城市配气站工艺设计(7)

??150?0.28?0.5=0.66mm

2?0.5?249用户2调压前管线：

进站D=102mm；P=0.6MPa；

代入公式求得：?=（102*0.6/（2*0.5*249））=0.24 mm；?=0.74 mm

??102?0.6?0.5=0.74mm

2?0.5?2495.用户3调压后管线： 进站D=158mm；P=0.2MPa；

代入公式求得：?=（158*0.2/（2*0.5*249））=0.126 mm；?=0.626 mm

??158?0.2?0.5=0.63mm

2?0.5?249用户3调压前管线：

进站D=91mm；P=0.6MPa；

代入公式求得：?=（91*0.6/（2*0.5*249））=0.22 mm；?=0.72 mm

??91?0.6?0.5=0.72mm

2?0.5?249综上所述可得：

来气管线：DN150，?=1.102mm 汇管1后出口管线：DN100，?=0.94mm 旋风分离器后的管线：DN100，?=0.8mm 用户1调压前的管线：DN150，?=0.77mm 用户1调压后的管线：DN150，?=0.71mm 用户2调压前的管线：DN150，?=0.74mm 用户2调压后的管线：DN200，?=0.66mm 用户3调压前的管线：DN100，?=0.72mm 用户3调压后的管线：DN200，?=0.63mm

3.3汇管设计

3.3.1确定汇管直径

进出口的面积：

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A??(?d2)4（3-3）

式中 A-汇管面积，mm2 D-管道内径，mm

根据经验公式，汇管面积=1.5A进出口面积或出口面积的最大者，计算结果进行元整：

A进=3.14*125^2/4=12265.625 mm2

3.14?1252A进?=12265.625 mm2

4A出=3.14*88^2/4*2=12158.8 mm2

3.14?882?2A出?=12158.8 mm2

4比较可得，所以出口内径为带入公式得d1=153mm，进行元整后可得d1=160mm。

汇管2

A进=3.14*125^2/4*2=24531.25 mm2

3.14?1252?2A进?=24531.25 mm2

4 A出=3.14*111^2/4+3.14*102^2/4+3.14*91^2/4=24339.71 mm2

3.14?1112?3.14?1022?912?3.14A出?=24339.71 mm2

4比较可得，所以出口内径为带入公式得d=216mm，进行元整后可得220mm。

3.3.2确定汇管壁厚

由第一强度理论得汇管壁厚的计算公式：

??PDi?C（3-4）

2?????P式中 P——设计压力，MPa；

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δ—包括壁厚附加余量的筒体壁厚，m；

???——材料的许用应力，取???=0.6?s

MPa，???=147 MPa；

，

MPa；设计选用20号钢，?s=245

?——焊缝系数，取0.8；

C——壁厚附加余量，取1mm；

Di——筒体直径，m；

1.1号汇管的壁厚

已知D1=150mm，???=147 MPa，?=0.8，C=1mm，操作压力为1.2 MPa，取设计压力为6MPa。

?1=6*0.150/(1.6*147-6)+0.001=0.00492，取?1=5.0mm

??

6?0.15?0.001=0.005mm

2?0.8?147?62.2号汇管的壁厚计算

已知D1=220mm，???=147 MPa，?=0.8，C=1mm，操作压力为0.6 MPa，取设计压力为4 MPa。

?2=4*0.220/(1.6*147-4)+0.001=0.00411，取?2=4.8mm

??4?0.22?0.001=0.0048mm

2?0.8?147?63.4分离器的选择计算

我们该设计选择的分离器为旋风分离器。

3.4.1分离器在操作条件下的体积流量

旋风分离器的通过流量为：

q??86400Qg0.101325TZ（3-5） ?p293 29

计算出两个分离器的

Q=7.5*10000*0.101325*295*0.97/(86400*1.2*293)=0.071m3/s

q?750000.101325295?0.97??=0.071 m3/s 864001.22933.4.2分离器的直径计算

分离器的直径

D?0.536[Q2CD?g?p]0.25 （3-6）

式中：qv—气体流量，m3/h (P0=0.101325MPa T0=293K条件下)； P—操作压力（绝压），MPa； D—分离器内径，m；

C—水力阻力系数，有实验测定，一般取180；

?g—在操作条件下的气流密度；

?p—旋风式分离器内的压力降；

一般

?p?g?55~75，这里我们取70.

在这里我们求得d=0.536*（0.071^2*180/70）^0.25=0.18

?0.071?180??d?0.536????70??20.25=180mm

这里我们取200-10的无缝钢管，则实际d=180mm； 由方程p=c*p*v^2/2g

cpv2（3-7） p?2g式中?g=1.2*0.62*1.205*293/（0.101325*0.97*295）=9.05

?g?1.2?0.62?1.205?293=9.5㎏/m3

0.101325?0.97?295 ?=0.071/（0.785*0.1800^2）=2.79

??

0.071=2.79m/s 20.785?0.1830

取c=180

求得?p=180*9.05*2.79^2/（2*9.8）=0.6 MPa

180?9.05?2.792?p?=0.6 MPa

2?9.8则

?p?g这是由于实际的分离器的直径比计算?71.4比原来假定的70大一点，

小一些造成的。

3.5流量计的选择和选型

3.5.1流量计的选择步骤

1.把可以直接求出的参数直接算出其具体值，如FG、FZ 、FT;

2.把不可以直接求出的参数 表示成只含参数d一个未知量的表达式，如C、E、

?；

.3.把所有求出的一直参数和含有参数d的未知参数代入，通过一个牛顿叠代可以求出d，再求出?。

1.根据计算出来的结果，选择适用的型号。

3.5.2流量计的选型计算

流量计的计算公式

Q=AmCEFGFZFT?d2P1?P（3-8） 式中：

Q——天然气在标准状态下的体积流量；m3/h；

Am——体积流量系数视采用计量单位而定。小时体积流量计采用Am=0.011446；

C——流出系数；

E——渐进速度系数；

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