Проект основного оборудования узла приема и подготовки попутного нефтяного газа

Объектом исследования является узел приема и очистки попутного нефтяного газа.
Цель работы – разработка основного оборудования узла приема и очистки попутного нефтяного газа.

Реферат ……………………………………………………………………………………………………12

Abstract ……………………………………………………………………………………………………13

Введение ………………………………………………………………………………………………….19

1. Обзор литературы …………………………………………………………………………….21

2. Описание технологической схемы …………………………………………………….25

3. Расчет газового сепаратора ……………………………………………………………….29

3.1 Технологический расчет ………………………………………………………………….29

3.1.1 Расчет и подбор патрубков ………………………………………………………………30

3.1.2 Выбор конструктивного материала…………………………………………………..31

3.2 Механический расчет …………………………………………………………………………32

3.2.1 Расчетные параметры ………………………………………………………………………32

3.2.2 Расчет толщины стенок ……………………………………………………………………33

3.2.3 Расчет укрепления отверстий …………………………………………………………..37

3.2.4 Расчет фланцевого соединения …………………………………………………………40

3.2.5 Расчет веса аппарата ………………………………………………………………………..47

3.2.6 Расчет и подбор опор ……………………………………………………………………….48

4. Расчет газового фильтра – сепаратора ……………………………………………….50

4.1 Гидравлический расчет ……………………………………………………………………50

4.1.1 Расчет и подбор патрубков ……………………………………………………………51

4.1.2 Расчетные параметры ……………………………………………………………………52

………………………………………………………………………………………………………………..52

4.2 Расчет толщины стенок ……………………………………………………………………53

4.3 Расчет укрепления отверстий …………………………………………………………..56

4.4 Расчет фланцевого соединения ………………………………………………………..60

4.5 Расчет веса аппарата ………………………………………………………………………..71
5. Разработка методики защиты от превышения давления для газового
сепаратора ……………………………………………………………………………………………….75

5.1 Обоснование актуальности выбранной темы ……………………………………75

5.2 Характеристика современного состояния проблемы ………………………..76

5.3 Защита от превышения давления ……………………………………………………..77

5.4 Разработка методики расчета предохранительного клапана в среде
MathCAD …………………………………………………………………………………………………78

Резюме по итогам расчетов оборудования ………………………………………………..85

6 Автоматизированная система узла сепаратора ……………………………………….86

6.1 Задачи и цели АСУ ТП ……………………………………………………………………….86

6.2 Назначение системы …………………………………………………………………………..87

6.3 Требования к техническому обеспечению …………………………………………..87

6.4 Требования к метрологическому обеспечению ……………………………………88

6.5 Требования к программному обеспечению ………………………………………….88

6.6 Требования к информационному обеспечению ……………………………………89

6.7 Основная часть …………………………………………………………………………………..91

6.7.1 Описание технологического процесса ………………………………………………91

6.7.2 Разработка структурной схемы АС …………………………………………………..91

6.7.3 Функциональная схема автоматизации …………………………………………….94

6.7.4 Разработка схемы информационных потоков ……………………………………95

6.7.5 Выбор программно-технических средств АС ……………………………………99

6.7.5.1 Выбор датчиков …………………………………………………………………………..100

6.7.5.1.1 Выбор уровнемера ……………………………………………………………………100

6.7.5.1.2 Выбор датчика температуры ……………………………………………………..101

6.7.5.1.3 Выбор датчика давления …………………………………………………………..103

6.7.5.2 Выбор исполнительных механизмов ……………………………………………104

6.7.5.2.1 Выбор регулирующего клапана …………………………………………………104
6.7.5.2.2 Выбор регулятора асинхронного двигателя ……………………………….107

6.7.5.2.3 Выбор контроллерного оборудования ……………………………………….109

6.8 Разработка схемы внешних проводок ………………………………………………..113

6.8.1 Выбор алгоритмов управления АС …………………………………………………113

6.8.2 Алгоритм пуска/останова и сбора данных измерений ……………………..113

6.8.3 Алгоритм автоматического регулирования технологического параметра
………………………………………………………………………………………………………………114

Вывод…………………………………………………………………………………………………….116

7 Монтаж газового сепаратора ……………………………………………………………….117

7.1 Организация монтажной площадки …………………………………………………..117

7.2 Монтажные работы …………………………………………………………………………..117

7.3 Такелажные изделия …………………………………………………………………………117

7.4 Расчет строп для монтажа газового сепаратора ………………………………….118

Вывод…………………………………………………………………………………………………….120

8 Социальная ответственность …………………………………………………………..121

Введение ………………………………………………………………………………………………..121

8.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……121

8.2 Производственная безопасность ……………………………………………………….124

8.3 Анализ вредных выявленных факторов при эксплуатации проектируемого
газового сепаратора………………………………………………………………………………..126

8.3.1 Повышенный уровень шума …………………………………………………………..126

8.3.2 Повышенный уровень вибрации …………………………………………………….127

8.3.3 Работа с вредными веществами ………………………………………………………127

8.4 Анализ опасных выявленных факторов при эксплуатации
проектируемого газового сепаратора ………………………………………………………129

8.4.1 Повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание
которой может произойти через тело человека ……………………………………….129
8.4.2 Расположение рабочего места на значительной высоте относительно
поверхности земли (пола)……………………………………………………………………….130

8.4.3 Статическое электричество …………………………………………………………….131

8.4.4 Избыточное давление внутри аппарата …………………………………………..132

8.5 Экологическая безопасность……………………………………………………………..133

8.5.1 Защита гидросферы и литосферы……………………………………………………135

8.5.2 Защита атмосферы …………………………………………………………………………135

8.5.3 Утилизация ТБО …………………………………………………………………………….136

8.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях…………………………………………..136

8.6.1 Пожарная и взрывная опасность …………………………………………………….137

Вывод…………………………………………………………………………………………………….139

9 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ………………………………………………………………………140

SWOT-анализ …………………………………………………………………………………………142

9.2 Планирование научно-исследовательских работ ……………………………..143

9.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ ……………………………….145

9.2.3 Разработка графика проведения исследования ………………………………..145

9.2.4 Бюджет научного исследования ……………………………………………………..149

9.2.4.3 Расчет амортизации специального оборудования …………………………150

9.2.4.5 Дополнительная заработная плата ……………………………………………….153

9.2.4.6 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) …….153

9.2.4.7 Накладные расходы …………………………………………………………………….154

9.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования
………………………………………………………………………………………………………………154

Заключение ……………………………………………………………………………………………159

Список литературы ………………………………………………………………………………..161
Приложение А ……………………………………………………………………………………….165

В результате проделанной работы был проведен технологический расчет
газвого сепаратора и фильтр-сепаратора, где определили геометрические
размеры аппаратов и диаметры патрубков. Был проведен механический расчет,
где были рассчитаны толщины стенок: цилиндрической обечайки и
эллиптических крышек, произведен прочностной расчет фланцевых соединений
на прочность и герметичность, проведен расчет укрепление отверстий патрубков
штуцеров, для аппаратов были рассчитаны и подобраны стандартные седловые
опоры. Так же проведена разработка методики расчета защиты газового
сепаратора от превышения давления и разработаны разделы социальной
ответственности и финансового менеджмента, ресурсоэффективности и
ресурсосбережения.

По итогам расчета газового сепаратора:

• Проведен технологический расчет и по ТУ 3683-083-36214188-2013
подобран аппарат, подходящий по условиям технологического процесса.
Также проведен механический расчет и подбор конструкционного
материала, сталь 09Г2С. Внутренний диаметр аппарата равен 200 мм,
заявленная пропускная способность 29480 м3/ч. Длина аппарата
составляет 0.9 м, объем 0,028 м3. Толщина стенки составляет 5мм.
• Проведен расчет эллиптических крышки и днища.
• Проведен расчет необходимости укрепления отверстий, по итогам
которого укрепления отверстий не требуется.
• Проведен расчет фланцевого соединения.
• Проведен расчет веса аппарата и подбор опор.

По итогам расчета газового сепаратора мы имеем следующие данные:

• Проведен технологический расчет и по ТУ 3683-014-00217389-97
подобран аппарат, подходящий по условиям технологического процесса.
Также проведен механический расчет и подбор конструкционного
материала, сталь 09Г2С. Внутренний диаметр аппарата равен 600 мм,
заявленная пропускная способность 10210 м3/ч. Длина аппарата
составляет 2.7 м, объем 0,763 м3. Толщина стенки составляет 5мм.
• Проведен расчет эллиптических крышки и днища.
• Проведен расчет необходимости укрепления отверстий, по итогам
которого укрепления отверстий не требуется.
• Проведен расчет фланцевого соединения.
• Проведен расчет веса аппарата и подбор опор.