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浅谈天然气储配站的设计
【摘 要】:本文论述了城市燃气在进入管网前的配气站调压、稳定、净化、计量等的设计,以及储气罐、过滤器的选型。
【关键词】:配气站;储气罐;过滤器;加臭剂
1.概述
天然气储配站为高压储配站,是长输干线来气输送到用户前的处理站,其主要功能是接收长输管线或气源厂的来气,在站内净化、储存、计量、加臭后向城市输配管网或大用户输送燃气。一般情况下储配站主要由高压储气罐,调压车间,加臭车间组成。在用气处于低峰值时,由高压主干线来的燃气净化后,分别进入
两个系统,一部分经过一级调压进入高压球罐系统,另一部分经过二级或多级调压等一系列处理后进入城市管网;当用气处于高峰值时,高压球罐系统和经过调压后的高压干管来气汇合后经过二级调压进入城市管网。天然气储配站的工艺流程如图1。
2.储配站站址选择
储配站站址选择遵循下列原则:
2.1储配站站址应根据城市总规划布局和城市燃气总体规划确定,并征得城市规划部门的同意和有关部门的批准。
2.2站址应有稳定的地貌并设在来气附近或靠近负荷中心。
2.3站址应在城市主导风向的下风向或侧风向。
2.4站址应尽量靠近城市道路和地理条件较好的地段如:地势平坦,土质较硬,地下水位低,不可能。
2.5建站地区应具备可靠的供水、供热条件,应具备双路供电的电源条件。
2.6结合城市远景规划,站址应留有发展余地。
2.7站址与周围建筑物、构筑物的安全距离应符合防火规范。
3.储配站的工艺设计
3.1储气罐。储气罐主要是用来平衡不均匀用气,其主要功能是:
第一,当用户燃气用量发生变化时,补充干管的来气不足;第二,设备故障维修、停电等,保证部分应急供气;第三,可以混合不同的气体使得均匀,获得不同的效果。根据技术经济评价,选用合适的公称容积的高压储气罐。
3.2调压车间。调压车间为二级调压,一级进气压力为0.9MPa左右(绝对压力),二级出气压力为0.3MPa(绝对压力),其工艺流程为图2,其主要设备有:1清管球接收装置;2分离设备;3流量计;4调压器;5安全装置。
3.2.1调压器的选择与计算。a.调压器是出配气站的主要设备,选择调压器至关重要,应考虑以下几点,第一,出口压力的变化情况和感应能力;第二,设备是否有可靠的运行性和便于维修;第三,设备是否满足空间要求和较低的成本;第四,设备的噪声是否容易控制。
计算。已知条件,天然气的密度为0.745kg/Nm3,管线和其他设备的压力损失为0.01MPa,天然气进站压力为0.9MPa(绝对压力)。燃气通过调压器基本计算公式:
临界压力比PC=(2/k+1)(k/k-1)=0.546,Q0=1.44Q;亚临界状态时P2/P1>VC;Q0=5260Cε(△PP1/ρ0T1Z1)0.5;临界状态时P2/P1<VC;Q0=5260CεP1(1-PC/ρ0T1Z1)0.5;式中:Q0-调压器最大流量(Nm3/h);P1-阀前压力(绝压)(MPa);P2-阀后压力(绝压)(MPa);ρ0-标准状况下气体密度,天然气的密度为0.745kg/Nm3;T1-气体绝对温度取T=285K;Z1-压缩系数;k-绝热指数,天然气取1.3;Q-管网计算流量;C-流通能力系数;ε-气体膨胀系数。一级调压时:阀后压力P2为0.61MPa,选用TZY-40K型调压器,阀前压力P1=(0.9-0.01)×106=0.89MPa。(见图3);Q0=1.44×1158998.4÷7÷24=9934.27Nm3/h;P2/P1=0.685<0.546;由图查得ε取0.84。代入式7-1得C=44.5根据《燃气输配》(第一版)表8-4查得C取40,DN=50mm。二级调压时:P1=0.6MPa,P2=0.3MPa,
P2/P1=0.5<0.546,查得ε取0.742。代入式7-2得C=87.4同理查出C取100,DN取80mm。
3.2.2过滤器滤器前端和后面应分别设置设置压力表,目的是用来判断过滤器是否被杂物堵塞。通常情况下,燃气通过过滤器前后压差不超过10kPa,压差过大时应拆下清洗去除杂物。
3.2.3加臭装置及加臭剂的选择。加臭装置的主要作用是为保证燃气进入管网前对燃气进行加臭;加臭剂的作用是为用气安全而添加的一种辅助物质,合理选择加臭剂非常重要。a.加臭装置有两种类型,一类是人工系统,另一类为自动系统。b.加臭剂的类别,大体分三类,第一类为四氢噻吩,其特点是化学稳定性好,臭味中等;第二类为硫醇,其特点是化学稳定性较差,臭味较大;第三类是硫化物,其特点是化学稳定性好,臭味小。
4.储配站的平面布置需满足的基本条件
4.1总平面图应根据不同功能分区布置,即分为生产区(包括调压计量区、加压区、从全储气罐等)和其它生产辅助区。
4.2站内各建筑物耐火等级不应低于现行的国家标准《建筑设计防火规范》GBJ16“二级”的规定。
4.3储配站生产区域内应设置供消防车通行的环形通道,环形通道宽度大于3.5m。
4.4站内露天工艺装置区边缘距明火或其他散发火花地点不应小于20m,距办公、生活建筑不应小于18m,距围墙不应小于10m。城市天然气储配气站,相当于人体的心脏,而配套管网相当于血管,可见储配气站对城市燃气系统的重要性。