轉(zhuǎn)油站課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章轉(zhuǎn)油站概述1</p><p>　　1.1轉(zhuǎn)油站簡介1</p><p>　　1.2集油站工藝流程、監(jiān)控目標及要求1</p><p>　　1.3系統(tǒng)硬件參數(shù)與選型、工作原理2</p><p>　　1.4 流程及流程說明3

2、</p><p>　　第2章轉(zhuǎn)油站裝置及有關(guān)參數(shù)的計算5</p><p>　　2.1 工藝流程圖5</p><p>　　2.2 原油物性計算5</p><p>　　2.3 有關(guān)設(shè)計參數(shù)的確定6</p><p>　　2.4 轉(zhuǎn)油站的選取6</p><p>　　2.5 油田聯(lián)合站外輸天然

3、氣節(jié)流裝置的口徑d20計算7</p><p>　　2.6 油田轉(zhuǎn)油站油水界面控制中的調(diào)節(jié)閥口徑計算9</p><p>　　第3章工藝管線的選取10</p><p>　　3.1循環(huán)泵到轉(zhuǎn)油站之間管線的計算10</p><p>　　3.2 轉(zhuǎn)油站到加熱爐之間管線的計算10</p><p>　　第4章結(jié)論與體會

4、13</p><p>　　第5章參考文獻14</p><p><b>　　轉(zhuǎn)油站概述</b></p><p><b>　　1.1轉(zhuǎn)油站簡介</b></p><p>　　轉(zhuǎn)油站是把數(shù)座計量(接轉(zhuǎn))站來油集中在一起，進行油氣分離、油氣計量、加熱沉降和油氣轉(zhuǎn)輸?shù)茸鳂I(yè)的中型油站，又叫集油站。有的轉(zhuǎn)油站

5、還包括原油脫水作業(yè)，這種站叫脫水轉(zhuǎn)油站。</p><p>　　1.2集油站工藝流程、監(jiān)控目標及要求</p><p>　　油田集油站是油氣集輸系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，它是由脫水轉(zhuǎn)油、污水處理、注水系統(tǒng)三大部分組成，而脫水轉(zhuǎn)油部分則是聯(lián)合站的重要組成部分，脫水轉(zhuǎn)油部分具生產(chǎn)連續(xù)，多工序關(guān)聯(lián)和工藝設(shè)備復雜的特點。集油站的主要產(chǎn)品是原油，當原油合格時才能外輸，而原油含水率是檢驗原油質(zhì)量的重要標準，計算機結(jié)

6、合自動化儀表形成的監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效的提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強工作效率、減輕工作負擔，且性能可靠、價格比較低，已經(jīng)被大家接受。</p><p><b>　　圖1-1工藝流程圖</b></p><p><b>　　圖1-1工藝流程圖</b></p><p>　　1.3系統(tǒng)硬件參數(shù)與選型、工作原理</p><p&g

7、t;　　外來油經(jīng)管線進入游離水脫除器之前，需要對來油的溫度和壓力進行測量。在游離水脫除器中需要對脫除器的油水界面及油出口匯管壓力進行控制。含水油加熱爐生溫，需要對加熱爐溫度進行檢測。凈化后的原油進入緩沖罐進行油氣分離，緩沖罐液位過低將造成抽空，過高會造成氣管線進油，而壓力過高會造成回壓高，影響油氣生產(chǎn)量，必須對緩沖罐的液位和壓力進行控制。油氣分離器的液位進行控制。事故情況下，進入事故罐的原油的油水界面需要檢測。含油污水進入污水沉降罐進行

8、沉降，需要對其液位進行控制</p><p>　　SM322數(shù)字量輸出模塊</p><p>　　該模塊是德國西門子公司生產(chǎn)的S7-300PLC系列數(shù)字量輸出模塊，為16通道的數(shù)字量輸出模塊。</p><p><b>　　主要性能與指標</b></p><p>　　·可用于連接電磁閥，接觸器，小功能電機、</

9、p><p><b>　　燈和電機啟動器</b></p><p>　　·數(shù)字量輸出模塊將S7-300的內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)</p><p>　　化為控制過程所需的外部信號電平</p><p>　　·16路增強數(shù)字量輸出模塊</p><p>　　·額定負載電壓，輸出范圍為20.4-

10、28.8V</p><p>　　·輸出電流，信號為0是電流為0.5MA,信號為1時-60℃時的電流為0.5MA</p><p>　　SM323數(shù)字量輸入/輸出模塊</p><p><b>　　主要性能與指標</b></p><p>　　·8通道的數(shù)字量輸入/輸出模塊

11、 </p><p>　　·可用于連接開關(guān)、2總線近開關(guān)，小功率電機等</p><p>　　·可將控制過程的外部數(shù)字量電平轉(zhuǎn)化為S7-300的</p><p><b>　　內(nèi)部信號電平</b></p><p>　　·也可將S7-300的內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)化為控制過程的</p>

12、<p><b>　　外部數(shù)字量電平</b></p><p>　　·RS-232C接口</p><p><b>　　研華工控主機</b></p><p><b>　　主要特征</b></p><p>　　IPC-610專為沖擊、震動、高溫等惡劣環(huán)境設(shè)計 &l

13、t;/p><p>　　支持14槽ISA/PCI底板 </p><p>　　支持四個前端抽取磁盤驅(qū)動器和一塊內(nèi)置3.5”硬盤 </p><p>　　1個帶防塵過濾網(wǎng)的86CFM風扇</p><p><b>　　選配</b></p><p>　　·Inter PIV 2.4GM CPU&l

14、t;/p><p>　　·西部數(shù)據(jù)80G硬盤</p><p>　　·Kingston 256M內(nèi)存 </p><p>　　·工業(yè)鍵盤及光電鼠標</p><p>　　·RS-232C接口</p><p><b>　　顯示器</b></p><

15、;p>　　帶19寸LCD和VGA/Video/S-Video/DVI端口的工業(yè)平板顯示器</p><p><b>　　主要特征</b></p><p>　　·19寸SXGA TFT LCD分辨率達到1280*1024 </p><p>　　·輸入信號自動識別 </p><p>　　·最

16、高亮度可達250cd/m2 </p><p>　　·多掃描功能：支持SXGA，XGA，SVGA，</p><p>　　VGA和文本模式 </p><p>　　·支持多信號輸入:VGA,DVI,Video和S-Video </p><p>　　·不銹鋼機箱,符合NEMA4/IP65標準的防銹前面板 </p&

17、gt;<p>　　1.4 流程及流程說明</p><p>　　設(shè)計工藝流程應能保證聯(lián)合站處理的油氣產(chǎn)品的質(zhì)量要求，產(chǎn)量高，經(jīng)濟效益好。在滿足聯(lián)合站各項生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)上，應充分采用先進技術(shù)，考慮各種能量的合理利用，采用密閉流程，避免各種蒸發(fā)損耗，工藝流程應能適應操作的變化，但又要避免煩瑣，防止浪費，管線閥門要盡量少，線路要短，油氣流向合理。</p><p>　　在原油開采至凈化

18、外輸?shù)娜荛]流程，要比開式流程有多方面的優(yōu)點：</p><p>　　(1)一般的開式流程原油損耗約為2~4%，而密閉后能降低到0.5%以下，密閉式流程不僅降低了油氣損耗，而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　(2)密閉式流程結(jié)構(gòu)簡單，成本降低，有利于提高自動化工致程度和管理水平。</p><p>　　設(shè)計中考慮到進站原油的含水率（70%）和含氣量（綜合油氣比

19、為55Nm3(氣)/t（油），工藝上采用油氣三級分離，兩段脫水。三級分離指一級油氣水三相分離，二級緩沖分離以及在穩(wěn)定塔內(nèi)的三級分離。兩段脫水是指一級油氣水三相分離脫水和電轉(zhuǎn)油站脫水。</p><p>　　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)。</p>&l

20、t;p>　　原油在聯(lián)合站內(nèi)處理的工藝流程如下：</p><p><b>　　正常流程：</b></p><p>　　注破乳劑 氣計量→氣站</p><p>　　站外來油→進站閥組→油氣水三相分離器→緩沖罐→循環(huán)泵→</p><p><b>　　污水→污水處理區(qū)</b></p

21、><p>　　電轉(zhuǎn)油站→加熱爐→原油穩(wěn)定塔→（凈化油罐）→原油外輸泵→計量→外輸</p><p><b>　　(2)無泵流程：</b></p><p>　　注破乳劑 氣計量→氣站</p><p>　　站外來油→進站閥組→油氣水三相分離器→緩沖罐→</p><p><b>　　污水→

22、污水處理區(qū)</b></p><p>　　電轉(zhuǎn)油站→加熱爐→原油穩(wěn)定塔→（凈化油罐）→原油外輸泵→計量→外輸</p><p><b>　　(3)停電流程：</b></p><p>　　進站來油→進站閥組→油氣水三相分離器→緩沖罐→事故罐→循環(huán)泵后的正常流程</p><p>　　進站總閥組和電轉(zhuǎn)油站都設(shè)有加藥裝置

23、，可以加入破乳劑，以利于油氣水在分離器中的分離和電轉(zhuǎn)油站的脫水。</p><p>　　程設(shè)計中的幾點說明：</p><p>　　(1)各作業(yè)區(qū)，裝置的布置應與平面布置相符，應標明各工藝管線尺寸、安裝高度、介質(zhì)的流向、管線線型及管件應符合的規(guī)定，尺寸不按比例。</p><p>　　(2)凡是由于偶然事件（著火停電）或操作失去可能使壓力升高而造成事故之處（如分離器、加熱

24、爐、油罐、輕油罐等常壓容器及往復泵、齒輪泵出口），都裝備有安全閥或呼吸閥。</p><p>　　(3)凡是不允許液體倒流之處（如離心泵的出口、有壓進罐管線、藥劑線進電轉(zhuǎn)油站入口等）都裝上了止回閥。</p><p>　　轉(zhuǎn)油站裝置及有關(guān)參數(shù)的計算</p><p><b>　　2.1 工藝流程圖</b></p><p>　　

25、圖2-1 工藝流程圖</p><p>　　2.2 原油物性計算</p><p><b>　　(1) 密度： </b></p><p>　　在20℃-120℃范圍內(nèi)</p><p>　　= </p><p>　　780860時，=(3.083-2.638&

26、#215;10)×10 1/℃ </p><p>　　(2) 動力粘度： </p><p>　　mPa·s時，c=10，a=2.52×101/℃</p><p>　　101000mPaS時，c=100, a1/℃ </p><p>　　10mPaS時，C=1000

27、，a1/℃</p><p>　　式中，，—溫度為(℃)和(℃)時原油的粘度，毫帕·秒；</p><p><b>　　c，a—系數(shù)。</b></p><p><b>　　(3) 運動粘度：</b></p><p>　　式中，—℃時原油的運動粘度，厘沱；</p><p>

28、;　　—℃時原油的動力粘度，mPa·s；</p><p>　　—℃時原油的密度，kg/m。</p><p>　　由上面的公式，可以計算出各溫度下原油的密度、運動粘度、動力粘度。</p><p>　　2.3 有關(guān)設(shè)計參數(shù)的確定</p><p><b>　　原油含水： 70%</b></p><

29、p>　　原油進站溫度： 40ºC</p><p>　　進站壓力： 0.5MPa</p><p>　　油氣水三相分離器: 進口溫度：40ºC</p><p><b>　　出口溫度：55ºC</b></p><p>　　控制壓力：0.5MPa(0.4MPa)</p><

30、p><b>　　出口原油含水：</b></p><p>　　緩沖罐：控制壓力: 0.15MPa</p><p>　　轉(zhuǎn)油站：脫水溫度：52ºC</p><p>　　操作壓力：0.3MPa</p><p>　　出口原油含水:<0.5% </p><p>　　穩(wěn)定塔：穩(wěn)定溫度：

31、不低于60ºC</p><p>　　操作壓力：-0.03 Mpa</p><p>　　大罐：儲存溫度：45~50ºC</p><p>　　原油外輸溫度： 60ºC</p><p><b>　　外輸距離：30km</b></p><p>　　油水在三相分離器中停留時間：

32、5~30分鐘</p><p>　　油水在轉(zhuǎn)油站中停留時間：40分鐘</p><p>　　2.4 轉(zhuǎn)油站的選取</p><p><b>　　操作溫度：52℃；</b></p><p><b>　　操作壓力：0.3；</b></p><p>　　查《油田油氣集輸設(shè)計技術(shù)手冊》，選

33、取3600×14000的電轉(zhuǎn)油站，其中空容積是155.7m3/臺，且知道一般原油在轉(zhuǎn)油站中的停留時間是40分鐘。</p><p>　　一級分離后，進入電轉(zhuǎn)油站的原油含水率為20%，計算單臺電轉(zhuǎn)油站的含水原油的體積流量。</p><p>　　單臺電轉(zhuǎn)油站的含水原油體積流量：</p><p>　　式中：—單臺電轉(zhuǎn)油站處理的含水原油體積流量，；</p>

34、;<p>　　—電轉(zhuǎn)油站的空罐容積，；</p><p>　　—選定的含水原油在電轉(zhuǎn)油站內(nèi)的停留時間，。</p><p><b>　　m3/(h·臺)</b></p><p>　　則，經(jīng)電轉(zhuǎn)油站處理的含水原油的體積流量為：</p><p><b>　　m3/h</b></

35、p><p><b>　　(臺)</b></p><p><b>　　∴取N=4臺</b></p><p>　　實際的體積流量為：=185.685m3/h</p><p>　　實際的停留時間：>40min</p><p>　　當一臺檢修時，即N=3</p>&l

36、t;p>　　單臺體積流量為：247.58m3/h</p><p>　　且120%V=1.2×233.55=280.26m3/h>V=247.58m3/h</p><p>　　即選用了4臺3000×11000的電轉(zhuǎn)油站滿足要求。</p><p>　　2.5 油田聯(lián)合站外輸天然氣節(jié)流裝置的口徑d20計算</p><p&

37、gt;<b>　　已知條件：</b></p><p>　　工作介質(zhì)：天然氣 取壓方式：法蘭取壓</p><p>　　操作溫度：30℃ 工況密度：ρ=1.9678kg/Nm3</p><p>　　標況密度：ρ=0.97kg/Nm3 工作壓

38、力：P1=215600Pa</p><p>　　操作狀態(tài)下粘度：η=0.0112cP 最大壓差：δp=9800Pa</p><p>　　管道內(nèi)徑：D20=363mm 體積流量：Qmax=8300Nm3/h</p><p>　　等熵指數(shù)：k=1.315 相對濕度：φ=100%&

39、lt;/p><p>　　孔板材質(zhì)線膨脹系數(shù)：λd=0.000012 mm/mm℃</p><p>　　管道材質(zhì)線膨脹系數(shù)：λD=0.000011mm/mm℃</p><p>　　孔板孔徑d20的設(shè)計計算</p><p>　　1.求工況下管道直徑：</p><p>　　D= D20 [1+λd (t-20)]=0.363[1

40、+0.000012(30-20)]=0.36304356(m)</p><p><b>　　2.求雷諾數(shù)</b></p><p>　　Red=4δpρ/πDη=4*8300/3600*1.9678/(3.14*0.36304356*0.0112)=1421.38085</p><p><b>　　3.求A2</b><

41、/p><p>　　A2=ηRed/D20√ (2△pρ)=0.0112Red/0.360*√ 38568.88=0.225</p><p>　　4.設(shè)C∞=0.6060</p><p><b>　　ε=1</b></p><p>　　5.據(jù)Xn=A2/C（n-1）ε（n-1）</p><p>　　βn

42、=[Xn2/(1+ Xn2)]0.25</p><p>　　Cn=0.5959+0.312βN2.1-0.18</p><p>　　當n=4時，求得E4=3.46*10-10＜5*10-10</p><p>　　∴β=β4=0.5983</p><p>　　C=C4=0.60498</p><p><b>　

43、　6.求d</b></p><p>　　d=Dβ=0.36304356*0.5983=0.217208961948(m)</p><p>　　=21.7208961948(mm)</p><p><b>　　7.求d20</b></p><p>　　d20=d/[1+λd(t-20)]</p>

44、<p>　　=0.217208961948/[1+0.000012(30-20)]</p><p>　　=0.2171829(m)</p><p>　　=21.71829(mm)</p><p>　　最后得到d20=21.71829(mm)。</p><p>　　標準節(jié)流裝置的首選檢測件當然是標準節(jié)流裝置，為了選擇最合適的標準節(jié)流裝

45、置，選型時應從以下幾方面考慮：　　1)管徑、直徑比和雷諾數(shù)范圍的限制條件；　　2)測量精確度；　　3)允許的壓力損失；　　4)要求的最短直管段長度； 　　5)對被測介質(zhì)侵蝕、磨損和臟污的敏感性；　　6)結(jié)構(gòu)的復雜程度和價格；　　7)安裝的方便性；　　8)使用的長期穩(wěn)定性。 孔板可應用于比噴嘴和文丘里噴嘴更大的管徑范圍。</p><p>　　2.6 油田轉(zhuǎn)油站油水界面控制中的調(diào)節(jié)閥口徑計算&

46、lt;/p><p><b>　　已知條件：</b></p><p>　　工作介質(zhì)：污水 工作溫度： 閥前絕壓：== </p><p>　　閥后絕壓：== 操作密度： </p><p><b>　　最大流量： </b></p><p>　　管道直徑： 介質(zhì)

47、臨界壓力；</p><p>　　閥入口溫度下介質(zhì)飽和蒸氣壓力；</p><p><b>　　求調(diào)節(jié)閥的口徑：</b></p><p>　　利用調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Cv，可以簡化調(diào)節(jié)閥口徑計算的問題，調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)Cv定義： 閥處于全開狀態(tài)，閥端壓差為1磅／英寸‘0.07kgf／Cm’的條件下，60F15．6℃的清水，每分鐘通過閥的美加侖數(shù)。決定調(diào)節(jié)

48、閥口徑根據(jù)已知的流體條件，先計算出所要求的Cv，再從Cv表上，選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑。</p><p>　　1.求調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)Cv</p><p>　　Cv=1.17*Q*[G/(P1-P2)]1/2</p><p>　　式中：Q----最大流量 m3/h</p><p><b>　　G----比重 </b></p

49、><p>　　P1----進口壓力 Kgf/cm2</p><p>　　P2----出口壓力 Kgf/cm2</p><p>　　得：Cv=1.17*19.8*[1*10-3/(0.343-0.314)1/2]=51.802</p><p><b>　　2.求調(diào)節(jié)閥口徑d</b></p><p>　　

50、d=√(4 Cv/3600πv)*1000</p><p>　　v=4Wnax/πD2ρ=10.7735m/s</p><p>　　∴d=73.0926mm</p><p>　　因調(diào)解閥為聯(lián)合站電轉(zhuǎn)油站油水界面控制，需有調(diào)解、切斷、克服△P、防堵的特點，故選用蝶形調(diào)解閥。該閥結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、成本低，流通能力大，適用于低壓差、大流量的場合。普通蝶閥泄漏量較大

51、，但采用臺階式密封和聚四氟乙烯閥座或橡膠閥座面可提高閥的密封性能。目前國外高性能蝶閥均采用雙向密封，其密封性能很強。力矩小，配備執(zhí)行機構(gòu)小，填料和密封裝置耐用。適用于公稱壓力比較低的場合。</p><p><b>　　工藝管線的選取</b></p><p>　　3.1循環(huán)泵到轉(zhuǎn)油站之間管線的計算</p><p>　　1. 沿程摩阻的計算：<

52、;/p><p>　　取經(jīng)濟流速2.0m/s,管線長約為60m</p><p>　　選管徑為Φ377×7的無縫鋼管，則實際流速為：2.0m/s</p><p><b>　　取e=0.1</b></p><p>　　3000<Re<Re1，處于水力光滑區(qū)</p><p><b&

53、gt;　　水力摩阻系數(shù)：</b></p><p><b>　　則沿程摩阻為：</b></p><p>　　2. 局部摩阻的計算：</p><p>　　表3-1 管線上的閥件</p><p>　　設(shè)備安裝高度取0.8m,高程差取3m：</p><p>　　所以此段管路總壓降為</p

54、><p>　　3.2 轉(zhuǎn)油站到加熱爐之間管線的計算</p><p><b>　　1. 管徑的選擇</b></p><p>　　從電轉(zhuǎn)油站出來的原油為純凈原油，含水≤0.5%，（按0.5%計算）</p><p><b>　　此條件下，</b></p><p><b>　　

55、油品的密度：</b></p><p>　　選Φ377×7的管線</p><p><b>　　則實際流速為：</b></p><p><b>　　2.沿程摩阻計算</b></p><p><b>　　∴，屬于水力光滑區(qū)</b></p><

56、p><b>　　取，</b></p><p><b>　　3.局部摩阻計算</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　總壓降</b></p>

57、<p>　　表3-2 管線上的閥件</p><p><b>　　結(jié)論與體會</b></p><p>　　通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)轉(zhuǎn)油站和CAD方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不

58、再是紙上談兵。 我認為，在這學期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結(jié)束之后變的更加成熟，會面對需

59、要面對的事情。 回顧起此課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>

60、　　[1]化工部頒標準.HG/T20636—20639[S].</p><p>　　[2] 國家標準.GB/T2624—93[S].</p><p>　　[3] 奚文群，翁維勤.調(diào)節(jié)閥口徑計算指南[M].蘭州：化工部自控設(shè)計技術(shù)中心站，1991.</p><p>　　[4] 王驥程,祝和云.化工過程控制工程[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2003.</p>