项 目 名 称：CNG加气站施工图 工 号/分 号： 软件名称、版本： 编 制： 年 月 日 校 核： 年 月 日 审 核： 年 月 日 |
1、设备选型 1)压缩机： 按照在进口压力为0.15—0.3MPa时，日加气量为2万Nm3，一天工作时间为14小时计算。 设计选用单台公称排量为3.6 m3/min的压缩机，在压缩机的进口压力为0.15 MPa时的排气量为2.5×60×3.6=540 Nm3/h，在压缩机的进口压力为0.3 MPa时的排气量为4×60×3.6=864 Nm3/h。
注：总排气量=小时排气量×压缩机数量×0.85 日加气量=总排气量×14小时 2)干燥器： 小时总排气量为1469Nm3/h，选用一台处理量为2000Nm3/h的干燥器。 3)缓冲罐： 按照天然气在罐中停留10秒计算如下：1469×10÷4÷3600＝1.02m3。 设计选用2m3的缓冲罐一台。 4）废气回收系统 工作压力不高于4.0MPa，回收罐设计压力为4.5MPa，几何容积为0.8立方米。 5）储气瓶组 为了满足CNG燃料汽车加气的需要，需要设置CNG储气瓶组，公称工作压力为25MPa，最高工作压力为25MPa，选用8个0.92立方米储气瓶，总水容积7.36立方米，其中高压储气瓶数量为2个，中压储气瓶2个，低压储气瓶为4个，各组储气瓶进口连接成汇管，而且所有储气瓶的安全放散连接成汇管。 6）充气顺序控制盘 采用机械式充气顺序控制盘，设计压力为27.5MPa，工作压力为≤25MPa。一路进口，四路出口，其中一路给加气机直充，三路连接储气瓶组，通过能力为2000立方米/小时。 7）双加气机 设计压力27.5MPa,工作压力为20MPa，最大工作压力为25.0MPa，要求加气机高、中、低管三管进气。 8）调压器 设计为以路，最大通过流量为1728Nm3/h” 根据调压器（上海飞奥）选型公式： 2（P2+Pb）=2（0.27+0.1）=0.74； P1+Pb=0.31+0.1=0.41 2（P2+Pb）＞P1+Pb 则阀系数Cg: =2054 选择飞奥 REVAL 182 DN50（2″）调压器 验证流速: 2、管径计算 管径采用公式： d—计算管道内径（mm） Q—管道标况流量（Nm3/h） 手机包装P0—标况压力（0.1MPa） P1—工况压力（绝压：MPa） —气体流速（m/s） Z—压缩因子（压力小于1.2 MPa时，Z取1） 1)进压缩机总管管径：P1=0.3 MPa，流量为1469Nm3/h： ＝＝80.6mm 设计选用D108的管道。 2)进压缩机支管管径：P1=0.3 MPa，流量为540Nm3/h： ＝＝48.9mm 设计选用D89的管道。 3)出压缩机支管管径：P1=20 MPa，流量为540Nm3/h： 根据天然气的成分计算出天然气的临界压力为Pc=4.584MPa，临界温度Tc=193.25K。在压力为20MPa,温度为20℃时： Pr=P/Pc=(20+0.1013)/4.584=4.39，Tr=T/Tc=(273.15+20)/193.25=1.52 查得压缩系数为：Z=0.85 ＝＝12.7mm 设计选用D38的管道。 4)出压缩机总管管径（压缩机—充气顺序控制盘）：P1=20 MPa，流量为1469Nm3/h： ＝＝20.9mm 设计选用D38的管道。 5) 充气顺序控制盘—加气机管管径：P1=20 MPa，流量为1469Nm3/h： ＝＝20.9mm 设计选用3根D25.4的管道。 6) 压缩机—收集罐管管径：P1=4.0 MPa，流量为500Nm3/h： 根据天然气的成分计算出天然气的临界压力为Pc=4.584MPa，临界温度Tc=193.25K。在压力为20MPa,温度为20℃时： Pr=P/Pc=(4+0.1013)/4.584=0.89，Tr=T/Tc=(273.15+20)/193.25=1.52 查得压缩系数为：Z=0.94 ＝＝智能电力电容器28.5mm 设计选用D45的管道。 3、管道壁厚计算： 压缩机前管道的工作压力为0.15—0.3MPa，管道的壁厚按照常规选择合适的壁厚，设计主要计算压缩机后的工艺管道。 站内压缩机后设计压力为27.5MPa和4.0MPa，各路管道材质均为不锈钢，下面分别按照《钢制压力容器》（GB150）及《工业金属管道设计规范》（GB50316）进行计算。 方法一：计算公式为《工业金属管道设计规范》（GB50316）第6.2.1条规定： 当ts＜D0/6时， 管道的设计厚度（δ2）=计算厚度（δ或ts）+腐蚀裕量（不锈钢：0） 管道的名义厚度（δ3）=设计厚度（δ2）/（1-壁厚负偏差12.5％） ts—直管计算厚度（mm） Ej—焊接接头系数 P—设计压力（MPa） [σ]t—在设计温度下材料的许用应力（MPa，不锈钢为137 MPa） D0—管道外径（mm） Y—系数（不锈钢：0.4） 方法二：计算公式为《钢制压力容器》（GB150）第5.2条规定： 当p≤0.4[σ]tφ时：δ＝ 管道的设计厚度（δ2）=计算厚度（δ或ts）+腐蚀裕量（不锈钢：0） 管道的名义厚度（δ3）=设计厚度（δ2）/（1-壁厚负偏差12.5％）-腐蚀裕量（不锈钢：0） 管道的有效厚度（δ4） 管道应力计算：σ1＝＜[σ]t 强度试验校核：σ2＝＜0.9σsφ P—设计压力（MPa） [σ]t—在设计温度下材料的许用应力（MPa，不锈钢为137 MPa） Di—管道内径（mm） φ—焊接接头系数（管道为1） Pc—应力试验压力（1.0P：MPa） PT—强度试验压力（1.5Pc：MPa） σS—材料在试验温度下的屈服点（MPa，不锈钢为205MPa） A、D38的不锈钢管道(OCr18Ni9)，设计压力为27.5 MPa，设计选取壁厚为6mm，下面进行校核计算： 方法1： 计算壁厚：D/6=38/6=6.3＞δ ts＝＝=3.54 mm 设计厚度（腐蚀裕量取0mm）：δ2＝3.54＋0＝3.54 mm 名义厚度（壁厚负偏差为－12.5%）：δ3＝3.54 /（1-0.125）＝4.05 mm。 方法2：[σ]t＝137 MPa Pc≤0.4[σ]tφ 计算压力Pc＝27.5 MPa＜0.4[σ]tφ＝0.4×137×1＝54.8 MPa 计算厚度：δ＝＝=2.91 mm 设计厚度（腐蚀裕量取0mm）：δ2＝2.91＋0＝2.91 mm 名义厚度（壁厚负偏差为－12.5%）：δ3＝2.91/（1-0.125）＝3.33 mm。 设计最终选取D38管道的壁厚为6mm， 有效厚度为:δ4＝6×（1-0.125）-0＝5.25mm 管道应力计算：σ1＝＝ =82.16 MPa＜137 MPa 强度试验校核：σ2＝＝ ＝123.2 MPa＜0.9σsφ＝0.9×205=184.5Mp 经过管道应力计算和强度试验校校核，D38选取6mm的壁厚满足设计要求。 B、D45的不锈钢管道(OCr18Ni9)，设计压力为4.5 MPa，设计选取壁厚为3.5mm，下面进行校核计算： 方法1： 计算壁厚：D/6=45/6=7.5＞δ ts＝＝=0.73 mm 设计厚度（腐蚀裕量取0mm）：δ2＝0.73＋0＝0.73 mm 名义厚度（壁厚负偏差为－12.5%）：δ3＝0.73 /（1-0.125）＝0.83 mm。 方法2：[σ]t＝137 MPa Pc≤0.4[σ]tφ 计算压力Pc＝4.5 MPa＜0.4[σ]tφ＝0.4×137×1＝54.8 MPa 计算厚度：δ＝＝=0.63 mm 设计厚度（腐蚀裕量取0mm）：δ2＝0.63＋0＝0.63mm 名义厚度（壁厚负偏差为－12.5%）：δ3＝0.63/（1-0.125）＝0.72mm。 设计最终选取D45管道的壁厚为3.5mm， 有效厚度为:δ4＝3.5×（1-0.125）-0＝3.06mm 管道应力计算：σ1＝＝ =30.16 MPa＜137 MPa 强度试验校核：σ2＝＝ ＝45.2 MPa＜0.9ftd vs ksσsφ＝0.9×205=184.5Mp 经过管道应力计算和强度试验校校核，D45选取3.5mm的壁厚满足设计要求。 C、D25.4的不锈钢管道(0Cr17Ni12Mo2,牌号316)，设计压力为27.5MPa，设计选取壁厚为3.05mm，下面进行校核计算： 方法1： 计算壁厚：D/6=25.4/6=4.2＞δ ts＝＝=2.37 mm 设计厚度（腐蚀裕量取0mm）：δ2＝2.37＋0＝2.37 mm 名义厚度（壁厚负偏差为－12.5%）：δ3＝2.37 /（1-0.125）＝2.71 mm。 方法2：[σ]t＝137 MPa Pc≤0.4[σ]tφ ebeam计算压力Pc＝27.5 MPa＜0.4[σ]tφ＝0.4×137×1＝54.8 MPa 计算厚度：δ＝＝=2.16 mm 设计厚度（腐蚀裕量取0mm）：δ2＝2.16＋0＝2.16 mm 名义厚度（壁厚负偏差为－12.5%）：δ3＝2.16/（1-0.125）＝2.47 mm。 设计最终选取D25.4管道的壁厚为3.05mm， 有效厚度为:δ4＝3.05×（1-0.125）-0＝2.67mm 管道应力计算：σ1＝＝ =113.6 MPa永磁接触器＜137 MPa 强度试验校核：σ生态砖2＝＝ ＝170.4 MPa＜0.9σsφ＝0.9×205=184.5Mp 经过管道应力计算和强度试验校校核，D25.4选取3.05mm的壁厚满足设计要求。 D、D12.7的不锈钢管道(0Cr17Ni12Mo2,牌号316)，设计压力为27.5MPa，设计选取壁厚为2.1mm，下面进行校核计算： 方法1： 计算壁厚：D/6=12.7/6=2.11＞δ ts＝＝=1.18 mm 设计厚度（腐蚀裕量取0mm）：δ2＝1.18＋0＝1.18 mm 名义厚度（壁厚负偏差为－12.5%）：δ3＝1.18 /（1-0.125）＝1.35 mm。 方法2：[σ]t＝137 MPa Pc≤0.4[σ]tφ 计算压力Pc＝27.5 MPa＜0.4[σ]tφ＝0.4×137×1＝54.8 MPa 计算厚度：δ＝＝=0.95 mm 设计厚度（腐蚀裕量取0mm）：δ2＝0.95＋0＝0.95 mm 名义厚度（壁厚负偏差为－12.5%）：δ3＝0.95/（1-0.125）＝1.09 mm。 设计最终选取D12.7管道的壁厚为2.1 mm， 有效厚度为:δ4＝2.1×（1-0.125）-0＝1.84 mm 管道应力计算：σ1＝＝ =77.6 MPa＜137 MPa 强度试验校核：σ2＝＝ ＝116.3 MPa＜0.9σsφ＝0.9×205=184.5Mp 经过管道应力计算和强度试验校校核，D12.7选取2.1mm的壁厚满足设计要求。 | ||||||||||||||||||||||||
本文发布于:2024-09-22 18:17:16，感谢您对本站的认可！
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