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燃气及输配知识​——城镇燃气输配系统

2023-10-26 云南安全培训网 122

城镇配气管网系统的作用是接收上级输气管道来气,进行处理后送入各级管网后分配给各用户单位。用于接收上游来气的场站一般称为门站。城镇燃气配气管道系统的输送介质为符合城镇燃气设计规范要求的燃气,输送介质压力为4MPa以下。


一、城镇燃气管网

城镇燃气输配系统中管网采用不同的压力级制。

首先,管网采用不同的压力级制是比较经济的。因为大部分燃气由较高压力的管道输送,管道的管径可以选得小一些,管道单位长度的压力损失可以选得大一些,以节省管材。如由城市的某一地区输送大量燃气到另一地区,则采用较高的输气压力比较经济合理,有时对城市里的大型工业企业用户,可敷设压力较高的专用输气管线。当然,管网内燃气的压力增高后,输送燃气所消耗的能量可能也随之增加。

其次,各类用户需要的燃气压力不同。如居民用户和小型公共建筑用户需要低压燃气,而大型工业企业则需要中压或高压燃气。

最后,消防安全要求。在城镇未改建的老城区,建筑物比较密集,街道和人行道都比较狭窄,不宜敷设高压或中压管道。此外,由于人口密度较大,从安全运行和方便管理的观点看,也不宜敷设高压或中压管道,而只能敷设低压管道。同时大城镇的燃气输配系统的建造、扩建和改建过程要经过许多年,所以在城镇的老城区原先设计的燃气管道压力,大都比近期建造的管道压力低。

由于燃气并非理想气体,具有可压缩性,其体积依赖于压力、温度和气体种类而改变。燃气性质不同,对管网设计计算有影响,在压力较高、温度变化大时会引起燃气密度的改变,对计算结果的影响尤为突出。

在高压条件下,燃气密度通常会比一般气体定律计算的大,同时使气体膨胀减小,也会引起压力降减小,所以引入压缩系数(因子)作为修正。一般以0.8MPa作为修正考虑的前提,也有资料以0.4MPa作为考虑修正的界限。

受温度影响,燃气在长途输送中,外界温度升高会使气体温度升高而引起大的摩擦阻力,同时使燃气透平机吸入空气的温度增高而造成功率下降。这都会使相应的输气量减小。因此也需对计算做温度修正。

地形和高程的变化对管线的压力变化也会产生影响。大地高程差的影响主要表现在燃气与空气的密度不同时,在燃气管道中产生附加压力(也称为浮力)。在不同压力范围和当管线的高程断面在处在不同区段时,压力越高,地势升高使压力下降会越多,地势下降使压力增加越多。此外,管线高程差对管线附加压力也会产生影响,管线高程差影响体现在不同的管线区间也会对附加压力产生不同的效果。


二、长输管道系统

天然气从气井开采出来以后,经过矿场集输管道集中到净化厂,处理后,由长输管道输送至城市管网,供给工业和民用的用户。由气井到用户,天然气都在密闭的状态下输送,形成一个输气系统。长距离输气系统一般由矿场集输管网、净化处理厂、输气管线起点站、输气干线、输气支线、中间压气站、管理维修站、通信与遥控设施、阴极保护站、燃气分配站等组成。长输管道是连接气田净化处理厂与城市之间的干线输气管道,它具有输气量大、压力高、运距长的特点。天然气长输管道系统主要由线路和输气站两大部分组成,是连接气田气源与城市门站之间的管道系统,用于接收上级管道系统来气,通过除尘计量后向下游输送,位于输气终点的输气站又称为末站。城镇燃气管道由门站、线路工程及其附属设施组成,根据用户情况和管线距离条件,输气管道设有调压站、计量站及阀室,通过分输站或计量站将天然气调压后输往城镇配气管网或直接输往用户。接受站(门站)负责接收输入城镇使用的燃气,进行计量、质量检测,按城镇供气的输配要求,控制与调节向城镇供应的天然气的流量与压力,必要时还需对天然气进行净化。

大量的纯天然气通常经输气管线送至远离气田的城镇和工业区。产量巨大的油田气及人工煤气也可通过长距离管线送至较远的用气地区。另外,在输气生产中不容易产生静电聚集的设施是输气管道。

(一)管道的输送效率

在日常运行管理中,应最大限度地发挥输气管线的输气能力。管道的输送效率是指在一定操作条件下,管道的实际输送量与管道计算通过能力比值的百分数。周转量是反映天然气输送中输气量与输送距离的综合指标。周转量等于输气量(商品气量)与输送距离之积,单位为m3·km。一条管线的周转量可以全线计算,也可分段计算,然后累计。严格的周转量应当是输送的天然气质量与输送距离之积,单位为kg·km。这样,周转量不受天然气流量、密度、压力等变化的影响。

(二)调压器输送量的计算

计算调压器的流量时,应先算出调压器的流通系数。当调压器正常工作时,进口压力增大,调压器流量会增大。当调压器正常工作时,出口压力增大时,调压器流量也会增大。当被调压介质温度升高时,调压器流量会保持不变。


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