燃气工程-第5章_燃气设施.ppt

1、第五章 燃气设施,第一节 燃气储罐 第二节 燃气的压力调节与计量 第三节 燃气的压送 第四节 燃气门站和储配站,第一节 燃气储罐,一、低压储罐 二、高压储罐 三、燃气储罐的置换,第一节 燃气储罐,按照工作压力可分为 (1)低压储罐 (2)高压储罐,一、低压储罐,储罐的工作压力一般在5kPa以下，储气压力基本稳定，储气量的变化使储罐容积相应变化。 (一)湿式储罐 (二)干式储罐,(一)湿式储罐,螺旋导轨式储罐，简称螺旋罐。其罐体靠导轨(安装在内节钟罩上)与导轮(安装在外节钟罩上的水槽平台上)相对滑动而螺旋升降。,(二)干式储罐,干式储罐主要由外壳、沿上壳壁上下运功的活塞、底板及顶板组成。 燃气储

2、存在活塞以下部分，随活塞上下移动而增减其储气量。它不像湿式罐那样设有水封槽，故可大大减少罐的基础荷载。,(二)干式储罐,干式储罐的最大问题是密封，也就是如何防止固定的外壳与上下活动的活塞之间发生漏气。 根据密封方法不同，目前使用较多的三种型式:曼型储罐、可隆型储罐和威金斯型储罐。,(二)干式储罐,曼型储罐由钢制正多边形外壳、活塞、密封机构、底板、罐顶(包括通风换气装置)、密封油循环系统、进出口燃气管道、安全放散管、外部电梯、内部吊笼等组成。,(三)湿式储罐与干式储罐比较,从上表中可以看出低压干式罐与低压湿式罐相比有很多优点，所以干式罐是低压储气的发展方向。 目前国内应用较多的低压干式罐是曼型干

3、式储罐。,二、高压储罐,高压储罐有固定的容积，依靠改变其中的压力储存燃气。 按其形状可分圆筒形、球形。,(一)圆筒形储罐,(二)球形储罐,(三)高压储罐储气量计算,储罐的利用系数,通常储罐的工作压力已定，欲使容积利用系数提高，只有降低储罐的剩余压力，而后者又受到管网中燃气压力的限制。 为了使储罐的利用系数提高，可以在高压储罐站内安装引射器。,三、燃气储罐的置换,当储罐竣工验收合格后，在投入运行前或在储罐停运待修时，均需对罐内的气体进行置换。 置换的目的在于排除在储罐内形成爆炸混合物的可能性。,三、燃气储罐的置换,储罐的置换原理：用一种性质上截然不同的气体，替换或稀释容器中的空气或燃气，最终将容

4、器内气体的性质完全改变过来。 燃气储罐的置换介质可用惰性气体、水蒸气、烟气、水等。 取样化验是置换过程中必不可少的重要环节。,第二节 燃气的压力调节与计量,一、调压器工作原理及构造 二、调压器的种类 三、调压器的选择 四、燃气调压站,一、调压器工作原理及构造,调压器是燃气输配系统的重要设备 作用：将较高的入口压力调至较低的出口压并随着燃气需用量的变化自动地保持其出口压力的稳定。,一、调压器工作原理及构造,调压器一般均由感应装置和调节机构组成。 感应装置的主要部分是敏感元件(薄膜、导压管等)，调节机构是各种形式的节流阀。,调压器工作原理,进口压力,出口压力,薄膜有效表面积,二、调压器的种类,通常

5、调压器分为直接作用式和间接作用式两种。 (一)直接作用式调压器 (二)间接作用式调压器,(一)直接作用式调压器,直接作用式调压器只依靠敏感元件(薄膜)所感受的出口压力的变化移动阀门进行调节，不需要消耗外部能源，敏感元件就是传动装置的受力元件。 常用的直接作用式调压器有：液化石油气调压器、用户调压器及各类低压调压器。,RTZ-SN系列直接作用式调压器,直燃式调压器,液化石油气调压器,用户调压器,飞西尔调压器,(二)间接作用式调压器,间接作用式调压器的敏感元件和传动装置的受力元件是分开的。 当敏感元件感受到出口压力的变化后，使操纵机构(如指挥器)动作，接通外部能源或被调介质(压缩空气或燃气)，使调

6、压阀门动作。,RTJ-N系列间接作用式调压器,直立式燃气调压器,低压燃气调压器,中压进户表前燃气调压器,居民小区、工商业户供气所用调压箱里的调压器,三、调压器的选择,(一)选择调压器应考虑的因素 (二)选择方法,(一)选择调压器应考虑的因素,(1)流量 (2)燃气种类 (3)调压器进出口压力 (4)调节精度 (5)阀座形式 (6)连接方式,(1)流量,所选择调压器的尺寸既要满足最大进口压力时通过最小流量，又要满足最小进口压力时通过最大流量。 实际上，为了保证调节阀出口压力的稳定，调节阀不应在小于最大流量10的情况下工作，一般在最大流量的20-80之间使用为宜。,(2)燃气种类,由于燃气中的杂质

7、有一定的腐蚀作用，故选用调压器的阀体宜为灰铸铁等耐腐蚀材料，阀座宜为不锈钢，薄膜、阀垫及其他橡胶部件宜采用耐腐蚀的腈基橡胶，并用合成纤维加强。,(3)调压器进出口压力,进口压力影响所选调压器的类型和尺寸。 调压装置必须承受压力的作用，并使高速燃气引起的磨损达到最小。要求的出口压力值决定了调节器薄膜的尺寸，薄膜越大对压力变化的反应愈灵敏。 当进出口压力降太大时，可以采用串联两个调压器的方式进行调压。,(4)调节精度,在选择调压器时，应采用满足所需调节精度的调压装置。调节精度是以出口压力的稳压精度来衡量的，即调压器出口压力偏离额定值的偏差与额定出口压力的比值。 稳压精度值一般为15-115。,(5

8、)阀座形式,在压差作用下，调节阀需经常启闭。 当需完全切断燃气流时，应选用柔性阀座为宜。而在高压气流作用下，选用硬性阀座可以减少高速气流引起的磨损，但噪音较大。,(6)连接方式,调压器与管道连接可以用标准螺纹或法兰连接。,直立式调压器安装图,(二)选择方法,在实际应用中，常按产品样本来选择调压器。 产品样本中给出的调压器通过能力是按某种气体(如空气)在一定进出口压力降和气体密度下实验得出的，在使用时要根据调压器给定的参数进行换算。,(二)选择方法,(二)选择方法,为保证调压器在最佳工况下工作，调压器的计算流量，应按该调压器所承担的管网计算流量的1.2倍确定。 调压器的压降，应根据调压器前燃气管

9、道的最低压力与调压器后燃气管道需要的压力差值确定。,RTJ-FK系列燃气调压器流量特性(Nm3/h),四、燃气调压站,调压站适用于规模较大、进口压力较高(P0.4MPa)且需要遥控调度的调压装置。 (一)调压站的选址 (二)调压站的组成及工艺流程 (三)调压站的运行管理 (四)燃气调压站的置换通气,(一)调压站的选址,调压站应力求布置在燃气负荷中心，或接近大型用户与大量用气区域，以减少输配管网的长度，并尽可能避开城市繁华地段及主要道路、密集的居民楼、重要建筑物及公共活动场所。,(二)调压站的组成及工艺流程,(1)调压站的组成 调压站通常由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管以及测量仪表等组成

10、。 有的调压站除了调压之外，还要对燃气进行计量，称为调压计量站。,雷诺式燃气调压器,撬装式CNG压缩天然气减压站,1)阀门,调压站进口及出口处必须设置阀门，为的是检修调压器、过滤器或停用调压器时切断气源。 此外高压调压器在距调压站10m以外的进出口管道上亦应设置阀门、此阀门处于常开状态。当调压站发生事故时，不必接近调压站即可关闭阀门，防止事故蔓延。,2)过滤器,在调压器入口处安装过滤器，以消除燃气中夹带的悬浮物，保证调压装置正常运转。 常用马鬃或玻璃丝作为过滤器的填料。 在过滤器前后应设置压差计，在正常工作情况下，燃气通过过滤器的压降不得超过10kPa，压降过大时应拆下清洗。,燃气过滤器,3)

11、安全装置,当调压器中薄膜破裂或调节系统失灵时，出口压力会突然增高,危及用户及公共设施安全，因此调压站必须设置安全装置。 调压站安全装置有安全阀及安全水封等。,3)安全装置,安全阀有弹簧式与重块式，当压力上升超过弹簧或重块作用力时，阀门即被打开，燃气通过放散管排入大气中。 放散管应高出调压站屋顶1.5m，并注意周围建筑物的高度、距离及风向，应采取适当的措施防燃气放散时发生危险。,3)安全装置,安全水封构造简单，当超压时，燃气冲破水封放散到大气中。 采用安全水封必须随时注意液位的变化，在寒冷季节应防水封冰冻。,弹簧封闭全启式安全阀,燃气安全切断阀,燃气超压放散阀,低压超压切断阀,安全切断阀,4)旁

12、通管,凡不能间断供气的调压站，应设旁通管。 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,调压站的测量仪表主要是压力表。 通常在调压器入口处安装指示型压力表，调压器出口处安装自动记录式压力表，以便监视调压器的工作状况。,RTX2+0系列型燃气调压箱,(二)调压站的组成及工艺流程,(2)调压站的工艺流程 此系统正常运行时，入口燃气经进口阀以及过滤器进入调压器，调压后的燃气经流量计及出口阀送到管网。 当维修时燃气可由旁通管通过。,(二)调压站的组成及工艺流程,因为进站前及出站后燃气管线采用埋地敷设并通常采用电保护防腐措施，所以进出站管线应设置绝缘法。,(三)调压站的运行管理,制度

13、化 经常性,(四)燃气调压站的置换通气,置换的要求和方法见书上(1)(7)。,五、燃气调压箱,当燃气直接由中压管网(次高压)经用户调压器降至燃具正常工作所需的额定压力时，常将用户调压器装在金属箱中挂在墙上，故亦作燃气调压箱。,切断式燃气调压器（箱）,平衡式燃气调压器（箱）,KG系列区域调压柜,六、燃气的计量,燃气计量主要是流量测量。其单位以体积表示称“体积计量”，以质量表示称“质量计量”。此外，还有与燃气性质相关的“热值计量”。 常用的燃气计量仪表有容积式流量计、速度式流量计、压差式流量计以及涡街式流量计等。,lC卡智能家用燃气表,容积式流量计,容积式流量计是依据流过流量计的液体或气体的体积来

14、测定流量的。 居民用户中常用膜式计量表。,美国EQ系列流量计,275型415型,皮膜式流量计,JLQ系列罗茨气体流量计,ZD-R系列气体罗茨流量计,罗茨流量计工作原理图,气体腰轮流量计,速度式流量计,按叶轮的形式可分为平叶轮式和螺旋叶轮式两种。 平叶轮式的叶轮有径向的平直叶片、叶轮轴与气流方向垂直； 而螺旋叶轮式的叶片是按螺旋形弯曲的，叶轮轴与介质流动的方向平行。 通常前者称为叶轮表，后者称为涡轮表。,LWQD系列气体涡轮流量计,LWQZ系列气体智能涡轮流量计,压差式流量计,差压流量计又称为节流流量计，其作用原理是基于流体通过突然缩小的管道断面时，使流体的动能发生变化而产生一定的压力降，压力降

15、的变化和流速有关，此压力降可借助于压差计测出。,HZKL-M系列一体化孔板质量流量计,CANALTA-DC型高级孔板流量计,涡街式流量计,在一个二度流体场中，当流体统流于一个断面为非流线型的物体时，在此物体的两侧就将交替的产生旋涡，旋涡体长大至一定程度就被流体推动，离开物体向下游运动，这样就在尾流中产生两列错排的随流体运动的旋涡阵列，成为涡街。,涡街式流量计,实验和理论分析表明，只有当涡街中的旋涡是错排时，涡街才是稳定的。,XKWJ-ZII型智能文丘利涡街流量计,LUGBZX型型智能涡街流量计,KT型涡街流量计,第三节 燃气的压送,一、燃气压缩机 二、压缩机的选型 三、压缩机台数的确定 四、压

16、缩机室布置 五、压缩机室的工艺流程,一、燃气压缩机,压缩机的种类很多，按其工作原理可分为两大类：容积型压缩机和速度型压缩机。 在城镇燃气输配系统中，常见的容积型压缩机主要有活塞式、滑片式、罗茨式、螺杆式等，速度型压缩机主要有离心式压缩机。,液化气压缩机,(一)活塞式压缩机,工作原理 在活塞式压缩机中，气体是依靠在气缸内做往复运动的活塞进行加压的。,(一)活塞式压缩机,特点 优点：效率高，对压力的适应范围较大； 缺点：输气量小且不连续，气体可能会被缸内的润滑油污染。,(二)离心式压缩机,工作原理 当原动机传动轴带动叶轮旋转时，气体被吸入并以很高的速度被离心力甩出叶轮而进入扩压器中。在扩压器中由于

17、通道变宽，气体部分动能转变为压力能，速度随之降低而压力提高。这一过程相当于完成一级压缩；当气流接着通过弯道和回流器经第二道叶轮的离心力作用后，其压力进一步提高，又完成第二级压缩。这样，依次逐级压缩，一直达到额定压力。,(二)离心式压缩机特点,优点：排气量大、连续而平稳；机器外形小，占地少；设备轻，易损件少，维修费用低；机壳内不需要润滑；排出气体不被污染；转速高，可直接和电动机或汽轮机连接，故传动效率高；排气侧完全关闭时，升压有限，可不设安全阀。,(二)离心式压缩机特点,缺点：高速旋转的叶轮表面与气体磨损较大，气体流经扩压器、弯道和回流器时回转多，局部阻力较大，因此效率比活塞式压缩机低，对压力的

18、适应范围较窄，有喘振现象。,(二)离心式压缩机喘振现象,喘振又叫飞动，是离心式压缩机的一种特殊现象。 任何离心式压缩机按其结构尺寸，在某一固定的转数下，都有一个最高的工作压力，在此压力下有一个相应的最低流量。当离心式压缩机出口的压力高于此数值时，就会产生端振。 原因：流量过小、出口压力过大,避免喘振的发生,为了避免喘振的发生，必须使压缩机的工作点离开喘振点，使系统的操作压力低于喘振点的压力。 当生产上实际需要的气体流量低于喘振点的流量时，可以采用循环的力法，使压缩机出口的一部分气体经冷却后，返回压缩机入口，这条循环线称为反飞动线。 因此，在选用离心式压缩机时，负荷选得过于富裕是无益的。,STC-SH系列单轴水平剖分式离心压缩机,STC-SH系列单轴水平剖分式离心压缩机,寿力螺杆式空气压缩机,DW-1/4-22型无油润滑油田气压缩机,二、压缩机的选型,在燃气输配系统中，最常用的压缩机是活塞式压缩机及回转式罗茨压缩机