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燃气重点

发布时间:2020-03-02 04:26:55 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

能源是指能够转换为机械能、热能、电磁能、化学能等各种能量的资源,是人类赖以生存的、重要的物质基础。

能源发展时期1以薪柴为主要能源的时期2以煤炭为主要能源的时期3以石油为主要能源的时期

我国现代城市燃气事业的发展大致经历了三个阶段:

第一阶段:20世纪80年代以前,在国家钢铁工业大发展的带动下和国家节能资金的支持下,全国建成了一批利用焦炉余气以及各种煤制气的城市燃气利用工程,许多城市建设了管网等燃气设施。在这一阶段,以发展煤制气为主,取得了普及用户、增加燃气供应量的成绩。 第二阶段:20世纪80年代至90年代前期,液化石油气和天然气得到了很快的发展,形成了没煤制气、液化石油气和天然气等多种气源共存的歌剧。同时出现了国内现有资源难以满足城市发展和经济建设需求的情况。由于国家准许液化石油气进口并逐步取消了配额限制,广东等沿海较发达、但是能源缺乏的地区首先使用了液化石油气。至此,国内外液化石油气资源得到了较充分地利用,液化石油气成为我国城镇燃气的主要气源之一。

第三阶段:20世纪90年代后期,随着天然气的勘探、开发,以陕甘宁天然气进北京为代表的天然气供应拉开了序幕,我国城镇燃气的的应用进入前所未有的发展阶段。特别是“西气东输”工程的实施,标志着我国城镇燃气的天然气时代已经来临。同时,液化石油气小区管道供应方式的的广泛应用,也为液化石油气扩展了应用领域。 燃气通常为多组分的混合物,具有易燃易爆的特性。

燃气中的可燃成分包括氢气、一氧化碳、甲烷及碳氢化合物(烃类)等;不可燃成分包括二氧化碳、氮气等惰性气体;部分燃气中还含有洋气、水、少量杂质及有毒物质

燃气按照其来源以及生产方式大致分为四大类:天然气、人工煤气、液化石油气和生物气(人工沼气)等。其中,天然气、人工煤气、液化石油气可以作为城镇燃气气源,生物气由于热值低、二氧化碳含量高而不宜作为城镇气源,但在农村,如果以村或户作为单位设置沼气池,产生的沼气作为清洁能源代替秸秆燃烧与利用,有很好的发展前景。 一种是在压力为一个大气压(101325Pa),温度为0度的条件下称为标准立方米,简称标方;另一种是在压力为1千克每立方厘米,温度为20度田建霞称为基准立方米,称为基方。 人工煤气是指以固体或者液体可燃物为原料加工生产的气体燃料。一般将以媒或焦炭为原料加工制成的气体燃料称为煤制气,简称煤气;用石油及其副产品(重油等)制取的气体燃料称为油制气。

油制气是将石油及其副产品(如重油、轻油、石脑油等)进行高温裂解而制成的气体燃料。 燃气的基本性质

燃气一般为多组成混合物,其中可燃成分有:碳氢化合物(烃类如加完、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等)、氢气、一氧化碳等;不可燃成分有二氧化碳、氮气、氧气等。 氢气是无色无味、很轻的气体,可燃医保;在空气中燃烧,实际上是与空气里的氧气发生反应,燃烧产物为水。一氧化碳是无色无味、有剧毒的气体,比空气轻,可燃;燃烧产物为二氧化碳。甲烷是天然气的主要成分,常温下为气体,无色无味,比空气轻,可燃医保;燃烧产物为二氧化碳和水。烷烃和烯烃在空气中完全燃烧时燃烧产物为二氧化碳和水。

气体的临界参数:当温度不超过某一数值时,对气体进行加压可以使气体液化;而在该温度以上,无论加多大的压力也不能使气体液化,这一温度就成为该气体的临界温度。在临界温度下,是气体液化所需要的压力称为临界压力;此时气体的各项参数称为临界参数。 黏度:物质的黏滞性用黏度来表示。黏度可用动力黏度和运动黏度表示。一般情况下,气体的黏度随温度的升高而增加,混合气体的动力黏度随压力的升高而增大,而运动粘度随压力的升高而减小;液体的黏度随温度的升高而降低,压力对液体黏度影响不大。 燃气的热值:燃气的热值是指单位数量的燃气完全燃烧时所放出的全部热量。燃气的热值分为高热值和低热值。高热值是指单位数量的燃气完全燃烧后,其燃烧产物与周围环境恢复到燃烧前的原始温度,烟气中的水蒸气凝结成同温度的水后所放出的全部热量。低热值是指在上述条件下,烟气中的水蒸气仍以水蒸气状态存在时,所获得的全部热量。 城镇燃气的基本要求:1热值高2毒性小3杂质少

一氧化碳是无色无味、有剧毒的气体。一般要求城镇燃气中的一氧化碳含量小于10%(容积成分)。

我国城镇燃气主要用于居民生活、采暖用气、工业燃料、燃气汽车、天然气发电以及化工原料等。

城镇居民用户生活用气特点:单户用气量不大,用气随机性较强;用气受季节,气候等等多种因素的影响,但人均年用气量在连续的年份中相对稳定。

商业用户的用气特点:单个用户用气量不是很大,用气比较有规律。由于各种类型商业用户有其自身的运营规模和规律,用气时间和用气量也有一定的规律。

工业用户的用气特点:用气比较有规律,用气量大且均衡。用于工矿企业一般具有相对固定的生产时间,因此用气时间和用气量也与生产作息时间和制度有关。在燃气供应不能完全满足需要时,某些工业用户还可以根据燃气调度部门的安排,在规定的时间内停气或者用气,以缓解燃气系统供需矛盾。

国家发展和改革委员会在2007年颁布实施了“天然气利用政策”。将天然气用户分为优先类、限制类。允许类、禁止类共四大类,引导、规范天然气用户的发展。 居民生活用气指标是指城镇居民每人每年平均燃气消耗量。

影响居民生活用气指标的因素主要有以下五个方面:1户内燃气设备的类型2能源多样化3户内人口数4社区配套设施的完善程度5其他因素

用户不平均情况描述:城镇燃气供应的特点是供气基本均匀,用户的用气是不均匀的。用户用气不均匀性与许多因素有关,如各类用户的用气工况及其在总用气量中所占的比例、当地的气候条件、居民生活作息制度、工业企业和机关的工作制度、建筑物和工厂车间用气设备的特点等。显然这些因素对用气不均匀行的影响不能用理论计算方法确定。最可靠的办法是在相当长的时间内收集和系统的整理实际数据,才能得到用气工况的可靠资料。用气不均匀性对燃气供应系统的经济性有很大影响。用气量较小时,气源的生产能力和长输管线的输气能力不能充分发挥和利用,从而提高了燃气的成本。 常用的调峰手段有:

1调整气源的生产能力,根据燃气需用情况调整气源的供应量。

2设置机动气源,在用气高峰是启动机动气源供气,是平衡季节或其他高峰用气的有效方法之一。

3设立调峰用户(缓冲用户),发挥调度作用。 4建设储气设施

储气罐出储存燃气以外,还可以有以下用途:

1对于人工煤气供应系统,储气罐可以随小时用气量的变化情况,补充制气设备不能及时供应的部分燃气量。 2当停电、管道维修、制气或输配设备发生暂时故障时,储气罐可以保证一定程度的供气,即可以在一定程度上保证重点用户及不便停气的用户用气。

3可用于掺混不同组分的燃气,使燃气的性质(成分、热值等)均匀稳定。

4合理确定储气设施在供气系统的位置,使输配管网的供气点分布均匀合理,可以改善管网的运行工况,优化输配管网的技术经济指标。

城镇燃气输配系统一般由门站、燃气管网、储气设施、调压设施、监控系统等组成。 高压燃气管道A 2.5

P

(一) 单级管网系统

1低压单级管网系统:燃气气源以低压一级管网系统供给燃气的输配方式,一般只适用于小城镇。

低压单级管网系统的特点:

(1) 输配管网为单一的低压管网,系统简单,维护管理方便

(2) 无需压缩费用或只需要少量的的压缩费用。当停电或压缩机故障时,基本上不影响供气,系统可靠性好

(3) 对于供应区域大或供应量多的城镇,需敷设较大管径的管道而经济型较差。因此,

因此低压供应单级系统一般只适用于供气范围在2~3km的小城镇居民生活用气供应。

2中压单级管网系统:燃气自气源厂或天然气长输管线送入城镇燃气储配站或天然气门站,经加压或调压送入中压输气干线,再由舒淇干管送入配气管网。最后经箱式调压器或用户调压器供给用户。

这种系统由于输气压力为中压,比低压单级系统管径可减小,节省管材和投资。由于采用了箱式调压器或用户调压器供气,可保证所有用户燃具在额定压力下工作,从而提高了燃烧效率。但该系统调压箱、调压器个数多,运行管理复杂。

(二) 二级管网系统

1中-低压两级管网系统的特点:低压气源厂和储气罐供应的燃气经过压缩机加压至中压,由中压管网舒淇,并向中亚用户供气;通过区域调压器调至低压,,由低压管道供给居民等燃气用户用气。在系统中设置储配站以调节小时用气不均匀性。

中-低压两级管网系统的特点是:

(1)因为输气压力为中压,可用较小的管径输送较多数量的燃气,以减小管网的投资费用;

(2)两级系统可以满足不同类型用户的压力需求:一般工业及商业用户燃气用气设备需要中压供气,,居民用户燃气燃烧器具需要低压供气:合理设置中-低压调压器,能维持稳定的供应压力:

(3)输配管网系统有中压和低压两种压力级别,而且设有压缩机和调压器,因而维护管理复杂,运行费用较高

(4)由于压缩机运转需要动力,一旦储配站停电或其他事故,将会影响正常供应。

因此两级压力级制的管网系统适用于供应区域较大的中型城镇。

2中压B-低压两级管网人工煤气系统

3中压A-低压两级管网人工煤气系统

(三) 三级管网系统

高压燃气从气源厂或城镇的天然气门站输出,由高压管网输气,经区域高-中压调压器调制中压,输入中压管网,再经区域中-低调压器调成低压,由低压管网供应燃气用户。

三级管网系统的特点是:

(1) 高压管道的输送能力较中压管道更大,需用管径更小;如果有高压气源,管网系统的投资和运行费用均较经济;

(2) 因采用管道或高压储气罐储气,可保证在短期停电等事故时保证一定量的燃气供应;

(3) 因为三级管网系统配置了多级管道和调压器,增加了系统运行维护的难度;如无高压气源,还需要设置高压压缩机,投资及运行费用增加。

因此,三级管网系统适用于供应范围大,供应量大,并需要较远距离输送燃气的场合;可节省管网系统的建设投资;当气源为高压来气时更经济。

(四) 多级管网系统

多级管网系统:气源是天然气,采用地下储气库、高压储气罐及长输管线储气;城市管网系统的压力为五级,即低压、中压B、中压A、次高压B和高压B。各级管网主干线非别成环。天然气由较高压力等级的管网经过调压后进入较低压力等级的管网。工业企业用户和大型商业用户与中压B或中压A管网项链,居民用户和小型商业用户则与低压管网向量。

该系统来自多个方向,主要管道均连接成环形,保证了管网运行的安全可靠;用户用气不均匀情况可以由缓冲用户、地下储气库、高压储气罐以及长输管线末端储气协调解决。 燃气管道的平面布置

(一)低压管道的平面布置应考虑下列几点:

(1) 低压管道的输气压力低,沿程压力降的允许值也比较低,故低压干管成环时边长一般控制在300~600米之间。

(2) 为保证低压管网的供气可靠性,给低压管道供气的相邻调压站的管道应布置成环形。

(3) 有条件时低压管网应该尽可能布置在街坊内兼做庭院管道吗,以节省投资。 (4) 低压管道可以沿着街道的一侧敷设,也可以双侧敷设。在有轨电车通行的街道上,当街道宽度大于20m、横穿街道的支管过多或输配气量较大、限于条件不允许敷设大口径管道时,低压管道可采用双侧敷设。

(5) 低压管道应该按照规划道路布线,并应与道路轴线或建筑物的前沿相平行,并尽可能避免在高级路面下敷设。

(6) 地下燃气管道不得从建筑物(包括临时建筑物)下面穿过,不得在堆积易燃易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越;并不能与其他管线或电缆同沟敷设。当需要同沟敷设时,必须采取防护措施。

(二)次高压、中压管道的平面布置 一般按以下布置原则:

(1) 次高压管道宜布置在城镇边缘或城镇内有足够埋管安全距离的地带,并应连接成环,以提高供气的可靠性。

(2) 中压管道应布置在城镇用气曲便于与低压环网连接的规划道路上,但应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区的主要交通干线敷设,否则会对管道施工和管理维护造成困难。

(3) 中压管网应布置成环网,以提高其舒淇和配齐的可靠性。

(4) 次高压、中压管道的布置,应考虑对大型用户直接供气的可能性,应使管道通过这些地区时尽量靠近这类用户,以利于缩短连接支管的长度。

(5) 次高压、中亚管道的布置应考虑调压站的布点位置,尽量使管道靠近靠近各调压站,以缩短连接支管的长度。

(6) 从气源厂连接次高压或中压管网的管道应尽量采用双管敷设。

(7) 由次高压、中压管道直接供气的大型用户,其用户支管末端必须考虑设置专用调压站。

(8) 为了便于管道管理、维修或连接新管时切断气源,次高压、中亚管道在下列地点需要装设阀门:

1、气源厂的出口;

2、储配站、调压站的进出口;

3、分支管的起点;

4、重要的河流、铁路两侧(单支线在气流来向的一侧);

5、管线应设置分段阀门,一般每公里设一个阀门。

(9) 次高压,中压管道应尽量避免穿越铁路或者河流等大型障碍物,以减少工程量和投资。

(10) 次高压、中压管道是城镇输配系统的舒淇和配齐的主要干线,必须综合考虑近期建设与长期规划的关系,以延长已经敷设的管道和有效使用年限,尽量减少建成后改线、扩大管径或增设双线的工程量。

(11) 当次高压、中压管网初期建设的实际条件只允许布置成半环形或支状管网时,应根据发展规划使之与规划环网有机联系,防止以后出现不合理的管网布局。

管道的纵断面

地下燃气管道的深埋主要考虑地面动荷载,特别是车辆重荷载的影响以及冰冻线对管道内输送燃气中可凝物的影响。因此管道埋设的最小覆土厚度(路面至管顶)应符合下列要求:1埋设在车行道下时,不得小于0.9m;2埋设在非车行道(含人行道)下时,不得小于0.6m;3埋设在庭院(指绿化地及载货汽车不能进入之地)内时,不得小于0.3m;4埋设在水田下时,不得小于0.8m。

输送湿燃气的管道,应埋设在土壤冰冻线以下。 钢制燃气管道的防腐

腐蚀是金属在周围介质的化学、电化学作用下引起的一种破坏。金属扶持按其性质可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

1化学腐蚀2电化学腐蚀3杂散电流腐蚀4细菌腐蚀

阴极保护法可以分为牺牲阳极保护法和外加电源阴极保护法

1牺牲阳极保护法原理是利用电极电位较钢管材料负的金属与被保护钢管项链。在作为电解质的土壤中形成原电池。。电极电位较高的钢管作为阴极,电流不断的从电极电位较低的阳极,通过电解质(土壤)流向阴极,从而使管道得到保护。 牺牲阳极的材料通常选用电极电位比钢材负的金属,如镁铝锌及其合金作为牺牲阳极材料。

为使阳极保护性电流的输出达到足够的强度,必须使牺牲阳极和土壤(电解质)之间的接触电阻减到最小。所以必须把阳极放置在特殊的人工环境里,即装在填料包里,以减小阳极和介质(突然)的接触电阻,是阳极使用耐久,提高保护性能。 牺牲阳极电保护法适用于被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层,管道与其他不需要保护的管线之间无通电性。土壤的电阻率过高、输气管线通过水域时不宜采用这种保护法

2外加电源阴极保护法原理是利用印记保护站产生的直流电源,其负极与管道连接,,使金属管道队土壤造成阴电位成为阴极,阴极保护站的正极与接地阳极相连。接地阳极可以采用废钢材、石墨、高硅铁等。电流从正极通过导线流入接地阳极,在经过土壤流入被保护管道,然后由管道经导线流回负极。这样使整个管道成为阴极,而与接地阳极构成腐蚀电池,接地阳极的正离子流入土壤,不断受到腐蚀,管道则受到保护。 保护标准:地下金属管道达到阴极保护通电点处金属管道的电位过高时,可使涂于管道上的沥青绝缘层剥落而引起严重腐蚀的后果,因此必须将通电最高点位控制在安全数值之内,此电位称作最大保护电位。

工程上,燃气钢管的最小保护电位通常小于或等于-0.85V,而最大保护电位一般为-1.5~-1.2V(均以硫酸铜半电池为参比电极)。

保护范围。为使阴极保护站充分发挥作用,阴极保护站最好设置在被保护管道的中点。 燃气储罐可分为

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,出气量的变化是储罐容积相应变化。

高压储罐:高压储罐的集合容积是固定的,储气量变化时,储罐储气压力相应变化。 调压器是燃气输配系统的重要设备,其作用是将较高的入口压力调至较低的出口压力,并随着燃气需用量的变化自动的保持器出口压力的稳定。

调压器一般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),出口压力的任何变化通过薄膜使节流阀移动。敏感元件和调节调节机构之间由执行机构相连。

燃气作用在薄膜上的力与薄膜上方重块(或弹簧)向下的重力相等时,阀门开启度不变。 当出口处的用气量增加或进口压力降低时,燃气出口压力下降,造成薄膜上下压力不平衡,此时薄膜下降,阀门开打,燃气流量增加,使出口压力恢复至设定值,薄膜恢复平衡状态。反之,当出口处的用气量减少或入口压力增大时,燃气出口压力升高,此时薄膜上升,使阀门关小,燃气流量减少,又逐渐使出口压力恢复至设定值。课件,无论用气量或入口压力如何变化,调压器总能自动保持稳定的出口压力。 调压器的种类

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。

该调压器具有体积小、重量轻、性能可靠、安装方便等优点。由于通过调节阀门的气流不直接冲击到薄膜上,因此改善了由此引起的出口压力低于设计理论值的缺点。此外,由于增加了薄膜上托盘的重量,则减少了弹簧力变化对出口压力的影响。导压管引入点至于调压器出口管流速最大处。当出口流量增加时,当出口流量增加时,该处动压头增大而静压头减小,使阀门有进一步开大的趋势,能够抵消由于流量增大、弹簧推力降低和薄膜有效面积增大而造成的出口压力降低的现象。 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。当敏感元件收到的出口压力的变化后,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),使调压阀门动作。由于多数指挥器能将所受力放大,故出口压力微小变化,也可导致主调压器的调节阀门动作,因此间接作用式调压器的灵敏度比直接作用式高。

调压器选择应该考虑的因素: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 燃气的计量分为:1容积式流量计2速度式流量计3差压式流量计4涡街式流量计5超声波流量计 燃气压缩机

(一) 活塞式压缩机

工作原理:气体依靠在气缸内作往复运动的活塞进行加压

特点:活塞式压缩机的优点是效率高,对压力的适应范围较大;其缺点是输出量小且不连续,气体可能会被气缸内的润滑油污染;压缩机的吸气量随着活塞缸直径的增大而增加,但从制造、管理及操作角度来看,吸气量为250平方米每分钟是最大的极限。另外,其出口压力越高,压缩时引起的升温及功率消耗越大,所以高压排气活塞式压缩机,多半为带有中间冷却器的多级压缩形式

(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;在扩压器中由于有宽的通道,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。提高压力所需的动力大致与吸入气体的密度成正比。

特点:离心式压缩机的优点是排气量大、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;排出气体不被油污染;转速高,可直接和电动机或汽轮机相连接,故传动效率高;排气侧完全关闭时,升压有限,可不设安全阀。其缺点是高速旋转的叶轮表面与气体磨损较大,气体流经扩压器,弯道和回流器时迴转多,局部阻力较大;因此效率比活塞式压缩机低,对压力的适应范围较窄,有喘振现象。 门站和储配站站址选择要求

门站和储配站站址选择应征得规划部门的同意并符合下列要求: (1) 站直应符合城镇总体规划和燃气发展规划的要求

(2) 站址应具有适宜的地形、工程地质、供电、给水排水和通信等条件 (3) 门站和储配站应少占农田、节约用地并应注意与城市景观等协调 (4) 门站站址应结合长输管线位置确定

(5) 根据输配系统具体情况,储配站与门站可合建

(6) 储配站内的储气罐与站外的建、构筑物的防火间距应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》的有关规定

局部阻力的计算确定分为以下三种情况:

(1) 在进行室外燃气分配管网的水力计算时,一般不详细计算局部阻力,而按5%~10%的沿程阻力考虑,一般将1.05~1.1倍燃气管段实际长度作为计算长度进行阻力计算,所得到的即为沿程和局部阻力之和

(2) 建筑物内燃气管道的局部阻力应按实际情况逐一进行计算

(3) 厂区燃气管道在水力计算时可以计算局部阻力,也可以将局部阻力折成相同管径管段的当量长度计算

引入管进户方式有地下引入、地上引入、外设立管等形式。 采取下列措施以克服附加压头的影响:

(1) 如果附加压头增值不大,可采取增加管道阻力的办法。例如在燃气总立管上每隔若干层增设一个分段阀门,或减小高层管道直径,一增加阻力,但同时也会使流量减小。

(2) 分开设置高层供气系统和低层供气系统,以分别满足不同高度燃具工作压力的需要。

(3) 加装用户调压器:各用户调压器将燃气降压,达到燃具所需要的、稳定的燃具前压力;会增加系统投资。

(4) 按高层和低层不同的实际燃气压力设计制造专用燃具,或改变燃具中的个别部件。的对于饭店、宾馆等厨房中的一些燃具可考虑采取这一措施

住宅内燃气表可安装在厨房内,当有条件时也可设在户门外,但应做好防护。住宅内高位安装燃气时,表底距地面不宜小于1.4m;当燃气表安装在燃气灶具上方时,燃气表与燃气灶的水平净距不得小于30cm;低位安装时,表底距地面不得小于10cm 装有半密闭式热水器的房间,房间门或墙的下部应设有效截面积不小于0.02平方米的格栅,或在门与地面之间留有不小于30mm的间隙 室内燃气管道设计计算步骤:

(1) 布置燃气管道及燃具,作管道平面及系统图并确定最不利工作点。

(2) 将各管段按顺序编号,由引入口编至最不利工作点,凡是管径变化或流量变化处均应编号

(3) 求出各管段的额定流量,根据各管段供气的燃具数确定同时工作系数值,求出各管段的计算流量。

(4) 由系统图求得各管段的长度,并根据计算流量、根据规范预定各管段的管径 (5) 计算各管段的局部阻力系数,求出其当量长度,可得管段的计算长度

(6) 根据各管段的流量及预定管径查水力计算图表或计算得出管段单位长度压降值,诚意管段计算长度,记得该管段(包括沿程阻力)

(7) 计算各管段的附加压头

(8) 求各管段的实际压力损失:管段阻力损失减附加压头 (9) 求室内燃气管道的总压降(由引入口至最不利工作点)。

(10) 校核:总压降与允许压降相比较,若总压降小于等于△P,则设计管径合格,若总压降大于△P,则应改变相关管段的管径

压缩天然气是指表压为10~25MPa的气态天然气。由于CNG生产供应工艺、技术、设备比较简单,运输及装卸方便,作为中小城镇燃气气源和车用燃料燃料有广泛的应用前景。

天然气增压一般选用三到四级压缩机就可以把天然气升压至20MPa以上。 一般压缩机型号宜选一致,装机总数不宜超过舞台,其中一台为备用。

目前已采用的CNG储气装置主要的四种类型:1小气瓶组储气2大气瓶组储气3大容量高压容器储气4地下管式竖井储气

加压站与站外建筑物构筑物相邻一侧,应设置高度不小于2.2m的非燃烧实体围墙;面向进出口道路一侧宜设置非实体围墙或敞开。

车辆进出口应分开设置,站内平面布置宜按进站的气瓶转运车正向行驶设计。

站内应设置气瓶运输车的固定车位,每个气瓶车的固定车位宽度不应小于4.5m,长度应为气瓶车长度,在固定车位场地上应标有各车位明显的边界线,每个车位宜对应一个加气嘴。

加气岛及加气柱是加气站的重要设施。加气岛、加气柱及其气瓶转运车泊位宜设在采用非燃烧材料筑成的罩棚内,罩棚有效高度不应小于4.5米,罩棚与加气柱的水平距离小于2.0米;加气岛略高出车位地坪0.15~0.2米,其宽度不小于1.3m,其端部与罩棚支柱的净距不能小于0.6m 液化天然气是天然气在常压下冷却至其临界温度(甲烷为-162度)以下形成无色透明液体。天然气液化后,体积缩小约600倍,便于运输及储存;升温汽化后即为气态天然气。

BOG导出后可以用于液化天然气场内燃料或进行二次冷却、液化。

按其热源不同,气化器可以分为以下三种类型:1加热气化器2环境气化器3工艺气化器

LNG蒸发器(BOG)的产生及处置

(1) 要求储罐必须有良好的绝热措施,以减少液体与环境的换热,控制BOG的总量

(2) 储罐中的BOG应根据工艺过程设置导出、利用:在运输船、车上可以作为动力燃料使用,在场站,可以作为气化器等燃料或减压、加压后送入后续管网

(3) 储罐必须设置安全阀及放散装置,在产生大量BOG、容器压力上升超压时放散泄压

液化石油气供应基地按其功能分为储存站、灌瓶站和储配站三类 液化石油气储配站的任务及功能:1接受2储存3灌装4残液回收 储罐的容积充满度(也成允许充装率):任一温度下,灌装储罐或钢瓶时,最大灌装容积V与储罐或钢瓶的几何容积的比值称为该温度下储罐或钢瓶的容积充满度K.根据液化石油气的气化原理及特点,液化石油气的气化过程可分为自然气化和强制气化两类。

自然气化:液化石油气自然气化是指液态液化石油气吸收自身的显热和通过容器壁吸收周围介质的热量而进行气化的过程。 自然气化的特点:

(1) 气化过程中有组分的变化。液化石油气多为两种或两种以上成分组成的混合物,在自然气化过程中,液相组分中沸低沸点的组分容易气化,将先行导出;在余下的液相组分中,高沸点组分所占比例越来越大。因此,在自然气化过程中,导出的气态液化石油气组分和容器中剩余的液化石油气组分都是变化的。

(2) 具有一定的气化适应性。在自然气化过程中,容器中的液化石油气的气化能力,在一定范围内,可以随用气量的变化而变化。通过实验,可以看到:当导出的气态液化石油气气量大时,自然气化过程加快;当导出的气体量减少或不再导出时,容器内的气化过程减慢或停止

(3) 自然气化过程中主要依靠传热获得气化潜热,因此容器中液化石油气的液温一般低于环境温度,气化出的气态液化石油气在环境温度下处于过热状态。加之自然气化过程一般气化量比较小、输送距离比较短。所以,自然气化方式不必考虑再液化问题

强制气化:强制气化是指人为地加热从容器中引出的液化石油气使其气化的方法 强制气化过程的特点:

(1) 气化过程中没有组分的变化。由于气化过程采用液相导出强制气化,所以气化后的气态液化石油气与液态液化石油气组分相同。气化过程中,气态液化石油气组分及热值稳定

(2) 气化能力大。强制气化可以在比较小的气化装置内产生大量的气态液化石油气,但需要消耗外界能源

(3) 有再液化问题。液化石油气气化后如果仍以气化时的压力输送,当输送距离较远时,气态液化石油气可能再液化。因此,一般要以过热状态输送或降低输送压力。

燃烧是指气体中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用,并产生大量的热和光的物理化学反应过程。

理论空气需要量是指按燃烧反应计量方程式,以一立方米燃气完全燃烧所需要的空气量,是实现燃气完全燃烧所需要的最小空气量。

理论燃烧温度是指在绝热且完全燃烧的条件下,所得到的烟气温度称为理论燃烧温度。

当电极间距小到无论多大的火花能量都不能使可燃气体点燃时,这个最小距离就称之为熄火距离

火焰的传播方式有三种形式:正常的火焰传播、爆炸和爆燃

火焰传播速度:火焰在管内静止或层流可燃气体混合物中的传播速度与气流向管壁的散热有关。当管径大到一定程度时,可以近似认为散热影响消失,这时火焰传播速度趋近于一最大值,该值称为法向火焰传播速度。法向火焰传播速度的物理意义是单位时间内在单位火焰面积上所燃烧的可燃混合物体积,有时也称为燃烧速度。 影响法向火焰传播速度的隐私主要有以下几个方面: (1) 可燃混合物的性质 (2) 燃气浓度 (3) 可燃混合物的初始温度 (4) 可燃混合物的压力 (5) 添加剂

燃烧过程的强化主要应从提高温度和加强气流混合两方面来考虑。

根据燃气与空气在燃烧前的混合情况,燃气的燃烧分为三种基本形式,即扩散式燃烧、部分预混式燃烧和完全预混式燃烧。

离焰:火焰脱离燃烧器出口,在一定距离以外燃烧 脱火:若气流速度再增大,火焰将被吹熄。

回火:如果混合器气流速度不断减小,蓝色椎体越来越低,最终由于气流速度小于火焰传播速度,火焰将缩进燃烧器向内传播。

热力型NO:T-NO是空气中的氮分子与氧分子在高温下生成的。由于NO生成反应所需活化能高于燃气可燃分子与氧反应的活化能,故NO生成速度较燃烧反应慢,因此在火焰面内不会大量生成NO。NO大量生成是在火焰面的下游。特别是焰面下游局部高温、局部氧浓度大和烟气停留时间长的那些地方,更容易形成NO。影响T-NO生成的主要因素为燃烧温度、氧气浓度及烟气在高温区停留的时间。

快速型NO:P-NO是在燃料浓度较大,氧浓度较低时产生的。因此,供给足够氧气即可降低P-NO生成

燃料型NO:F-NO是以化合物形式存在于燃料中的氮原子被氧化而生成的,其生成温度为600~900度,具有中温生成特性。由于气体燃料中N的氧化物含量很少,故F-NO可以不考虑

课件气体燃料燃烧所生成的NO绝大部分是T-NO。因此,一直氮化物排放主要从降低燃烧温度、降低烟气中过剩氧浓度和缩短烟气在高温区的停留时间入手;从运行角度来看,影响NO生成的主要参数是过剩空气系数和燃烧热负荷。

(1) 过剩空气系数的影响:随着过剩空气系数的变化,燃烧温度与烟气中过剩烟气浓度也发生变化,这两者的变化是影响NO生成量的主要因素。因此,过剩空气系数对NO的生成量有显著影响

(2) 燃烧热负荷的影响:一般认为。燃烧热负荷的变化会引起火焰温度的改变,今儿对NO生成量也产生影响。除了甲醇,其他燃料的NO排放浓度均随着热负荷的增加而增加。

燃气燃烧器的分类及应用: 按一次空气系数分类:

(1) 扩散式燃烧器:燃气在点火前不预混空气,一次空气系数为0 (2) 部分预混式燃烧器,又称作大气式燃烧器:燃烧前,燃气中预先混入一部分空气,燃烧所需其余空气后续供入,通常一次空气系数为0.45~0.75 (3) 完全预混式燃烧器,又称作无焰燃烧器:燃烧所需的全部空气与燃气在点火前预先充分混合,一次空气系数大于等于1.0 按空气的供应方式分类:

(1) 自然引风式燃烧器:依靠炉膛负压将环境空气吸入燃烧区域进行燃烧 (2) 鼓风式燃烧器:采用鼓风设备将空气强制送到燃烧反应区

(3) 引射式燃烧器:通常利用燃气高速流动形成的负压引射空气进行混合;亦可用空气射流引射燃气。

按燃气供应压力分类:

(1) 低压燃烧器:燃气压力在5000Pa一下 (2) 高(中)压燃烧器:燃气压力高于5000Pa 大气式燃烧器通常由引射器及头部两部分组成

引射器的结构:燃气在一定压力作用下,以一定流速从喷嘴中流出,进入稀奇收缩管,燃气靠本身的能量吸入一次空气。在引射器的混合管内燃气和一次空气混合,然后,经头部火孔流出进行燃烧。当燃气压力不足时,也可利用加压空气(例如鼓风机或压缩空气)引射燃气来完成燃烧前的预混.引射器的作用有以下三方面:以高能量的气体引射低能量的气体,并使两者混合均匀,在大气式燃烧器中通常是以燃气从大气中引射空气:在引射器末端形成所需的剩余压力,用来克服气流在燃烧器头部的阻力损失,时燃气-空气混合物在火孔出口获得必要的速度,以保证燃烧器稳定工作;输送一定的燃气量,以保证燃烧器所需的热负荷。

大气式燃烧器的特点及应用范围

大气式燃烧器比自然引风扩散式燃烧器火焰短、火力强、燃烧温度高;可以燃烧各种性质的燃气,燃烧比较完全,燃烧效率比较高;可燃用低压燃气。由于空气依靠燃气引射吸入,所以不需要送风设备。与鼓风扩散式燃烧器相比节省动力,调节方便;引射式燃烧器具有自动调节特性,当燃烧器热负荷在一定范围变动时,一次空气系数能自行稳定在设计值;与全预混燃烧器相比,大气式燃烧器热负荷调节范围宽,适应性强,可以满足较多工艺的需要。

大气式燃烧器的火焰稳定性不及扩散式燃烧器,且不适于正压炉膛。由于只预混了燃烧所需的部分空气,而不是全部空气,故火孔热强度、燃烧温度虽比自然引风扩散式燃烧器高,但仍受限制,不能满足某些工艺的要求。当热负荷较大时,多火孔燃烧器的机构比较笨重。

多火孔大气式燃烧器应用非常广泛,在家庭及商业用户中的燃具,如家用燃气灶、热水器、沸水器及食堂灶上用得最多,在小型锅炉及工业炉上也有应用。单火孔大气式燃烧器在中小型锅炉及某些工业炉上也应用广泛。 完全预混式燃烧器的特点及应用范围

完全预混式燃烧器火焰短、燃烧热强度大,因而可缩小燃烧室体积;燃烧温度高,容易满足高温工艺要求;过剩空气少(α=1.05~1.10),用于工业炉直接加热元件,不会引起工件的过分氧化;设有火道,容易燃烧低热值燃气。完全预混式燃烧器燃烧完全,化学不完全燃烧较少,节约能源。另外,可以采用引射器引射空气,不需要古风,节省动力。

完全预混式燃烧器火焰稳定性差,尤其是发生回火的可能性大,因此调节范围较小。为保证燃烧稳定,要求燃气热值及密度要稳定。为防止回火,头部结构比较复杂和笨重。由于燃气与空气完全预混,火孔出口流量明显增大,因而噪声大,特别是高负荷时更是如此。主要应用于工业加热装置上。

自动点火装置主要有三种:1电火花点火2炽热丝点火3小火点火 燃气-空气比例混合调节器

由于鼓风式燃烧器本身不具备燃气与空气成比例变化的自动调节特性,为保证合适的空燃比,从而保证稳定的燃烧工况,旺旺在鼓风式燃烧器上配备燃气-空气比例混合调节装置。

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