油气储运工程设计讲座.pdf
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1、油气储运工程设计 油气储运工程设计 Engineering Design For Oil&Gas Storage and Transportation主 讲:黄 坤主 讲:黄 坤西南石油学院设计研究院石油工程学院油气储运研究所西南石油学院设计研究院石油工程学院油气储运研究所工程设计的意义和要求工程设计的意义和要求工程设计是工科院校重要的实践教学环 节,其毕业生应具浓厚的工程意识,为强 化毕业生的工程意识而设置的实践环节,目的是使每个学生在毕业设计前,初步掌 握工程设计的基本方法和步骤,进行系统 的工程设计训练。工程设计是工科院校重要的实践教学环 节,其毕业生应具浓厚的工程意识,为强 化毕业生的
2、工程意识而设置的实践环节,目的是使每个学生在毕业设计前,初步掌 握工程设计的基本方法和步骤,进行系统 的工程设计训练。基本要求基本要求本课程基本要求是在学生学完了所有的 基础课,专业基础课和专业课的基础上结合 专业方向进行部分系统的工程设计,为后期 的毕业设计或毕业论文进行前期训练。本课程基本要求是在学生学完了所有的 基础课,专业基础课和专业课的基础上结合 专业方向进行部分系统的工程设计,为后期 的毕业设计或毕业论文进行前期训练。油气集输方向:井站工艺设计、油气处理系统工艺设计油气集输方向:井站工艺设计、油气处理系统工艺设计油气输送方向:输气管道工艺设计、输油管道工艺设计油气输送方向:输气管道
3、工艺设计、输油管道工艺设计油气储存方向:油库工艺系统设计、管罐结构设计油气储存方向:油库工艺系统设计、管罐结构设计燃气应用方向:城市配气系统工艺设计;天然气利用工艺设计(LNG,CNG站)燃气应用方向:城市配气系统工艺设计;天然气利用工艺设计(LNG,CNG站)工程设计题目工程设计题目 文献综述及工艺路线选择文献综述及工艺路线选择 工艺流程图和方案设计工艺流程图和方案设计 主要设备的工艺计算主要设备的工艺计算 主要设备的选型主要设备的选型 总平面布置图、工艺流程图和工艺安装图总平面布置图、工艺流程图和工艺安装图 说明书、计算书、设备表和材料表说明书、计算书、设备表和材料表设计内容设计内容该课程
4、的考核由以下两部分构成:该课程的考核由以下两部分构成:工程设计报告及图纸:成绩占70%;工程设计报告及图纸:成绩占70%;工程设计答辩:成绩占30%。工程设计答辩:成绩占30%。考试考核办法考试考核办法按照我国习惯,设计前期工作主要指项目方 案设计、规划设计、预可行性研究、可行性研 究,而工程设计一般分为按照我国习惯,设计前期工作主要指项目方 案设计、规划设计、预可行性研究、可行性研 究,而工程设计一般分为初步设计和施工图设计 两个阶段初步设计和施工图设计 两个阶段。工程设计基本知识工程设计基本知识设计前期工作是指从建设项目的立项申请、可行性研究至项目核准前所进行的一系列工 作,是项目初步设计
5、开展前应完成的工作。主要包括项目建议书、方案设计、规划设计、预可行性研究报告、可行性研究报告、项目 核准申请报告等工作环节的材料编制、评估、审查、报送及相关工作。设计前期工作是指从建设项目的立项申请、可行性研究至项目核准前所进行的一系列工 作,是项目初步设计开展前应完成的工作。主要包括项目建议书、方案设计、规划设计、预可行性研究报告、可行性研究报告、项目 核准申请报告等工作环节的材料编制、评估、审查、报送及相关工作。设计前期工作设计前期工作设计前期工作的核心是编制可行性研究报告和编 制项目核准申请报告。设计前期工作的核心是编制可行性研究报告和编 制项目核准申请报告。天然气集输项目的可行性研 究
6、是通过收集有关的资料、数据进行分析研究,对 项目进行现场踏勘调查,从项目的技术、经济、工 程、环境等方面进行系统论证和分析,从而提出项 目的可行性结论和建议,为项目决策审批提供充分 的依据。项目核准申请报告通常由业主编制,当业 主委托时也可由可行性研究报告编制单位配合业主 完成。天然气集输项目的可行性研 究是通过收集有关的资料、数据进行分析研究,对 项目进行现场踏勘调查,从项目的技术、经济、工 程、环境等方面进行系统论证和分析,从而提出项 目的可行性结论和建议,为项目决策审批提供充分 的依据。项目核准申请报告通常由业主编制,当业 主委托时也可由可行性研究报告编制单位配合业主 完成。设计前期工作
7、设计前期工作初步设计是以核准的项目可行性研究报告为基 础,对建设项目进行深入研究,进行具体实施阶段的 设计。初步设计是以核准的项目可行性研究报告为基 础,对建设项目进行深入研究,进行具体实施阶段的 设计。初步设计文件包括设计说明书、设计图纸、设 备清单和材料清单、工程概算书、设备及材料技术规 格书等。初步设计文件包括设计说明书、设计图纸、设 备清单和材料清单、工程概算书、设备及材料技术规 格书等。初步设计是编制年度投资计划和开展项目招 投标工作的依据。初步设计文件应当满足编制施工招 标文件、主要设备材料订货和编制施工图设计文件的 需要,是下一阶段施工图设计的基础。初步设计是编制年度投资计划和开
8、展项目招 投标工作的依据。初步设计文件应当满足编制施工招 标文件、主要设备材料订货和编制施工图设计文件的 需要,是下一阶段施工图设计的基础。初步设计初步设计天然气集输工程施工图设计是项目设计的最后 阶段,其主要任务是满足施工、生产运行管理、维 修抢修要求。天然气集输工程施工图设计是项目设计的最后 阶段,其主要任务是满足施工、生产运行管理、维 修抢修要求。是在初步设计的基础上,把满足工程 施工、生产运行管理、维修抢修要求的各项具体要 求反映在图纸上,确定工程施工的所有尺寸、具体 的设备材料规格型号、绘制工程全部设计详图、编 制工程说明书或技术要求等。是在初步设计的基础上,把满足工程 施工、生产运
9、行管理、维修抢修要求的各项具体要 求反映在图纸上,确定工程施工的所有尺寸、具体 的设备材料规格型号、绘制工程全部设计详图、编 制工程说明书或技术要求等。施工图设计施工图设计 可行性研究阶段可行性研究阶段天然气集输工程的可行性研究报告的编 制内容和深度应符合气田地面工程项目可 行性研究报告编制规定的要求,可行性研 究报告主要内容包括:1)说明书2)图纸天然气集输工程的可行性研究报告的编 制内容和深度应符合气田地面工程项目可 行性研究报告编制规定的要求,可行性研 究报告主要内容包括:1)说明书2)图纸工程设计文件编制内容工程设计文件编制内容图纸包括:图纸包括:集输系统总工艺流程图集输站场工艺流程图
10、(PFD图)集输线路阀室工艺流程图(PFD图)集输站场总平面布置图集输管道线路走向平面图绘制跨越结构立面图集输系统总工艺流程图集输站场工艺流程图(PFD图)集输线路阀室工艺流程图(PFD图)集输站场总平面布置图集输管道线路走向平面图绘制跨越结构立面图初步设计阶段初步设计阶段天然气集输工程的初步设计文件编制内容 和深度应符合石油天然气工程初步设计内容规 范 第1部分:油气田地面工程SY/T 0082.1的 要求,编制内容主要包括:1)说明书2)设备汇总表3)材料汇总表4)设备材料技术规格书及数据单5)图纸6)资料图纸目录天然气集输工程的初步设计文件编制内容 和深度应符合石油天然气工程初步设计内容
11、规 范 第1部分:油气田地面工程SY/T 0082.1的 要求,编制内容主要包括:1)说明书2)设备汇总表3)材料汇总表4)设备材料技术规格书及数据单5)图纸6)资料图纸目录(1)站场设计(1)站场设计图纸包括:集输系统总工艺流程图 工艺管道仪表流程图(PID图)设备平面布置图图纸包括:集输系统总工艺流程图 工艺管道仪表流程图(PID图)设备平面布置图(2)线路工程设计(2)线路工程设计图纸包括:油气田区域系统图 管道(油、气、水)平面走向图(包括截 断阀室、紧急放空点布局图等)全线带状地形图图纸包括:油气田区域系统图 管道(油、气、水)平面走向图(包括截 断阀室、紧急放空点布局图等)全线带状
12、地形图 特殊地段纵断面图 水力坡降及翻越点计算图 河流、公路、铁路穿越典型图 穿跨越结构图线路阀室工艺仪表流程图(PID图)各专业设计相关图纸 特殊地段纵断面图 水力坡降及翻越点计算图 河流、公路、铁路穿越典型图 穿跨越结构图线路阀室工艺仪表流程图(PID图)各专业设计相关图纸施工图设计阶段施工图设计阶段施工图设计是将项目分为单项工程、单元 工程或单体工程进行详细设计,以满足施工、生产运行、维护管理的需要。1)单项工程和单元工程设计文件编制内容施工图设计是将项目分为单项工程、单元 工程或单体工程进行详细设计,以满足施工、生产运行、维护管理的需要。1)单项工程和单元工程设计文件编制内容(1)采气
13、管线、集输管线等线路工程施工图设 计文件的编制内容(1)采气管线、集输管线等线路工程施工图设 计文件的编制内容说明书或施工技要求设备表材料表说明书或施工技要求设备表材料表图纸包括:a.线路走向平面图b.线路走向纵断面图c.线路阀室工艺管道安装图d.河流及冲沟穿越设计图e.道路穿(跨)越设计图f.线路水工保护设计图资料图纸目录图纸包括:a.线路走向平面图b.线路走向纵断面图c.线路阀室工艺管道安装图d.河流及冲沟穿越设计图e.道路穿(跨)越设计图f.线路水工保护设计图资料图纸目录(2)站场工程施工图设计文件的编制内容(2)站场工程施工图设计文件的编制内容说明书或施工技术要求设备表材料表图纸包括:
14、a.站场工艺管道仪表流程图(PID图)b.站场工艺管道平面安装图c.站场工艺管道竖面安装图d.站场系统管线安装图(或站外管线连接图)资料图纸目录说明书或施工技术要求设备表材料表图纸包括:a.站场工艺管道仪表流程图(PID图)b.站场工艺管道平面安装图c.站场工艺管道竖面安装图d.站场系统管线安装图(或站外管线连接图)资料图纸目录(一)PFD和PID表达的内容(一)PFD和PID表达的内容1、可行性研究阶段1、可行性研究阶段1)集输系统总工艺流程图表达的内容1)集输系统总工艺流程图表达的内容集输系统总工艺流程图是指天然气从井 口产出经过井场装置处理、采气管线输送、集气站处理、集气支线和集气干线输
15、送、天 然气处理厂处理(含硫天然气净化、天然气 液烃回收和加工)、输气管输送至外输首站 等各环节的流程图。它是集输系统总工艺流程图是指天然气从井 口产出经过井场装置处理、采气管线输送、集气站处理、集气支线和集气干线输送、天 然气处理厂处理(含硫天然气净化、天然气 液烃回收和加工)、输气管输送至外输首站 等各环节的流程图。它是集输方式集输方式、管网形 式管网形 式、工艺方法工艺方法、工艺参数工艺参数等内容的表达。等内容的表达。设计文件编制深度设计文件编制深度 天 然 气 至 净 化 厂或 至 外 输 干 线 首 站枝状式管网集输系统流程示意图Sw枝状式管网集输系统流程示意图Sw井场装置;Sgs井
16、场装置;Sgs单井站(集气站);Lgb单井站(集气站);Lgb集气支线;Lgt集气支线;Lgt集气干线集气干线2)集输站场工艺流程图表达的内容(PFD)2)集输站场工艺流程图表达的内容(PFD)单井站流程图表达的内容单井站流程图表达的内容a.天然气进入井场装置的条件,包含天然气的组 成、流量、压力、温度、天然气凝液及自由水 含量等;b.井场装置内各级降压前后的压力和温度参数;c.出站产物及条件,包含天然气及天然气液烃的 物质组成和流量、自由水量、出站压力及温度 等;d.井场装置降压防冻措施,热量消耗或防冻剂消 耗量,燃料耗量等;e.井场装置安全保护措施,保护压力(安全减压)参数。a.天然气进入
17、井场装置的条件,包含天然气的组 成、流量、压力、温度、天然气凝液及自由水 含量等;b.井场装置内各级降压前后的压力和温度参数;c.出站产物及条件,包含天然气及天然气液烃的 物质组成和流量、自由水量、出站压力及温度 等;d.井场装置降压防冻措施,热量消耗或防冻剂消 耗量,燃料耗量等;e.井场装置安全保护措施,保护压力(安全减压)参数。1325天 然 气 去 集 气 站T4PPTPTPA型井场装置原理流程图(加热防冻)1采气树;2井口紧急截断阀;3节流阀;4加热炉;5节流阀;T温度计 P压力表集气站工艺流程图所表达的内容(PFD)集气站工艺流程图所表达的内容(PFD)a.进出站物料平衡参数,即进站
18、天然气量和出站天然 气量及天然气液烃量、物料组成、产品或中间产品 质量等参数;b.天然气进、出站压力及温度参数;c.天然气在站内的处理过程和工艺方法;d.天然气在站内各级降压前后的压力和温度,中间产 物组成及产物量;e.天然气在站内降压防冻方法,热量或防冻剂耗量,燃料耗量;f.站内各级压力条件下的安全保护措施和泄压参数;g.各级压力控制方法和控制参数。a.进出站物料平衡参数,即进站天然气量和出站天然 气量及天然气液烃量、物料组成、产品或中间产品 质量等参数;b.天然气进、出站压力及温度参数;c.天然气在站内的处理过程和工艺方法;d.天然气在站内各级降压前后的压力和温度,中间产 物组成及产物量;
19、e.天然气在站内降压防冻方法,热量或防冻剂耗量,燃料耗量;f.站内各级压力条件下的安全保护措施和泄压参数;g.各级压力控制方法和控制参数。55132井 场 装 置 来 气131011769813井 场 装 置 来 气216379841215去 储 水 池(罐)1416天 然 气 去 集 气 管 线17天 然 气 去 放 空TPFIP4TPFIPTPTP井场装置来气23井场装置来气1231913126105498171611油去稳定装置或去加工厂1815作燃料或放空醇富液去再生装置147天然气去放空天然气去集气管线TPTPTPTPTPTPTP2041A型低温分离集气站原理流程图(液烃和甘醇富液分
20、离后出料)1压力调控阀;2气液分离器;3液位控制阀;4孔板流量计;5抑制剂注入器;6闪蒸分离器;7气体流量分配调节器;8换热器;9压力调控阀;10液位控制 阀;11压力调控阀;12低温分离器;13液位控制阀;14加热器;15压力调控 阀;16三相分离器;17液位控制阀;18液位控制阀;19加热器;20流量计;3)输气站工艺流程图表达的内容(PFD)3)输气站工艺流程图表达的内容(PFD)进出站天然气物料平衡参数,天然气组成气质参 数;天然气进、出站流量、压力、温度等参数;天然气在站内的净化(机械净化)方法和设备处 理能力参数;站内调压方法,压控参数,设备规格及通过能力 参数;站内各级压力系统的
21、安全保护方法,泄放设备规 格、泄放能力和泄放压力参数。进出站天然气物料平衡参数,天然气组成气质参 数;天然气进、出站流量、压力、温度等参数;天然气在站内的净化(机械净化)方法和设备处 理能力参数;站内调压方法,压控参数,设备规格及通过能力 参数;站内各级压力系统的安全保护方法,泄放设备规 格、泄放能力和泄放压力参数。2、初步设计阶段2、初步设计阶段1)集输系统总工艺流程图表达的内容与可行性研 究阶段所表达内容相同。2)集输站场工艺管道仪表流程图表达的内容(PID)1)集输系统总工艺流程图表达的内容与可行性研 究阶段所表达内容相同。2)集输站场工艺管道仪表流程图表达的内容(PID)(1)单井站流
22、程图表达的内容(1)单井站流程图表达的内容天然气进入井场装置的条件,包含天然气的组 成、流量、压力、温度、天然气凝液及自由水 含量等;井场装置内各级降压前后的压力和温度参数;天然气进入井场装置的条件,包含天然气的组 成、流量、压力、温度、天然气凝液及自由水 含量等;井场装置内各级降压前后的压力和温度参数;出站产物及条件,包含天然气及天然气液烃的 物质组成和流量、自由水量、出站压力及温度 等;井场装置降压防冻措施,热量消耗或防冻剂消 耗量,燃料耗量等;井场装置安全保护措施,保护压力(安全减压)参数;工艺系统所有的设备;工艺系统所有的仪表及控制原理。出站产物及条件,包含天然气及天然气液烃的 物质组
23、成和流量、自由水量、出站压力及温度 等;井场装置降压防冻措施,热量消耗或防冻剂消 耗量,燃料耗量等;井场装置安全保护措施,保护压力(安全减压)参数;工艺系统所有的设备;工艺系统所有的仪表及控制原理。(2)集气站工艺管道仪表流程图所表达的内容(PID)(2)集气站工艺管道仪表流程图所表达的内容(PID)进出站物料平衡参数,即进站天然气量和出站 天然气量及天然气液烃量、物料组成、产品或中 间产品质量等参数;天然气进、出站压力及温度参数;天然气在站内的处理过程和工艺方法;天然气在站内各级降压前后的压力和温度,中 间产物组成及产物量;进出站物料平衡参数,即进站天然气量和出站 天然气量及天然气液烃量、物
24、料组成、产品或中 间产品质量等参数;天然气进、出站压力及温度参数;天然气在站内的处理过程和工艺方法;天然气在站内各级降压前后的压力和温度,中 间产物组成及产物量;天然气在站内降压防冻方法,热量或防冻剂 耗量,燃料耗量;站内各级压力条件下的安全保护措施和泄压 参数;各级压力控制方法和控制参数;工艺系统所有的设备;工艺系统所有的仪表及控制原理。天然气在站内降压防冻方法,热量或防冻剂 耗量,燃料耗量;站内各级压力条件下的安全保护措施和泄压 参数;各级压力控制方法和控制参数;工艺系统所有的设备;工艺系统所有的仪表及控制原理。3、施工图设计阶段3、施工图设计阶段本阶段以初步设计阶段的PID图为基 础,当
25、施工图阶段对工艺仪表流程图无优化 修改时,可直接利用初步设计阶段的PID图进 行施工图设计。本阶段以初步设计阶段的PID图为基 础,当施工图阶段对工艺仪表流程图无优化 修改时,可直接利用初步设计阶段的PID图进 行施工图设计。(二)PFD和PID的绘制要求(二)PFD和PID的绘制要求1、集输系统总工艺流程图的绘制1、集输系统总工艺流程图的绘制1)管线和站场的表示方法1)管线和站场的表示方法管线用图线表示,站场用方框图例表示。站场与站场间的集输管线用带箭头的粗实线表 示,箭头所指方向表示介质流向。在管线上方用 标注方式表明管线的编号、名称、公称直径等;当项目与已建管网系统有关联时,对图中的已建
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