城市天然氣儲輸配系統(tǒng)課件

城市天然氣儲輸配系統(tǒng)過濾·脫水·調(diào)壓器·流量計·加氣站

天然氣儲運設(shè)備的應用與選型天然氣運輸過程—管道/CNG鋼瓶車/LNG槽車天然氣調(diào)壓儲配站城鎮(zhèn)中壓管網(wǎng)系統(tǒng)區(qū)域調(diào)壓站/樓棟調(diào)壓箱單戶計量和用戶燃氣器具一、城鎮(zhèn)燃氣輸配系統(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（浸沒燃燒式）氣化器（開架式）加臭城市燃氣氣化氣壓縮機液化天然氣工藝CLASS1500/25MpaCLASS600/10MpaCLASS300/5Mpa區(qū)域調(diào)壓1.6-0.4Mpa樓棟調(diào)壓0.4MPa–2～8kPa不同壓力級制的調(diào)壓器調(diào)壓器是由閥體、伺服機構(gòu)、指揮器三大部分組成。伺服機構(gòu)的膜片與閥桿、閥芯相連接，形成調(diào)壓器主控執(zhí)行機構(gòu)；閥芯的開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、運動部件的重量的平衡所決定的。調(diào)壓器進口壓力的大小對閥芯在閥體內(nèi)的相對位置沒有影響，即運動部件處于同一壓力條件下。驅(qū)動壓力取自于閥芯上游的閥體上的高壓氣體，經(jīng)過預調(diào)器減壓產(chǎn)生指揮器出口壓力，提供給伺服機構(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)部清潔以及沒有損害；清掃調(diào)壓器上游管路，保證其中沒有任何雜質(zhì)；確保調(diào)壓器閥體流動指示方向與實際氣流方向一致；安裝說明：要達到理想的調(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斷閥的進口法蘭的直線距離不小于2倍管徑；試運前必須確保承壓腔內(nèi)沒有壓力，防止燃氣與空氣混合形成可爆燃的混合氣；緩慢開啟調(diào)壓器上游閥并控制閥門開度，讓少量燃氣流入管路；試運說明：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

在天然氣儲存、輸送過程中，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導致形成固體水化物或節(jié)流減壓時出現(xiàn)冰堵等現(xiàn)象。對于游離水的脫出方法可采用分離器或過濾器等；對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、復式固體。

3、直接冷卻法。4、

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

一般要根據(jù)工藝過程和用戶要求，選出最佳的天然氣脫水工藝。就CNG儲運工藝而言，較佳的脫水方法為低壓端游離水過濾，及低壓端分子篩吸附工藝。濕天然氣1號塔（頂→底）干天然氣脫水流線分離器2號塔（頂←底）再生氣加熱器（電或蒸汽）再生流線濕天然氣2號塔（頂→底）干天然氣脫水流線分離器1號塔（頂←底）再生氣加熱器（電或蒸汽）再生流線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周期和短周期兩類，一般采用長周期操作，在達到轉(zhuǎn)效點時進行吸附塔的切換，周期一般為8小時、也采用12小時或24小時。在一般的天然氣吸附裝置中，吸附塔的切換是根據(jù)實驗確定的時間周期由程序控制器自動進行；如果沒有安裝程序控制器，只能手動切換；如果在干氣端安裝露點測定儀，可根據(jù)規(guī)定露點值控制吸附塔的切換操作。

吸附塔轉(zhuǎn)效點計算

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吸附劑的動態(tài)飽和濕容量，公斤水/百公斤吸附劑q吸附劑床水負荷，公斤/米2；Vg氣體流速，米/分；φ濕天然氣的相對濕度，%；A吸附常數(shù)，分子篩A=0.6;Q濕天然氣流量，百萬標米3/日；W濕天然氣的含水量，公斤/百萬標米3；D吸附劑床的直徑，米；Pf吸附絕對操作壓力，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)脫水過濾設(shè)備技術(shù)參數(shù)設(shè)計壓力XX.XMPa進氣壓力X.XX～XX.XMPa進氣溫度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-XX℃吸附劑硅膠、分子篩切換時間XX小時安裝方式室內(nèi)安裝電源和耗電量380/220V,XXXXW的濾餅層.這種過濾過程稱之為濾餅過濾。當多相混合物通過過濾介質(zhì)時，固體顆粒或液體不是被截留在過濾介質(zhì)的表面,而是被截留在過濾介質(zhì)內(nèi)部孔隙中，這種過濾稱為深層過濾。過濾過程的物理實質(zhì)是多相流體在多孔質(zhì)內(nèi)部毛細通道內(nèi)作滯流流動的過程。過程的推動力是作用在過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓差，以克服流動過程的阻力。濾餅過濾和深層過濾的阻力是不同的，濾餅過濾時的阻力包括工作狀態(tài)下過濾介質(zhì)阻力和濾餅層阻力兩部分。過濾剛開始時，過濾介質(zhì)的阻力是主要的，隨著過程的進行，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。深層過濾的阻力則只表現(xiàn)為過濾介質(zhì)的阻力，這個阻力也是隨過濾不斷進行，過濾介質(zhì)內(nèi)部毛細孔隙通道不斷被固體顆?；蛞后w堵塞而加大.當床層壓降達到一定值時，標志著床層孔隙被堵死，即需更換過濾介質(zhì)。網(wǎng)片狀

過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，過濾材料層數(shù)分單層、多層。管道過濾器種類

四、流量的測量與變送

所謂流量，是指單位時間內(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；又可稱為瞬時流量。測量瞬時流量的儀表稱為流量計；而測量累計流量的儀表稱為計量表。

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

差壓式流量計：孔板流量計；超聲波流量計。流量測量儀表的分類由于城市天然氣利用的特點，即流量波動范圍大，一般采用渦輪流量計、渦街流量計。

渦輪流量計由導流器與渦輪、變送器和顯示儀三部分組成。渦輪用高導磁不銹鋼材料制成，渦輪芯上裝有螺旋葉片。導流器有前后導向件組成，其作用一是支撐葉輪，二是整流穩(wěn)流，將氣體進入渦輪前先導直，以保證流動條件，從而保證測量精度。磁電感應轉(zhuǎn)換器由線圈和磁鋼組成。當天然氣流過渦輪時，推動渦輪轉(zhuǎn)動，渦輪的葉片周期性地掃過磁鋼，使磁路的磁阻發(fā)生周期性地變化，這樣在線圈中感應出交變電信號，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標準信號放大整形溫壓補償瞬時流量顯示頻率/電流轉(zhuǎn)換累積流量顯示單位轉(zhuǎn)換遠傳端子渦街流量計的工作原理

渦街流量計由檢測器、放大器和變換器組成。在三角柱迎面中央對稱地嵌入兩只熱敏電阻，組成電橋的橋臂，并以恒流電源對其加熱，使電阻溫度在天然氣靜止時比測量時高10℃左右。當三角柱兩側(cè)未發(fā)生旋渦時，兩只熱敏電阻的溫度一致，電阻值相等。當有旋渦發(fā)生時，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。橋路會輸出與旋渦發(fā)生頻率相對應的電脈沖，經(jīng)放大、整形得到與流量相對應的脈沖數(shù)字輸出。

放大器恒流電源瞬時流量顯示模擬轉(zhuǎn)換器累積流量顯示觸發(fā)器遠傳端子天然氣流量計主要性能參數(shù)壓力等級流量范圍工作溫度精度等級量程比短時過載防爆等級公稱通徑安裝方式連接標準外形尺寸遠傳要求適用氣質(zhì)五、CNG加氣站

CNG加氣站由天然氣凈化裝置、壓縮機與動力系統(tǒng)、冷卻與潤滑系統(tǒng)、計量充氣裝置組成。壓縮機站的原動機主要是電動機或燃氣輪機。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，保證壓縮機密封系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)的正常運行。對于天然氣壓縮機的冷卻較經(jīng)濟的方式為空氣冷卻。計量充氣裝置有溫度補償?shù)奶烊粴庥嬃砍溲b。CNG加氣站設(shè)計考慮內(nèi)容

建站地點

最終用戶和供氣量

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標準CGAB108/CJJ84-200電氣標準CSA221.1加拿大電工標準壓力容器標準ASME鍋爐與壓力容器標準管道安裝標準ASMEB31.3/GB50251-94壓縮機主要性能參數(shù)壓縮機型號ArielJGN/1氣缸排列形式W型壓縮級數(shù)3壓縮機最大壓力33.1MPa壓縮機最高溫度175℃最大曲軸轉(zhuǎn)數(shù)1500rpm最大功率110kW排量600～1580Nm3/h進口壓力0.8～1.6MPa出口壓力25.0MPa驅(qū)動類型電動機電機功率200kW電機轉(zhuǎn)數(shù)1500rpm使用電壓380V、50Hz、3Φ啟動方式軟啟動控制項目控制狀態(tài)信號類型控制動作壓縮機油壓低位轉(zhuǎn)換表關(guān)閉壓縮機油位低位液位開關(guān)關(guān)閉潤滑油量低位流量開關(guān)關(guān)閉進口壓力高/低位傳感器關(guān)閉一級壓力高位傳感器關(guān)閉一級溫度高位傳感器關(guān)閉二級壓力高位傳感器關(guān)閉二級溫度高位傳感器關(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)閉儲罐壓力高/低位傳感器關(guān)閉/啟動風扇功率過載

傳感器關(guān)閉預潤滑油泵過載

傳感器關(guān)閉緊急停止開關(guān)

開關(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)，此確定其流量時使用統(tǒng)一基準，即標準狀態(tài)：