课程设计--油气集输设计.docVIP

摘要 根据查《GB50350-2005油气技术设计规范》和《油田油气集输设计技术手册》上的一些基本公式和一些原理，用的反推设计的方式，计算放空管路内的出压力降，并且设计了放空系统内合适的分离器大小和火炬直径和火炬高度。假设：气体在管线中的流动为稳定流动，即在管线的任一截面上气体质量流量不变，即流量Q不变。气体在管线中的流动过程为等温过程，即温度T不变。放空管线长度为30m。 关键词：放空管线 输气 管道 火炬 一、管道 首先，我们要求出压力降，已知起点压力，只要我们求出终点压力，就可以求出压力降。所以一下推导可以求出终点压力。 假设：气体在管线中的流动为稳定流动，即在管线的任一截面上气体质量流量不变，即流量Q不变。气体在管线中的流动过程为等温过程，即温度T不变。放空管线长度为30m。 ①、终点压力压力P2: 当输气管道沿线的相对高度时，应按下式计算： 式中：Q--标况下气体的流量（）： P1--输气管道计算段的起点压力（绝）（MPa）； P2--输气管道计算段的终点压力（绝）（MPa）； d--输气管道内直径（cm）； --水力摩阻系数； z--气体的压缩系数； --气体的相对密度； T--气体的平均温度； L--输气管道计算段的长度（km）； 公式中，要求终点压力。但水力摩阻系数、压缩因子未知，所以根据以下公式求水力摩阻系数、压缩因子。 ②、压缩因子： 根据对于干气： 求出拟对比参数： ；。 压缩因子,查图得 ③、水力摩阻系数： 雷诺系数： 公式： --原有运动粘度 Q--管内流量 式中：--水力摩阻系数； 求得： ④、管道直径： Q--实际状态的流量； d--管内径m V--经济流速 ⑤、管道壁厚计算公式： （2-1） p——管线设计的工作压力，MPa d——管线内径，mm ——焊缝系数：无缝钢管=1 ——刚性屈服极限，Mpa(查表1) 钢管材质 优质碳素钢 碳素钢 A3F 低合金钢 16Mn APIS-SL 10 20 X52 X60 X65 X70 ，MPa 205 245 235 353 358 413 448 482 表 1 F——设计系数（查表2） 工作环境 管线 野外地区 居住区，油气田站内部、穿跨越铁路公路小河渠（常年枯水面宽≤20m） 输油管线 0.72 0.60 输气管线 0.60 0.50 表 2 C——腐蚀余量，根据所输介质腐蚀性大小取值，当所输油、气中不含腐蚀性物质时C=0,当所输油、气中含腐蚀性物质时C=0.5～1.0mm 根据公式可以求出管道的壁厚。 ⑥、经济流速 P--入口压力 --气体密度 根据以上的推导，可以求出进入分离器前的压力P2 从而我们可以求出压力降。 二、立式两相分离器 ①、分离器的直径： Q--实际状态的流量； w--颗粒沉降速度 ②、颗粒沉降速度： d--液体直径，取300m --液体密度（kg/） --气体密度（kg/） --气体粘度 以求出=；=；=。 分离器的进出口直径 三、火炬 1、放空气体应经放空竖管排入大气，并应符合环境保护和安全防火要求。 2、 输气干线放空竖管应设置在不致发生火灾危险和危害居民健康的地方。其高度应比附近建构筑高出2M以上，且总高度不应小于10M。 3、输气站放空竖管应设在围墙外，距离围墙不应小于10M，其高度应比附近建构筑物高出2M及以上，且总高度不应小于10M。 4、 放空竖管的设置应符合下列规定： 5、 放空竖管的设置应满足最大的放空量要求 6、 禁止在放空竖管顶端装设弯管 7、放空竖管底部弯管和相连的水平放空引出管必须埋地，弯管前的水平埋设直管段必须进行锚固 8、放空竖管应有稳管加固措施 火炬燃烧器的直径 火炬，特别是火炬燃烧器必须有合理的直径。以保持火焰稳定及防止吹熄。实验表明，当火炬气体出口速度为该气体声速的时，火焰会吹袭。这些结果是用小直径管子实验得到的，实践证明比用较大的直径可以达到较高的吹熄速度。但是在缺乏火炬吹熄速度的情况下，习惯做法是以20%声速为基础作为出口速度来决定火炬尺寸。 火炬燃烧器直径按下式计算： d--燃烧器直径m W--事故时气体最大排放量，kg/h; T--气体温度，K； M--气体分子量 分离罐直径计算： 热辐射强度计算式： q--热辐射强度，; W--最大气流量，kg/h M--气体分子量； x--计算点距火炬的平面长度，m; H--火炬高度，m； D--火炬直径，m. 假定火炬底部的热辐射强度不能超过16800kJ/(h·)，则x=0代入上式得到火炬高度 以上是设计