摘 要

天然气是一种主要由烃类组成的混合气体，主要分布于地下岩石层内，目前在世界范围内天然气被视为一种清洁能源，相较于煤炭、石油等能源，其造成的环境污染更小，因此，近年来，世界各国越来越重视天然气的开发利用研究，各国均在增加天然气在能源结构中的比重，追求绿色发展。城市天然气门站满足了天然气大量开采和远距离输送的需求。城市门站是城市燃气系统的首站，来自忠武线的天然气，在罗汉寺门站对天然气进行除尘、计量调压与添味等操作，然后根据城市各用户的需求向其供气。本设计以湖北省武汉市黄陂区为设计对象，设计此门站的工艺流程，完成设备的计算选型及图纸的设计。

本门站考虑黄陂区的实际地理及人文情况，完成工艺流程的设计，完成工艺流程图及门站的平面布置图，同时对门站中的各种设备进行计算选型。

门站的工艺流程为忠武线干线的天然气，经过1号汇管后分为两路进入分离器进行除尘分离，之后进入2号汇管，经其出来后分为三路气体进行调压计量，最后进入3号汇管，分成两路气体分别进入城市燃气管网干线和主要的用户输气。

在本门站设计中主要对管线、汇管、分离器、仪表、阀门、调压器等设备进行了计算选型。

关键词：天然气；门站；工艺流程；工艺设备；

Abstract

Natural gas is stored in the underground rock layer with hydrocarbon gas as the main mixed gas, vigorously develop natural gas resources, and actively develop the natural gas industry, and constantly expand the use of natural gas, improve the use of efficiency, to reduce greenhouse gas emissions, improve the atmospheric environment, Relieving dependence on oil is of great importance. City natural gas station to meet the large number of natural gas extraction and long-distance transport needs. City gate station is the first stop of the city gas system, natural gas from Zhongwu line, in the Lohan Temple Gate Station for natural gas dust, metering pressure and taste and other operations, and then according to the needs of the city's customers to its gas. The design of Wuhan City, Hubei Province, Huangpi District for the design object, the design of the door of the process, the completion of equipment selection and design drawings.

The door station to consider the actual geographical and human Huangpi District, the completion of the process design, complete the process flow chart and the door of the layout plan, while the door station in a variety of equipment to calculate the selection.

The process of the gate station is the natural gas of the Zhongwu line trunk. After passing through the No. 1 manifold, it is divided into two ways to separate the separator into the separator. After entering the No. 2 manifold, it is divided into three kinds of gas for pressure measurement, And finally into the No. 3 tube, divided into two gas into the city gas pipeline network and the main user gas transmission.

In the design of the gate station, the pipeline is mainly selected for pipelines, pipelines, separators, instruments, valves, voltage regulators and other equipment.

Keywords: natural gas; gate station; process flow; process equipment.

目录

1绪论 1

1.1设计目的及意义 1

1.2国内外现状及发展趋势 1

1.3设计任务及要求 2

2.基本概况及参数 3

2.1基本概况 3

2.2基本参数的确定及校核 3

2.2.1确定居民年用气量 3

2.2.2确定商业用户年用气量 4

2.2.2确定主要工业用户年用气量 4

2.2.3确定黄陂区理论年用气量 5

2.2.4未预见量 5

2.2.5黄陂区总年用气量 5

2.2.6校核出口压力 5

2.3设计原则 6

2.4设计遵循的主要标准及规范 7

3门站的主要设备及工艺流程 7

3.1站址选择 7

3.2门站总平面布置 7

3.3配气站的仪表、设备设置： 8

3.4配气站安全 8

3.5门站工艺设备的设计和安装 10

3.5.1 管线 10

3.5.1.1 管线的选择 10

3.5.1.2 管线的安装 10

3.5.2 汇管 10

3.5.3 阀门 11

3.5.4 安全阀 11

3.5.4.1 安全阀的选择 11

3.5.4.2 安全阀的安装 12

3.5.5 调压器 12

3.5.5.1 调压器选择 12

3.5.5.2 调节阀的安装 12

3.5.6 流量计 13

3.5.6.1 流量计的选用 13

3.5.6.2 流量计的安装 13

3.5.7 压力仪表 13

3.5.7.1压力报警仪表 14

3.5.7.2 压力表的安装 14

3.5.8 温度测量仪表 14

3.5.9分离器 14

3.5.10添味装置 15

3.5.11 焊接和法兰连接 15

3.5.11.1 管道法兰连接方法 15

3.5.11.2 管道施工焊接方法 15

3.5.12 吹扫与试压 16

3.5.12.1 吹扫 16

3.5.12.2 试压 16

3.6门站工艺流程的确定 16

4计算说明书 17

4.1已知参数的单位换算及相关假设 17

4.1.2压缩系数的计算 17

4.1.2.1 临界温度和临界压力的计算 17

4.1.2.2 视对比压力和视对比温度的计算 17

4.1.2.3 压缩系数的计算 18

4.2站内管线选择 18

4.2.1站内管线管径计算公式 18

4.2.2确定各段的管道壁厚 20

4.3汇管设计 22

4.3.1确定汇管直径 22

4.3.2确定汇管壁厚 23

4.4分离器的选择计算 24

4.4.1分离器在操作条件下的体积流量 24

4.4.2分离器的直径计算 24

4.5流量计的选择和选型 25

4.5.1流量计的选型计算 25

4.5.2主要参数的确定 26

4.5.2.1天然气的相对密度系数 26

4.5.2.2天然气的超压缩系数 27

4.5.2.3天然气的温度系数 27

4.5.2.4孔板的开孔直径 27

4.5.2.5可膨胀系数 28

4.5.2.6渐进速度系数 28

4.5.2.7流出系数计算 29

4.6调压阀的计算 30

4.7 安全阀 32

4.7.1 安全阀截面积计算 32

4.7.2 安全阀选型 33

5总结 34

6致谢 35

参考文献 36

附录 37

1绪论

1.1设计目的及意义

进入本世纪，我国的社会科技飞速发展，天然气的探明储量、生产和消费正在不断增加，天然气逐渐成为新的能源的主要种类。天然气被视为一种清洁能源，相较于煤炭、石油等能源，其造成的环境污染更小，因此，近年来，世界各国越来越重视天然气的开发利用研究，各国均在增加天然气在能源结构中的比重，追求绿色发展。随着近年我国不断提高的人民生活水平，城市化水平不断提高，再加之天然气应用范围广泛，天然气的需求量越来越大。为此天然气长输管线技术及城镇燃气输配系统等技术迅速产生发展。门站主要对天然气进行除尘、调压计量、加臭及检测等处理，出站后进入城市各级燃气管网向各用户供气。

因从干线输送来的为高压天然气，若不进行调压处理直接输送给各用户，会使管道的压力过大从而导致管壁壁厚的增加而增加经济损失，并且安全系数不高。除此之外，天然气也需要在门站进行添味操作，因为天然气属于危险气体，要求其出站前必须进行加臭处理。使人能够通过特殊气味发现天然气的泄漏，从而减少危险事故的发生。同时门站中安装计量装置，在满足贸易计量需求的同时可以时刻观察天然气的流量状态。

近十余年来，我国采取了各种措施提高空气质量，大力发展天然气技术，加大了天然气在能源消耗中的比重，逐渐替代煤、油等能源，调整能源结构，提高城镇的气化率，进而提高城镇居民的生活水平。