燃气的相关知识.doc

第一节 城市燃气 燃气是易燃易爆的混合气体，有些燃气还具有毒性。燃气中可燃成份有氢气、一氧化碳、甲烷等烃类碳氢化合物，不可燃成份有二氧化碳、氮气等惰性气体；部分燃气中还含有氧气极少量杂质。 燃气按照其来源及生产方式可以分为四大类：天然气、人工煤气、液化石油气和生物气等。其中：天然气、人工煤气、液化石油气可以作为城镇燃气气源，生物气由于热值低、二氧化碳含量多而不宜作为城镇燃气，但在农村如果以村或户为单位设置沼气池，生产的沼气可以替代秸秆燃烧与利用。 天然气是指在不同地质条件下生成、运移、并以一定压力储集在地下构造中的气体。它们埋藏在深度不同的地层中，通过井筒引致地面。大多数气田的天然气是可燃性气体，主要成分是气态烃类，还含有少量非烃类气体。液化石油气是石油裂化裂解生产过程中的副产品。第二节 我国燃气行业的发展历程及现状我国城市燃气的发展应从1865年上海建成的人工煤气厂开始。当时生产的煤气主要是供上海的外国租界使用，到1949年全国仅有七座城市有煤气设施，年供气能力为3900万m2，用气人口约27万。我国城市燃气的快速发展是在改革开放之后，特别是近10年来有了突破性发展。其发展历程大致有三个阶段： 第一阶段：20世纪80年代以前，在钢铁工业大发展的带动和国家节能资金的支持下，全国建成了一批利用焦炉余气以及各种煤制气的城市燃气利用工程，许多城市建设了管网等燃气设施。本阶段以发展煤制气为主，取得了普及用户、增加燃气供应量的成绩。 第二阶段：20世纪80年代至90年代前期，液化石油气(LPG)和天然气迅速发展，形成了煤制气、液化石油气和天然气等多种气源并存的格局。广东等沿海地区首先使用了进口液化气。本阶段，国内外液化石油气资源得到了充分利用，液化石油气成为我闻城镇燃起的主要气源之一。 第三阶段：20世纪90年代后期，随着我国天然气工业的发展，我国城镇天然气的应用进入到前所未有的发展阶段，特别是西气东输工程的建设，标志着我国城镇燃气天然气时代的到来。目前，我国天然气利用领域主要包括城市燃气、工业燃料、天然气发电和天然气化工。随着我国城市化进程的加快和环境保护力度的提高，我国天然气消费结构逐渐由化工和工业燃料为主向多元化消费结构转变，其中城市燃气消费发展尤为迅速。此外，我国天然气消费存在地区差异化现象：在东部经济较为发达的沿海地区(特别是珠江三角洲、长江三角洲和环渤海地区)，天然气消费以城市燃气和发电为主；在西部等油气田周边地区，天然气消费主要以化学工业为主。2008 年我国天然气消费量中，城市燃气比重上升到20%，天然气发电比例上升到12%，而工业燃料比例下降至37%，天然气化工比例则下降到31%。随着城市化率提高，预计城市燃气需求潜力将进一步扩大，国家天然气发展总体规划到2010 年通天然气城市增加到290 个，到21 世纪中叶全国76%的城市将用上天然气，天然气将逐步成为城市燃气市场的主要燃料，城市燃气占天然气消费比重有望进一步向发达国家40%左右的水平靠拢。第三节 我国城镇燃气规划的发展目标为促进城镇燃气健康较快发展，根据城镇燃气管理条例的规定，特制定全国城镇燃气发展“十二五”规划，规划期为2011年2015年。“十二五”期间，城镇燃气行业坚持科学发展；城镇燃气规划、建设、运营以及管理、技术和服务水平全面提升；城镇燃气普及率明显提高，应用领域范围明显拓宽；城镇燃气管网设施建设与改造工作取得较大进展；城镇燃气的优化能源结构、改善环境质量、促进城镇发展、提高人民生活水平的作用充分发挥。其目标为：1.城镇燃气供应规模到“十二五”期末，城镇燃气供气总量约1782亿立方米，较“十一五”期末增加113%。其中： （1）天然气供应规模约1200亿立方米； （2）液化石油气供应规模约1800万吨（按照热值折算为单位天然气，约合232亿立方米）； （3）人工煤气供应规模约300亿立方米，其他替代性气体能源约50亿立方米。2.城镇燃气应用规模到“十二五”期末，城市的燃气普及率达到94%以上，县城及小城镇的燃气普及率达到65%以上。其中： （1）居民用气人口达到6.25亿以上，用气家庭数达到2亿户，居民用气量达到330亿立方米； （2）工业、商业及服务企业用气量达到810亿立方米； （3）交通运输用气量达到300亿立方米； （4）分布式能源项目用气量达到120亿立方米；（5）其他用气量达到222亿立方米。3.城镇燃气管网规模“十二五”期间，我国新建城镇燃气管道约25万公里，到“十二五”期末，城镇燃气管道总长度达到60万公里。4.应急气源和设施建设到“十二五”期末，我国城镇燃气应急气源储备能力提高，城镇应急气源储气设施建设规模约达到15亿立方米。5.安全和服务水平“十二五”期间，燃气安全水平明显提高，燃气事故率明显降低。“十二五”期间，燃气经营者有关用户发展、供气保障、运行维护、安全管理等方面的服务质量明显提高，用户服务电话及时接通率、报修处理及时率和办结率、投诉处理及时率和办结率等服务指标达到燃气服务标准的要求。6.燃气用具及设备加强燃气用具的质量监督，提高产品质量整体水平，“十二五”期末，燃气用具综合能源利用效率比“十一五”期末提高5个百分点，基本淘汰高能耗的燃气用具和设备产品。与燃气设备相关的分布式能源、燃料电池及物联网应用等关键技术有重大突破。第四节 CNG减压站天然气的压缩输配是指将天然气净化后压缩到20MPa，装入高压钢瓶内用汽车运送到使用地点后，再用压缩天然气调压站经过多级换热、调压、计量、加臭后送入供气管网。一、 CNG减压站流程示意图二、 CNG减压站工艺简介1卸气系统压缩天然气运输罐车在压缩天然气母站充装压缩天然气后通过公路运输进入接收站罐车固定车位停靠，通过专用高压软管与卸车柱相连，将罐车内的压缩天然气卸入减压撬。2减压系统减压撬内设相互独立的减压装置两路，压缩天然气通过卸气柱进入减压撬后，通过过滤器，把系统管路中的杂质过滤，防止杂质进入调压装置，造成调压失灵；过滤后的天然气进入减压撬，经过入口高压球阀、紧急切断阀后在一级换热器进行加热，加热后的压缩天然气进入调压装置。调压装置采用两级调压，一级调压后压缩天然气压力降为1.5Mpa，一级调压后的天然气进入二级换热器，加热后经二级调压装置，压力调至0.20.4Mpa进入城市中压管网。减压撬采用调节阀和调压器调压，可充分保证降压平稳、出口压力稳定；两级换热充分克服减压过程中温度骤降造成的低温不良影响。减压撬每一级调压后均设置自动超压放散阀，与手动放散阀并联使用，汇总后通过放散口集中排放，能在压力出现异常波动的情况下迅速泄放压力。3换热系统压缩天然气减压时，由于焦耳-汤姆逊效应天然气温度急剧下降，为保证天然气减压后温度不致于太低而损坏设备，在每一级调压前对天然气进行加热，两级换热保证压缩天然气在减压过程中其温度高于0，为了降低腐蚀影响，提高设备使用寿命，换热管材质为不锈钢，换热器结构为盘管水浴式，一二级集成于一体，可拆式结构，便于检修和清理，同时设备布局紧凑，减少水路阀门和管道数量。4 计量系统经减压后的天然气经过计量系统进行流量测量，流量计标准配置为一路加旁通结构，通过温压补偿后的天然气即可在一次表也可在控制柜上显示瞬时流量和累积流量。5 .加臭系统全自动加臭系统根据流量计的流量信号控制柱塞泵的频率，从而根据天然气流量自动控制臭剂加注量，采用美国米顿罗柱塞泵。6 .伴热系统系统需配置提供循环热水的热水炉和热水泵，两套配置一开一备，同时在减压撬出口前引出一路提供锅炉用气的减压装置（一开一备配置）。三、 CNG减压站主要部件1. 一级减压器将经加热后的高压（20MPa）天然气减压至1.21.6MPa左右的调压器。特点是压降大，所需热量多，温降大。常用型号：美国KIMRAY E1HPPR-1/2EP-30 DN50、2. 二级减压器将经二级换热后的天然气（1.21.6MPa）减压至0.10.4 MPa左右的调压器。特点是压降较小，流量大。常用型号：3. 调节阀式减压器该种减压器一般也用在一级减压。具有流量大，调节压力范围宽等特点；但也有长时间密封性差的缺点。一般用于大流量不间断供气。4. 换热器向天然气提供热量的装置。根据能量守恒原理，高压（20MPa）天然气减压至0.10.4 MPa所需要的热量很大，如果不向其提供热量，气体的温度会下降很多，首先是对设备的结构、材料等要求过高，其次，若天然气干燥不彻底，在减压器的阀口处结霜，最后造成冰堵，使设备不能正常运转。所以，高压天然气在减压之前需要进行换热。换热器有电加热和水循环加热两种，本节中的流程图为水循环加热。换热器根据结构不同可分为列管式和盘管式。5. 流量计对系统输出的天然气进行计量的部件。常用的有涡轮式流量计和罗茨式流量计。6. 加臭机向系统输出的天然气进行加臭的部件。因为天然气常态是一种无色、无味的气体，如有泄露人们不易察觉；同时它又是一种可燃气体，为保证安全，向气体内加入臭剂，使得燃气稍有泄露便能及时发现。所用臭剂是四氢赛吩，是一种无色透明的油状液体，不溶于水，易燃，具有恶臭味，比重0.9987。加臭量：天然气的加入量是每立方米15-20mg。7. 切断及放散阀系统的安全保证部件。在减压系统的进口设置紧急切断阀，当一级、二级减压器后压力过高或有燃气泄漏，紧急切断阀