西南石油大学本科毕业设计（论文）
代入数据： ?s?11.36?0?1.5?12.85mm
筒体的计算壁厚?n，查钢管规格中[9]的常用厚度可取：?n?14mm 筒体的有效厚度?e可有以下公式计算[3]：
?e??n?c1?c2 (3.12)
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?14?0?1.5?12.5mm 许用压力[3]：
[P]?2[?]t??eKD i?0.5?e式中 ?e——设计厚度，mm；
K——封头系数，取 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；K——在此条件下取值为1。
代入计算可得： ?P??2?137?12.50.5?12.5＋884?3.847MPa?3.45MPa
满足[P]?P工作，所以汇管尺寸设计合理。
3.5 分离器
3.5.1 分离器的计算
本设计选用卧式分离器分离装置。 3.5.1.1 操作条件下的天然气的密度
已知Δ以及，按下式可以得出
?PT0?空0天???空??PT 0式中 Δ—天然气相对密度；
?天—天然气密度，kg/m3；
?空—空气密度，kg/m3，?2 空=1.293kg/m；
30
(3.13)
(3.14)
LLH调压计量站工艺设计
P—天然气操作压力，MPa； T—天然气操作温度，K；
P0—标准状态下天然气的压力，MPa； T0—标准状态下天然气的温度，K；
?空0—标准状态下空气的密度，kg/m3。 通过计算可得操作条件下：
3.35?273?1.293?25.13
0.101325?293?天?0.0.631?3.5.1.2 确定颗粒沉降速度
(1) 当颗粒直径不大于（20~80）×10-6m，且雷诺数Re≤2时，有：
D2(?L??天)gw? (3.15)
18?(2) 当颗粒直径小于（300~800）×10-6m，且2＜Re≤500时，有：
0.153D1.14(?L??天)0.71g0.71w? (3.16) 0.430.29??天(3) 当颗粒直径大于（300~800）×10-6m，且500＜Re≤1500时，有：
0.5?D(?L??天)g?w?1.74?? (3.17)
?天??式中 w——颗粒沉降速度；
D——颗粒直径，m；
μ——操作条件下介质的粘度，一般情况天然气允许采用μ=0.011mPa·s
?L和?g—分别为操作条件下颗粒和介质的密度，kg/m3；
本设计中设水滴的直径D=100×10-6m，且水滴的密度?L=1000kg/m3。 所以利用公式（3.16）计算操作条件下沉降速度：w=0.578m/s 3.5.1.3雷诺数的验算
由公式：
Re?wD?g? (3.18)
式中 w—颗粒沉降速度，m/s；
D—液体颗粒直径，m；
ρg—操作条件下天然气的密度，kg/m3； μ—操作条件下介质的粘度，Pa·s。
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西南石油大学本科毕业设计（论文）
操作条件下的雷诺数：
0.578?300?10?6?25.13Re??395 ?30.011?10所以沉降速度满足所需雷诺数的范围2＜Re≤500。 3.5.1.4 操作状态下的天然气体积流量
由计算公式：
Q?0.101325TZ (3.19) ?86400P293?Qg式中 Qg—标准状态下气体的体积流量，m3/s；
P—操作条件下的气体压力，MPa； T—操作条件下的气体温度，K；
Z—操作条件下的压缩系数。
本设计中的分离器分别安装在三条之路上，每条支路标准条件下的流量为：
QQ?进站?181.67?104Nm3d
3则操作条件下的流量为：
181.67?1040.101325293?0.934???0.594m3/s Q?864003.352933.5.1.5 确定卧式分离器的直径
??QD??? (3.20) 0.785?wA??0.5式中 Q——操作条件下气体体积流量，m3/s；
?——面积利用系数，取0.75；
w——颗粒沉降速度，m/s； LA——分离器长径比；A??(4?10)，本设计取A=4。
D根据前面的数据，分离器的直径为：
0.594??D???0.785?0.75?0.578?4??0.5?0.66m
分离器长度：L?4D?2.64m。 根据油气分离规范，分离器选型如下：
表3.4 分离器尺寸及参数
公称直径DN(mm) 800 长度L(mm) 3200 公称容积V(m3) 1.8 设计压力范围(MPa) 0.1-16
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LLH调压计量站工艺设计
3.5.2 分离器进出口管径和壁厚计算
3.5.2.1 分离器进出口管径及进出口流速计算
计算公式如下[5]：
d1?q (3.21)
0.785u1d2?q (3.22)
0.785u2式中 q——操作条件下气体的流量，m3/s
d1——进口管直径，m； d2——出口管直径，m； u1——进口管内气体流速，m/s； u2——出口管内气体流速，m/s。
取d=d1=d2则可得下式
d?q0.785u 式中： d——进、出口管直径，m；
u——进、出口管内气体流速，m/s。
上式中q根据下式求得[5]：
q?P0TZqV86400T 0P式中 qv——标准状况下（P0=0.101325MPa， T0=293K）气体的流量，P0——标准状况下气体的绝对压力，MPa； T0——标准状况下气体的绝对温度，K；
T——操作条件下气体的绝对温度，K； P——操作条件下气体的绝对压力，MPa； Z——气体压缩系数。
则由上式可得卧式气液分离器进出口管径计算公式如下：
d?P0TZqV0.101325?293?0.934?181.67?10467824uT＝
?12?293?3.35?0.251m 0P678243.5.2.2 分离器进出口管壁厚
根据规范[10]第18页第5章5.1.3式
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(3.23)
(3.24)
m3d；
西南石油大学本科毕业设计（论文）
??pD?C2?SF? (3.25)
式中 ?——钢管壁厚，mm；
p——设计压力，MPa； D——钢管外径，mm；
?s——钢管最低屈服强度，MPa；
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；
野外地区敷设的管线，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）；
C——腐蚀裕量附加值，mm（当钢管不刷内涂层或不注缓蚀剂时，中等腐蚀，C值取1；强腐蚀，C值取2）。 3.50?251代入数据： ???1?4.586mm
2?245?0.5?1[10]
查规范选管：?273?7
3.6 调压器
3.6.1 调节阀通过能力的计算
本设计调压阀主要用于输气干线向主要用户供气的调压,考虑到用户实际情况,计算中考虑用气压力为1.6MPa，流量波动在5?104Nm3/d范围内，即假设
qvmax?52.5?104Nm3/d，qvmin?47.5?104Nm3/d。根据设计中的前后压差，调节阀
通过能力C值的计算公式如下[5]：
C?qv3365.1?0Z1(273?t)P1 (3.26)
式中 C——调节阀的流通能力，t/h；
qv——气体在标准状态下（Pv=0.101325 MPa，T=293.15K）的流量m3/h；
t——气体的流动温度，°C；
P0——气体在标准状态下的密度，kg/m3； P1、P2——调节阀前、后气体的绝对压力，MPa； Z1——气体的压缩系数。
天然气的密度： p0=0.76067 kg/m3；压缩系数：Z1=0.97 代入数据到(3.8)式得：
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