LLH调压计量站工艺设计
1 绪论
1.1 设计目的和意义
随着经济的快速发展、治理大气环境的力度不断增大和广大市民生活质量的不断提高，天然气这一清洁能源的需求量也逐年大幅增加。管道输送是天然气输送的最主要运输方式，由上游气源开发、中间管道工程、下游市场开发三部分组成。而调压计量站是中间管道工程的重要组成部分之一，其基本任务是调节输气管线的压力、计量气体流量以及脱除天然气中含有的液滴和机械杂质；另外，按照实际需要还具有分离、计量、调压、添味和收发清管球（刷）等功能。调压计量站可设于管道的起点，输入和输出支点上，调压计量系统主要完成对下游用户的流量计量、设定、调节供气压力、保证平稳供气。可以有效地满足气量调配、保护相关工艺设备、抑制喘流等工艺要求，并能缓解峰谷差对分输站的压力。安全、准确、经济、可靠的调压计量站是高质量设计、建设和操作的结果。
1.2 目前国内技术概况
我国天然气长输管道工业经过多年的发展，调压计量站已有一套成熟的工艺流程。如曾自强，张玉芳编著的《天然气集输工程》，书中详细介绍了天然气从井口到用户的集输流程，其中提到的中间调压计量站工艺流程是当前调压计量站的基本形式。此外，石油行业的相关规范标准也对调压计量站的工艺设计作了明确规定，如GB50251-2003《输气管道工程设计规范》、《油田油气集输设计规范》、《石油天然气工程总图设计规范》、《石油天然气工程防火设计规范》等。
目前，国内对调压计量站的设计技术也相当成熟，并在西气东输等管道工程得到了广泛的运用。西气东输管道干线全长约3900 km；设计输量为120×108 m3/a；设计压力为10.0 MPa；管径为1016 mm。其检测与计量的特点是高压、大流量、流量变化范围大。为了保证流量检测与计量的准确度，根据目前国内外天然气长输管道流量计量的现状，西气工输工程中贸易交接流量计的准确度等级按0.5级选型，计量系统准确度等级按1.0级考虑，流量计量采用气体超声波流量计，在国内大口径输气管道计量系统中尚无先例。LLH调压计量站的设
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西南石油大学本科毕业设计（论文）
计将在结合站场实际的基础上，充分借鉴西气东输工程的成功经验。
随着科学技术的发展，管道工程的自动化、智能化程度越来越高，如近年来SCADA系统在管道生产管理中的运用。因此，调压计量站的设计应该具有前沿性、前瞻性，以满足将来站场可能的输量变化和系统升级。
1.3 设计依据
1.3.1 原始资料
LLH调压计量站的工艺设计是某天然气长输管线中间站。该站主要功能是向用户分输天然气，并进行计量调压工作，保证安全供气；于此同时，对进入干线的天然气进行计量。主要设计参数如下：
(1) 设计流量： Q进站?243.5?545?104Nm3d
Q至输气干线?193.5?495?104Nm3d Q至用户?50?104Nm3d
(2) 设计压力： P?3.2?03.50 M(3) 设计温度： T=293K (4) 气质分析：
表1.1 所输天然气气质分析表
组分 甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 正戊烷 异戊烷 己烷 庚烷 0.10 氮气 0.97 CO2 0.87 体积% 95.65 1.57 0.39 0.11 0.16 0.06 0.06 0.06 1.3.2 编制原则
(1) 严格执行国家、行业的有关标准、规范；
(2) 工程设计以及建设过程中应充分的考虑HSE因素，优化设计和施工； (3) 工程建设以近期市场为主，结合远期发展目标，统筹安排，合理分配； (4) 根据现有气源管道的技术水平，结合新、老系统的协调调度，从发展的角度出发，积极采用成熟可靠、先进、实用的技术；
(5) 站址选择在遵循相关政策法规的前提下，尽量节约工程投资； (6) 建站方式的选择均应满足安全和工艺技术的要求，力争节约投资； (7) 工程设计尽量采用国产材料和设备，节约工程费用。
1.3.3 遵循的标准规范
(1) 《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（2006年版）
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(2) 《石油天然气工程制图标准》（SY/T 0003-2003） (3) 《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）
(4) 《石油和天然气工程设计防火规范》（GB50183-2004） (5) 《天然气》（GB17820-1999）
(6) 国家标准《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163-99） (7) 《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）
(8) 《石油天然气站内工艺管线工程施工及验收规范（SY0402-2000） (9) 《用标准孔板流量计测量天然气流量》（SY/T6143-2004） (10) 《总图制图标准》（GB/T50103-2001） (11) 《油气集输设计规范》（GB50350-2005）
1.3.4 基本物理化学参数
本设计中天然气为干燥天然气，主要组分为甲烷，其主要的物理化学性质参数如下：
(1) 标况密度：0.76067kg/m3 (2) 相对密度：0.588 (3) 临界压力(绝)：4.553MPa (4) 临界温度：194.92K (5) 粘度：0.01063mPa·s (6) 压缩系数：0.934 (7) 绝热指数：1.309
1.3.5 设计内容
(1) 确定调压计量站的工艺流程；
(2) 计算工艺中所主要的设备、阀、管线并选型； (3) 画出调压计量站的工艺流程图、平面布置图；
(4) 写出设计说明书、计算书，并翻译规定字数的外文资料。
1.4 可行性分析
目前国内对于调压计量站的设计技术已经相当成熟并且已经有了许多很好的例子，根据自己现在所学知识参照各种参考文献，并在设计时严格遵守国家标准，再加上已知数据和技术经济方面的考虑，此设计具有可行性。
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2 设计说明书
2.1 调压计量站的总体规划
2.1.1 调压计量站站址的选择
2.1.1.1 选址原则
(1) 门站站址的选择首先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) 满足目前生产需要，并为今后发展留一定余地；
(3) 符合输气管道走向并满足城市规划、国土和消防的要求； (4) 站场放空排污系统设计满足环保排放要求；
(5) 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； (6) 尽量节省用地和少占良田； (7) 避开山洪、滑坡等不良工程地区。 2.1.1.2 站址安全距离要求
根据本工程的实际情况，门站站址的选择在防火间距上有以下规定： (1) 尽量避开规划区；
(2) 与公路的间距不小于20米；
(3) 与国家I、II级架空通信线不小于40米； (4) 与相邻厂矿企业的距离不小于50米；
(5) 与100人以上的居民区、村镇、公共福利设施不小于50米； (6) 与35kV及以上独立变电所不小于50米； (7) 与架空电力线不小于1.5倍杆高。
2.1.2 调压计量站设计路线选择
本着调压计量站应该简单、方便的观点，在建设设计中应首先考虑安全、准确、经济、和可靠。安全、准确、经济、和可靠的高压计量调压站是高质量设计、建设和操作的结果。
所以调压计量站的设计保持其设计简洁的同时，必须考虑所有的基本因素。同时必须认真考虑现在和将来使用的关键部件，包括管线、汇管、控制阀、阀门、超压保护和计量。作为一个先进而简便的解决方法，设计者也应考虑选择设备仪器、过虑/分离器、气味计、色谱仪和滴定仪、遥控装置和脉动消除器。
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