油气储运工程设计讲座-油气储运工程设计讲座

油气储运工程设计EngineeringDesignForOil&GasStorageandTransportation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。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。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）工程设计题目文献综述及工艺路线选择工艺流程图和方案设计主要设备的工艺计算主要设备的选型总平面布置图、工艺流程图和工艺安装图说明书、计算书、设备表和材料表设计内容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%；工程设计答辩：成绩占30%。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初步设计和施工图设计两个阶段。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。施工图设计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）图纸工程设计文件编制内容图纸包括：①集输系统总工艺流程图②集输站场工艺流程图（PFD图）③集输线路阀室工艺流程图（PFD图）④集输站场总平面布置图⑤集输管道线路走向平面图⑥绘制跨越结构立面图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/T0082.1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）站场设计图纸包括：①集输系统总工艺流程图②工艺管道仪表流程图（PID图）③设备平面布置图（2）线路工程设计图纸包括：①油气田区域系统图②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）③全线带状地形图④特殊地段纵断面图⑤水力坡降及翻越点计算图⑥河流、公路、铁路穿越典型图⑦穿跨越结构图⑧线路阀室工艺仪表流程图（PID图）⑨各专业设计相关图纸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（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①说明书或施工技要求②设备表③材料表④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⑤资料图纸目录（2）站场工程施工图设计文件的编制内容①说明书或施工技术要求②设备表③材料表④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）⑤资料图纸目录（一）PFD和PID表达的内容1、可行性研究阶段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、管网形式、工艺方法、工艺参数等内容的表达。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—井场装置；Sgs—单井站（集气站）；Lgb—集气支线；Lgt—集气干线2）集输站场工艺流程图表达的内容(PFD)①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。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②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。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)①进出站天然气物料平衡参数，天然气组成气质参数；②天然气进、出站流量、压力、温度等参数；③天然气在站内的净化（机械净化）方法和设备处理能力参数；④站内调压方法，压控参数，设备规格及通过能力参数；⑤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）单井站流程图表达的内容①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；②井场装置内各级降压前后的压力和温度参数；③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；④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；⑤井场装置安全保护措施，保护压力（安全减压）参数；⑥工艺系统所有的设备；⑦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)①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；②天然气进、出站压力及温度参数；③天然气在站内的处理过程和工艺方法；④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；⑤天然气在站内降压防冻方法，热量或防冻剂耗量，燃料耗量；⑥站内各级压力条件下的安全保护措施和泄压参数；⑦各级压力控制方法和控制参数；⑧工艺系统所有的设备；⑨工艺系统所有的仪表及控制原理。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管线用图线表示，站场用方框图例表示。②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，对图中的已建管道用带箭头的粗虚线表示，并在管线上方标明已建管道名称、公称直径等。③井场装置、集气站、输气站、压气站、天然气处理厂等用细实线绘制的方框图表示。在方框内标注站场的编号、名称、处理能力、工艺方法和主要参数。2）图线的画法：粗实线、细实线和虚线的宽度按《石油工程制图标准》的规定执行。3）总工艺流程图的附图表格按照下表1所示内容和格式编制。编号站场名称、处理能力单位数量备注集输管线站场一览表2、集输站场工艺流程图的绘制（PFD）1）图例和图线①绘制工艺流程图的图例按《石油工程制图标准》的规定执行，当标准中的图例不能满足流程图选用时，可根据实际情况另行补充，增补的图例应在工艺流程图内右上角位置全部绘出并用文字说明图例的代表意义。②绘制工艺流程图的图线的名称和宽度按《石油工程制图标准》执行。③设备、阀门、建筑物、构筑物等图例的绘制采用细实线；主要工艺管线的绘制采用粗实线；次要工艺管线、放空管线及其他管线的绘制采用中粗线；仪表引线的绘制采用细实线。2）图线的画法a.表示管线的图线，当横线与竖线交叉时，横线为连续线，竖线为断开线。b.表示管线的图线与设备、阀门、建筑物、构筑物交叉时，横线和竖线均为断开线。c.管线中介质流向用单线箭头表示，箭头绘在表示管线的图线上。单线箭头的画法按《石油工程制图标准》的规定执行。2）图线的画法d.进出站场的介质流向用双线箭头表示，其画法按《石油工程制图标准》条的规定执行。e.设备的进口和出口管线上绘出介质流向箭头，按单线箭头绘制。f.凡用三通方式连接的管线，三通附近的主管和支管段上应标注介质流向，用单线箭头表示。3）设备、阀门、管线的编号和标注①设备的代号和编号按《石油工程制图标准》的规定执行。编号标注可在图例的上方、下方或侧面等位置，但同一张图中其标注位置应整齐统一。②阀门只需标注公称直径，标注位置应整齐统一。③工艺管道可不编号。4）附表①工艺流程图中所有非标设备按类别统计汇总填入工艺流程图的附表内，设备的图纸档案号填写在附表的备注栏内。②附表格式附表格式按照《石油地面工程设计文件编制规程》执行，详见下表2。编号名称型号及规格单位数量备注设备材料表5）图幅和比例①图幅一般情况采用2号图幅或3号图幅绘制。只有当工艺流程图的内容十分复杂，设备和管线较多的情况，2号图幅不能容