燃气输配第11章

第11章：燃气的储存§11-1低压湿式罐§11-2低压干式罐§11-3高压储气罐§11-4燃气储配站§11-5长输管线及高压管道储气能力的计算§11-6液化石油气的降温储存§11-7天然气的液化及液态储存§11-1、低压湿式罐特点储气罐的容积是变化的。储气罐的压力是变化的；类型一.直立罐垂直升降二.螺旋罐螺旋升降，节省金属，抗风能力差三.低压湿式罐存在的主要问题1.防冻（北方地区），维护费用高；2.需要定期进行涂漆防腐；3.直立罐金属耗量大。§11-2低压干式罐干式罐组成：外筒、活塞、底板及顶板；特点：没有水槽，基础荷载小，有利于建大罐；密封难。类型：一.阿曼阿恩型干式罐侧板为正多边形，密封系统复杂。H/D=1.2-1.7，P可达5500Pa二.可隆型干式罐侧板为圆形，活塞上放置配重块，P可达5500Pa三.威金斯型干式罐侧板为圆形，活塞上放置配重块，P可达6000Pa§11-3高压储气罐一.储气罐的构造特点：定容罐，结构简单，可贮存气态、液态燃气。形状：圆筒形、球型球形储罐（LPG）球形储罐（LPG）球形储罐（NG）圆筒形常温压力储罐--LPG二.储气量的计算§11-4燃气储配站城市主气源和机动气源的生产调节,以及发展缓冲用户,可以平衡燃气使用的月不均匀性,并缓解燃气负荷的日不均匀性。而要平衡燃气负荷的日不均匀性和小时不均匀性,满足各类用户的用气需要,必须在城市燃气输配系统中设置燃气储配站。

燃气储配站主要有三个功能：一是储存必要的燃气量，以调峰；二是可使多种燃气进行混合，达到适合的热值等燃气质量指标；三是将燃气加压，以保证输配管网内适当的压力。储配站数量：供气规模小的城市：一个，与气源厂合建；供气规模较大、供气范围广的城市：两个或以上，在气源厂的另一侧建---对置储配站；供气半径减小、压力平衡、管网管径减小、供气可靠性得到保证。选址：符合防火规范要求；较好的交通、供电、供水和供热条件一.高压储配站二.低压储配站§11-5长输管线储气能力的计算

管线末端是在不稳定的工况下工作的，我们近似的用排气量等于用气量的那一瞬间的稳定工况代替燃气流动不稳定的工况进行计算。管道相当于一个定容罐。

管道的储气能力=a点时管内的燃气量

--b点时管内的燃气量；（11-25）

（11-26）

（11-27）储存于dx内燃气量：

（11-28）将式（11-28）、（11-26）代入（11-25）得由P1到P2进行积分，得（11-30）以

代入

（11-30）,得式中：Q0是管道中的燃气量（Nm3）（11-31）

是管道中的平均绝对压力。可表示为：如果取则式（11-31）可写成所以管道储气量：

（11-33）（11-34）式中：

——管道中燃气量最大时的平均绝对压力（MPa）；

——管道中燃气量最小时的平均绝对压力（MPa）；

V——管道的容积。例题11-1

罐内压力：

压力储存：温度=48oC，成份：丙烷；压力=1.6MPa降温储存，常是常压储存；也可采用压力储存。目的：节省钢材和资金§11-6液化石油气的降温储存一．直接冷却式流程罐内气相

压缩

冷凝

储存泵液相罐内顶部节流喷淋

二．间接气相冷却式流程制冷循环罐内气相冷凝储存液相罐内顶部节流喷淋三．间接液相冷却式流程制冷循环泵

罐内液相冷凝喷淋（顶部）§11-7天然气的液化及液态储存天然气液化厂和接受液化天然气的接收站需要天然气的液化工艺和装置。在没有条件建地下储气库进行季节调峰的地区，可建LNG储存站。0、概述0.1LNG工业链天然气的主要组分是甲烷，其临界温度为190.58K（书上191.05,4.64MPa)，故在常温下，无法仅靠加压将其液化。需要采用天然气液化工艺，将天然气最终在温度为112K（-161.49℃)，压力为0.1MPa左右的条件下液化成为LNG。其密度为标准状态下甲烷的600多倍，十分有利于输送和储存。天然气液化工作始于20世纪初，但直到20世纪40年代才建成世界上第一座工业规模的天然气液化装置。1964年，世界上第一座基本负荷型LNG工厂在阿尔及利亚建成投产。同年，第一艘载着1.2万tLNG的船驶向英国，标志着世界LNG贸易的开始。自从1980年以来，LNG出口量几乎以每年8%的速度增长。2000年，全球LNG贸易量为1.055亿t，比上一年增长11.2%。目前，LNG占全球天然气市场的5.6％及天然气出口总量的25.7％。各国均将LNG作为一种低排放的清洁燃料加以推广。亚洲LNG进口量已占全球进口总量的70%以上，亚洲的能源市场，特别是中国和印度，已成为各国竞争的焦点。LNG从生产到供给终端用户是一个完整的系统，形成LNG工业链，包括天然气预处理、液化、储存、运输、接收站、再气化装置等。LNG工厂主要可分为基本负荷型、调峰型两类。基本负荷型LNG工厂一直在扩大规模。20世纪60年代单线液化能力为0.5～1.1Mt/a，90年代为2.6～3.4Mt/a。目前，全球基本负荷型工厂有19座，共有67条生产线。调峰型LNG工厂液化能力约为0.1Mt/a。这类工厂多建于20世纪70～80年代，主要位于欧洲、北美。美国有62座，英国5座，加拿大3座，德国2座，澳大利亚、阿尔及利亚、中国、比利时、荷兰各1座。二级门站多达175座，分布在11个国家，其中西班牙68座，美国45座，日本39座。0.2、中国LNG工业1、LNG工厂在20世纪90年代初，中国科学院等单位先后为四川和吉林石化企业建设了二座液化天然气装置，生产LNG能力分别为0.3m3/h和0.5m3/h。到20世纪90年代中期长庆石油勘探局建立一座示范性液化天然气工厂，目的是开发利用陕北气田的边远单井，作为代用燃料，日处理量为3万m3/d。20世纪90年代末，东海天然气早期开发利用，在上海建成一座日处理为10万m3/d的液化天然气事故调峰站。以确保下游天然气输配系统能安全可靠地供气。该装置由法国燃气公司提供工艺设计、设备供应和技术服务。装置容量是为满足上游最大停产期10天的下游供气量，每天为120万m3的天然气。该站设有一座2万m3LNG储存能力的储槽。液化工艺采用混合制冷剂液化流程。工厂已于2000年2月投产，2001年达到设计供气量。2001年，中原石油勘探局为了将天然气资源用于城市燃气和汽车代用燃料，建造了国内第一座生产型的液化天然气装置。每天处理量为15万m3/d天然气。液化装置采用丙烷和乙烯为制冷剂的复叠式制冷循环。有二座600m3的液化天然气储槽。用液化天然气槽车输送LNG，满足城市燃气和工业用燃气的需要。2002年新疆广汇实业投资(集团)有限责任公司开始建设一座日处理天然气量为150万m3/d的液化天然气工厂，储槽设计容量为3万m3。2、LNG接收终端为了满足日益增长的能源需求，中国也从国外进口天然气。为此，21世纪初在广东深圳市大鹏湾启动建造中国第一个液化天然气接收终端，从澳大利亚进口300万t/aLNG，规划70%以上的天然气用于工业和发电，其余作为民用。此外，我国在福建湄洲湾兴建第二个液化天然气终端，气源将来自印度尼西亚，年进口量250万吨。同时拟建于长江三角洲的第三个终端也已处于前期计划中。中国近年来，对LNG产业的发展越来越重视，我国正在规划和实施的沿海LNG项目有：广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、辽宁，这些项目将最终构成一个沿海LNG接收站与输送管网。除广东、福建已经进入正式实施阶段外，其余项目多处在前期准备阶段。在内陆，我国建成的LNG卫星站已超过40个、调峰站1座、LNG工厂2座。正在建设中的LNG工厂有4座，规划中的LNG接收站全部建成后总储存中转能力可达1800万吨／年。我国的LNG产业正处在蓬勃发展的阶段。从目前规划看，中国石油一期（2010年）LNG能力约1250万吨；中国石化一期能力600万至900万吨；中国海洋石油一期能力约1200万吨。换算下来，仅一期能力，中国石油相当于引进约167亿立方米天然气。LNG接收终端工艺流程3、LNG运输中国的气体设备制造商已研制开发了液化天然气运输槽车，并已先后投入运行使用。已开始计划建造液化天然气运输船。4、LNG应用在山东、江苏、河南、福建、浙江和广东等省的一些城镇建立了液化天然气气化站，向居民或工业提供燃气。另外，为了降低燃油汽车尾气排放带来的城市大气污染，积极推动液化天然气汽车的研究开发工作，北京、上海等都已进入初步发展阶段。液化天然气冷量利用技术，因其对节省能源具有重要意义，还能产生可观的经济和社会效益，受到相关产业的重视，开始了前期研究工作。一．天然气的液化天然气的液化是深度冷冻（一）阶式循环（串联循环）制冷工质临界温度K沸点℃丙烷369.82-42.05乙烯282.36-88.60甲烷(氮)190.58(125.97)-161.49(-195.78)一段冷冻：用丙烷，-40℃，同时冷却乙烯、甲烷二段冷冻：用乙烯，-100℃，同时冷却甲烷三段冷冻：用甲烷，-163℃，天然气液化（二）混合式制冷（三）膨胀法制冷浸没式燃烧加热型汽化器对于基本负荷型：20世纪60年代最早建设的天然气液化装置，采用当时技术成熟的阶式液化流程。到20世纪70年代又转而采用流程大为简化的混合制冷剂液化流程。20世纪80年代后新建与扩建的基本负荷型天然气液化装置，则几