某油田聯(lián)合站設(shè)計(jì)

1、重慶科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 某油田聯(lián)合站設(shè)計(jì) 院 （系） 石油與天然氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 油氣儲(chǔ)運(yùn)工程2009級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 評(píng)閱教師 職稱 2013年 5 月 30日 注 意 事 項(xiàng) 1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字

2、。3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用a4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明本人以信譽(yù)

3、聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）： 年 月 日摘要某油田聯(lián)合站主要處理采油二廠的采出液，采出液含水60%70%，所含氣體極少，處理量為260萬/年。站址周圍無大型企事業(yè)單位及大型建筑物，距離礦場油庫30公里。該聯(lián)合站社會(huì)依托較差，常年盛行西北風(fēng)。站外來油經(jīng)三

4、相分離器、加熱爐、緩沖罐、電脫水器、穩(wěn)定塔等首先對(duì)油、氣、水進(jìn)行分離，再經(jīng)過外輸泵和計(jì)量設(shè)施等向站外輸送。所脫除的極少部分天然氣則直接進(jìn)行燃燒處理。站內(nèi)根據(jù)平面布置劃分為儲(chǔ)油罐區(qū)，工藝處理區(qū)，消防區(qū)和供熱區(qū)。設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)了正常的聯(lián)合站工藝流程，并且考慮到了站內(nèi)事故流程，設(shè)計(jì)了事故罐。根據(jù)任務(wù)書所給的處理量和工藝參數(shù)，首先確定了聯(lián)合站的工藝流程，接著初步選擇了各工藝段設(shè)備。完成了站內(nèi)的三相分離器、緩沖罐、電脫水器、加熱爐的選型和校核，并進(jìn)行了罐區(qū)計(jì)算、原油穩(wěn)定塔的選型，選取了4個(gè)浮頂油罐和2個(gè)事故儲(chǔ)罐。接下來對(duì)原油外輸泵和站內(nèi)增壓泵進(jìn)行了選取，選擇了3臺(tái)增壓泵和3臺(tái)外輸泵。然后對(duì)站內(nèi)油庫的消防流程

5、進(jìn)行了設(shè)計(jì)，選擇了固定式消防水系統(tǒng)和泡沫系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)的最后，繪制完成了聯(lián)合站內(nèi)工藝流程圖和平面布置圖。關(guān)鍵詞：聯(lián)合站 工藝流程 原油處理 消防系統(tǒng)abstractthe central treating mainly deal with oil production plant of produced fluids, produced liquid water content of 60% to 70%, the processing capacity of 2.6 million a year, the service life of 20 years. no large enterpris

6、es and large buildings around the site location field depot 30 kilometers distance. the design employs the tight flows chart, including: having pump and accident flow diagram. the oil coming from wells nearby flows through three-phase separator, water-jacket heater, two- phase separator, electric de

7、hydrator, stabilization and transportation pump. the removal of part of the natural gas direct combustion processaccording to the amount of processing task book to and process parameters, first determine the process of union station, then the preliminary selection of the process equipment. completed

8、 the selection and check the three-phase separator, the station buffer tank, electric dehydrator, heating furnace, and a selection of tank area calculation, crude oil stabilizer, selected 2 accident tank floating roof tank and 4. then the selection of pump and booster pump for oil station, select th

9、e 3 booster pump and 3 efflux pump. then the station depot fire flow design, selection of the fire water system of fixed and foam system. in the final design, drawing and completed the joint station process flow diagram.keywords: central treating station; process flow; crude charging; firefighting目錄

10、摘要iabstractii1 緒論11.1聯(lián)合站的設(shè)計(jì)目的及意義11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3研究目標(biāo)和研究內(nèi)容31.3.1研究目標(biāo)31.3.2研究內(nèi)容31.4設(shè)計(jì)思路32 聯(lián)合站設(shè)計(jì)說明書42.1概述42.2聯(lián)合站工藝系統(tǒng)概述42.2.1油氣水混合物的收集42.2.2油氣水的初步分離42.2.3原油脫水42.2.4原油穩(wěn)定52.2.5消防系統(tǒng)52.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)52.4站址的選擇及總平面布置52.4.1站址的選擇52.4.2本聯(lián)合站的平面布置62.5工藝流程及流程說明62.5.1流程設(shè)計(jì)原則62.5.2本站的工藝流程72.6設(shè)備及布置安裝72.6.1三相分離器的布置72.6.2泵房的布置及安

11、裝82.6.3電脫水器的布置及安裝82.6.4加熱爐的布置及安裝83 聯(lián)合站工藝計(jì)算103.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算103.1.1設(shè)計(jì)規(guī)模103.1.2 原始數(shù)據(jù)103.1.3原油物性計(jì)算103.2主要設(shè)備的選擇123.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定123.2.2三相分離器的選擇123.2.3原油緩沖罐的選型143.2.4電脫水器的選型與校核153.2.5加熱爐的選型173.2.6儲(chǔ)罐的選取193.3原油穩(wěn)定塔的設(shè)計(jì)203.3.1原油穩(wěn)定工藝方法的選擇203.3.2原油穩(wěn)定工藝參數(shù)的選擇203.3.3原油穩(wěn)定工藝流程203.3.4原油穩(wěn)定塔選型213.4泵房工藝流程設(shè)計(jì)243.4.1緩沖罐到增壓泵到電脫水器間的管

12、線計(jì)算243.4.2增壓泵的選取273.4.3外輸泵的選取283.5計(jì)量流程設(shè)計(jì)303.5.1計(jì)量方法及計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)303.5.2三相分離器的計(jì)量流程303.5.3高含水原油計(jì)量特點(diǎn)313.5.4原油外輸計(jì)量313.6消防流程設(shè)計(jì)323.6.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)323.6.2油罐區(qū)消防設(shè)施323.6.3泡沫滅火基本參數(shù)的確定323.6.4清水系統(tǒng)設(shè)計(jì)353.6.5聯(lián)合站內(nèi)防雷、防靜電394結(jié)論41參考文獻(xiàn)42致謝43附錄 某油田聯(lián)合站工藝流程圖、平面布置圖（見附件）441 緒論1.1聯(lián)合站的設(shè)計(jì)目的及意義隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，科技不管是在開采開發(fā)技術(shù)方面還是在油氣集輸方面都有著廣泛的影響。聯(lián)合站在油田中普遍

13、存在。其原稱為油氣集中處理聯(lián)合作業(yè)站。主要包括油氣集中處理（原油脫水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定、輕烴回收等）、油田注水、污水處理、供變電和輔助生產(chǎn)設(shè)施等部分。油田聯(lián)合站就是新科技成果之一，它在油田的油氣集輸系統(tǒng)占據(jù)著重要位置,隨著對(duì)油田聯(lián)合站的優(yōu)化升級(jí)，油田聯(lián)合站在安全控制系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)的管理上日趨合理，油田聯(lián)合站將消防安全作為其整個(gè)安全控制系統(tǒng)的重中之重。因此不斷改進(jìn)油田聯(lián)合站的站內(nèi)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。聯(lián)合站是高溫，高壓，易燃，易爆的一級(jí)要害場所。又因?yàn)槠涫寝D(zhuǎn)油站的一種，在油氣田集輸過程中擔(dān)負(fù)著重要作用，直接關(guān)系到外輸原油的質(zhì)量，并且其系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)緊密、操作規(guī)程嚴(yán)格、系統(tǒng)在運(yùn)行過程中狀況復(fù)雜多

14、變且流程多變。通過對(duì)油田聯(lián)合站的設(shè)計(jì)有助于避免和減少安全事故的發(fā)生、為油田原油集輸處理做好充足的橋梁紐帶作用，更好的為工業(yè)油氣集輸服務(wù)、為有效地提高油田的生產(chǎn)率和產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)工業(yè)化和現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。油田聯(lián)合站作為新科技的產(chǎn)物，其設(shè)計(jì)理念在綜合、全面的考慮中使其在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮更大的功效，提高原油質(zhì)量的同時(shí)，也為能源環(huán)保方面做出了重要貢獻(xiàn)，提高油氣的利用率，減少污染、將經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益有機(jī)的協(xié)調(diào)起來，從而推動(dòng)工業(yè)化和現(xiàn)代化建設(shè)。本次聯(lián)合站設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)實(shí)際以及總平面布置原則，進(jìn)行了平面布置，確定了聯(lián)合站的工藝流程以及分離器和脫水器的規(guī)格，設(shè)計(jì)較為完善的消防流程，選擇合適

15、的儲(chǔ)罐，根據(jù)聯(lián)合站的工藝流程繪制聯(lián)合站的工藝流程圖。在進(jìn)行基礎(chǔ)參數(shù)和熱力、水力計(jì)算之后，根據(jù)流程設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)聯(lián)合站的基本流程。同時(shí)，油田聯(lián)合站在設(shè)計(jì)中也要根據(jù)實(shí)際的具體情況，不斷地改進(jìn)和完善，提高新科技的研發(fā)的水平和實(shí)際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，更好的為油田開發(fā)和科技創(chuàng)新服務(wù)。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在控制系統(tǒng)方面，隨著集輸工藝上計(jì)量站的形成和中心處理站（簡稱聯(lián)合站）的產(chǎn)生，集散控制系統(tǒng)（distribute control system，簡稱dcs）開始應(yīng)用于聯(lián)合站集輸系統(tǒng)中。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，dcs的功能越來越強(qiáng)，工作也越來越可靠。如honewell公司的tdc3000系統(tǒng)、fisher一rosemou

16、nt公司的prov0x系統(tǒng)等數(shù)十個(gè)廠商的dcs油氣處理站有所應(yīng)用。國外油田dcs的應(yīng)用已經(jīng)開始采用一些先進(jìn)控制策略。如honeywell公司的性液位控制，可以更好地適應(yīng)進(jìn)液的波動(dòng)。美國通控公司的無模型控制器可以適合滯后、時(shí)變的溫度控制。honeywell公司的氣舉優(yōu)化和各種多變量控制、適應(yīng)性模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制也在油氣集輸處理站的dcs上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了部分生產(chǎn)過優(yōu)化運(yùn)行。在原油處理工藝方面，國外一些國家原油脫水只在礦場條件下進(jìn)行，原油脫水所采用的工藝通常根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)、原油物性、含水率、伴生水的礦化度、油田的生產(chǎn)方式和開采條件及氣候條件等因素決定。同時(shí)各國對(duì)凈化油質(zhì)量指標(biāo)的要求也不盡一致。如美

17、國洛杉磯附近的西格奈爾希油田是一高含水期開發(fā)油田，由殼牌公司開發(fā)，年產(chǎn)油量在50104t，綜合含水88%，其產(chǎn)品收集和處理工藝是：各井來油經(jīng)過匯管，加入破乳劑之后，經(jīng)兩級(jí)分離（第一級(jí)為預(yù)脫氣，第二級(jí)為三相分離）后，進(jìn)入大罐沉降（配套大罐抽氣），即用大罐代替電脫水器。其工藝特點(diǎn)是，系統(tǒng)處理在一個(gè)場地配套進(jìn)行（油氣分離、原油脫水、污水凈化及回注等）。利用罐作為末級(jí)分離器，同時(shí)具備沉降罐和成品油儲(chǔ)罐的功能。在自然溫度（21）下脫水，沒有加熱設(shè)備和換熱器，油田生產(chǎn)過程完全密閉。而且，國外各石油公司在脫水工藝方面，一是注重研制并應(yīng)用高效脫水破乳劑，認(rèn)為依靠破乳劑來降低熱耗是比較經(jīng)濟(jì)的。如德國的bac公司

18、研制的分離劑28，在某工程中應(yīng)用，在15條件下，經(jīng)一級(jí)處理后，可把原油含水從30%降至12%；二是注重分離器等設(shè)備的功能的提高和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。為提高分離效率而大量研制開發(fā)強(qiáng)化分離填料，目前常用的有脈動(dòng)消除器、蝶形轉(zhuǎn)向器、旋風(fēng)進(jìn)料口、迪克松霧沫捕集結(jié)構(gòu)、各種形式的聚結(jié)填料等等。我國大部分的油田采油廠聯(lián)合站是在20世紀(jì)70年代建立起來的，在當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)水平下是能夠擔(dān)負(fù)起諸如測(cè)量、手工操作的具體任務(wù)的。但是，隨著油田的大規(guī)模開發(fā)，生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，原有的生產(chǎn)系統(tǒng)暴露出來的問題也日益突出，如，人工監(jiān)控的誤差大、人工操作的不及時(shí)、動(dòng)態(tài)處理過程不實(shí)時(shí)等。在原油處理方面我國國內(nèi)的情況是，“七五”期間，結(jié)合中高含

19、水期技術(shù)改造需要，開展了低耗節(jié)能油氣集輸配套技術(shù)研究，在原油處理方面，創(chuàng)造了河南江河油田高凝原油不加熱一段脫水獲合格凈化油的新技術(shù)。工藝配套了閥組加藥、管道破乳和高效沉降分離技術(shù)，研制出的hns型高效三相分離器，采用了預(yù)脫氣技術(shù)、水洗破乳技術(shù)等多項(xiàng)新工藝，在來液溫度5055，停留時(shí)間10min條件下，出口原油平均含水0.5%，達(dá)到了凈化油標(biāo)準(zhǔn)。在化學(xué)破乳劑研究方面，國內(nèi)存在著應(yīng)用現(xiàn)場與研制脫節(jié)的現(xiàn)象，針對(duì)性的產(chǎn)品研制工作僅少數(shù)油田開展得較好，其它油田普遍是采用篩選應(yīng)用。因此，可以這么認(rèn)為，我國油田在高含水開發(fā)期脫水工藝的研究上已取得較高水平的成果，今后應(yīng)繼續(xù)完善一段脫水工藝，進(jìn)一步提高分離器對(duì)

20、全國各油田處理的適應(yīng)能力，要加大常溫脫水破乳劑研制、新型聚結(jié)填料開發(fā)的力度，以適應(yīng)開發(fā)后期技術(shù)改造的需要。1.3研究目標(biāo)和研究內(nèi)容1.3.1研究目標(biāo)本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在油田聯(lián)合站外站采出液基礎(chǔ)上，結(jié)合該站的原油物性，等資料，以設(shè)計(jì)一個(gè)最優(yōu)聯(lián)合站為目的，展開該課題的研究工作。1.3.2研究內(nèi)容確定聯(lián)合站的工藝流程；確定分離器規(guī)格、電脫水器的規(guī)格；儲(chǔ)罐類型、大小、數(shù)量；計(jì)量流程設(shè)計(jì)；泵房工藝流程設(shè)計(jì)（包括泵的選型、布置等）；原油穩(wěn)定塔設(shè)計(jì)；消防流程設(shè)計(jì)、防雷、防靜電設(shè)計(jì)；繪制聯(lián)合站工藝流程一張（2#圖紙）。1.4設(shè)計(jì)思路根據(jù)任務(wù)書要求，進(jìn)行該聯(lián)合站設(shè)計(jì)規(guī)模、原油物性的計(jì)算；進(jìn)行設(shè)備的初選；對(duì)聯(lián)合站內(nèi)

21、設(shè)備（如分離器、電脫水器、加熱爐、泵等）的選型計(jì)算及數(shù)量的確定，完成工藝及算書的編制；完成站內(nèi)穩(wěn)定塔、計(jì)量流程、消防流程的設(shè)計(jì)；完成工藝說明書和工藝計(jì)算書的編制；完成工藝流程圖。2 聯(lián)合站設(shè)計(jì)說明書2.1概述聯(lián)合站在油田中普遍存在。其原稱為油氣集中處理聯(lián)合作業(yè)站。主要包括油氣集中處理（原油脫水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定等）、油田注水、污水處理、供變電和輔助生產(chǎn)設(shè)施等部分。如果說油藏勘探是尋找原油，油田開發(fā)和采油工程是提供原料，那么油氣集輸則是吧分散的原料集中處理，使之成為油田產(chǎn)品的過程。聯(lián)合站一般建在集輸系統(tǒng)壓力允許的范圍內(nèi)，為了不影響開發(fā)井網(wǎng)以及油田中后期加密井網(wǎng)的布置與調(diào)整，應(yīng)盡量建在油田構(gòu)造

22、的邊部。 聯(lián)合站的功能有：油氣水分離，原油脫水，原油穩(wěn)定，輕烴回收，天然氣凈化以及采出水處理和回注等。聯(lián)合站將來自井口的原油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品進(jìn)行集中、運(yùn)輸和必要的處理、初加工，將合格的原油送往長距離輸油管線首站外輸，或者送往礦場油庫經(jīng)其他運(yùn)輸方式送到煉油廠或轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭，合格的天然氣則集中到輸氣管線首站。聯(lián)合站的主要設(shè)備及設(shè)施有：原油分離設(shè)備、加熱設(shè)備、脫水設(shè)備、天然氣脫水設(shè)備、原油穩(wěn)定設(shè)備、儲(chǔ)油設(shè)備、緩沖設(shè)備、輸油、等泵機(jī)組等。聯(lián)合站設(shè)計(jì)是油氣集輸工藝設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)應(yīng)該做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，生產(chǎn)安全可靠，保證為國家生產(chǎn)符合質(zhì)量要

23、求的合格油田產(chǎn)品。2.2聯(lián)合站工藝系統(tǒng)概述2.2.1油氣水混合物的收集油井的井口產(chǎn)物經(jīng)過計(jì)量后，輸送到聯(lián)合站進(jìn)行集中處理。在對(duì)油氣混合物收集過程中，需要對(duì)原油進(jìn)行處理，使高黏度和凝點(diǎn)的原油在允許壓力下輸送到聯(lián)合站而不凝固在管道中。在這個(gè)過程中需要采用的方法有：加熱保溫法、化學(xué)降粘、降凝法、物理降粘、降凝法。2.2.2油氣水的初步分離在實(shí)際生產(chǎn)工程中，從油井中產(chǎn)出的原油，常常含有氣、水、砂、鹽、泥漿等雜質(zhì)。為了便于輸送、儲(chǔ)存、計(jì)量和使用，必須對(duì)它們進(jìn)行初步分離。油井產(chǎn)物中常含有水必須通過分離器將其分離成油水兩相。有些井出砂量很高，同時(shí)還應(yīng)該除去固體混合物。油氣水的初步分離主要在三相分離器中進(jìn)行。

24、2.2.3原油脫水在脫水過程中，宜采用熱沉降或化學(xué)沉降的方法對(duì)輕質(zhì)、重質(zhì)含水原油脫水。對(duì)重質(zhì)原油的高含水原油，先采用熱化學(xué)沉降法脫水，在用電脫水，對(duì)乳化度高的高粘度、高含水原油，應(yīng)先破乳再沉降脫水。2.2.4原油穩(wěn)定原油中的輕組分在通常情況下是氣體，這些輕烴從原油里揮發(fā)會(huì)帶走大量一些原油蒸汽，造成原油的大量損失，為了降低聯(lián)合站內(nèi)油品的蒸發(fā)損耗，將原油中揮發(fā)性強(qiáng)的物質(zhì)從中分離出來，使原油在常溫下的蒸汽壓降低，這就是原油穩(wěn)定。原油穩(wěn)定所采用的方法可以分為閃蒸法和分餾法兩大類。閃蒸法又分為常壓閃蒸、負(fù)壓閃蒸和正壓閃蒸。本聯(lián)合站設(shè)計(jì)的穩(wěn)定方法為負(fù)壓閃蒸法。2.2.5消防系統(tǒng)消防水系統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的消

25、防泵和電機(jī)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓泵和若干消火栓組成,為聯(lián)合站提供消防水保護(hù)。泡沫系統(tǒng)由泡沫罐對(duì)油儲(chǔ)罐提供保護(hù)。火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)為油罐區(qū)和泵房提供火災(zāi)報(bào)警保護(hù)。2.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)儲(chǔ)運(yùn)教研組下發(fā)的任務(wù)書。本聯(lián)合站主要處理采油二廠的采出液，采出液含水60%70%，處理量為260萬/年，使用壽命20年。所在地區(qū)，降雨稀少，社會(huì)依托差，常年盛行西北風(fēng)。 設(shè)計(jì)過程中參考相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范1）油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)；2）油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范sy/t0004-1998；3）油氣分離器規(guī)范sy/t0515-1997；4）原油穩(wěn)定設(shè)計(jì)規(guī)范sy/t 0069-2008。5）石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范gb50074-20026）輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)

26、范gb50253-2003.2.4站址的選擇及總平面布置2.4.1站址的選擇對(duì)于站址的選擇，從平面上考慮應(yīng)滿足下列要求：站址應(yīng)有一定的面積，使站內(nèi)建筑物之間能留有負(fù)荷防火安全規(guī)定的間距。所選站址與附近企業(yè)、住宅、公用建筑物要保持應(yīng)有的安全防火距離。所選站址的交通、供電、供水、電訊等盡量方便，還應(yīng)靠近允許排污水的低洼地帶或水塘，或者靠近考慮污水處理設(shè)施的地方，以便排除站內(nèi)的污水。所選站址地勢(shì)較高或具有平緩傾斜，這種地形使站內(nèi)易于排水，有利于油罐區(qū)和泵房的豎向布置，應(yīng)避免站址選擇在低洼沼澤地區(qū)或可能浸水的地區(qū)；如果在鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者居民區(qū)選址時(shí)，應(yīng)選在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和居民區(qū)的最小風(fēng)頻的上風(fēng)向側(cè)和靠近公路的位置，這樣

27、當(dāng)以最大風(fēng)頻刮風(fēng)時(shí)，聯(lián)合站和居民區(qū)互不影響，沿最小風(fēng)頻刮風(fēng)時(shí)，聯(lián)合站在居民區(qū)的上風(fēng)向，避免居民區(qū)可能發(fā)生的明火影響聯(lián)合站正常的運(yùn)行，聯(lián)合站站址應(yīng)避免窩風(fēng)地段，有較好的通風(fēng)環(huán)境。本聯(lián)合站站址周圍無大型企事業(yè)單位及大型建筑物，距離油庫取30公里。該地區(qū)地勢(shì)較平坦開闊。2.4.2本聯(lián)合站的平面布置聯(lián)合站各區(qū)的各種設(shè)備、建筑物油氣散發(fā)量的多少、火災(zāi)危險(xiǎn)程度、生產(chǎn)操作方式有很大的區(qū)別，有必要按生產(chǎn)操作、火災(zāi)危險(xiǎn)程度、經(jīng)營管理的特點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)布置，把特殊的區(qū)域進(jìn)行隔離，限制閑雜人員的出入，有利于安全管理。各區(qū)間應(yīng)有道路連通，便于安裝和消防工作。根據(jù)工藝流程，按不同的生產(chǎn)功能和特點(diǎn)，將同類工藝設(shè)施相對(duì)集中的布

28、置在一起，主要分為：儲(chǔ)油罐區(qū)，工藝處理區(qū)，消防區(qū)，供熱區(qū)，輔助生產(chǎn)區(qū)及生產(chǎn)管理區(qū)。工藝區(qū)工藝區(qū)是聯(lián)合站的內(nèi)臟，對(duì)原油的初加工就是在這里完成的。該區(qū)經(jīng)過三次分離，即在三相分離器、緩沖罐和原油穩(wěn)定塔進(jìn)行分離。兩段脫水，即分別在三相分離器和電脫水器進(jìn)行，處理完是凈化油外輸。該區(qū)主要設(shè)備如下：三相分離器、緩沖罐、增壓泵、電脫水器、原油穩(wěn)定裝置、加熱爐、流量計(jì)等。原油罐區(qū)當(dāng)本站發(fā)生事故時(shí)，原油罐區(qū)可以儲(chǔ)存原油。本站共設(shè)6座浮頂油罐，罐區(qū)周圍設(shè)有密閉的防火堤，防火堤的有效容積不應(yīng)小于罐組內(nèi)最大油罐容量的一半。雨水排出口應(yīng)設(shè)在堤的內(nèi)側(cè)，雨水排出管線上應(yīng)裝有長閉蝶閥或閘閥。消防系統(tǒng)站內(nèi)的消防設(shè)施由消防泵和消防

29、水池組成。消防車庫不應(yīng)與汽車庫合建。罐區(qū)采用固定式給水消防設(shè)施。鍋爐供熱區(qū)油氣集輸系統(tǒng)的站庫采暖，生產(chǎn)及生活熱負(fù)荷均由鍋爐房供給。供熱能力能適應(yīng)季節(jié)及遠(yuǎn)近熱負(fù)荷變化的要求。單臺(tái)鍋爐最低熱負(fù)荷不宜低于額定熱負(fù)荷的30%，一般不設(shè)備用鍋爐，但當(dāng)一臺(tái)鍋爐因故停運(yùn)時(shí)，鍋爐房的供熱能力仍不小于最大供熱能力的50%。一個(gè)鍋爐房內(nèi)宜統(tǒng)一鍋爐型號(hào)，供熱參數(shù)及燃燒方式。行政管理區(qū)設(shè)生產(chǎn)綜合辦公樓一座，內(nèi)設(shè)調(diào)度室、辦公室、會(huì)議室、資料室、總機(jī)室等。站內(nèi)設(shè)有花壇，綠化帶等綠化場所，要求綠化面積為站場占地總面積的10%。 2.5工藝流程及流程說明2.5.1流程設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)工藝流程應(yīng)能保證聯(lián)合站處理的油氣產(chǎn)品的質(zhì)量要求

30、，產(chǎn)量高，經(jīng)濟(jì)效益好。在滿足聯(lián)合站各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分采用先進(jìn)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(yīng)能適應(yīng)操作的變化，但又要避免煩瑣，防止浪費(fèi)，管線閥門要盡量少，線路要短，油氣流向合理。在原油開采至凈化外輸?shù)娜荛]流程，要比開式流程有多方面的優(yōu)點(diǎn)：一般的開式流程原油損耗約為24%，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。密閉式流程結(jié)構(gòu)簡單，成本降低，有利于提高自動(dòng)化工致程度和管理水平。2.5.2本站的工藝流程為了降低油氣損耗和動(dòng)力損耗，本站采用密閉式生產(chǎn)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

31、外輸時(shí)的要求，還有原油罐區(qū)用以事故（如停電）發(fā)生后儲(chǔ)存油品，等來電后，再進(jìn)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)。原油在聯(lián)合站內(nèi)處理的簡單工藝流程如下：正常流程 加注破乳劑 少量氣體 燃燒 站外來油 進(jìn)站閥組 油氣水三項(xiàng)分離器 緩沖罐 增壓泵 污水 污水處理區(qū) 電脫水器 加熱爐 原油穩(wěn)定塔 原油外輸泵 計(jì)量 外輸 污水 污水處理區(qū)事故流程 加注破乳劑 少量氣體 燃燒 站外來油 進(jìn)站閥組 油氣水三項(xiàng)分離器 緩沖罐 污水 污水處理區(qū) 含水原油儲(chǔ)罐 增壓泵 電脫水器 同正常流程 等待來電后此流程正常情況下采用正常流程，若遇意外造成停電，則轉(zhuǎn)入停電流程，既緩沖罐出油后進(jìn)入含水原油儲(chǔ)

32、罐進(jìn)行保存，待來電后進(jìn)入正常流程。在工藝流程中采用兩段脫水，先在三相分離器中進(jìn)行，后在電脫水器中進(jìn)行。在進(jìn)行本站的流程設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到各種能量的合理利用，并且力求避免流程的繁瑣和管線設(shè)備的浪費(fèi)，對(duì)油氣的流向進(jìn)行了較為合理的布置。2.6設(shè)備及布置安裝2.6.1三相分離器的布置本站所采用的油氣水三相分離器均為臥式分離器，采用單排布置，其操作端部頭應(yīng)取齊，列間距取為2米。分離器采用并聯(lián)，且每臺(tái)分離器進(jìn)口管線切斷閥之間應(yīng)設(shè)置溫度計(jì)，氣出口管線的切斷閥之間應(yīng)裝設(shè)壓力表。分離器的頂部氣體空間應(yīng)裝彈簧式安全閥，由于安全閥泄放出的天然氣應(yīng)有組織的匯集排放。在出油管線出油閥之前最靠近分離器的部位應(yīng)裝設(shè)容積式流量計(jì)

33、，用以計(jì)量油水混合液體的產(chǎn)量；在出油閥下游應(yīng)安裝取樣裝置，以便化驗(yàn)含水量，每臺(tái)分離器都應(yīng)裝設(shè)安裝排污管和放空管，對(duì)三相分離器加熱在其下面設(shè)水套式加熱盤管，使其受熱均勻。2.6.2泵房的布置及安裝房內(nèi)設(shè)原油外輸泵3臺(tái)、增壓泵3臺(tái)；泵房里的泵成一行布置，均采用防爆電機(jī)；泵基礎(chǔ)前段與墻距離為2.5米，以利于布置管線和人員走動(dòng)。泵前的主要通道（從工藝管線突出的前半部分到前墻的凈距不小于1.0米，不大于2米）；電機(jī)突出的部分與泵房后墻的距離為1.2米，滿足更換電機(jī)或抽芯檢修的要求；原油泵的吸入管應(yīng)裝過濾器和真空壓力表，出口管應(yīng)裝止回閥和壓力表。與泵進(jìn)出口相連的管段應(yīng)比進(jìn)出口的直徑大一級(jí)；離心泵在進(jìn)口管的

34、最高點(diǎn)或過濾器的頂端，泵出口閥的前邊應(yīng)裝設(shè)放氣管，放氣管一般為dn=15mm，且常和壓力表接頭結(jié)合在一起安裝。2.6.3電脫水器的布置及安裝本站采用3臺(tái)電脫水器，其控制壓力為0.3mpa，采用單排布置，相鄰間距取2米。為了避免電脫水器中有氣體析出，使用增壓泵，增高原油的壓力，從而確保了電脫水器的安全。在電脫水器出油管切斷閥之前應(yīng)安裝壓力表和取樣閥在排水管切斷之前應(yīng)安裝全封閉式安全閥、取樣閥和觀察窗。電脫水器進(jìn)油管截?cái)嚅y之后應(yīng)與凈化油的匯管接通，以便于電脫水器在開始運(yùn)行時(shí)先進(jìn)好油充滿容器，以便于穩(wěn)定高壓電場；電脫水器的排污管應(yīng)與回油管接通，以便于運(yùn)行時(shí)排空清掃。電脫水器頂部最高處應(yīng)設(shè)放氣閥，以保

35、證液體能全部充滿容器空間。2.6.4加熱爐的布置及安裝本次聯(lián)合站設(shè)計(jì)總共選用微正壓水套加熱爐hj1250-h/2.5-q型7臺(tái)。鍋爐房內(nèi)設(shè)有hj1250-h/2.5-q微正壓水套式加熱爐7臺(tái)；鍋爐房的鍋爐成行排列，間距2.2米，并將鍋爐基礎(chǔ)前端邊沿取齊；鍋爐基礎(chǔ)前端與墻距為4米，以利于布置管線和人員走動(dòng)，鍋爐的主要通道（從工藝管線突出部分到前墻的凈距離不小于1.0米，不大于2米）；鍋爐上的出油管線上均設(shè)有測(cè)溫口，用于測(cè)量原油的進(jìn)出口溫度，并且裝有壓力儀表，用來測(cè)量進(jìn)出爐原油的壓力。本聯(lián)合站的設(shè)備選型如表2.1。表2.1設(shè)備選取表設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量三相分離器360012000mm3臺(tái)臥式原油緩

36、沖罐400017600mm2臺(tái)電脫水器3600140003臺(tái)微正壓水套式加熱爐hj1250-h/2.5-q7臺(tái)鋼制浮頂罐10000m36座增壓泵150y75b3臺(tái)外輸泵dy i155-303臺(tái)3 聯(lián)合站工藝計(jì)算3.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算3.1.1設(shè)計(jì)規(guī)模本聯(lián)合站處理量為260萬/年。原油處理能力（年工作日：365天）260萬噸/年=7123.2876噸/天=296.8036噸/小時(shí) 考慮油田生產(chǎn)不穩(wěn)定性，取不穩(wěn)定系數(shù)1.2 則原油處理能力為：7123.28761.2=8547.9451噸/天 296.80361.2=356.1643噸/小時(shí)3.1.2 原始數(shù)據(jù)根據(jù)參考文獻(xiàn)2中我國原油的一般性質(zhì)，選擇本

37、次聯(lián)合站設(shè)計(jì)的外站來油物性參數(shù)如表3.1。表3.1外站來油物性參數(shù)物性數(shù)值密度，kg/m830.0粘度，7.8448凝點(diǎn)，30比熱，kcal/（kg）0.5采出液含水量60%70%原油的輕組分1.5%3.1.3原油物性計(jì)算密度在20120范圍內(nèi)，原油密度為： （3.1）式中 當(dāng)780860時(shí)，值為：=（3.083-2.638）動(dòng)力粘度由參考文獻(xiàn)1中（4-44） 式 （3.2） mpas時(shí)，c=10，a=2.52101/101000mpa.s時(shí)，c=100, a1/ 10mpa.s時(shí)，c=1000，a1/式中 ，溫度為（）和（）時(shí)原油的粘度，mpas；c，a系數(shù)。運(yùn)動(dòng)粘度： （3.3）式中 時(shí)原

38、油的運(yùn)動(dòng)粘度； 時(shí)原油的動(dòng)力粘度，mpas； 時(shí)原油的密度，kg/m。由上面的公式，可以計(jì)算出各溫度下原油的密度、運(yùn)動(dòng)粘度、動(dòng)力粘度，結(jié)果如表3.2所示：表3.2 各溫度下原油原油的密度、運(yùn)動(dòng)粘度、動(dòng)力粘度溫度404547.550525560密度kg/m815.44811.92810.10808.33806.94804.81801.39動(dòng)力粘度8.287.025.956.346.035.594.96運(yùn)動(dòng)粘度10.098.887.347.857.477.006.19計(jì)算示例：取t=401）密度由式（3.1）得 （1/）則 kg/m2）動(dòng)力粘度由式（3.2）得 =7.8448cst=m2/s=7.

39、844810-6808.3=6.341 mpas取c=1000，a=8.28 mpas10mpas3）運(yùn)動(dòng)粘度由式（3.3）得=10.0908 其他溫度參數(shù)按照此計(jì)算示例依次計(jì)算。3.2主要設(shè)備的選擇3.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 根據(jù)參考文獻(xiàn)2810的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，所選本次設(shè)計(jì)的設(shè)備參數(shù)如表3.3。表3.3主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)備參數(shù)數(shù)值三相分離器原油進(jìn)站溫度，40原油含水60%70%進(jìn)口溫度，40出口溫度，55控制壓力，mpa0.5出口含水率油水停留時(shí)間，min530緩沖罐控制壓力，mpa0.15電脫水器脫水溫度，52操作壓力，mpa0.3出口含水率0.5%油水停留時(shí)間，min40穩(wěn)定塔穩(wěn)定溫度，6

40、0操作壓力，mpa0.03儲(chǔ)罐原油儲(chǔ)存溫度，4550泵原油外輸溫度，60原油外輸距離，km303.2.2三相分離器的選擇工作條件：進(jìn)口溫度：40c；出口溫度：55c ；控制壓力：0.4mpa。根據(jù)參考文獻(xiàn)8中表1選取360012000臥式三相分離器如圖3.1。設(shè)計(jì)中考慮到進(jìn)站原油的含水率（60%70%），由于氣體很少，則考慮將少量氣體做燃燒處理圖3.1 臥式三相分離器結(jié)構(gòu)圖分離器有效長度l=12.00.8=9.6m。根據(jù)參考文獻(xiàn)2可知，工作頁面在2/33/4之間，則取h=0.7d=0.73.6=2.52m。則集液部分弓形面積為： =7.6集液部分的體積：v= l=7.69.6=72.96由參考

41、文獻(xiàn)2中可知，三相分離器的設(shè)計(jì)停留時(shí)間一般為530分鐘，設(shè)液體在三相分離器內(nèi)停留時(shí)間為15分鐘則單臺(tái)三相分離器的處理量由公式 1440 （3.4）式中 原油處理量，；載波系數(shù)，取1.4；原油停留時(shí)間，按15分鐘計(jì)算；分離器集油部分的體積，。由式（3.4）單臺(tái)分離器的原油處理量：14405002.97=47.5，=810.1需要處理的原油總量為：=10551.716處理的液體總量為 則所需分離器的臺(tái)數(shù)為：取n=3，則液體在分離器內(nèi)的停留時(shí)間為：14.93min由于分離器不設(shè)置備用設(shè)備，則一臺(tái)設(shè)備檢修時(shí)，原油在其他的設(shè)備中停留的時(shí)間為：9.96min因?yàn)? 14.93 30且5 9.96 30，故

42、符合要求。3.2.3原油緩沖罐的選型從三相分離器出來的油水混合物含水20%，出口溫度55，此時(shí)油水混合物的密度為：從3臺(tái)三相分離器出來的含水油在55時(shí)的體積流量為：其中 ；。則 所以，由運(yùn)動(dòng)粘度，。由參考文獻(xiàn)2得緩沖罐的規(guī)格如表3.4。 表3.4常用分離緩沖罐規(guī)格和停留時(shí)間分離緩沖罐不同停留時(shí)間的處理量規(guī)格直徑長度，mm停留有效容積，15min30min22008200131248624240011400222112105630001140035336016803000146004540322016300017600565280264040001760010096004800400030000

43、175168008400選擇的緩沖罐規(guī)格為400017600。若停留時(shí)間為15min，則一臺(tái)緩沖罐的原油處理量為9600。所以，取則選擇400017600規(guī)格的原油緩沖罐2個(gè)。3.2.4電脫水器的選型與校核電脫水器的選型原油電脫水器的操作參數(shù)為：脫水溫度：52c；操作壓力：0.3mpa；出口原油含水：40min單臺(tái)體積流量為：275.86m3/h120%v=120%233.55=280.026m3/h 大于=275.86m3/h說明其余電脫水器的負(fù)荷不大于設(shè)計(jì)處理能力的120%，則不需要增加一臺(tái)電脫水器備用。即選用3臺(tái)360014000的電脫水器就能負(fù)荷設(shè)計(jì)要求。3.2.5加熱爐的選型加熱爐是

44、將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量傳給被加熱介質(zhì)而使介質(zhì)溫度升高的一種加熱設(shè)備。它在油氣集輸系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。將原油和天然氣等井場產(chǎn)物加熱至工藝所要求的溫度，以便進(jìn)行輸送、沉降、分離、脫水和初加工。本聯(lián)合站內(nèi)油品共有3次加熱，分別是：1） 油品從電脫水器到穩(wěn)定塔的過程；2） 原油從凈化油罐到外輸泵的過程；3） 三相分離器內(nèi)設(shè)的加熱盤管的加熱。電脫水器到穩(wěn)定塔過程中的加熱爐計(jì)算 電脫水器出口溫度為52，穩(wěn)定塔入口溫度為60。既加熱爐的入口溫度為52，出口溫度為60。此時(shí)的原油含水量0.5%，升溫8，則由參考文獻(xiàn)2上冊(cè)中式7-1-1得出加熱爐的熱負(fù)荷。所需的熱量為： （3.7）式中 被加熱介質(zhì)所需的熱負(fù)荷，kw

45、； 被加熱介質(zhì)的質(zhì)量流量，t/h；被加熱介質(zhì)的定壓比熱容，；被加熱介質(zhì)入爐溫度，；被加熱介質(zhì)出爐溫度，。由參考文獻(xiàn)3中式4-19d計(jì)算油品的比熱： （3.8）所以油品的比熱： 由式3.7得查參考文獻(xiàn)2上冊(cè)中表7-1-6，應(yīng)選用微正壓燃燒水套加熱爐hj1250-h/2.5-q，其加熱爐效率為90.6%。所需的臺(tái)數(shù)為：則取n=2臺(tái)。凈化原油儲(chǔ)罐到外輸泵過程中加熱爐的計(jì)算凈化原油儲(chǔ)罐中油品溫度為4550，取平均溫度47.5，而外輸溫度為60。既加熱爐進(jìn)口溫度為47.5，出口溫度為60。由式3.8得油品的比熱： 由式3.7得查參考文獻(xiàn)2上冊(cè)中表7-1-6，應(yīng)選用微正壓燃燒水套加熱爐hj1250-h/2

46、.5-q，其加熱爐效率為90.6%。所需的臺(tái)數(shù)為：則取n=2臺(tái)。三相分離器內(nèi)設(shè)的加熱盤管的加熱過程三相分離器的進(jìn)口溫度為40，出口溫度為55。既加熱爐應(yīng)從40加熱到55。由式3.8得油品的比熱： 由式3.7得由參考文獻(xiàn)2上冊(cè)中可知，聯(lián)合站內(nèi)所選的同類設(shè)備盡量一致，所以應(yīng)選用微正壓燃燒水套加熱爐hj1250-h/2.5-q，其加熱爐效率為90.6%。所需臺(tái)數(shù)為：則取n=3臺(tái)。所以該聯(lián)合站需微正壓水套加熱爐hj1250-h/2.5-q型7臺(tái)。3.2.6儲(chǔ)罐的選取本次聯(lián)合站設(shè)計(jì)中需要設(shè)計(jì)凈化油罐和停電流程中的含水原油儲(chǔ)油罐兩種油罐。 凈化油罐由參考文獻(xiàn)4中式（1-4）計(jì)算站內(nèi)凈化油罐總?cè)萘浚?（3.

47、9）式中 vs油庫設(shè)計(jì)總?cè)莘e，； g預(yù)計(jì)全年輸往該油庫的原油量，； 儲(chǔ)存溫度下的原油密度，；油罐利用系數(shù)，取0.85； n儲(chǔ)備天數(shù)，作為參考，鐵路外輸可取n=7;長輸管線外輸可取n=25，這里取n= 3天。儲(chǔ)罐儲(chǔ)存原油的溫度為4550，取平均溫度t=47.5。此溫度下原油的密度為：已知g=260=2.6由式3.9得根據(jù)參考文獻(xiàn)4選取規(guī)格為10000的金屬立式浮頂罐4臺(tái)。 停電流程含水原油儲(chǔ)罐設(shè)停電時(shí)間為1天，經(jīng)三相分離器脫水后，原油溫度為55，此溫度下的密度為=804.81 kg/m，原油含水20%。則停電一天進(jìn)入事故罐的原油及水的總體積為：根據(jù)參考文獻(xiàn)4選取規(guī)格為10000的金屬立式浮頂罐2臺(tái)。所以此聯(lián)合站共需10000的金屬浮頂罐6臺(tái)，其中在停電時(shí)的備用油罐2臺(tái)。3.3原油穩(wěn)定塔的設(shè)計(jì)3.3.1原油穩(wěn)定工藝方法的選擇目前我國采用的原油穩(wěn)定方法有負(fù)壓閃蒸、正壓閃蒸和分餾穩(wěn)定法。閃蒸法和分餾法都是利用原油中輕重組分揮發(fā)度的不同實(shí)現(xiàn)從原油中脫除c1c4等輕烴,從而降低原油蒸汽壓,達(dá)到穩(wěn)定的目的。前者屬