青青山庄
天然气从开采到使用要经过采、净、输、储、配五大环节。由矿区各气井来的天然气汇集到集气管网,经天然气处理厂处理(脱硫、脱水)后,进入干线输气管道,靠地层压力或加压输送至输气管沿线各配气站,进入配气管网,调压后供给各类用户。为了消除用户用气的不均衡性,采取各种类型的储气设施进行调节。矿区集气管网、干线输气管道和城市配气管网把采、净、输、储、配五大环节紧密地联系在一起构成一个密闭的、连续的、统一的系统,通称为天然气输气系统。 城镇燃气输配系统一般由门站、输配管网、储气设施、调压设施、监控系统组成。
一、门站:建于干线输气管或其支管的终点,负责接受气源来气,进行除尘、计量、调压、加臭。按照城市供气的输配质量要求,控制和调节向城市供气的流量和压力。 燃气加臭
索引图像为了安全使用燃气,当它从管道和设备中泄漏出来时,应能使人马上就可以察觉到。为此,供给民用的燃气应该加入一种警戒物质,统称为臭味剂(或加味剂)。作为城市燃气的气源,如煤气、油制气、天然气和液化石油气多数含有硫化物,因此其本身都具有臭味。仅部分天然气有时不含有硫化物,一般都要求经过加臭后才进行输配使用。
加味也是一种管道检漏的方法。在检查时注入较多的加味剂,然后沿管道巡回检查,如果闻到加味剂的臭味,则可断定此处管道(或设备)遭破坏,操作人员就可到具体的破裂部位进行修补。这种方法在过去是相当有效的。
燃气加臭有助于发挥社会公众在管道事故报警中的作用,是输配系统的重要安全措施之一。
《城镇燃气设计规范》(GB50028)要求城镇燃气加臭应符合下列要求:
(1)加臭剂和燃料混合在一起后应具有特殊的臭味。
(2)加臭剂不应对人体、管道或与其接触的材料有害。
(3)加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害,并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物常接触的材料。
(4)加臭剂溶解于水的质量分数不应大于2.5%。
(5)加臭剂应有在空气中能察觉的加臭剂含量指标。
经常使用的加臭剂是乙硫醇(C2H5SH)。它与金属氧化物起反应生成硫醇盐类,这是在输气管线中使加臭剂失效的主要原因之一。当输气管内壁上有大量的氧化物(铁锈)时,加臭的燃气有沿输气管长度逐渐失去气味的现象,因此,在燃气加味的起始阶段,通常需要提高加臭剂的单位耗量。
此外,也有的国家采用四氢噻吩(THT),三丁基硫醇(TBM)等作为加臭剂。
使用较为广泛
的还有专门配制的或由含硫石油的馏分中得到的混合加臭剂。其中除含有硫醇外,还包括硫醚,二甲硫,二乙基硫化物及其它硫化物和二硫化物等。
当用乙硫醇做天然气的加臭剂时,其用量约为16~20mg/Nm3。对于含20%CO的工业用有毒燃气其用量约为230mg/Nm3。上述数值系指全年平均耗量。由于人们对气味的感受程度随温度升高而增大,故应按照季节改变加臭剂的用量。一年中最冷月份与最炎热月份单位耗量的比值大致为2︰1。同样的理由,气候炎热地带的加臭剂耗量应少于寒冷地区。
由于加臭剂多为硫化物,通常具有一定的腐蚀性,故添加量要适当。
当短期利用加臭剂来寻地下管道的漏气地点时,加臭剂耗量可比上述定额高10倍。这是因为燃气经土壤漏失时,大部分加臭剂被土壤吸附而损失掉了。
有些国家在长输管线的起点站进行加臭,而另一些国家在长输管线末端的燃气分配站进行加臭,后者认为长输干管很少出现漏气,即使漏气也可采用其他办法很快发现。
燃气的加臭通常采用滴入式和吸收式装置。前者是把加臭剂直接放入主管道中,后者是使部分燃气进入加臭器,被蒸发的加臭剂饱和,然后再返回主管道进行混合。
二、输配管网:输配管网是城市燃气输配系统的基本组成部分,输配管网的基本任务是通畅地将气源输入的燃气输送到各个储气点、调压点、用气点,并保证沿程输气安全可靠。
1、管网的分类
城市配气管网按形状分为树枝状管网和环状管网,如图5和图6所示。前者适用于较小城镇和企业内部,它的特点是每个用气点和气体只来自一个方向。环状管网可由两个或多个方向供气,当管网局部发生故障时,不致造成全面中断供气,影响面小,可靠性高。此外,环状管网中气体的分布比较均匀,天然气可同时沿几条管线流动,因此,环状管网的直径可比树枝状管网小,但环状管网的长度要比树枝状管网长,投资也较大。选用什么样的管网取决于用气量的多少及对压力平稳性和供气可靠性的要求。
配气管网也可以按输气压力来分级。由于输气管道的气密性与其它管道相比,有严格的要求,漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故。输气管道中的压力越高,管道接头脱开或管道本身出现裂缝的可能性和危险性越大。输气压力不同,对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。
我国城市配气管网按输气压力P分为七级:
1)低压配气管网 P ≤ 0.01MPa ;
2)中压配气管网B 0.01MPa < P ≤ 0.2MPa ;
3)中压配气管网A 0.2MPa < P ≤ 0.4MPa ;
4)次高压配气管网B 0.4MPa < P ≤ 0.8MPa ;
5)次高压配气管网A 0.8MPa < P ≤ 1.6MPa ;
微透析 6) 高压配气管网B 1.6MPa < P ≤ 2.5MPa ;
7) 高压配气管网A 2.5MPa < P ≤ 4.0MPa ;
居民用户和小型公共建筑用户一般直接由低压管网供气。低压管网输送人工燃气时,压力不大于0.002MPa;输送天然气时不大于0.0035MPa;输送气态液化石油气时压力不大于0.005MPa.当连在低压管网上的用户都安装用户调压器时,压力也不大于0.005MPa。
高压和中压管网必须通过区域调压室和用户专用调压室才能向较低一级压力的管网和低压管网供气, 或给工业企业、大型公共建筑用户以及锅炉房供气。
城市各级压力的管网干管,特别是中压以上压力较高的管道,是供气的主要动脉,应连成环网,初建时也可是半环形或树枝状管道,但应逐步构成环网。
2、城市配气管网系统及其选择
城市配气管网根据采用的压力级制的不同可分为:
1)一级系统
仅用低压管网来分配和供给燃气,一般只适用于小城镇供气。若供气范围较大,则输送单位体积燃气的管材用量将急剧增加。
2)两级系统
由低压和中压B(或中压A)或高压B(或高压A)两组管网组成。图7为低压—中压管网A两级管网系统。天然气由长输管线从东西两个方向经配气站送入该城市。中压管A网连成环网,通过区域调压室向低压管网供气,通过专用调压室向工业企业供气。低压管网根据地理条件分成三个互不连通的区域管网向居民用户和小型公共建筑用户供气。从供气安全可靠的角度看,一个大型或中型城市的低压管
网连成大片环网的必要性不大,再则要穿越较多河流、湖泊、铁路和公路干线也并不合理。不同压力级制的管网应通过几个调压室来连接,以保证在个别调压室关断时仍能正常供气。这样的管网方案,即保证了必要的可靠性,同时也比较经济。
3)三级系统
包括低压、中压B(或中压A)、高压B(或高压A)的三级管网。图8所示的三级管网系统,由低压、中压和高压管网组成,气源是来自长输管线的天然气,用高压储气罐储气。该城市原为中压和低压两极管网,气源是人工煤气。随着燃气供应事业的发展,天然气送入该市,建立了压力为3.0kpa、0.07~0.15MPa和0.4~0.6MPa的三级管网。该城市先后在郊区建立了三个高压储气罐站,用于1.2MPa的高压管道在郊区将几个储气罐站连成整体。
4)多级系统
由低压、中压B、中压A、高压B和高压A,甚至更高压力的管网组成。图9所示为五级管网组成的系统(图中未画出低压管网和给低压管网供气的调
压室)。气源是天然气,有地下储气库、高压储气罐站以及长输管线末端储气三者调节供气与用气之间的不平衡性。天然气通过几条长输管道进入城市管网,两者的分界点是配气站,天然气的压力在该
站降到2.0MPa,进入城市外环的高压管网,再分别通过各级调压室进入各级较低压力等级的管网。各级管网分别组成环状。多级管网系统主要用于人口多、密度大的特大城市。
根据各个城市的气源情况、城市规模及发展规划、用户数量及特点,原有供气设施以及地理地形条件决定供气方针和采用不同压力级制的管网系统,既可充分满足不同用户的要求,又比较经济可靠,而且对供配气系统的改建和扩建也比较方便。
三、储气设施:储气站常常与配气站合二为一,统称为储配站。储配站负责接收由门站输入的燃气,并负责均衡城市供需气量的波动。站内设置的压力提升设备以及储气调节设备,根据燃气输配的需求,将输入的燃气加压或调节到管网所需的输入压力,并控制向管网输出的流量。
四、调压设施:调压站是多级输气压力的输配管网之间的连接点,其任务是将高一级压力的管网的燃气经调压设备,降低到下一级管网所规定的输入压力,并保持降低压力后的下一级管网输气压力的稳定。通常是由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管及测量仪表等组成。有的还有计量设备,通常将这种调压站称为调压计量站。
1、阀门
调压室进口及出口处设置的阀门,主要是当调压器、过滤器检修或发生事故时切断燃气。在调压室
之外的进出口管道上亦应设置切断阀门,此阀门是常开的(但要求它必须随时可以关断),并和调压室相隔一定距离,以便当调压室发生事故时,不必靠近调压室即可关闭阀门,避免事故扩大和蔓延。
2、过滤器
调压器入口安设过滤器(图18),以清除燃气中的固体悬浮物。
3、安全装置
当负荷为零而调压阀门口关闭不严,以及调压器中薄膜破裂或调压系统失灵时,出口压力会突然增高,它危及设备的正常工作,甚至会对公共安全造成危害。
防止出口压力过高的安全装置有安全阀、监视器装置和调压器并联装置。
4、旁通管
为保证在调压器维修时不间断地供气,故在调压室内设有旁通管。燃气通过旁通管供给用户时,管网的压力和流量是由手动调节旁通管上的阀门来实现。对于高压调压装置,为方便调节,通常在旁通管道上设置两个阀门。
选择旁通的管径时,要根据燃气最低的进口压力和需要的出口压力以及管网的最大负荷进行计算。旁通管的管径通常比调压器出口管的管径小2
~3号。
5、测量仪表
为了判断调压室中各种装置及设备工作是否正常,需设置各种测量仪表。通常调压器入口安装指示式压力计,出口安装自记式压力计,自动记录调压器出口瞬时压力,以便监视调压器的工作状况。
用户调压室以及专用调压室通常不安装流量计。
此外,为了改善管网水力工况,需随着燃气管网用气量改变而使调压室出口压力相应变化,可在调压室内设置孔板或凸轮装置。当调压室产生较大的噪音时,必须有消音装置。
调压室的分类和选址
按调压室的使用性质、调压作用和建筑形式,可以分为各种不同的类型(表9-4)。
调压室的分类 表9-4
分类方法
类型 一
二
三
按使用性质分
区域调压室
用户调压室
专用调压室
按调节压力分
高中压调压室
高低压调压室
中低压调压室
按建筑形式分
地上调压室
地下调压室 区域调压室通常是布置在地上特设的房屋里。在不产生冻结、堵塞和保证设备正常运行的前提下,调压器及附属设备(仪表除外)也可以设置在露天。
鲍绍坤 虽然地下调压室不必采暖,不影响城市美观,在城市中选择位置比较容易,但是,地下调压室会给工人操作管理带来许多不便,难于保证调压室内干燥和良好的通风,发生中毒的可能性较大。因此,只有当受到地上条件限制,且燃气管道进口压力为次高压、中压或低压时,可设置在地下构筑物内。但气态液化石油气的调压装置不得设在地下构筑物中,因为液化石油气的容重比空气大,如有漏气不易排出。
嗜酸性肉芽肿性多血管炎
地上调压室的设置应尽量避开城市繁华街道,可设置在居民区的街道内或广场、公园等地。调压室应力求布置在负荷中心或接近大用户处。调压室的作用半径,应根据经济比较确定。
调压室距离重要公共建筑物,不应小于25m。
燃气互换性和燃具适应性
末路小狂花燃气互换性和燃具适应性是燃烧技术中的重要课题。
任何燃具都是按一定的燃气成分设计的。当燃气成分发生变化而导致其热值、密度和燃烧特性发生变化时,燃具燃烧气的热负荷、一次空气系数、燃烧稳定性、火焰结构、烟气中CO含量等燃烧工况就会改变。但当燃气成分变化不大时,燃烧器燃烧工况虽有改变,但仍能满足燃具的原有设计要求,那么这种变化说允许的;但当燃气成分变化过大时,若燃烧工况 的改变使得燃具不能正常工作,这种变化就不允许了。
设某一燃具以a燃气为基准进行设计和调整,由于某种原因要以s燃气置换a燃气,如果燃烧器不加任何调整而能保证燃具正常工作,则表示s燃气可以置换a燃气,就成s