油氣儲運畢業(yè)設(shè)計-油田地面工程聯(lián)合站設(shè)計43頁

1、中國石油大學(xué)（華東）畢業(yè)設(shè)計（論文）中國石油大學(xué)（華東）畢業(yè)設(shè)計（論文） ZG 聯(lián)合站設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué) 號：03122623 專業(yè)班級：油氣儲運工程 03-6 班 指導(dǎo)教師：王海琴 2007 年 6 月 20 日 中國石油大學(xué)(華東)畢業(yè)設(shè)計(論文) 摘要 ZG 聯(lián)合站設(shè)計是以儲運教研室下達(dá)的任務(wù)書為依據(jù)的。ZG 聯(lián)合站位于 山東省境內(nèi)某干道一側(cè)，該聯(lián)合站坐北朝南，東西長 350，南北寬 250m ，場區(qū)自然地坪平整后為-0.35-相對于絕對高度 55.75（黃海）。mmm 年輸量每年為 300 萬噸。 站外來油經(jīng)三相分離器、原油緩沖罐、循環(huán)泵、電脫水器、加熱爐、 原油穩(wěn)定塔、外輸泵之后外

2、輸。 根據(jù)實際以及總平面布置原則，設(shè)計總平面布置，站內(nèi)設(shè)有原油罐區(qū)、 原油穩(wěn)定區(qū)、工藝區(qū)、加熱區(qū)、污水處理區(qū)、預(yù)留區(qū)、消防區(qū)、變配電區(qū)、 行政管理區(qū)等，畫出了總平面布置圖。根據(jù)流程設(shè)計原則，設(shè)計聯(lián)合站的 基本流程，共有兩種基本流程，并畫出了工藝流程圖。在設(shè)備和管線選擇 后，進行了基礎(chǔ)參數(shù)和熱力、水力計算和設(shè)計了泵房安裝圖，并校核了所 有設(shè)備。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：聯(lián)合站；平面布置；工藝流程；泵房安裝 中國石油大學(xué)(華東)畢業(yè)設(shè)計(論文) ABSTRACT This design of the ZG Central Treating Station is planed on the base of t

3、he assignment given by Storage and Transportation department. The ZG Central Treating Station is located on the trunk highway of Shandong Province, which faces to north, from west to east is about 350m, and from south to north is about 250m. After the field is naturally leveled off, it is -0.35 in h

4、eight- opposite in absolute height 55.75(Yellow sea). The treating capacity is 3000 thousands tons per year. First: According of the station and the designing proposal are determined according to the assignment. There are nine parts in all, as follows: crude oil tank field, crude oil stabilization f

5、iled, technology filed, heating filed, sewage processing area, fire protection area, pre-reservation filed, electric distribution filed, administrative filed. Then I describe the designing proposal. Second, I designed the flow diagram. The main technological process of the station includes pump tigh

6、t flow and accident flow. Equipments and the diameter of pipelines are selected basing on parameters of the hydraulics and thermodynamics. Then, I designed the diagram of pump room installation, and checked all the equipments. Keywords: central treating station; plane layout; process flow; pump room

7、 installation 中國石油大學(xué)(華東)畢業(yè)設(shè)計(論文) 目 錄 第第 1 1 章章 前言前言 1 第第 2 2 章章 ZGZG 聯(lián)合站設(shè)計說明聯(lián)合站設(shè)計說明 .2 2 2.1 設(shè)計概述 .2 2.1.1 ZG 聯(lián)合站的主要工作任務(wù).2 2.2 設(shè)計原始數(shù)據(jù) .2 2.3 站址選擇及總平面布置 .2 2.3.1 站址的選擇 .2 2.3.2 總平面布置 .2 2.3.3 各區(qū)布置及設(shè)施 .4 2.3.4 場地利用及綠化考慮 .5 2.3.5 聯(lián)合站設(shè)備的選擇及參數(shù)的確定 .5 2.4 工藝流程設(shè)計 .6 2.4.1 流程設(shè)計原則 .6 2.4.2 本站工藝流程 .6 2.4.3 站區(qū)工

8、藝管線的布置及敷設(shè)方法考慮 .6 第第 3 3 章章 ZGZG 聯(lián)合站計算說明聯(lián)合站計算說明 .8 8 3.1 有關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)的確定 .8 3.1.1 設(shè)計規(guī)模 .8 3.2 主要設(shè)備的選擇與校核 .10 3.2.1 三相分離器的選取與校核 .10 3.2.2 原油緩沖罐的計算 .17 3.2.3 電脫水器的計算與較核 .18 中國石油大學(xué)(華東)畢業(yè)設(shè)計(論文) 3.2.4 加熱爐的選取 .19 3.2.5 油罐的選取 .20 3.2.6 外輸泵的選取 .20 3.2.7 循環(huán)泵的選取 .22 3.3 管線的計算及泵的校核 .24 3.3.1 站外來油到三相分離器之間的管路計算.24 3.3.

9、2 三相分離器到緩沖罐輸油管線的計算 .27 3.3.3 緩沖罐到循環(huán)泵之間管線的計算 .30 3.3.4 循環(huán)泵到電脫水器之間管線的計算 .30 3.3.5 電脫水器到加熱爐之間管線的計算 .31 3.3.6 加熱爐到穩(wěn)定區(qū)之間管線的計算 .32 3.3.7 穩(wěn)定區(qū)到外輸泵之間管路的計算 .33 3.3.8 事故罐到循環(huán)泵之間管線的計算 .33 3.3.10 泵的校核 .34 第 4 章 結(jié) 論.36 致 謝.37 參考文獻(xiàn).38 前言 1 第 1 章 前 言 就目前來說，隨著各大油田的含水率成逐年上升，以及各大油田對石 油伴生氣利用的增多，聯(lián)合站的作用也越來越大，聯(lián)合站的設(shè)計工作就變 得更

10、為重要。同時隨著石油、石油產(chǎn)品價格的上漲以及石油資源的減少， 聯(lián)合站的設(shè)計應(yīng)該從節(jié)約能源，減少成本等方面來考慮，從而能以最少的 投入來創(chuàng)造更多的財富。 聯(lián)合站就是把分散的原油集中、處理使之成為油田合格產(chǎn)品的過程， 是油田生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)之一。 聯(lián)合站設(shè)計是油氣集輸工藝設(shè)計的重要組成部分，為使其最大限度地 滿足油田開發(fā)和油氣開采的要求，需要做到經(jīng)濟合理、技術(shù)先進、生產(chǎn)安 全可靠，保證為國家生產(chǎn)符合數(shù)量和質(zhì)量要求的合格油田產(chǎn)品。 本設(shè)計充分考慮聯(lián)合站設(shè)計工程中可能存在的一些問題，通過大量的 計算以及校驗，最終制定了 ZG 聯(lián)合站的設(shè)計方案。 ZG 聯(lián)合站設(shè)計說明 2 第 2 章 ZG 聯(lián)合站設(shè)計說明

11、 2.1 設(shè)計概述 聯(lián)合站設(shè)計是油氣集輸工藝設(shè)計的重要組成部分，為了使其最大限度 地滿足油田開發(fā)和油氣開采的要求，設(shè)計時應(yīng)該做到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理， 生產(chǎn)安全可靠，保證為國家生產(chǎn)符合質(zhì)量要求的合格油田產(chǎn)品。 2.1.1 ZG 聯(lián)合站的主要工作任務(wù) (1)接收接轉(zhuǎn)站輸來的氣液混合物； (2)進行油、氣、水三相分離； (3)對原油進行脫水、穩(wěn)定； (4)凈化原油外輸； (5)含油污水處理； (6)污水回收，回注。 2.2 設(shè)計原始數(shù)據(jù) 根據(jù)儲運教研室給定的設(shè)計任務(wù)書進行設(shè)計。 2.3 站址選擇及總平面布置13 2.3.1 站址的選擇 根據(jù)油田總規(guī)劃，ZG 聯(lián)合站位于山東省境內(nèi)某干道一側(cè)，據(jù)該干道

12、2.5，已建接轉(zhuǎn)站。該地區(qū)地勢平坦開闊，土質(zhì)為亞粘土，滿足選擇站km 址的工程地質(zhì)條件。 2.3.2 總平面布置 總平面布置原則 1、總平面圖上應(yīng)有建北方向，各區(qū)塊布置時應(yīng)考慮風(fēng)頻和風(fēng)向。 2、考慮場地原始高程變化，一般罐區(qū)應(yīng)設(shè)在地勢高出的地方，并且在 全年最小風(fēng)頻方向的上風(fēng)向。 3、布置時應(yīng)考慮流程，使有其加工流程簡短，節(jié)省建設(shè)和經(jīng)營費用。 ZG 聯(lián)合站設(shè)計說明 3 4、罐區(qū)和泵房應(yīng)相鄰，使泵的吸入管線盡可能短，避免泵抽空。 5、設(shè)計時應(yīng)避免外來人員經(jīng)過油氣加工區(qū)。 6、各個區(qū)塊之間應(yīng)滿足防火間距要求。 7、建筑物盡可能坐北朝南，符合人們的居住習(xí)慣。 總平面布

13、置及說明 根據(jù)總平面布置原則，ZG 聯(lián)合站平面布置示意如圖 21 所示。 圖 2-1 平面布置示意圖 1、本站坐北朝南，東西長 350，南北寬 250場區(qū)自然平整后相對mm 標(biāo)高0.35，相當(dāng)于絕對標(biāo)高 55.75（黃海） 。mm 2、為便于生產(chǎn)管理，每個作業(yè)內(nèi)容的生產(chǎn)裝置集中在同一界區(qū)之內(nèi)， 電纜直接埋地，油氣工藝管線采用管架和局部埋地敷設(shè)。 3、生產(chǎn)區(qū)之間以道路隔開，站內(nèi)消防道路和一般道路均為 8，道路m 兩側(cè)設(shè)有邊溝，雨水沿公路邊溝排至站外。含油污水全部進污水處理站， ZG 聯(lián)合站設(shè)計說明 4 處理后回收、回注，循環(huán)利用。 4、在充分考慮安全前提下，站內(nèi)共設(shè)有兩個大門。這樣，任何一個火

14、災(zāi)危險性較大的區(qū)域都可以通過大門直接到達(dá)，而不必穿越其它區(qū)，一旦 發(fā)生火災(zāi)，消防車可以以最快速度到達(dá)事故現(xiàn)場，各區(qū)車輛及人員可迅速 撤離。 5、行政管理區(qū)靠近主干道，這樣可以減小非生產(chǎn)區(qū)人員和閑雜人員、 車輛進入生產(chǎn)區(qū)，減少對生產(chǎn)的干擾并避免事故的發(fā)生。 6、原油罐區(qū)屬于危險性較大的區(qū)域，應(yīng)遠(yuǎn)離人流、車流密集的場所和 有明火散發(fā)火花的地點，且應(yīng)位于最小風(fēng)頻的上風(fēng)側(cè)，所以布置在本站的 東南角。 7、鍋爐房、加熱爐是直接火源，由于本地區(qū)全年最大風(fēng)頻方向為東南 風(fēng)，而最小風(fēng)頻為西南風(fēng)，所以放在本站的東北角上，以減小發(fā)生火災(zāi)的 危險。 8、由于變配電區(qū)火災(zāi)危險性小于其它各區(qū)，而把它與其它各區(qū)放在一 塊

15、又十分危險，所以布置時將其置于聯(lián)合站內(nèi)側(cè)西北角，并用圍墻隔開。 2.3.3 各區(qū)布置及設(shè)施 聯(lián)合站各區(qū)的各種設(shè)備、建筑物按生產(chǎn)操作、火災(zāi)危險程度、經(jīng)營管 理等特點進行分區(qū)布置，各區(qū)建有道路溝通，便于安裝、檢修、消防等工 作。 工藝區(qū) 工藝區(qū)主要進行原油的初加工。原油在該區(qū)經(jīng)過三級分離，即一級油 氣水三相分離器分離、緩沖罐內(nèi)油氣二級分離、原油穩(wěn)定塔內(nèi)三級分離。 兩段脫水分別在三相分離器和電脫水器內(nèi)進行，然后經(jīng)過加熱爐加熱后外 輸。 原油罐區(qū) 本站設(shè)有四座 10000的外浮頂油罐，事故罐與凈化罐可互為使用。 3 m ZG 聯(lián)合站設(shè)計說明 5 因總?cè)萘看笥?20000

16、，所以需設(shè)置隔堤。雨水排出口設(shè)在堤的內(nèi)側(cè)，防 3 m 火堤內(nèi)側(cè)基角線至油罐外壁的間距 8m，油罐與油罐外壁之間的間距為 12。m 污水處理區(qū) 污水處理區(qū)在聯(lián)合站內(nèi)很重要，污水一般含油在 0.20.8%左右，既 為了節(jié)約原油必須回收，又為了得到干凈的水。含油污水處理避免了污油 隨意排放，保證了安全生產(chǎn)。 消防區(qū) 消防區(qū)設(shè)有消防泵房及半固定式消防設(shè)施。 加熱區(qū) 油氣集輸系統(tǒng)站庫采暖、生產(chǎn)及生活熱負(fù)荷均由鍋爐房供給。 變配電區(qū) 聯(lián)合站屬于一級負(fù)荷，采用雙電源、雙回路使供電不中斷。 行政管理區(qū) 站內(nèi)設(shè)有綜合辦公樓一座，樓內(nèi)

17、設(shè)有調(diào)度室、辦公室、會議室、儀修、 庫房、總機室等，另有化驗、維修平房一座，門衛(wèi)值班室。 2.3.4 場地利用及綠化考慮 總平面布置中已提及了場地的各種布置，一般中小站場土地利用系數(shù) 為 45%50%，大型站庫的土地利用系數(shù)應(yīng)為 60%65%。綠化系數(shù)不小于 10%，站庫綠化對場內(nèi)工作人員的工作環(huán)境的改善是很重要的。 2.3.5 聯(lián)合站設(shè)備的選擇及參數(shù)的確定 油氣水三相分離器4000168005 臺 原油臥式緩沖罐4000176002 臺 電脫水器300017000 4 臺 水套加熱爐HJ1250-H/2.5-Q 3 臺 外輸泵 DJ280-439 3 臺 ZG 聯(lián)合站設(shè)計說明 6 循環(huán)泵 S

18、JA68P13L 3 臺 鋼制外浮頂罐 10000 4 座 3 m 2.4 工藝流程設(shè)計 2.4.1 流程設(shè)計原則 工藝流程應(yīng)能保證聯(lián)合站處理的油氣產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，避免油氣水 無次序往返，反復(fù)節(jié)流、加熱等現(xiàn)象。 工藝流程應(yīng)節(jié)約能源，防止污染，保護環(huán)境，安全可靠，并有一定的 靈活性。 盡量采用先進技術(shù)，實現(xiàn)自動化控制。 2.4.2 本站工藝流程 該站除正常的生產(chǎn)流程外，還有站內(nèi)循環(huán)以滿足原油不需外輸時的要 求，還有原油罐區(qū)用以事故（如停電）發(fā)生后儲存油品，等來電后，再進 入正常工作，避免因聯(lián)合站或外輸管線的突發(fā)事故而影響油田生產(chǎn)。 正常流程： 注破乳劑 氣體氣體處理區(qū) 站外來油

19、進站閥組油氣水三相分離器原油緩沖罐循環(huán)泵 污水污水處理區(qū) 注破乳劑 電脫水器加熱爐原油穩(wěn)定塔（凈化油罐加熱爐）原油外輸泵 計量外輸 停電流程： 進站來油進站閥組油氣水三相分離器原油緩沖罐事故罐循 環(huán)泵后的正常流程 2.4.3 站區(qū)工藝管線的布置及敷設(shè)方法考慮 在滿足總平面分區(qū)布置的基礎(chǔ)上，油氣、熱力、供排水管線及電路應(yīng) ZG 聯(lián)合站設(shè)計說明 7 盡量縮短長度，在滿足水力、熱力要求的條件下，線路布置盡量保持整齊 美觀。 場區(qū)各種地上、地下管線和供配電、通信線路，宜集中布置在場區(qū)道 路的兩側(cè)，避免地上管線和電力電信線路包圍工藝裝置和獨立的建筑物， 并減小與場區(qū)道路的交叉，交叉時應(yīng)取

20、直交，必須斜交時，交叉角不小于 45。 場區(qū)管線的敷設(shè)方式是根據(jù)場區(qū)土壤性質(zhì)和地下水分布情況確定，一 般應(yīng)盡量減少埋地和管溝敷設(shè)的管道。 ZG 聯(lián)合站計算說明 8 第 3 章 ZG 聯(lián)合站計算說明 3.1 有關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)的確定 3.1.1 設(shè)計規(guī)模12 原油處理能力 300 萬噸/年300t/a=8219.18t/d (一年按 365 天計算) 4 10 考慮油田生產(chǎn)的不均衡性，取不穩(wěn)定系數(shù) 1.25，原油計算處理量為： =8219.181.2510273.98t/d o M 天然氣的處理量 平均氣油比為 60N/t 3 m 則： =6010273.986.164

21、 gs Q 5 10/dNm3 聯(lián)合站污水處理能力 綜合含水 70% 則： =30070%/1000=2.1 w Q 4 10 3 10 6 10/dm3 3.1.2 油氣物性的計算1234 原始數(shù)據(jù)見任務(wù)書 原油物性參數(shù)計算 1、在 20120范圍內(nèi)，原油密度： 201 20 t t (3-1) 式中：，溫度為，時原油的密度，； t 20 0 t 20 t 3 kg/m 系數(shù)。 當(dāng)時， 20 780860 3 20 3 10)10638 . 2 083 . 3 ( 2、動力粘度 1 tt00t0 1 1lgca ttc c (3-2) ZG 聯(lián)

22、合站計算說明 9 式中：，溫度為 ，時原油的粘度，； t t0 t 0 tsmPa ， 系數(shù)。c 當(dāng) 時 ， =2.521/ t 1000mPa s10c 3 10 時 ， =1.441/ t 101000mP s100c 3 10 時 ， =0.761/ t 10mPa s1000c 3 10 3、運動粘度 (3-3) t t t 式中：時原油的運動粘度，； t 0 t/sm2 時原油的動力粘度， ； t 0 tsmPa 時原油的密度，。 t 0 t 3 kg/m 以上各式計算出各溫度下原油的密度、動力粘度和運動粘度，結(jié)果列 表如表 3-1。 表 3-1 原油物性計算結(jié)果 溫度 （）t 3

23、kg/m/sm10 26 smPa 20830 40815.47.38806.0242 46811.26.40805.1982 48.7809.26.02114.8723 50804.85.84484.7244 52808.15.57794.5075 54.25805.45.31184.2781 55804.85.22474.2048 60801.44.68473.7543 氣液相進站流量的計算 ZG 聯(lián)合站計算說明 10 1、液相 該站原油日處理量為 10273.98 噸。 進站溫度為 40時，原油密度為=815.4 40 3 kg/m 則：進站的原油量 /sm146.0/d

24、m93.12599 4.815 1098.10273 33 3 o Q 原油含水率為 70%（按體積） /sm341 . 0 %70 %30 3 o w Q Q 總的液體流量 /sm487 . 0 146 . 0 341 . 0 3 owL QQQ 2、氣相 設(shè)計該站的氣體處理能力為 6.164 ，在進站條件（P=0.5 53 10 Nm /d ，40）下，氣體的流量有氣體狀態(tài)方程推出：MPa (3-4) PTs TQPs Q gs g ，為工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的參數(shù)TsPs gs Q =0.101325，=293K，P=0.5，T=273+40=313K，PsMPaTsMPa =6.164 gs

25、Q 5 10/dNm3 則：sQg/m54 . 1 2436005 . 0293 31310164 . 6 101325 . 0 3 5 3.2 主要設(shè)備的選擇與校核 3.2.1 三相分離器的選取與校核123456 所選用臥式三相分離器的規(guī)格為：400016800 三相分離器操作條件：溫度 55，壓力 0.5MPa 分離器的臺數(shù)的確定 該規(guī)格的分離器圓筒部分長度為 16.8，有效長度m 16.80.8=13.44，分離器直徑為D4.0，假定氣液界面控制在Lemm 分離器的 2/3D 即 8/3m 處。 集液部分弓形面積： ZG 聯(lián)合站計算說明 11 (3-5) 2 sin 2

26、12 2 2 r r ry rryrryf 212 2 2 0 . 2 2 14 . 3 0 . 2 0 . 23/8 sin0 . 20 . 23/80 . 20 . 23/8 f 2 m8957 . 8 30%=2.6687A油f 2 m 則單臺三相分離器的處理量由公式 (3-6) t V Qo 1440 式中：原油處理量，； o Q/dm3 載波系數(shù)，取 1.5； t原油停留時間，按 12 分鐘計算； V分離器集油部分的體積，。 3 m 則單臺分離器的原油處理量： 14402869.38 o Q 125 . 1 44.136687 . 2 /dm3 按 55時的原油處理量 需要處理的原油

27、總量為：=12766 總 Q 55 o M 8 . 804 1010273.98 3 /dm3 所需三相分離器臺數(shù)為=4.4(臺)，取整n=5 臺 o Q Q n 總 38.2869 12766 則實際停留時間為：=13.49min 總 Q Q t o 125 12766 1238.28695 檢修時一臺停用，min，在 1020 分鐘，基本滿足要求。79.10 5 4 tt 校核氣體的處理量 為了降低油的粘度，促進油水分離，并滿足后續(xù)工藝-電脫水對進 油溫度的要求，在分離器內(nèi)安裝有幾組加熱盤管以提高溫度，使其出口溫 度為 55 。 站外來油從進站閥組到三相分離器有一定的壓降損

28、失，但不大，所以 ZG 聯(lián)合站計算說明 12 當(dāng)進三相分離器后，可以通過排氣閥來調(diào)節(jié)，使三相分離器內(nèi)壓力控制在 0.5,而對其他管線，其壓力的影響不大。MPa 1、計算天然氣的壓縮因子： 當(dāng) 0.51 時 55 . 0 10) 4 . 10 3 . 55(Pc 5 . 0 23812Tc 式中：-天然氣的相對密度。 =0.7637 滿足上式條件: MPa62 . 4 10)7637 . 0 4 . 10 3 . 55( 55 . 0 Pc K 0 . 220737 . 0 23812 5 . 0 Tc 對比壓力 108 . 0 62 . 4 5 . 0 Pc P P 對比溫度 491 . 1

29、0 . 220 328 Tc T T 則：=1+（0.3410491-0.67）=0.98 PTZ)67 . 0 34 . 0 (1 2、氣體允許流速計算 (3-7) P wgv 87 . 5 1 . 0 P-分離器的壓力，。MPa 則： s m 343 . 0 5 . 0 87 . 5 1 . 0 gv w 3、理論氣體處理能力計算 (3-8) ZTPs TsP wLeDQ gvgv 67858 式中：Z-氣體的壓縮因子； ，-工程狀況下的參數(shù)；TsPs gs Q -載荷波動系數(shù)，取 =1.5。 則： 5 . 198 . 0 328101325 . 0 2935 . 0 343 . 0 44

30、.13467858 gs Q =3.75 6 10/dNM3 4、實際氣體處理能力 氣相由管路條件（40，0.5）進入三相分離器，溫度由 40升MPa 到 55，則天然氣在原油中的溶解度要發(fā)生變化，經(jīng)計算 ZG 聯(lián)合站計算說明 13 由于 ；7807. 0 205 . 1 9408 . 0 g g g 8048 . 0 1000 8 . 804 40 40 o 所以： 33 )2912 . 0 55001638 . 0 ( )64 . 1 8408 . 0 77 . 1 ( 025 . 1 )2912 . 0 001638 . 0 ( )64 . 1 177 . 1 ( g /mm53 . 2

31、 10 10 5 . 006 . 8 7807 . 0 178. 0 10 10 06. 8178 . 0 1 1 t s PR 則分離條件下氣體流量： /sm619 . 1 3600245 . 0293 328101325 . 0 6098.10273 3 g Q 可得： /sm245 . 1 53 . 2 148 . 0 619 . 1 3 sogg RQQQ 實際氣體處理量為： /sNm1074 . 4 360024245 . 1 32810325 . 0 2935 . 0 35 ggs Q PsT PTs Q 由于所以分離器滿足要求。 gs Q/sNm1075 . 3 36 3.2.1

32、.3 液體升溫所需熱量計算 流體由管線進入三相分離器，溫度由 40上升到 55，升溫所需要的 熱量，由于氣相流量較小，略去。 gwo QQQQ g Q 下面計算每臺分離器所需的熱量 已知： (3-10)tCGQ ooo tCGQ www kg/h10562 . 8 245 10 4 3 o o M G kg/h10998 . 1 2453 . 0 7 . 010 5 3 o w M G 1682.4 w CkJ/kg 已知：，55 yz t40 ys t4 . 5 j t 233 . 1 jys jyz tt tt ZG 聯(lián)合站計算說明 14 5 . 47 2 ysyz y tt t 由公式：

33、)100(00322 . 0 108 . 2 yo tC 可得： 84895 . 1 )100 5 . 47(00322 . 0 108 . 2 o CkJ/kg Q=8.5621.84915+1.99815=5.372 4 10 5 10 6 10kJ/h kJ/kg10686 . 2 5 7 QQ總 三臺分離器升溫所需的熱量共計 2.686 7 10kJ/kg 分離器的散熱量（外包 50mm 厚的巖棉保溫層） 1、計算總的傳熱系數(shù) 對于三相分離器，按地臥式油罐近似計算總的傳熱系數(shù)，可近似取分 離器的傳熱系數(shù) bi K (3-11) bao bao bibibi bi bi

34、bi K 321 11 1 式中： -油品到分離器內(nèi)壁的內(nèi)部放熱系數(shù)，； bi1 W/m2 -器壁的導(dǎo)熱系數(shù)，； bi W/m -器壁的厚度，m； bi -器壁到周圍介質(zhì)的外部傳熱系數(shù)，； bi2 W/m2 -器壁到周圍介質(zhì)的輻射放熱系數(shù)，； bi3 W/m2 -保溫層厚度，m； bao -保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)，。 bao W/m2 a、內(nèi)部放熱系數(shù)，按無限空間自由運動的放熱公式計算： bi1 (3-12) n y bi PG h )( 1 式中：h-分離器內(nèi)油層高度，取 h=m； 3 8 -系數(shù)，由（）的值決定； PG -油品在定性溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)， y ZG 聯(lián)合站計算說明 15 ；)0005

35、4 . 0 1 ( 5 . 117 15 t y y -格拉曉夫準(zhǔn)則，； G 2 3 v dtg G -普朗特準(zhǔn)則，。 P c P 油品在 20時，密度為 830 3 kg/m )20( 2015 t y 20 00132 . 0 828 . 1 即： 3 15 /k 7 . 833)2015)(83000132 . 0 828. 1 (830mg y 油品的溫度，假定內(nèi)壁壁溫55 y t 5 . 53 bi t 則：定性溫度25.54 2 biy m tt t 由于： 查表，插值得：=0.8988054 . 0 25.54 4 d 3 10 =5.3118 =55-53.5=1.5 25.5

36、4 v 6 10/sm2t 則： 10 26 33 2 3 109973 . 2 )103118 . 5 ( 45 . 110898 . 0 81 . 9 v dtg G 1368 . 0 )25.5400054 . 0 1 ( 7 . 833 5 . 117 )00054 . 0 1 ( 5 . 117 15 t y y 查表 插值得：54.25時，c=1.871 5115.58 1368 . 0 4 . 80510871 . 1 103118 . 5 36 c P 1110 107538 . 1 5115.58109973 . 2 PG 查表得：=0.135，n= 3 1 由以上數(shù)據(jù)代入(

37、3-12)中求得： 77.38)107538. 1 ( 3 8 1368 . 0 135 . 0 )( 3 1 11 1 PG h y bi W/m2 b、器壁至周圍介質(zhì)的外部放熱系數(shù)，。 bi2 按強制對流放熱公式計算： (3-13) n e qi bi R D c 2 ZG 聯(lián)合站計算說明 16 式中： -大氣的導(dǎo)熱系數(shù)，； qi W/m2 -雷諾數(shù)，。 e R vD Re 由月平均最低溫度-5.4查表 4-12，插值得： ， 2 10398 . 2 qi W/m2svqi/m10821.12 26 已知，D=4+20.05=4.10msvqi/m7 . 3 6 6 1018 . 1 10

38、821.12 1 . 47 . 3 vD Re 5 查表 4-13 得：Re 4 10 C=0.023, n=0.80 由以上數(shù)據(jù)代入(3-13)求得： 69 . 9 )1018. 1 ( 10 . 4 10398 . 2 023 . 0 80 . 0 6 2 2 nR D c e qi bi W/m2 c、器壁至周圍介質(zhì)的輻射放熱系數(shù)，。 bi 3 (3-14) qibi qi bi obi tt t t C 44 3 ) 100 273 () 100 273 ( 式中： -黑體的輻射系數(shù)，=5.67； o C o C 42k W/m -器壁的黑度，隨著器壁涂料不同而有不同值，查表 5- 1

39、4； -器壁的平均溫度，； bi t -最冷月空氣月平均溫度，。 qi t 三相分離器外壁涂有銀灰漆，查表 5-14 可知： =0.45 取=53.5，=-5.4 bi t qi t 由以上數(shù)據(jù)代入(3-14)求得： ZG 聯(lián)合站計算說明 17 70.2 )4.5(5.53 ) 100 2734.5 () 100 2735.53 ( 67.545.0 44 3 bi W/m2 d、器壁的傳熱 由于鋼壁的很小，而導(dǎo)熱系數(shù)很大，故在計算時忽略對總傳熱 bi bi 系數(shù)的影響，只計算巖棉保溫層。 =0.05m, =0.0350.038,取=0.035 bao bao bao 43 . 1 035 .

40、 0 05 . 0 bao bao 2 /mW e、計算器壁的總傳熱系數(shù)： 由以上數(shù)據(jù)代入得： mW65 . 0 43 . 1 70 . 2 69 . 9 1 77.38 1 1 2 bi K f、核算壁溫是否滿足： 1 (3-15) yqiy bi bi bi ttt K t)( 1 代入數(shù)據(jù)得： =0.491，滿足條件55)4 . 555( 77.38 65 . 0 5 . 53 計算分離器的散熱量： (3-16)( qiy ttDLeKQ 散 式中： K=； bi K -分離器的有效長度。Le 3 . 6627)4 . 555(44.13414 . 3 65 . 0 散 QJ/s 五臺分

41、離器的總散熱量為： =1.193 1000 3600 3 . 662755 QQ散 5 10kJ/h 三相分離器內(nèi)升溫所需的熱量和分離器的散熱量都是由鍋爐房提供。 ZG 聯(lián)合站計算說明 18 3.2.2 原油緩沖罐的計算12 緩沖罐液面高度的計算 從三相分離器出來的油水混合物含水 20%，出口溫度 55，由于管線 較短而且外包有保溫層，所以溫降忽略，進緩沖罐的溫度為 55。 由： /dm12766 8 . 804 1098.273 . 1 3 3 55 o o M Q 可得： /dm 5 . 31912 . 0 8 . 0 3 o w Q Q 所以 /dm 5 . 15957

42、5 . 319112766 3 wo QQQ總 選取緩沖罐為 400017600 ，停留時間為 15 分鐘，其處理量為 9600。/dm3 所以緩沖罐臺數(shù)為： 7 . 1 9600 5 . 15957 Q Q n 總 確定緩沖罐臺數(shù)為n=2 臺，不設(shè)備用。 罐內(nèi)壓力 由于罐內(nèi)壓力超過控制壓力時，控制閥會自動打開，所以緩沖罐的罐 壓力可保持在 0.15。MPa 3.2.3 電脫水器的計算與較核12 確定電脫水器臺數(shù) 查文獻(xiàn)2表 2-3-1 選取 300017000 的電脫水器，其空罐容積為 ，在電脫水器內(nèi)的處理溫度為52。臺/ 8 . 127 3 mVi 設(shè)原油在

43、電脫水器中停留時間為35 分鐘，進電脫水器前含水率為 20%，52時 原油體積流量： /hm74.529 24 10 3 52 3 o M Q 單臺電脫水器的處理量： /hm09.219 60 35 8 . 127 60 3 t V q i vi 式中： -單臺電脫水器處理的含水原油體積流量，； vi q/hm3 ZG 聯(lián)合站計算說明 19 -電脫水器的空罐容積，； i V/m3 -選定的含水原油在電脫水器內(nèi)的停留時間， 。 t h 計算所需的電脫水器的運行臺數(shù)： 02. 3 8 . 009.219 74.529 8 . 0 vi q Q n 取整臺3n 式中： -電脫水器臺數(shù)臺；n Q-脫水

44、站經(jīng)脫水處理的含水原油體積流量，。/hm 3 電脫水器的校核 實際停留時間： min 7 . 34 60 725.220 8 . 127 60 vi i q V t 單臺電脫水器的實際體積流量： /hm725.220 38 . 0 74.529 3 vi q 檢修時，單臺體積流量： 120%/hm09.331 28 . 0 74.529 3 vi q vi q 所以需設(shè)一臺備用。取n=4 臺 故：選取 4 臺 300017000 的電脫水器 3.2.4 加熱爐的選取2345 給站內(nèi)油品加熱需要兩次加熱爐加熱。 (1)為了改善原油穩(wěn)定性的效果，將原油在進穩(wěn)定塔之前加熱； (2)原

45、油外輸前加熱。 電脫水器到穩(wěn)定塔之間加熱爐的選取 選取微正燒水套加熱爐，效率為 90.6%。Q H HJ 5 . 2 1250 分離器出口含水0.5%，所以忽略不計加熱水需的熱量，只計算有的 加熱量。加熱爐的進口溫度52，出口溫度60。 56 2 6052 pj t 查表 4-9，插值得：876 . 1 o C 42k W/m ZG 聯(lián)合站計算說明 20 kg/h 5 . 824082 24 103 o o M G kW 6 . 1784)5260(876 . 1 5 . 428082tCGQ oo 選取加熱爐的臺數(shù)： 取整n=2 臺臺58 . 1 % 6 . 901250 6

46、 . 1784 % 6 . 901250 Q n 由于需要檢修，所以需設(shè)一臺備用。 故：選取 3 臺型加熱爐。Q H HJ 5 . 2 1250 儲罐外輸所用加熱爐的選取 由于外輸加熱爐不經(jīng)常使用，而且兩進出溫度相差不大，可與上面的 加熱爐共用，所以不需另設(shè)外輸加熱爐。 3.2.5 油罐的選取3 本聯(lián)合站內(nèi)油罐儲存天數(shù)為 3 天，則： 油罐總?cè)莘e： (3-17) 365 mT V 式中：V-原油儲罐的總?cè)萘浚?m-油田原油儲運的設(shè)計能力（）取油田原油生產(chǎn)能力的1.2t/a 倍； T-油田原油儲備天數(shù)，取T=3 天； -儲運溫度下的原油密度，； 3 t/m -原油儲裝量系數(shù)。 選

47、取儲存溫度為46，所以=0.8112。 46 3 t/m 鋼制外浮頂油罐的=0.9。 所以： 3 4 m40528 9 . 08112 . 0 365 32 . 110300 V 故選取四個10000的外浮頂油罐，凈化罐和事故罐共用。 3 m 選取規(guī)格 公稱容積 10000，D=28500mm,L=15850mm. 3 m .6 外輸泵的選取外輸泵的選取12358 12358 經(jīng)過外輸泵外輸?shù)挠?，原油含?.5%，計算時可忽略不計。外輸溫度 為 60，外輸距離 30。km 已知：=801.4 60 3 kg/m ZG 聯(lián)合站計算說明 21 /sm148 . 0 /hm17.53

48、4 24 4 . 801 1098.10273 24 10 33 33 o o o M Q kg/s91.118 360024 1098.10273 360024 10 33 o o M G 查文獻(xiàn)3表 32 取經(jīng)濟流速，則外輸管道直徑為：m/s0 . 2v m307 . 0 214 . 3 148 . 0 44 v Q d 查文獻(xiàn)2表 811 選取 323.97.5 的管線，則實際流速為： =1.98 22 3089 . 0 14 . 3 148 . 0 44 d Q v m/s 計算溫降： 由蘇霍夫公式計算其溫降為： (3-18) e GC DLk Rz TTTT )( 00 式中：-埋地

49、管周圍介質(zhì)的溫度， 取=2； 0 T 0 T -管道起點油溫，60； z T z T K-管道總傳熱系數(shù)，取K=2.5 ； D-管道外徑，D=0.3239m； L-管道的輸送長度，L=30Km； C-輸油平均溫度下油品的比熱容，取C=1.859; 42k W/m Q-油品的質(zhì)量流量，。kg/s 則： 1 . 43)260(2 859 . 1 91.118 303239 . 0 14 . 3 50 . 2 e z T 所以：所輸油品的平均溫度為： 7 . 48) 1.43260( 3 1 )( 3 1 zRpj TTT 該溫度下原油的物性為： ； 3 7 . 48 kg/m 2 . 809 ；/

50、sm100211 . 6 26 7 . 48 v 。sm.Pa8723 . 4 7 . 48 雷諾數(shù)為： ZG 聯(lián)合站計算說明 22 5 6 10014 . 1 100211 . 6 3089 . 0 14 . 3 148 . 0 44 d Q Re 5 7 8 1 1081 . 5 ) 9 . 308 05 . 0 2 ( 7 . 59 7 . 59 e R ,該態(tài)屬于水力光滑區(qū)。 1 3000 ee RR 查文獻(xiàn)4表 51 得 =0.0246，m=0.25，局部摩阻按2%計算。則由列 賓宗公式得： m 1 . 349 02 . 1 100030 3089 . 0 )100211 . 6 (

51、148 . 0 0246 . 0 %)21 ( 75 . 4 25 . 0 675 . 1 5 2 L d vQ h m mm 外輸時： ，。/hm17.534 3 o Qm 1 . 349 hh 選取型泵，其流量為 288，揚程為 367.2m,效率為943280DJ/hm 3 80%。 臺數(shù)的選擇： ,取整n=2 臺.臺 額 85 . 1 288 17.534 Q Q n o 需一臺備用，以備檢修時使用。 故用 3 臺型并聯(lián)工作，其中一臺備用。943280DJ .7 循環(huán)泵的選取循環(huán)泵的選取12358 12358 選取型號為作為循環(huán)泵，其流量為 340，揚程為LPSJA13

52、86/hm 3 32m,效率為 83%。 確定泵的吸入管和排出管直徑； 由于通過泵的流體溫度為 55，根據(jù)，選取吸/sm102247 . 5 26 55 入管經(jīng)濟流速為 1.3，排出管經(jīng)濟流速為 2.0。m/sm/s /sm148 . 0 3 o Q 含水按 20%計算： /sm037 . 0 2 . 0 8 . 0 3 o w Q Q 則： /sm185 . 0 3 woL QQQ 所以： ZG 聯(lián)合站計算說明 23 吸入管： m426 . 0 3 . 114 . 3 185 . 0 44 v Q d L 選取管徑為 45712.0。 實際流速：257. 1 433 . 0 14 . 3 1

53、85 . 0 4 2 vm/s 排出管：m343 . 0 0 . 214 . 3 185 . 0 44 v Q d L 選取管徑為 355.66.0。 實際流速：0 . 2 3436 . 0 14 . 3 185. 04 2 vm/s 局部摩阻計算： 計算當(dāng)量長度： 表 3-1 當(dāng)量長度 名稱個數(shù)dLd/ 90#沖制彎頭 560 閘閥 34 單向閥 187 羅次流量計的壓降，。m4 j h 所以：總的局部摩阻為 h=（560+34+87）0.3436+4=141.1m，管 線長度取 60m. 雷諾數(shù)為： 5 6 1031 . 1 102247 . 5 3436 . 0 14 . 3 185 .

54、 0 44 d Q Re ,該態(tài)屬于水力光滑區(qū)。 1 3000 ee RR 0166. 0 )1031. 1 ( 3164 . 0 3164. 0 25. 0525 . 0 e R m39 . 1 81 . 9 23436 . 0 0 . 2 1 . 141 0166 . 0 2 22 g v d L h d j 查文獻(xiàn)4表 51 得=0.0246，m=0.25。則沿程摩阻由列賓宗公式得： m599 . 0 60 3436 . 0 )102247 . 5 (185 . 0 0246 . 0 75 . 4 25 . 0 675 . 1 5 2 L d Q h m mm ZG 聯(lián)合站計算說明 24

55、 從緩沖罐到電脫水器提供的壓升為 0.15MPa 所以： m94.18 8 . 9 1 . 808 1015 . 0 6 h 則：總的提高的揚程為 H=1.39+0.599+18.94=20.929m 泵臺數(shù)的選取： 取整n=2 臺臺96 . 1 340 3600185 . 0 Q Q n L 需設(shè)一臺備用，故選取 3 臺型循環(huán)泵。由于事故再恢復(fù)LPSJA1386 時也使循環(huán)泵，所以事故泵不在另選。 3.3 管線的計算及泵的校核12345678 3.3.1 站外來油到三相分離器之間的管路計算 游離天然氣的物性計算 1、天然氣溶解度計算 (3-19) 025 . 1 )02912

56、 . 0 001638 . 0 ( )64 . 1 77 . 1 ( g 10 10 06 . 8 178. 0 1 t g o PR 式中：-原油中天然氣的溶解度，； s R 33/m m -工程標(biāo)況下天然氣的相對密度； g -原油的相對密度； o P-管路的壓力，；MPa t-管路的溫度，。 已知：工程標(biāo)況下（P=0.101325，T=293K） ，空氣的密度MPa ，天然氣的密度為。 3 kg/m205 . 1 a 3 kg/m9408 . 0 g 7807. 0 205. 1 9408. 0 a g g 8154 . 0 1000 4 . 815 40 w o 所以可得： =2.50

57、025 . 1 )02912. 040001638 . 0 ( )64 . 1 8154 . 0 77 . 1 ( g 10 10 06 . 8 178 . 0 1 PRg 33/m m 由于部分天然氣溶于原油中，使混輸管路中游離氣相的流量會減少， ZG 聯(lián)合站計算說明 25 管路中天然氣的流量可按下式計算： (3-20) osgg QRQQ 式中：-游離天然氣的流量，； g Q/sm3 -天然氣的總流量， g Q/sm3 已知：=1.54，=0.146。 g Q/sm3 o Q/sm3 所以：175 . 1 146 . 0 5 . 254 . 1 g Q/sm3 2、計算管內(nèi)游離天然氣密度。

58、 由于溶于原油中的天然氣系為天然氣中較重組分，故溶解天然氣的相 對密度應(yīng)大于天然氣的相對密度，所以未溶解天然氣的密度也會發(fā)生相應(yīng) 的變化，先計算如下： (3-21) 43818 . 4 08779 . 4 )00393 . 0 00379 . 0 ( oosgs R 式中：-原油中天然氣的溶解度，； s R 33/m m -工程標(biāo)況下天然氣的相對密度； gs -脫氣原油的相對密度。 o 將=2.50，=0.8154 代入(3-21)式： s R 33/m m o 1029. 143818 . 4 8154 . 0 08779 . 4 )00393 . 0 8154 . 0 00379 . 0

59、(50. 2gs 則：溶解天然氣的密度： 3 kg/Nm3290 . 1 205 . 1 1029 . 1 agsgs 未溶解天然氣的密度為： (3-22) sn sgsgn gs RR RR 式中： -工程標(biāo)況下氣油比，。 n R 33/m Nm 已知：氣油比 60，=600.83=49.8。/tNm3 n R 33/m Nm 將：=49.8， n R 33/m Nm 3 kg/Nm9408 . 0 g 3 kg/Nm3290 . 1 gs =2.50 s R 33/m m 代入(3-22)式得： 9203 . 0 50 . 2 8 . 49 3290 . 1 50 . 2 9408 . 0

60、 8 . 49 gs 3 kg/Nm ZG 聯(lián)合站計算說明 26 換算為管路條件（0.5，40）下，未溶解天然氣的密度：MPa 3 kg/m2511 . 4 313101325 . 0 5 . 09203 . 0 293 TPs PTs gs g 2、天然氣粘度的計算 由公式： (3-23) y xC 1000 exp 式中： T x 6 . 1063 2781 . 0 57. 2 xy4 . 011 . 1 4 5 . 1 10 8 . 158.377 4 . 122 )1844 . 0 77 . 7 (415 . 2 T T C T-天然氣的溫度，K；取T=313K； -天然氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下