以及建设过程中应充分考虑HSE因素，优化设计和施工；
5）充分考虑环境保护，节约能源。
1.3遵循的主要规范、标准
1）《油气集输设计规范》GB50350－2005；
2）《石油天然气工程制图标准》 SY/T 0003-2003
3）《石油天然气工程设计防火规范》GB50183－2004；
4）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第2部分：B级钢管》（GB/T9711.2－1999）；
5）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第3部分：C级钢管》（GB/T9711.3－2005）；
6）《高压锅炉用无缝钢管》（GB5310－1995）；
7)《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163－1999）；
1.4设计内容
根据给定的国家规范和标准，对输气干线中间分输站进行了工艺流程设计和主要工艺设备设计计算。本应用工程研究了以下设计内容:
1）输气干线中间分输站的平面布置图；
2）输气干线中间分输站的工艺流程设计，绘制流程图；
3）输气干线中间分输站工艺装置设计。
〈1〉汇管
〈2〉多管除尘器
〈3〉计量装置
〈4〉安全阀、调压阀
〈5〉清管器
〈6〉水套加热炉
1.5主要技术经济指标
1）天然气气质参数：(%V)

CH4
95.82
C2H6
0.78
C3H8
0.05
N2
0.67
CO2
2.65
H2
0.03
2）建设规模
3）该站场进站压力为6MPa。
4）分输给A用户。
用户名称
压力（MPa）
流 量(x104m3/d）
A用户
1.6
40

2分输站布置
2.1分输站站址的设置原则
分输站所建位置应由工艺要求和管线压力计算来决定，必须服从输气干线的大走向。除此之外，还应考虑如下几方面的问题:
1）站址应尽量靠近城市市政设施服务系统如供电、给排水、通信等，还应该遵循安全的原则，应符合国家最新《建筑设计防火规范》和《原油和天然气工程设计防火规范》的有关要求；
2）站的占地面积应充分考虑各建筑物，各建筑物之间的间距应符合 防火安全规定。同时应考虑站场今后的发展余地；
3）站址应选择地势开阔、平缓的地方，便于场地排水。尽量减少平整场地土石方的工程量，节约投资；
4）场地应避开山洪、滑坡等不良工程地区；地耐力较大，不得小于150kPa,地下水位较低，土质腐蚀性较小；
5）要重视分输站对周围环境的影响，注意三废的治理，进行环境保护，维护生态平衡。
2.2分输站的平面布置
输气干线中间分输站的平面布置图见附图2.1

3工艺流程设计
3.1工艺方案
根据工程设计要求，该站具有分离、清管以及向A用户配气的功能，所以进口天然气要先进入汇管，从汇管出来后进入过滤分离器，经过调压计量后再次进入汇管，通过分输管线一股天然气去水套加热炉加热后，通过调压计量装置调压计量后，输送至用户A，另一股经过出站管线去下一站。此外，分输站内设备为了出现问题时不影响全线的运输，还应设置越站旁通管道。当分输站出现故障时天然气直接越过分输站输送至下游，以便对停运的分输站进行维修以及改造。

3.2工艺流程
3.2.1工艺流程选择总则
我们选择的工艺流程要做到贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家的行业的各项技术标准、规范，经济环保。在分输站工艺流程的择与设计时，应综合考虑技术含量、经济效益、环境效益、社会效益。在保证供气能力，在减少投资造价情况下，选择发挥最大的效益的方案为前提，本着分输站应该简单、方便的观点来选择合适的工艺流程。
3.2.2工艺流程选择
本站场工艺有以下特点：
1） 工艺流程简单、技术成熟；
2） 采用高效过滤分离器分离天然气中的固、液颗粒；
3） 操作简单，维修方便。
3.3分输站工艺流程图
输气干线中间分输站工艺流程图见附图2.2
4设备选型
4.1清管器
输气管线在输送天然气过程中，从气(油)田带进大量的凝析油和污水是不可避免的；还有输入管线内的脱硫净化气中饱和的水蒸气，由于温度的下降会在管道内凝析出大量的水并形成积液。这些积液或污水会造成管道腐蚀和输气能力降低，危害性非常的大。通球清管的目的是为了清除管道内的污物，以便防止管道的腐蚀和提高输气管道的输气能力。
清管器有清管球、皮碗清管器等。
4.1.1清管器的结构要求
根据《清管设备设计技术规定》(SY/T0534-94)第10条规定：
1）筒体的结构及其要求：筒体的上部应该按照工艺要求开设压力表的接口、放空阀的接口；筒体的下部应该设置排污管的接口；筒体的中部应该设置旁通管以及出油口等；
2）大小头应该采用同心大小头与筒体相焊；
3）清管器接收筒的筒体长度一般为接收的最长的清管器长度的2～2.5倍。一般可以取筒体直径的3～4倍；
4）清管器接收筒的筒体内部应该与盲板内经相同；
5）清管器接收筒大小头的长度应该不小于筒体的直径；
6）清管器接收筒旁通管的直径应该不小于主管直径的1/4，大口径管道(DN≥500mm)宜取主管直径的1/3，气管线取1/4；
7）清管器发送筒的筒体上部应该按照工艺要求开设压力表的接口、放空阀的接口；筒体中部应该设置流体的出口；筒体下部应该设置排污口等；
8）清管器发送筒的大小头可以采用同心大小头或者是偏心大小头；
9）清管器发送筒体长度一般为清管器长度的1.5～2倍；
 10）清管器发送筒的筒体内径应该和盲板内径相同；
 11）清管器发送筒的偏心大小头的长度应不小于筒体的直径。

4.1.2清管器的结构设计
1）清管器接收筒结构设计：
〈1〉本满足强度要求的情况下，为了降低成本，清管器收球筒的材料可以使用L245钢，由于管道的公称直径DN≥371.4mm，盲板的内径比管道的内径增大120mm，所以快开盲板的内径取491.4mm。
〈2〉筒体小端圆筒长度取1/4的公称直径且不小于140mm，所以盲板的筒体小端圆筒长度取140mm。盲板设置转臂。
〈3〉的过程中，长度最长的清管器是智能清管器，长度一般在5m以上，在此取值6m，收球筒的筒体长度取最长清管器长度的2.3倍，圆整后取值12m。
〈4〉筒的内径与盲板相同，所以收球筒的内径取值491.4mm，经计算可得壁厚9.19mm，圆整后得10mm。 
2）清管器发送筒结构设计：
由于管道的公称直径DN≥371.4mm，盲板的内径比管道的内径增大120mm，所以快开盲板的内径取491.4mm。盲板的筒体小端圆筒长度取1/4的公称直径且不小于140mm，所以盲板的筒体小端圆筒长度取140mm。盲板设置转臂。
清管的过程中，长度最长的清管器是智能清管器，长度在5m以上，在此可取值6m，收球筒得筒体长度取最长清管器长度的1.8倍，圆整后取值11m。收球筒的内径与盲板相同，所以收球筒的内径取值810mm，经计算可得壁厚9.19mm，圆整后得10mm。
4.2除尘设备
天然气集输系统用分离设备主要用来除去天然气中的固体、液相杂质。固体杂质主要是由气层中夹带出来的少量地层岩屑等杂物和设备、管道中的腐蚀产物。输气干线中间分输站以分离粉尘物质为主，宜采用多管干式除尘器。
多管干式除尘器包括进气管、排气管和灰尘。且在壳体内部有多个导叶式旋风子呈数圈同心圆均布排列。该设备是利用离心力分离原理进行工作的，即天然气通过进入口进入除尘器后，通过多根除尘管向下分流，每根除尘管下端均设有旋风子，气体在此处产生旋转运动，利用离心力将液滴、固体颗粒与气体分开。气体经旋风子排气管进入排气室后经总排气管排出，液滴、固体颗粒粉尘进入总灰斗。
4.3计量设备
1）输入和输出干线的气体及站内自耗气必须计量，这些气量是交接业务和进行整个输气系统控制和调节的依据。
2）气体计量装置应设置在输气干线的进气管线上、分输气和配气管线上以及站场的自耗气管线上。
3）测量天然气体积流量的流量计有差压式流量计和容积式流量计两类。
〈1〉 差压式流量计。差压式流量计是根据气体流经节流件时在其前后发生的压差来测量气体流量的计器，它由节流装置和差压计两部分组成，主要用于大流量的输气管道上。
〈2〉容积式流量计。常用的容积式流量计多为转子流量计，一般用于小流量的计量，如自耗气管道上。
在该设计中，此站是一个中间站，具有流量大、压力高的特点。因此本站选用孔板式流量计计量，它在高压大流量的环境中准确性更高。
4.4阀门
阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。
站场常用的阀门有平板闸阀、截止阀、节流阀、球阀、清管阀、安全阀、紧急截断阀、调节阀、阀式孔板节流装置等。
1）平板闸阀：用于在全开全关的管段，具有调节流量，压力低的地方不能采用；
2）截止阀：有节流截止放空阀，排污阀。可用于全开全关及流量，压力调节不严格的地方及用于放空，排污；
3）节流阀：有针型结构和笼套式结构，用于调节流量和节流调压。有角式和直通式；
4）清管阀：实际是三通球阀，可通过1.4DN的清管器，特别适于集气支线的清管用；
5）安全阀：用于当管路、设备和容器内的介质压力超过规定值时，自动开启排除增高压力的介质，以保证管路、设备和容器的安全，防止事故发生；
6）调节阀：用于自动调节天然气的压力或流量；
7） 阀式孔板节流装置(俗称孔板阀)：用于管道流体的流量计量。分高级、普通、简易式。高级式实现不停气更换孔板，普通式和简易式需设旁路。
阀门的选用要求：
〈1〉阀门的选择应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316-2000[14]或有关规定。
〈2〉在防火区内关键部位使用的阀门，应具有耐火性能。需要通过清管器的阀门，应选用全通径阀门。
〈3〉为确保安全，方便操作管理和自控水平与全线SCADA系统一致，站场进站阀门采用电动紧急截断球阀；排污阀拟采用双密封导轨阀；对口径较大的截断用阀门采用电动球阀；一般截断用阀门采用性能好的平板闸阀；计量装置切换的阀门拟选用轨道球阀；站内一般截断用阀门采用密封性能好的平板闸阀。
〈4〉为提高分离器、清管接收装置、汇气管等设备上的排、放空阀的密封性及使用寿命，拟采用噪声小，耐冲刷的排污阀和节流截止放空阀。
1）调压阀
因为各种设备及出口对天然气都有一定的压力要求，因此站内要设置调压阀，以对天然气进行调压，满足各种设备和出口对天然气的压力要求。调节阀是利用降压原理来控制管道系统流体压力或流量的阀门。在天然气输配系统中常用的调节阀，有气动薄膜调节阀、自力式调节阀和针形节流阀。
自力式调节阀由主调节阀、指挥阀和阻尼嘴等组成，用mm导压管连接成工作控制系统。自力式调节阀不需要外来能源而直接利用管道流体介质自身所具有的压能进行压力(流量)等工艺参数的调节，它结构简单、维修方便、调节灵敏，适用于缺电地区，因此在天然气输配系统目前广泛使用自力式调节阀。
自力式调节阀主要用于阀后压力调节，稳定阀后管道介质压力。将指挥器作适当改装亦可作阀前压力调节，保持调节器前面管道或设备压力为稳定值。联入孔板可作恒差压调节，保持流过孔板前后的差压为恒定值。使用时，调节指挥阀给定螺钉，给定阀后压力值，当被调介质的压力升高，高于给定值时，升高的阀后信号通过导压管传递到指挥阀下膜腔，迫使喷嘴挡板关小，从而主阀工作膜腔内的操作压力下降，主阀自动关小阀芯开度，于是通过调节阀的气量减少，使调节阀的压力降低到给定值为止。反之，当调节阀后压力降低至给定压力以下时，指挥器接受压力信号后立即增大输出量，使主阀工作膜腔内的操作压力增加，阀芯自动增大，直到压力升高至给定值为止，无论用户负荷怎么变化，都能始终保持调节阀阀后压力恒定。
2）安全阀
安全阀是用于受压设备、容器和管路上，为能当压力超过规定数值时，自动排除介质的过剩压力，保证安全生产而设置的。
〈1〉安全阀的种类：
① 按平衡内压的方式不同，安全阀的主要型式主要有：
重锤式，用杠杆和重锤来平衡阀瓣压力，其优点是由阀杆传来的力是不变的，缺点是比较笨重，回座压力低。
弹簧式，利用压缩弹簧力来平衡阀瓣压力，优点是体积小、轻便、灵敏度高、安装位置不受严格限制。同一型号规格的安全阀可通过更换安全阀来改变其工作压力级，而在某一压力范围内，可通过调节阀杆来调节开启压力。缺点是作用在阀杆上的力随弹簧变形而发生变化。
② 安全阀按结构不同分为封闭式和不封闭式，带扳手和不带扳手等型式。封闭式用于易燃、易爆或有毒介质的生产装置上，不封闭式用于蒸汽或惰性气体的生产装置中。带扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度，有时也可作紧急泄压用。
③ 安全阀按其阀瓣升启高度不同又分为全启式和微启式两种。
〈2〉安全阀的使用要求
进出集气站的天然气管道上应设截断阀。截断阀应具有手动功能，并应设置在操作方便及在事故发生时能迅速切断起源的地方。
有以下情况之一者，可看成是一台容器，可在危险空间（容器和管道上）设置一个或一组安全阀。但是在计算容器的排放量时，应把容器间的连接管道的容积包括在内。
① 与压力源相连接的、本身不产生压力的压力容器，其设计压力达到了压力源的设计压力时；
② 多台压力容器的设计压力相同或稍有差异，容器间采用足够大的管道连接，且中间无阀门隔断时；
③ 安全阀的定压应小于或等于受压设备和容器的实际压力，定压值（P0）应根据操作压力（P）确定，并应符合下列要求：
当P≤1.8MPa时,P0=P+0.18MPa；
当1.8﹤P≤7.5MPa时，P0=1.1P；
当P﹥7.5MPa时，P0=1.05P。
④ 站内需要检修一组（套）设备，应设与其他组（套）设备隔开的截断阀和检修放空阀。放空阀口径一般不大于50mm。
4.5温度计
选取WSS系列电接点双金属温度计，主要技术参数：
1) 控制范围，0～300℃；
2) 动作误差限，一般为1分格的1.5倍；
3) 公称压力，带金属保护套电接点温度计为6.4MPa；
4) 接点负荷，最高工作压力220V，最大工作电流1A；
5) 固定电接点个数，一般不超过3个，两接点之间的距离不小于7mm。
可调电接点玻璃温度计型号：WSS-481W(可调角型) 控制范围(℃)：[-40～85]
生产厂家:北京国电中自电气有限公司 分格值(℃)： 1
精度等级：1.5
主要性能用途：除能测量气体和液体的温度外，可对设定的温度发出信号，通过控制电路达到自动控制和报警的目的。
4.6压力表
类型：精密压力 表联接型式：螺纹
型号：YN-100ZQ 精度等级：1.6
品牌：ZF 环境温度：-40-70℃
加工定制：是 公称直径：100mm
测量范围：0-10MPa

第二篇 计算说明书
1引言
根据导师下达的任务书，主要是对站内设备进行计算和选型。
设计中所选设备和设备管线均用Q345无缝钢管，抗屈服强度345MPa。
工艺计算步骤：先对管线进行强度计算，然后确定需要选用的钢管的直径和壁厚，再分别对主要设备进行选型计算。
2管线和主要设备的计算和选型
因为该站场有两个压力等级，因此我们要分别对不同的压力等级计算管径和壁厚。我们先计算压力为6MPa的管径和壁厚，用相同的方法我们也可以求得压力为1.6MPa时的管径的壁厚。
1）基本参数计算
〈1〉计算压缩系数Z

〈2〉操作状态下气体流量

=1.48m3/s
〈3〉天然气分子量
M=ΣyiMi
=95.82%×16+0.78%×30+0.05%×44+0.67%×28+2.65%×44+0.03%×2
=16.94
〈4〉操作状态下气体的密度
ρ

=47.41kg/m3
天然气的相对密度△：

标准密度的计算：

2.1管线的强度计算
1）管道内径可由以下公式求得:
d=
=
=0.396m
根据国标，我们取管径D为406.4mm。
2) 直管壁厚计算公式

式中：δ——钢管计算壁厚（cm）；
P——设计压力（MPa）；
D——钢管外径 (cm)；
σS——钢管的最小屈服强度（MPa）；
F——设计系数；
θ——焊缝系数， 无缝钢管θ=1.0；
T——温度折减系数，常温t=1.0
计算中，联系题目给定的要求，进站设计压力P取7MPa，钢管的最小屈服强度σS取345MPa，设计系数F取0.72，焊缝系数θ取1.0，温度折减系数T取1.0。
其中设计系数F的选取是按照住宅建筑物的密度而定的。其规定如下：
〈1〉一级地区: 户数在15户或以下的区段；
〈2〉二级地区：户数在15户以上、100户以下的区段；
〈3〉三级地区：户数在100户或以上的区段，包括市郊居住区、商业区、工业区、发展区以及不够四级地区条件的人口稠密区；
〈4〉四级地区：系指四层及四层以上楼房（不计地下室层数）普通集中、交通频繁、地下设施多的地区。
根据地区分类不同，输气管道的强度设计取不同的设计系数：一级地区0.72，二级地区0.6，三级地区0.5，四级地区0.4。
根据以上的公式和数据，我们计算可得管线壁厚

=
=4.91mm
根据国标，我们选壁厚为5.2mm。
同理，压力为1.6MPa时，我们的计算方法一样。如下：
Z=
=0.97

=
=0.31m3/s

=
=0.181m
根据国标，管径D我们取219.1mm。

=
=0.71mm
根据国标，壁厚我们选取3.2mm。

操作压力
设计流量
压缩因子
操作温度
选用外径
壁厚
P（MPa）
Q（104m3/d）
Z
T（k）
D（mm）
D（mm）
6
800
0.88
293
406.4
5.2
1.6
40
0.97
293
219.1
3.2
通过以上计算，我们知道：在进口到调压阀之间的管段，我们选取直径406.4mm、壁厚5.2mm的Q345无缝钢管，调压阀到分输出口之间的管段我们选取直径219.1mm、壁厚3.2mm的Q345无缝钢管。
2.2汇管的计算
汇管的尺寸设计，据经验，是汇管进口或出口截面积的1.5倍，也可以更大。汇管壁厚按管壁计算公式计算。
根据经验公式，汇管的横截面积进口面积或出口面积，其中D为管内径，单位为mm。根据计算公式如下：

式中：，，— —进口或出口管径，mm。
— —汇管管径，mm。
已知汇管的进口管径为406.4mm，两个汇管出口管径可按下式计算
汇管1出口管线内径：

=112.31mm
=mm
汇管1出口管线壁厚

同理汇管2出口管线内径为：217.49mm，其壁厚为0.7mm。
因此汇管的出口管线为：218×6
以上汇管1、汇管2的计算值取较大者，并且本设计中选择与管道同样钢材便于施工安装。
1）汇管1的计算
按进气管径计算：mm
按出气管径计算：mm
选取汇管计算值：566.38mm
2）汇管2的计算
按进气管径计算：mm
按出气管径计算：mm
选取汇管计算值：692.5mm
计算汇管壁厚时，计算公式与管道厚度公式一样即：
代入数据
汇管管径大于管道管径，对天然气有一定的分离作用，其内部在生产过程中将沉积污物，对管壁产生腐蚀。因此，汇管设计壁厚的计算采用如下公式：

式中：— —管道的设计壁厚，mm；
— —管道壁厚副偏差附加值，取值为0mm；
— —管道壁厚腐蚀余量，取值为1.5mm；
— —管道理论壁厚，mm。
因此mm
选择筒体钢管700*10。
2.3多管除尘器的计算
从天然气中分离以固体粉状物质为主的多管除尘器，主要结构是由若干个结构尺寸已定的导叶式旋风子组成。选用时则根据天然气流量和除尘器结构尺寸来选定适当的流速，并通过计算以确定旋风子的个数，然后计算除尘器的压力损失。
对于由若干个尺寸已定的导叶式旋风子组成的多管除尘器，设计中的主要问题是，使各旋风子进气分配均匀，灰斗内粉尘的飞扬尽量减少，从而尽可能减少串流返混现象。
1)计算旋风子的轴向进气面积F
选用φ108/76旋风子（直筒型），旋风子外管为φ108×4无缝钢管，其内管为φ76×4无缝钢管。旋风子的阻力系数ξ=1.27、旋风子叶片数n=8片，旋风子导向叶片进气口端部的厚度δ=0.005m。
〈1〉旋风子的外管内径D2
D2=0.108-0.004×2=0.1m
〈2〉旋风子的轴向进气面积F

式中：D2——旋风子外管内径，m；
D1——旋风子内管外径，m；
N——旋风子的导向叶片数，一般取n=8；
δ——旋风子导向叶片进气口端部的厚度，m。
F=0.12－0.0762）－8×0.005
=0.00284m2
2）计算旋风子个数N

式中：N——旋风子个数；
qV——气体流量（P=101.325KPa，t=20℃），m3/s；
ω——旋风子轴向进口流速，m/s；
对φ100mm旋风子：
当天然气压力为1.0～2.0MPa时，
圆锥型旋风子ω=12～20m/s,
直筒型旋风子ω=14～24m/s。
当天然气压力为2.0～4.0MPa时，
ω=10～12m/s。
F—— 一个旋风子的轴向进口面积m2
其中，qV=1.15m3/s
ω取12m/s
N==33.7 取34
计算所得除尘器是否满足工艺要求，需按下式核算其处理能力，如不满足要求则须增加旋风子个数。

式中： P——气体操作压力，MPa（绝）；
T——气体操作温度，K；
z——气体压缩因子，无因次。
经验证，结论符合要求。
3) 除尘器压力损失计算
当站场工艺需要控制除尘器的压力损失时，可按下式计算除尘器的总压力降。

式中: ΔP——多管除尘器总压力降，MPa；
ρ——操作条件下气体密度，kg/m3；
g——重力加速度，m/s2；
ω——旋风子轴向进口流速，m/s；
ζ——阻力系数。
叶片出口角为30°，φ100/76mm旋风子阻力系数为：
圆锥型叶片式 ζ=13.2
直筒型叶片式 ζ=12.7
ΔP=9.81×10-6
=0.05MPa
通过计算，我们知道:多管除尘器宜选用φ108/76旋风子（直筒型），旋风子外管为φ108×4无缝钢管，其内管为φ76×4无缝钢管，旋风子数为34。
2.4孔板式流量计的计算
《用标准孔板流量计测量天然气流量》得：

式中：— —天然气在标准参比条件下的体积流量，m3/s；
— —体积流量计量系数视采用计量单位而定。秒体积流量(m3/s)计量系数，小时体积流量（m3/ h）计量系数，日体积流量（m3 /d)计量系数；
— —流出系数；
— —渐进速度系数；
— —孔板开孔直径，mm；
— —相对密度系数；
— —可膨胀性系数；
— —超压缩系数；
— —流动温度系数；
— —孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；
— —气流流经孔板时产生的差压，Pa。
1）相对密度系数

2）天然气的压缩系数

式中：— —天然气在流动状态下的压缩系数；
— —天然气在标准状态下的压缩系数。
计算得：

3）流动温度系数

4）可膨胀性系数

5）渐进速度系数

6）流出系数

代入数据可计算得d=85mm
因此选用法兰环孔型孔板流量计，其型号为KH-LG，适用压力PN0.01-PN2.5MPa，适用管径DN40-DN600。
2.5安全阀的计算
在计算和选择安全阀时，可按下列步骤进行：
根据工艺设计确定安全阀的泄放压力
根据工艺要求，确定所需要的最大泄放量
计算安全阀通道截面积，计算公式如下：
A=
式中: A——安全阀通道截面积，cm2；
G——安全阀的最大泄放量，kg/h；
P1——安全阀在最大泄放量时的进口压力，MPa（绝）；
K——流量系数，可取0.9～0.97，与阀的结构有关，由制造厂给出；
C——f（k）与气体的绝热指数k有关，与阀的结构无关；
M——气体千克分子量；
T1——安全阀进口处绝对温度，K；
Z——气体压缩系数。

安全阀用于受压设备，容器和管路上当压力超过规定数值时，自动排除介质的过剩压力，保证安全生产而设置的。
操作压力P0=6×1.1=6.6MPa
绝热指数 k=0.9
C=260
G=1.15×47.4×3600=196236kg/h

=53.48cm2
D==82.54mm
所以选取DN100的弹簧式安全阀。
2.6调压阀的计算
调节阀流通能力的计算根据如下公式计算：

式中：qv—标准状态下气体流量，m3/d；
d—流通直径,mm；
P1—阀前压力(绝),Mpa；
P2—阀后压力(绝),Mpa；
Δ—气体相对密度；
Z—阀前气体压缩系数；
T—阀前气体绝对温度,K。

84.47mm
因此我们取DN100的调压阀。
2.7球阀的计算
球阀的计算根据如下公式：

式中：— —球阀管径, m；
— —标准状态大气压，取0.10125MPa；
— —标准状态温度，取293 K；
— —操作温度，K；
— —压缩因子；
— —体积流量，m3/d；
— —站场工作压力(绝压)，MPa；
— —流速，取12m/s。
代入数据计算得到：

=382.1mm
因此在主干线上的球阀选择如下:
产品型号：PQ340Y 产品口径：DN50-1600
产品压力：1.0-10.0MPa 产品材质：铸钢、不锈钢等
2.8水套加热炉计算
一般情况,在天然气中间分数站不会选用水套加热炉，但是本站的分输压降太大，需要考虑加上水套加热炉对燃气进行加温,避免节流调压阀产生冰堵，造成输气受阻，或者爆管等潜在危害。
根据经验，压降每降低1Mpa，温度就会降低2-3摄氏度，本站进站压力为6Mpa，而分输给用户A的压力为1.6Mpa，所以本站存在着4.4Mpa的压降。我们简单计算就不难发现：
温降
T=3×压降
=3×4.4
=13.2

如果是根据四川最低气温为0摄氏度，那么天然气的露点应该在-5摄氏度，所以在这个环境以及气质条件下，是不能满足安全输送的。所以我们需要加上水套加热炉，对燃气进行加温，避免形成冰堵，造成事故。

参考文献
[1]李丽新，管道防腐保温技术综述中国石油和化工标准与质量，2012年12期．
[2] 曾自强，张育芳．天然气集输工程，石油工业出版．
[3] 汪玉春，张建，邹伟，蒋宏业，康思伟．输气干线单个分输站址最优化研究． 天然气工业 ，2007 ．
[4]王怀义，石油化工管道安装设计变差手册中．国石化出版社，2003．
[5]赵杨文，梁晓龙．调压器在天然气行业中的应用．油气储运，2003．
[6]原油和天然气工程设计防火规范，50183-93GB_50183-93．
[7] 陈利琼，等．管道技术与设备，2011年．
[8]李丽新．管道防腐保温技术综述．中国石油和化工标准与质量，2012年12期．
[9]陈建华，张永兴，李秀全等．清管器发射和接收装置的设计及应用，石油矿场机械，2009年第八期．
[10]天然气流量计的选用技巧．
[11]赵国鑫．压力表的选型及故障处理．科技向导，2010年第29期．
[12] 高庆中．温度计量．北京：中国计量出版社，2004． 
[13] Natural Gas Transportation and Application of Gas Hydrates.Dr. Mahmoud Moshfeghian (University of Qatar) ．

附录部分
附表1
设备选型结果

计算参数
设备型号
规格
数量

管 线

P=6MPa
Q=800×1O4m3/d

Q345无缝钢管

φ406.4×5.2

P=1.6MPa
Q=40×1O4m3/d
φ219.1×3.2

汇管
P=6MPa
Q345无缝钢管
φ700×10
L=4000mm
2
除尘器
P=6MPa
旋风子（直筒型）
无缝钢管
φ108/76
外管为φ108×4
内管为φ76×4
旋风子数为34
3
安全阀
p=6MPa
G=196236kg/h
弹簧式安全阀A42Y-40P
DN1OOmm
PN6.0MPa
2
调节阀

TZF-64型自力阀
DN100mm
1
球阀
P=6MPa
Q=800×1O4m3/d
PQ340Y

2
闸阀

Z940H-40型
PN6.4MPa
DN500mm
1
Z940H-40型
PN6.4MPa
DN400mm
1
KZ441Y-64(Ⅰ)
PN6.4MPa
DN500mm
4
KZ441Y-64(Ⅰ)
PN6.4MPa
DN300mm
6
续表1
孔板流量计

KH-LG型

DN40-DN600
PN0.01-PN2.5MPa
1
温度计

WSS-481W(可调角型)
控制范围-40～85℃
1
压力表

YN-100ZQ
PN6.0MPa
DN100
2

附图2
分输站平面布置图2.1
分输站工艺流程图2.2
1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究
2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究
3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究
4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制
5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究
6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器
7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究
8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现
9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统
10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究
11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究
12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发
13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制
14. 基于单片机的自动找平控制系统研究
15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发
16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发
17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现
18. 一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制
19. 基于双单片机冲床数控系统的研究
20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制
21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制
22. 基于单片机的软起动器的研究和设计
23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究
24. 基于单片机的机电产品控制系统开发
25. 基于PIC单片机的智能手机充电器
26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究
27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究
28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制
29. 基于微型光谱仪的单片机系统
30. 单片机系统软件构件开发的技术研究
31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制
32. 基于