城市天然氣儲(chǔ)輸配系統(tǒng)課件

城市天然氣儲(chǔ)輸配系統(tǒng)過(guò)濾·脫水·調(diào)壓器·流量計(jì)·加氣站

天然氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的應(yīng)用與選型天然氣運(yùn)輸過(guò)程—管道/CNG鋼瓶車(chē)/LNG槽車(chē)天然氣調(diào)壓儲(chǔ)配站城鎮(zhèn)中壓管網(wǎng)系統(tǒng)區(qū)域調(diào)壓站/樓棟調(diào)壓箱單戶(hù)計(jì)量和用戶(hù)燃?xì)馄骶咭弧⒊擎?zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)輸配系統(tǒng)組成城鎮(zhèn)中壓管網(wǎng)系統(tǒng)流程圖冷能利用事業(yè)冷能發(fā)電海水氣化器（浸沒(méi)燃燒式）氣化器（開(kāi)架式）加臭城市燃?xì)鈿饣瘹鈮嚎s機(jī)液化天然氣工藝CLASS1500/25MpaCLASS600/10MpaCLASS300/5Mpa區(qū)域調(diào)壓1.6-0.4Mpa樓棟調(diào)壓0.4MPa–2～8kPa不同壓力級(jí)制的調(diào)壓器調(diào)壓器是由閥體、伺服機(jī)構(gòu)、指揮器三大部分組成。伺服機(jī)構(gòu)的膜片與閥桿、閥芯相連接，形成調(diào)壓器主控執(zhí)行機(jī)構(gòu)；閥芯的開(kāi)度由膜片上所承受的指揮器出口壓力、調(diào)壓器出口壓力、作用在閥芯上的彈簧力、運(yùn)動(dòng)部件的重量的平衡所決定的。調(diào)壓器進(jìn)口壓力的大小對(duì)閥芯在閥體內(nèi)的相對(duì)位置沒(méi)有影響，即運(yùn)動(dòng)部件處于同一壓力條件下。驅(qū)動(dòng)壓力取自于閥芯上游的閥體上的高壓氣體，經(jīng)過(guò)預(yù)調(diào)器減壓產(chǎn)生指揮器出口壓力，提供給伺服機(jī)構(gòu)的膜片向上作用力。工作原理

調(diào)壓器安裝示意圖管道上留有足夠的空間能安裝調(diào)壓器，并有足夠的操作維護(hù)空間；調(diào)壓器上下游的管道處于同一平面，并能支撐其重量，否則須安裝管道支撐；與調(diào)壓器相連的法蘭必須相互平行；安裝前必須檢查調(diào)壓器，確保內(nèi)部清潔以及沒(méi)有損害；清掃調(diào)壓器上游管路，保證其中沒(méi)有任何雜質(zhì)；確保調(diào)壓器閥體流動(dòng)指示方向與實(shí)際氣流方向一致；安裝說(shuō)明：要達(dá)到理想的調(diào)壓精度，必須保證調(diào)壓器出口法蘭面到反饋管接頭的直線(xiàn)距離不小于4倍管徑，不大于12倍管徑；反饋管接頭到下游截?cái)嚅y的進(jìn)口法蘭的直線(xiàn)距離不小于2倍管徑；試運(yùn)前必須確保承壓腔內(nèi)沒(méi)有壓力，防止燃?xì)馀c空氣混合形成可爆燃的混合氣；緩慢開(kāi)啟調(diào)壓器上游閥并控制閥門(mén)開(kāi)度，讓少量燃?xì)饬魅牍苈?；試運(yùn)說(shuō)明：概念數(shù)據(jù)

1、鍋爐耗氣每噸70-80Nm3/h;

2、居民耗氣灶具1.0Nm3/h，熱水器1.2Nm3/h；

3、采暖耗氣每平方米0.014Nm3/h;

4、天然氣的熱值9600大卡；

5、居民灶前氣壓2000±200Pa；

6、鍋爐進(jìn)口氣壓5-8kPa;調(diào)壓柜或調(diào)壓箱的選型二、天然氣凈化工藝

在天然氣儲(chǔ)存、輸送過(guò)程中，水的存在形式有兩種：一種是游離水，即液態(tài)水；另一種是水汽，即氣態(tài)水。天然氣中水份的存在會(huì)導(dǎo)致形成固體水化物或節(jié)流減壓時(shí)出現(xiàn)冰堵等現(xiàn)象。對(duì)于游離水的脫出方法可采用分離器或過(guò)濾器等；對(duì)于水汽的脫出方法有：

1、溶劑吸收法脫水：甘醇脫水、氯化鈣溶液脫水。

2、固體吸附法脫水：活性鋁土礦、活性氧化鋁、硅膠、分子篩、復(fù)式固體。

3、直接冷卻法。4、

化學(xué)反應(yīng)法?？捎糜谔烊粴夤I(yè)的脫水方法有多種，不能簡(jiǎn)單地判定哪一種方法最佳。

一般要根據(jù)工藝過(guò)程和用戶(hù)要求，選出最佳的天然氣脫水工藝。就CNG儲(chǔ)運(yùn)工藝而言，較佳的脫水方法為低壓端游離水過(guò)濾，及低壓端分子篩吸附工藝。濕天然氣1號(hào)塔（頂→底）干天然氣脫水流線(xiàn)分離器2號(hào)塔（頂←底）再生氣加熱器（電或蒸汽）再生流線(xiàn)濕天然氣2號(hào)塔（頂→底）干天然氣脫水流線(xiàn)分離器1號(hào)塔（頂←底）再生氣加熱器（電或蒸汽）再生流線(xiàn)典型分子篩吸附法雙塔流程圖

吸附劑脫水操作周期

吸附法凈化天然氣裝置的操作周期可分為長(zhǎng)周期和短周期兩類(lèi)，一般采用長(zhǎng)周期操作，在達(dá)到轉(zhuǎn)效點(diǎn)時(shí)進(jìn)行吸附塔的切換，周期一般為8小時(shí)、也采用12小時(shí)或24小時(shí)。在一般的天然氣吸附裝置中，吸附塔的切換是根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定的時(shí)間周期由程序控制器自動(dòng)進(jìn)行；如果沒(méi)有安裝程序控制器，只能手動(dòng)切換；如果在干氣端安裝露點(diǎn)測(cè)定儀，可根據(jù)規(guī)定露點(diǎn)值控制吸附塔的切換操作。

吸附塔轉(zhuǎn)效點(diǎn)計(jì)算

hshzhThb飽和吸附段吸附傳質(zhì)段未吸附段入口出口其中:X吸附劑的有效濕容量，公斤水/百公斤吸附劑；Xs吸附劑的動(dòng)態(tài)飽和濕容量，公斤水/百公斤吸附劑q吸附劑床水負(fù)荷，公斤/米2；Vg氣體流速，米/分；φ濕天然氣的相對(duì)濕度，%；A吸附常數(shù)，分子篩A=0.6;Q濕天然氣流量，百萬(wàn)標(biāo)米3/日；W濕天然氣的含水量，公斤/百萬(wàn)標(biāo)米3；D吸附劑床的直徑，米；Pf吸附絕對(duì)操作壓力，公斤/厘米2；Tf吸附操作溫度，K;Zf濕天然氣操作條件下的壓縮系數(shù)脫水過(guò)濾設(shè)備技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)壓力XX.XMPa進(jìn)氣壓力X.XX～XX.XMPa進(jìn)氣溫度X.XX～XX.X℃額定處理量XXXXNm3/h壓力損失0.00XXMPa成品氣含塵粒徑XXμm成品氣露點(diǎn)-XX℃吸附劑硅膠、分子篩切換時(shí)間XX小時(shí)安裝方式室內(nèi)安裝電源和耗電量380/220V,XXXXW的濾餅層.這種過(guò)濾過(guò)程稱(chēng)之為濾餅過(guò)濾。當(dāng)多相混合物通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，固體顆?；蛞后w不是被截留在過(guò)濾介質(zhì)的表面,而是被截留在過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部孔隙中，這種過(guò)濾稱(chēng)為深層過(guò)濾。過(guò)濾過(guò)程的物理實(shí)質(zhì)是多相流體在多孔質(zhì)內(nèi)部毛細(xì)通道內(nèi)作滯流流動(dòng)的過(guò)程。過(guò)程的推動(dòng)力是作用在過(guò)濾介質(zhì)兩側(cè)的壓差，以克服流動(dòng)過(guò)程的阻力。濾餅過(guò)濾和深層過(guò)濾的阻力是不同的，濾餅過(guò)濾時(shí)的阻力包括工作狀態(tài)下過(guò)濾介質(zhì)阻力和濾餅層阻力兩部分。過(guò)濾剛開(kāi)始時(shí)，過(guò)濾介質(zhì)的阻力是主要的，隨著過(guò)程的進(jìn)行，濾餅層厚度不斷增加，濾餅層阻力就逐漸加大并成為主要阻力。深層過(guò)濾的阻力則只表現(xiàn)為過(guò)濾介質(zhì)的阻力，這個(gè)阻力也是隨過(guò)濾不斷進(jìn)行，過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部毛細(xì)孔隙通道不斷被固體顆?；蛞后w堵塞而加大.當(dāng)床層壓降達(dá)到一定值時(shí)，標(biāo)志著床層孔隙被堵死，即需更換過(guò)濾介質(zhì)。網(wǎng)片狀

過(guò)濾元件材料主要有不銹鋼網(wǎng)、磷銅網(wǎng)、黃銅網(wǎng)、不銹鋼纖維燒結(jié)氈等。外形

有圓形、腰形、矩形、橢圓形等。采用銅鍍鎳、鋁、不銹鋼材料包邊，過(guò)濾材料層數(shù)分單層、多層。管道過(guò)濾器種類(lèi)

四、流量的測(cè)量與變送

所謂流量，是指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道或設(shè)備有效截面的氣體體積或質(zhì)量的數(shù)量。前者為體積流量，后者為質(zhì)量流量；又可稱(chēng)為瞬時(shí)流量。測(cè)量瞬時(shí)流量的儀表稱(chēng)為流量計(jì)；而測(cè)量累計(jì)流量的儀表稱(chēng)為計(jì)量表。

速度式流量計(jì)：轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)；容積式流量計(jì)：橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)；

差壓式流量計(jì)：孔板流量計(jì)；超聲波流量計(jì)。流量測(cè)量?jī)x表的分類(lèi)由于城市天然氣利用的特點(diǎn)，即流量波動(dòng)范圍大，一般采用渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)。

渦輪流量計(jì)由導(dǎo)流器與渦輪、變送器和顯示儀三部分組成。渦輪用高導(dǎo)磁不銹鋼材料制成，渦輪芯上裝有螺旋葉片。導(dǎo)流器有前后導(dǎo)向件組成，其作用一是支撐葉輪，二是整流穩(wěn)流，將氣體進(jìn)入渦輪前先導(dǎo)直，以保證流動(dòng)條件，從而保證測(cè)量精度。磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器由線(xiàn)圈和磁鋼組成。當(dāng)天然氣流過(guò)渦輪時(shí)，推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪的葉片周期性地掃過(guò)磁鋼，使磁路的磁阻發(fā)生周期性地變化，這樣在線(xiàn)圈中感應(yīng)出交變電信號(hào)，其頻率與渦輪的轉(zhuǎn)速成正比，即與流量成正比。

渦輪流量計(jì)的工作原理渦輪天然氣轉(zhuǎn)數(shù)磁電轉(zhuǎn)換脈沖變送器輸入信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)放大整形溫壓補(bǔ)償瞬時(shí)流量顯示頻率/電流轉(zhuǎn)換累積流量顯示單位轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)傳端子渦街流量計(jì)的工作原理

渦街流量計(jì)由檢測(cè)器、放大器和變換器組成。在三角柱迎面中央對(duì)稱(chēng)地嵌入兩只熱敏電阻，組成電橋的橋臂，并以恒流電源對(duì)其加熱，使電阻溫度在天然氣靜止時(shí)比測(cè)量時(shí)高10℃左右。當(dāng)三角柱兩側(cè)未發(fā)生旋渦時(shí)，兩只熱敏電阻的溫度一致，電阻值相等。當(dāng)有旋渦發(fā)生時(shí)，則在產(chǎn)生旋渦側(cè)的熱敏電阻處，因環(huán)流的作用而流速減小，致使熱敏電阻的溫度上升，電阻減小，使電橋失去平衡并有電壓輸出。橋路會(huì)輸出與旋渦發(fā)生頻率相對(duì)應(yīng)的電脈沖，經(jīng)放大、整形得到與流量相對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)字輸出。

放大器恒流電源瞬時(shí)流量顯示模擬轉(zhuǎn)換器累積流量顯示觸發(fā)器遠(yuǎn)傳端子天然氣流量計(jì)主要性能參數(shù)壓力等級(jí)流量范圍工作溫度精度等級(jí)量程比短時(shí)過(guò)載防爆等級(jí)公稱(chēng)通徑安裝方式連接標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸遠(yuǎn)傳要求適用氣質(zhì)五、CNG加氣站

CNG加氣站由天然氣凈化裝置、壓縮機(jī)與動(dòng)力系統(tǒng)、冷卻與潤(rùn)滑系統(tǒng)、計(jì)量充氣裝置組成。壓縮機(jī)站的原動(dòng)機(jī)主要是電動(dòng)機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)。天然氣凈化裝置的作用是將天然氣中的鐵銹等粉塵、水汽分離脫除。壓縮機(jī)的冷卻作用是將天然氣壓縮以后產(chǎn)生的熱量帶走，保證壓縮機(jī)密封系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)的正常運(yùn)行。對(duì)于天然氣壓縮機(jī)的冷卻較經(jīng)濟(jì)的方式為空氣冷卻。計(jì)量充氣裝置有溫度補(bǔ)償?shù)奶烊粴庥?jì)量充裝。CNG加氣站設(shè)計(jì)考慮內(nèi)容

建站地點(diǎn)

最終用戶(hù)和供氣量

氣源協(xié)議及用氣量

用電協(xié)議及用電量

天然氣氣質(zhì)

環(huán)境溫度

供氣溫度

供氣壓力

CNG標(biāo)準(zhǔn)CGAB108/CJJ84-200電氣標(biāo)準(zhǔn)CSA221.1加拿大電工標(biāo)準(zhǔn)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)ASME鍋爐與壓力容器標(biāo)準(zhǔn)管道安裝標(biāo)準(zhǔn)ASMEB31.3/GB50251-94壓縮機(jī)主要性能參數(shù)壓縮機(jī)型號(hào)ArielJGN/1氣缸排列形式W型壓縮級(jí)數(shù)3壓縮機(jī)最大壓力33.1MPa壓縮機(jī)最高溫度175℃最大曲軸轉(zhuǎn)數(shù)1500rpm最大功率110kW排量600～1580Nm3/h進(jìn)口壓力0.8～1.6MPa出口壓力25.0MPa驅(qū)動(dòng)類(lèi)型電動(dòng)機(jī)電機(jī)功率200kW電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)1500rpm使用電壓380V、50Hz、3Φ啟動(dòng)方式軟啟動(dòng)控制項(xiàng)目控制狀態(tài)信號(hào)類(lèi)型控制動(dòng)作壓縮機(jī)油壓低位轉(zhuǎn)換表關(guān)閉壓縮機(jī)油位低位液位開(kāi)關(guān)關(guān)閉潤(rùn)滑油量低位流量開(kāi)關(guān)關(guān)閉進(jìn)口壓力高/低位傳感器關(guān)閉一級(jí)壓力高位傳感器關(guān)閉一級(jí)溫度高位傳感器關(guān)閉二級(jí)壓力高位傳感器關(guān)閉二級(jí)溫度高位傳感器關(guān)閉出口壓力高/低位傳感器關(guān)閉出口溫度高位傳感器關(guān)閉儲(chǔ)罐壓力高/低位傳感器關(guān)閉/啟動(dòng)風(fēng)扇功率過(guò)載

傳感器關(guān)閉預(yù)潤(rùn)滑油泵過(guò)載

傳感器關(guān)閉緊急停止開(kāi)關(guān)

開(kāi)關(guān)關(guān)閉

1、CLASS600=100kg/cm2。2、1psig=0.07kg/cm2。3、1.0MPa=10kg/cm2=10Bar。

4、氣體在管道內(nèi)的流速與其溫度、壓力、管徑有關(guān)，此確定其流量時(shí)使用統(tǒng)一基準(zhǔn)，即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：