LLH调压计量站工艺设计
d=PD2sSjFt (3.2)
式中 ?——管道计算壁厚，mm；
D——管道外径，mm； p——设计压力，MPa；
?s——管子的最小屈服强度，20号钢的最低屈服极限为245MPa； F——设计系数(站场内部管线，穿越河流,铁路及公路管段，F=0.5；野
外地区铺设的管线，F=0.6)；
?——焊缝系数(对于符合现行的国家标准《输送流体用无缝钢管》规定
的钢管，? 值取1.0)；
t——钢管的温度系数,查表取t?1.0。
?s???C1?C2 (3.3)
式中 ?s——管道设计壁厚，mm；
?——管道计算壁厚，mm；
C1——管道壁厚负偏差的附加值，任何情况下，不得小于0.5mm； C2——管道壁厚的腐蚀余量，由于进入计量站的天然气是经净化的比较
干净天然气，所以不考虑腐蚀余量。
一般管道钢材选用20号钢，其最小屈服强度为245MPa。于是：
3.50?508(1) 进站管道计算壁厚： ???7.26mm
2?245?0.5?1.0?1.0进站管道设计壁厚： ?s=7.76mm 查规范[11]选管：?508?10
(2) 至输气干线管道计算壁厚： ??至输气干线管道设计壁厚： 查规范选管：?457?9
(3) 至主要用户管道计算壁厚： ??至主要用户管道设计壁厚： 查规范[11]选管：?219?6
1.6?219?3.13mm
2?245?0.5?1.0?1.03.50?457?6.53mm
2?245?0.5?1.0?1.0?s=7.03
mm
?s=3.63
mm
(4) 汇管一出口处(计算见分离器处)： 查规范选管：?273?7
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西南石油大学本科毕业设计（论文）
3.2.2 管道选择
选用碳钢无缝钢管[11]：
进气管道
表3.3 管道型号表
?508?10 汇管一出口处管道 ?273?7 至输气干线管道 ?457?9 至主要用户管道 ?219?6 3.3 安全阀
3.3.1 安全阀的计算
在计算和选择安全阀时，按下列步骤进行：
(1) 根据工艺设计确定安全阀的泄放压力(安全阀定压)； (2) 根据工艺要求，确定所需要的最大泄放量； (3) 计算安全阀的通道截面积；
(4) 根据等于或大于计算所得的数据，选用等于或大于的通道截面积，如果计算值过大，应选用两个或两个以上的安全阀。
(5) 根据安全阀的泄放压力，选用弹簧的定压范围。 3.3.1.1 最大泄放量的计算
最大泄放量根据以下公式计算[5]：
G=1?Q (3.4) 3式中 ?——天然气的密度，kg/m3
Q——气体流量，m3/h
1带入数据计算：G??0.76067?22.7083?104?5.76?104kg/h
33.3.1.2 安全阀截面积计算
安全阀通道截面积，计算公式[5]如下：
GA?M10.197CKP1ZT1 (3.5)
式中 A——安全阀通道截面积，cm3； 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
K——流量系数，可取0.9～0.97，与阀的结构有关，由制造厂给出；
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C——f(k)可查图，与气体的绝热指数?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。 其中：
A?5.76?10410.197?259?0.95?3.20?17.0390.934?293?28.75cm2
则安全阀的直径：
d?4A??4?28.75?6.056cm2?60.56mm2
3.143.3.2 安全阀选型
选取类型如下[6]：
弹簧封闭全启式安全阀：A42Y-40P
公称压力：P(MPa)4.0 适用温度：?300℃ 公称直径：DN80； DN(出口)100 适用介质：空气，油品等 重量：42kg 生产厂：上海阀门厂
3.4 汇管
3.4.1 管径计算公式
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＝1.5?进口面积或出口面积(两者取大者)[7]=1.5?(?D2)/4，其中D为管内径，单位为mm。根据计算公式如下[8]：
?D汇管=??1.5?D?D???D?? (3.6)
21222n1/2式中 D1,D2,??Dn——进口或出口管径，mm；
D汇管——汇管管径，mm。
已知汇管的进口管径为：D?508mm
以上汇管一、汇管二的计算值均取较大者，并且，本设计中选择与管道同样钢材(20#钢)，便于施工安装。
两个汇管出口管径可按式(3.9)计算：
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西南石油大学本科毕业设计（论文）
汇管1出口管线的内径：
4?101.325?293?0.934?63.08?d?3.1416?3.35?103?293?123.50?377汇管1出口管线的壁厚： ???1?5.386?1?6.386mm
2?245?0.5?1.0查规范选管型可知汇管一出口管线为：?377?8
以上汇管一、汇管二的计算值均取较大者，并且，本设计中选择与管道同样钢材(20#钢)，便于施工安装。
23?0.355m
(1)汇管一的计算：
按进气管径计算：D汇管＝（ 1.5?508）＝622.17mm?按出气管径计算：D汇管＝? ?1.5??377＋377＋377??＝799.74mm选取汇管计算值：D汇管=799.74mm
22212122(2)汇管二的计算：
?按进气管径计：D汇管＝? ?1.5??377＋377＋377??＝799.74mm22212?按出气管径计算：D汇管＝??1.5??219＋457??＝620.65mm
2212选取汇管计算值：D汇管=799.74mm
3.4.2 壁厚计算公式
计算汇管壁厚时，计算公式与管道厚度公式一样即：
PDd=2sSjFt式中各参数同式(3.2)。
(3.7)
选用钢材为20#钢，查钢材最小屈服强度为：245MPa
3.50?799.74代入数据计算： ???11.42mm
2?245?0.5?1?1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：
?s???c1?c2 (3.8)
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LLH调压计量站工艺设计
式中 ?s——管道的设计壁厚，mm；
c1——管道壁厚副偏差附加值，mm，取值为0； c2——管道壁厚腐蚀余量，mm，取值为1.5； ?——管道理论壁厚，mm。 代入数据： ?s?12.42?0?1.5?13.92mm
查标准钢管规格[11]，选择筒体钢管：?914?15
筒体的计算壁厚?n，查钢管规格中的常用厚度可取：?n?15mm 筒体的有效厚度?e可有以下公式计算[3]：
?e??n?c1?c2 (3.9)
式中 ?e——管道有效厚度，mm；
c1——管道壁厚副偏差附加值，mm，取值为0； c2——管道壁厚腐蚀余量，mm，取值为1.5。 代入数据： ?e?15?0?1.5?13.5mm
3.4.3 汇管椭圆封头计算
封头厚度计算公式如下[3]：
??KPDi (3.10)
2[?]t??0.5P式中 ?——封头厚度，mm；
K——封头系数，K?1.0；
P——汇管操作压力，MPa； Di——汇管封头内径，mm； ?——封头焊缝系数，1.0；
[?]t——设计条件下封头材料的许用应力，20#钢，[?]t?137MPa。 根据筒体内径，选择封头内径884mm，代入数据计算：
3.50?884???11.36mm
2?137?0.5?3.50设计壁厚，计算公式如下[7]：
?s???c1?c2 (3.11)
式中 ?s——管道的设计壁厚，mm；
c1——管道壁厚副偏差附加值，mm，取值为0；
c2——管道壁厚腐蚀余量，mm，取值为1.5；
?——管道理论壁厚，mm。
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