天然气分离器的研制.pdf

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1、第5期总第227期农业科技与装备No．5TotalNo．227兰Q!兰±墨旦垒堑!旦堡坠垡墅竺竺竺壁!笪垒望旦!旦盟!鲤里9竺虫里竺堕丛!Y：至Q!兰天然气分离器的研制刘超(大连昌丰重工集团有限公司，辽宁大连116200)摘要：以法规、规范、标准为依据．对天然气分离器的设计、选材、制造及热处理、水压试验等环节进行详细说明，旨在研发制造出性能可靠、运行安全稳定的天然气分离器设备，为其投入生产运行提供技术支持。关键词：天然气分离器；设计；选材；制造及热处理；水压试验中图分类号：TE682文献标识码：A文章编号：1674一l161(2013)05—0029—02天然气分离器

2、广泛应用于石油、石化、电力和冶金行业．是去除气体中液体和固体污染物的高效设备。为使天然气分离器安全运行，其设计、选材、制造及热处理、水压试验等环节都是相当重要的。本研究对分离器设备的设计、选材进行计算与分析，对制造和检验中发生的问题加以解决，以确保该设备运行时安全可靠。1天然气分离器设计与选材1．1天然气分离器的总体设计天然气分离器的结构如图1所示。其工作过程是：天然气由进气口进入汇流腔，较大的固液颗粒在重力的作用下沉降到底部(定期从排污口排出)，洁净的气体经过丝网除沫器从出气口排出。其主要技术参数见表1。1．手孑L；2．丝网除沫器；3．简体和封头组件；4．气体出IS

3、l；5．气体进13；6．液位计；7．排污El图1天然气分离器结构示意图Figure1Schematicdiagramofthestructureofnaturalgasseparator收稿日期：2013—01—26作者简介：刘超(1980一)，女，助理工程师，从事压力容器设计与制造方面的研究工作。表1天然气分离器技术参数．——Table1—Tech—nicalparametersof——natu——ralgasseparator．．．—．项目参数设计压力，MPa工作压力／MPa设计温度／℃试验压力／MPa工作介质容器类别5．65．1607．0天然气第二类1．2天然气

4、分离器的材料选择天然气分离器的工作压力为5．1MPa，根据HG／T20580--201l《钢制化工容器设计基础规定》中的规定．将设计压力定为5．6MPa：根据rI’sGR0004--2009((固定式压力容器安全技术监察规程》中的规定，将该设备划分为第二类压力容器。在设计制造中要严格遵守规定。该设备的介质是天然气，易燃易爆，要求壳体所用材质必须满足强度要求。壳体直径q，=500mm，采用SW6—2011软件计算，得出该设备壁厚为6。=12mm。根据GB150．2—2011《压力容器第2部分：材料》中的规定，经过计算，确定Q345R钢板能满足5．6MPa下的强度要求。Q

5、345R钢板质量应符合GB713—2008《锅炉和压力容器用钢板》中的规定。1．3其他参数计算1)接管开孔补强计算。由于该设备上有外接法兰口，必须在设备上开孔。开孑L后壳体强度有所削弱，必须要考虑补强．以满足设备强度要求。根据HG／T20583--2011《钢制化工容器结构设计规定》，考虑以增加接管壁厚的形式来满足壳体开孔后的强度要求．经计算，接管材料选用16MnⅡ。16Mn11材料质量应符合NB／T47008--2010《承压设备用碳素钢和合金30农业科技与装备2013年5月钢锻件》中Ⅱ级的要求。2)腐蚀裕量的选取。该设备所用介质为天然气，具有易燃易爆的特性，腐蚀性

6、也很强。考虑介质的特殊性，通过查阅相关手册和用户提供的参数，确定该设备的腐蚀裕量为3mm，即能满足设备的安全检验周期，使设备正常运行。3)焊接结构的选择。在设计中还应考虑焊接坡口的型式。以便更好地满足制造要求。为保证焊接质量，根据HG／T20583--2011《钢制化工容器结构设计规定》，接头设计应遵循下列原则：焊缝填充应尽量少，焊接工作量应尽量少，且操作方便；合理选择坡口角度、钝边高度、根部间隙等结构尺寸，使之有利于坡13加工及焊接．以减少各种焊接缺陷(如裂纹)的产生；焊缝外形应尽量连续、圆滑，减少应力集中。2天然气分离器的制造及热处理2．1制造1)壳体坡13型式要

7、遵循图纸的要求，加工好坡口后要去除两侧的油污。以免影响焊接接头的质量。2)在滚圆时应注意：①壳体的表面，特别是回圆操作时，焊缝外不允许存在焊瘤、焊渣、飞溅物、焊接接头高度不齐、焊缝余高过高等情况，如有上述问题要修磨后方可操作；②滚圆操作时，必须要实行多次调整，上滚滚压量不允许一次下压量过大，以免影响设备寿命。3)焊接时要严格按照图纸和工艺的要求。2．2热处理设备在制造完毕后，应进行热处理。由于该设备使用介质为天然气，其组分里含有H2s，根据用户提供的参数，判定该设备属于湿H2s应力腐蚀环境。因此，设备焊接合格后应进行消除应力热处理。焊后热处理温度应按