液化石油气管道的工艺计算在线视频

同学们好

本节课我们学习液化石油气管道的

相关工艺计算的知识

要了解液化石油气管道的工艺计算

首先要了解液化石油气的物理化学性质

石油液化气都有哪些分类

说到液化石油气

这里涉及到几个名词的解释

与它相似的一个概念

叫石油液化气

石油液化气

都有哪些分类

它包括液化天然气

也就是我们通常说的 LNG很多

现在的很多汽车里面都是LNG

LNG汽车

它的甲烷占90％以上

其次是乙烷

在常压和低温下

储存温度为零下162度

温度是非常低的

还有一类是液化石油气

英文缩写叫LPG它主要包括丙烷

丁烷

丙烯

丁烯

还有是天然气凝析油

它的英文缩写是NGL

和LNG的顺序是不一样的

这是天然气凝析油它是包含了LPG的成分

也就是液化石油气的成分

再加上戊烷等混合轻烃

在常温常压下是液态

这个是石油液化气的三大类

其中液化石油气输送管道的工艺计算

我们本节课的重点

石油液化气的主要物理化学性质都有哪些

其中丙烷和丁烷常压下比空气重

容易在低洼处聚集

也就是在常压下丙烷到丁烷

它的密度比空气是大的

所以在低洼处比较容易聚集

爆炸的下限很低

在2％左右

液化石油气泄漏以后

迅速的汽化

容易爆炸

需特别注意防火防爆

管内和罐内压力要比同温度下液晶的饱和蒸汽

高出一定的值

因此液化石油气的管道储运需要保证它的安全

液化石油气管道主要有哪些特点

第一是液化石油气管道需要进行详细的热力

计算

因为LPG机出站温度常低于环境温度

因为它的储存温度刚才说了很低

因此它的出站温度长低于环境温度

它的换热的过程往往是吸热升温的密度黏度和

饱和蒸气压变化比较大

第二

为了防止LPG的在管输过程中的气化

需要保持管内均处于液相输送

而我们知道在输送的过程当中

随着输送距离的增长

输送的能量是逐渐消耗掉的

也就是输送的压力是逐渐降低的

那么随着输送距离的增长

想要保持LPG不汽化

保持液相的输送是越来越困难

因此在中间泵站需要加压

需要设置若干个中间泵站

进行加压

保持各处的压力高于饱和蒸汽压

同时还要采取中间冷却

中间冷却站来降温

这个和我们的热油管道是相反的

热油管道是中间是要设加热站

而LPG管道中间是要设冷却站

如果同一条管道需要顺序输送不同组成的

LPG还需要根据不同的物性控制管道的最低

压力

另外与成品油管道的顺序输送的控制相似

液化石油气管道泄漏火灾的爆炸的危险不亚于

输气管道

火灾的出发面积大

火焰强

扑救困难

火灾危险等级最高

与天然气凝析油液化天然气同为甲A类

是危险等级最高的

了解了液化石油气管道的主要特点之后

如何对它进行工艺计算呢

工艺计算的总体的思路和热油管道是相同的

首先要进行热力计算

热力计算所依据的方程仍然可以通过微元法来

进行推导

得到这样的一个表达式

我们可以看到这个是和热油管道里面的

列宾宗温降公式是相同的

只不过此时对于液化石油气管道而言

环境温度T0是要高于我们的进出站温度的

还要考虑过泵温升的计算

因为温度对液化石油气的物性影响很大

具体的计算的细节可以参见教材

另外经过阀门

变径管等

还有一个节流温升的一个影响

这个与输气管道里面的焦耳汤姆森效应相类似

这个是节流系数

进行这样的一个积分就可以得到节流温升

节流系数是这样来进行计算

进行热力计算之后

再进行水力计算

首先要确定经济流速

根据输油管道工程设计规范

推荐 LPG管道经济流速

在0.8~1.4米每秒之间

最大不超过30米每秒

其它设计参数的选取

对于密度 沸点 饱和蒸气压等关键参数

随温度压力变化幅度比一般氢油大得多

取平均值或者分段计算

也就是用前面介绍的平均油温法或者分段计算

的方法

然后是计算摩阻

计算摩阻时需要乘以结构系数

因为对于液化石油气管道而言

很容易结构在管壁上往往是处于混合摩擦区

因此摩阻的计算值

还需要乘以这样的一个结构系数

一般取1.1~1.2之间

进行完热力计算和水力计算之后

就要进行工艺设计

确定管道是否需设置冷却装置

保冷层及相应的参数

考虑刚才的低温脆性断裂

运行温度下的塑性开裂

高压低温下的冲击韧性

这三个方面都要同时考虑到

选择合适的钢材

还有校核沿线的压力

防止LPG气化而产生气塞

如果是顺序输送

则要按照相应的要求进行顺序输送管道的设计

液化石油气管道的安全设计需要注意的问题

第一是要设置线路截断阀

这个与输气管道基本相同

对于1~4等级的截断阀间距分别为32公里

24公里

16公里和8公里

输油管道截断阀间距一般不超过32公里

人烟稀少地区可加大

第二是站间管道设计的强度裕量

要大于输油管道

这个是管道强度的一个计算公式

左边的是许用应力

右边

K是设计系数

这个是焊缝系数

一般是取1.0

这个是钢管最低屈服强度

强度的设计也类似于输气管道

对于1~4个等级的设计系数分别为

0.72 0.6 0.5和0.4

对于输油管道在一般地段取0.72

为什么

液化石油气管道的强度裕量要大于输油管道

这是由于它的所输送介质的危险程度所决定的

第三个是站场选址有更严格的安全要求

更强调远离居民区

学校

影剧院

体育场馆和工业区等人员集中区域

因为一旦发生液化石油气泄漏以后

对于人员的伤害是很大的

比一般的油品它的伤害要大

因此更强调远离这些区域

要强调平坦开阔 上风侧避开多雷区

前面说过液化石油气的密度比空气是要大的

因此往往容易在低洼处聚集

因此需要在平坦开阔的地区

上风侧是利于万一发生泄漏以后及时的疏散

所泄漏的液化石油气

使它不至于达到爆炸的下限

前面也说过爆炸下限是20％是非常低的

因此很容易爆炸

第4点是站场的布置总图要符合有关设计规范

及防火防爆等安全规范要求

防火间距应符合 GB501832004

石油天然气工程设计防火规范

GB50028城镇燃气设计规范等各种国标

来设置防火间距

第五是管材及工艺设备的选型

要充分考虑LPG管道的特点

对于阀门及附件的压力等级

应比LPG管道的设计压力等级提高一级

也就是管材和工艺设备

它的压力等级比同样的管道压力等级要高

采用零泄漏阀门

储罐的选型要符合压力容器安全技术监察规程

在常压低温下的储罐

储存温度要低于 LPG沸点三摄氏度

储罐需要装安全阀

进出罐管线

装紧急切断阀

万一发生泄漏事故

便于及时的切断

泄压放空后

需要引至放空火炬燃烧

装卸时必须采用专用的槽车和船只

第6个方面需要注意的就是

LPG管道的监控

一般是采用SCADA监控

这是和输油管道是一样的

还要安装易燃气体浓度监测报警系统

火与烟气监测报警系统

紧急关断系统等

液化石油气管道

它的启动以及停输都有哪些特点呢

第一是LPG管道启动的预冷却过程

在投产之前要充氮预冷

沿线隔一定距离要放气

因为在输送过程中难免会产生少量的气化

那么这些少量的气化的气如果不及时的放出

会聚集形成气塞

因此沿线隔一定的距离要放气

遇冷时间取决于LPG的进口压力

输量

排放口间距及排气量等

第二个是LPG管道停输的气化过程

LPG管道一旦停输以后

它很自然的会从环境吸热

因此LPG会升温

升压

进出站处需要设置安全阀

本节的思考题就是

液化气管道的温升的规律

并与热油管道的温降规律进行比较

液化石油气管道工艺计算的相关内容

就讲到这里

同学们再见