城市燃气输配系统的构成

燃气输配主讲人：刘坤燃气输配燃气储配想一想燃气输送燃气输配城市燃气输配城镇燃气输配城乡燃气输配想一想人工燃气输配天然气输配液化石油气输配液化天然气输配压缩天然气输配一、燃气输配的分类二、燃气输配系统的内容长距离输配系统城市输配系统工业企业输配系统三、城市燃气输配的形式管道输送钢瓶输送槽车输送槽船输送四、长距离燃气输配系统的构成•长距离输气系统主要由集输管网、气体净化设备、起点站、输气干线、输气支线、中间调压计量站、压气站、燃气分配站、管理维修站、通讯和遥控设备、阴极保护站（或其它电保护装置）等构成。35784220～30km6图长距离输气系统11110910119天然气长距离输气系统1—井场装置；2—集气装置；3—矿场压气站；4—天然气处理场；5—起点站（或起点压气站）；6—管线上阀门；7—中间压气站；8—终点压气站；9—储气设备；10—燃气分配站；11—城镇或工业基地矿场压气站是将低压天然气增压至规定的压力；天然气处理厂将天然气进行净化处理（H2S、H20、CO2和凝析油）；输气干线起点站要保持输气压力平稳，对输送来的天然气进行除尘、调压和计量，然后送入长距离输气管线；在输气干线上，通常每隔一定距离设置一个中间压气站，以提高燃气压力，进行远距离输气；燃气分配站设置在燃气干管及其支管的终端，亦称为城市门站或终点调压计量站，是城镇、工业区分配管网的气源站，它接收长输管线输送来的燃气，经过除尘，将燃气压力调至城市高压环网或用户所需的压力，计量和加臭后送入城镇或工业区的管网。五、城市燃气输配系统的构成城市燃气输配系统管理设施分配站（门站）储气站调压计量设施输配管网监控系统六、城市燃气输配系统各部分的作用1、门站：天然气长距离输气系统的分配站，也是城市接收站，主要是接收外来天然气，经检测、过滤、调压、计量、加臭分配到各类燃气用户。武汉市天然气公司门站气体检测装置燃气过滤装置监视调压装置燃气计量装置一、按测量原理分类11⒈力学原理：利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。⒉电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。⒊声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式．声学式(冲击波式)等。⒋热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。⒌光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。⒍原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表．⒎其它原理：有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。二、目前燃气公司常用的流量计⒈容积式流量计容积式流量计相当于一个标准容积的容器，它接连不断地对流动介质进行度量。精度比较高，但是计量受度量次数及压力的影响，一般只能用于小流量低压力的计量。常见的有往复式（膜式）、回转式（罗茨式、椭圆齿轮式）、湿式。膜式燃气表（机械表）智能预付费、远传燃气表•检定周期•对于最大流量qmax≤10m3/h的燃气表只作首次强制检定。•以天然气为介质的燃气表使用期限一般不超过10年。•以人工燃气、液化石油气等为介质的燃气表使用期限一般不超过6年。•对于最大流量qmax＞10m3/h的燃气表的检定周期一般不超过3年。罗茨式流量计（腰轮表）椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计湿式流量计图1湿式流量计结构简图1—温度计；2—压差计；3—水平仪；4—排气管；5—转鼓；6—壳体；7—水位仪；8—可调支脚；9—进气管•湿式气体流量计的标定•由圆鼓形壳体、转鼓及传动记数机构所组成。转鼓是由圆筒及四个弯曲形状的叶片所构成。四个叶片构成四个体积相等的小室。转鼓的下半部浸没在水中。气体从背部中间的进气管9处依次进入一室，并相继由顶部排出时，迫使转鼓转动。由转动的次数，通过记数机构，在表盘上计数器和指针显示体积。⒉速度式流量计（叶轮式流量计）叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中，受流体流动的冲击而旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。当被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转时，涡轮的旋转速度随流量的变化而变化，涡轮将流量转换为涡轮的转数，磁电系统又把此转数转换为电脉冲，经前置放大后进入流量计算机。进行计数和显示。常见的有平叶轮表和螺旋叶轮表（涡轮表）。叶轮表涡轮表涡轮流量计的结构及原理维护：•定期拆洗，并检查各部件；•注意轴和轴承磨损情况，并及时更换磨损了的轴和轴承；•注意每运行一年，应进行全面检查、检定仪表系数。•传感器拆下不用时，应在清洗后两端加保护套，妥善保存。⒊超声波流量计将流体流动时与静止时，超声波在流体中传播情况进行比较，由于流速不同会使超声波的传播速度发生变化。根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波流量计⒋差压式流量计（孔板流量计）充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在其上、下游两侧产生静压力差。在已知有关参数的条件下，根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。1-节流元件2-引压管路3-三阀组4-差压计孔板流量计1）标准孔板2）标准喷嘴3）文丘里喷嘴气体流量标准装置（1）钟罩式气体流量标准装置原理：钟罩式气体流量标准装置是一个具有恒压气源并可以给出气体而求得流量的标准装置。主要由容纳气体的钟罩和密封钟罩的水槽组成，并配备有供气的鼓风机和检定流量计所需要的管线和仪表。钟罩本身的质量与平衡锤等的质量之差为常数，这个常数形成了钟罩内气体的压力（又称余压），并用平衡锤来调节钟罩内的压力。为克服浮力的影响，使钟罩内的压力不随钟罩浸入水中的深度不同而有变化，保证检定过程中压力的恒定，设置了补偿机构，当钟罩下降时，浮力增加，但同时也使补偿机构对柔绳的作用力减小，从而得到补偿。特点：钟罩式气体流量标准装置只能用于低压力和低压损的气体流量计的检定。负压检定系统:负压检定系统的气源位于装置的排出端，动力机械为真空泵。正压检定系统:气源位于装置的进气端，动力机械为空气压缩机。两种系统的工作原理相同。气体流量标准装置(2)临界流喷嘴法气体流量标准装置实质：以喷嘴作为标准表的一种标准表法的流量标准装置（ISO9300）气体流量标准装置(2)临界流喷嘴法气体流量标准装置测量原理：首先在关闭各喷嘴控制阀的条件下，启动真空泵，将真空罐内的空气抽出，当压力下降到几百帕时，停止真空泵。然后打开所选喷嘴的控制阀，被检流量计运转，在真空罐和滞止腔（即喷嘴前后）的压力比不超过临界压力比的条件下，读取并记录被检流量计和滞止腔内的温度和压力等有关数据。高压罐高压罐空气压缩机P稳压阀稳压阀被检表被检表PPP电磁阀电磁阀滞止容器35467891011DN50DN100TTPT12正压法临界流音速喷嘴气体流量标准装置(2)临界流喷嘴法气体流量标准装置特点：•对于中、高压和大流量气体流量计的检定，临界流喷嘴装置具有明显的优势；•结构简单、性能稳定、体积小、准确度高和使用方便；•准确度：0.2%~0.5％；•临界压力比为0.528；最大0.9。加臭装置清管装置安全放散装置安全切断阀城市门站的工艺流程图上游燃气清管装置检测装置安全放散装置过滤装置监视调压装置计量装置加臭装置2、储气站：主要是对城市富余天然气进行储存，以供调峰使用。宝鸡中燃储气站重庆燃气储气站1、根据燃气的性质分类（一）燃气储存分类⑴气态储存⑵液态储存2、根据燃气储存的压力分类⑴低压储存⑵高压储存3、根据储存的方式分类⑴地下储存⑵储气罐储存⑶管道储存⑷管束储存二、人工燃气储存1、低压湿式储气罐储存螺旋罐直立罐低压湿式罐的工作原理2、低压干式罐三、液化石油气储存球罐、卧罐四、天然气储存1、气态储存储气罐储存储气罐储气贮气罐的主要功能有以下三点：（1）随着用气量的变化，补充制气设备所不能及时供应的部分燃气量。（2）当停电、修理管道、制气或输配系统发生故障时，保证一定程度的供气。（3）可用以混合不同组分的燃气，使燃气的性质（成分、发热值）均匀。地下库储气燃气的地下储存通常有下列几种方式：利用枯竭的油气田储气；利用含水多孔地层储气；利用盐矿层建筑贮气库储气；利用岩穴储气。其中利用枯竭的油气田储气最为经济，利用岩穴储气造价较高，其它两种在有适宜地质构造的地方可以采用。管束和管道储存高压燃气管束储气和长输干管末端储气是平衡小时不均匀用气有效的办法。高压管束储气是将一组或几组钢管埋在地下，对管内燃气加压，利用燃气的可压缩性及其高压下和理想气体的偏差（在16MPa、15.6℃条件，天然气比理想气体的体积小22%左右），进行储气。在陆地上和海运天然气船上都可用这种方法储存燃气。1、高压管束储气高压管道储气是在高压供气系统中，将低谷负荷时多余的燃气储存在高压供气管道内，高峰负荷时自高压管道内输出，将输出和储存结合在一起，是一种比较理想的储气方式。但是，它有局限性，只有具备高压输配供气的条件下才能实现。2、高压管道储气武汉压缩天然气储气站天然气的液态储存目前一般采用低温常压储存的方法，即将天然气冷冻到某些人沸点温度（—162℃）以下，在其饱和蒸汽压接近于常压的情况下进行储存。其储存方式有冻土地穴储存、预应力钢筋混凝土贮罐储存、金属贮罐储存等。采用低温液态储存，通常储存量都很大，否则经济上是不合算的。2、液态储存武汉液化天然气储气站五、其它储存方式1、天然气在溶剂中的储存2、天然气的固态储存3、调压计量设施：根据输配及各类用户的需要，将高压的天然气进行调压和计量。香港中华煤气北角调压站武汉三金潭高中压调压站4、输配管网：负责将门站的天然气通过各种压力级制的管道输送到各类终端用户。•燃气输管网分类•1.按输气压力分类2.按敷设方式分类（1）埋地管道（2）架空管道3.按用途分类（1）长距离输气管线（2）城镇燃气管道1）分配管道2）用户引入管3）室内燃气管道（3）工业企业燃气管道1）工厂引入管和厂区燃气管道2）车间燃气管道3）炉前燃气管道4.按管网形状分类（1）环状管网（2）枝状管网（3）环枝状管网5.按管网压力级制分类（1）单级系统（2）二级管网系统（3）三级管网系统（4）多级管网系统GB50028—城镇燃气设计规范GB50494—城镇燃气技术规范CJJ33—城镇燃气输配工程施工及验收规范CJJ94—城镇燃气室内工程与质量验收规范参考标准：GB50016—建筑设计防火规范CJJ63—聚乙烯燃气管道工程技术规程GB50251—输气管道工程设计规范一、城镇燃气管道的布线原则城镇燃气干管的布置，应根据用户用量及其分布，全面规划，并宜按逐步形成环状管网供气进行设计。(一)布线依据地下燃气管道宜沿城镇道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。在决定城镇中不同压力燃气管道的布线问题时，必须考虑到下列基本情况：1.管道中燃气的压力。2.街道及其他地下管道的密集程度与布置情况。3.道路现状和规划。4.街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况。5.所输送燃气的含湿量，必要的管道坡度，街道地形变化情况。6.与该管道相连接的用户数量及用气情况，该管道是主要管道还是次要管道。7.线路上所遇到的障碍物情况。8.土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度。9.该管道在施工、运行和万一发生故障时，对交通和人民生活的影响。(二)管网的平面布置原则压力不大于1．6MPa的室外燃气管道中压和低压燃气管道宜采用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢管或钢骨架聚乙烯塑料复合管，并应符合相关要求.次高压燃气管道应采用钢管。地下燃气管道不得从建筑物和大型构筑物(不包括架空的建筑物和大型构筑物)的下面穿越。地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平和垂直净距，不应小于表Ⅰ、Ⅱ的规定。Ⅰ地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距(m)项目地下燃气管道压力(MPa)低压O．01中压次高压B≤O．2A≤O．4BO．8A1.6建筑物基础0.71