1、天然气管线场站知识培训,天然气管线场站知识培训,一、天然气输气管道,二、城市燃气管网,三、门站平面布置与工艺流程,四、门站主要设备,3,一、天然气输气管道,概述,一、天然气输气管道,5,一、天然气输气管道,一、天然气输气管道,输气管道的分类及其特点,（1）矿场集输管道：输送未经处理的天然气直线型、环型、放射型特点：距离短：一般为几公里至几十公里管径小：一般不超过12英寸压力变化大：开采初期可高达10MPa或更高，开采后期可能降到1MPa左右甚至0.10.2MPa 。,（2）长距离输气管道：gas pipeline气源城市门站/中转点/LNG液化厂中转点中转点/城市门站/LNG液化厂特点：距离长
2、：一般从几百公里到几千公里管径大：一般直径在400毫米以上（最大1400毫米）压力高：4 MPa,（3）城市输配气管道: gas distribution pipeline作用：将门站接收的天然气输送、分配到终端用户。组成：城市燃气管网、城市门站（配气站）、储气设施等。特点：压力较低：5kPa4MPa。（室内燃气压力3-6kPa）压力等级明确：高压、次高压（A、B级)中压（A、B级)、低压。管径范围宽：配气干线直径可达1m以上，入户管线只有20mm。,关于天然气压力小知识：1、目前陆上输气管道最高压力：12MPa 一般在4-8MPa2、压缩天然气压力在18-25MPa之间，液化天然气压力在2M
3、Pa以下3、海底输气管道最高压力：25MPa(Blue stream),一、天然气输气管道,历史上可追溯到蜀汉时期（公元221-263年），川渝地区，楠竹管道。1963年，我国第一条现代输气管道，巴（县）渝线1966年，威（远）成（都）线1989年，形成川渝环形管网（北干线投产）,国内输气管道发展概况,一、天然气输气管道,西气东输（一线）工程,管道设计输量：120/170 亿立方米/年 设计压力10 MPa 穿跨越特大型河流5次,工艺站场35座 线路截断阀室138座 地下储气库3座，容量20亿立方米 管道投资435亿元,一、天然气输气管道,西气东输（一线）主要支线-冀宁联络线,冀宁联络线是目前
4、我市主天然气气源，年输气量约占到全市供气总量的50%，超过3亿立方米,一、天然气输气管道,西气东输（二线）工程,一、天然气输气管道,堆管场,一、天然气输气管道,开挖管沟,一、天然气输气管道,布管,一、天然气输气管道,吊管下沟,一、天然气输气管道,沿线主要穿越工程,管道穿越铁路、公路、峡谷、沼泽以及河流等特殊区域时的，应使用钢套管,一、天然气输气管道,燃气管道穿越铁路,一、天然气输气管道,一、天然气输气管道,一、天然气输气管道,燃气管道穿越河流,采用穿越河底的敷设方式时，应尽可能从直线河段穿越，并与水流轴向垂直，以减少穿越距离，从河床两岸有缓坡而又未受冲刷、河滩宽度最小的地方经过。 一般宜用双管
5、敷设。每条管道的通过能力是设计流量的75，但在环形管网可由另侧保证供气，或以枝状管道供气的工业用户在过河管检修期间可用其它燃科代替的情况下，允许采用单管敷设。,一、天然气输气管道,一、天然气输气管道,燃气管道悬索式跨越铁道、河流,通过水流速度大于2m/s，而河床和河岸又不稳定的水域，以及通过较深的峡谷和洼地、铁路车站等障碍物时，建议采用水上(或地上)跨越 有关部门同意时，可利用已建的道路桥梁 架空敷设时，管道支架应采用难燃或不燃材科制成，并在任何可能的荷载情况下，能保证管道的稳定与不受破坏,一、天然气输气管道,山东天然气管网现状,二、城市燃气管网,1、按管道的功能分：分配管道、用户引入管、室内
6、燃气管道、工业企 业燃气管道。 2、按敷设方式分：埋地管道、架空管道。 3、按燃气压力分：（GB50028-2006城镇燃气设计规范标准 ） 高压: A级：2.5MPap4.0MPa B级：1.6MPap2.5MPa 次高压: A级：0.8MPap1.6MPa B级：0.4MPap0.8MPa 中压: A级：0.2MPap0.4MPa B级：0.005MPap0.2MPa 低压：p0.005MPa（500mm水柱） 4、按管材分：钢管、铸铁管、塑料管,城市燃气管道的分类,二、城市燃气管网,二、城市燃气管网,指管网的组成以及组成管网的各个部分之间的联结关系。 主要组成部分为：各种压力等级的燃气管
7、道城市燃气分配站、压气站、调压计量站、调压室。储气站计算机监控系统,管网的形式：枝状管网和环状管网,城市燃气管网的拓扑结构,二、城市燃气管网,根据所采用的管网压力的级数，分为一级系统、两级系统、三级系统和多级系统。 一级系统：只有低压管网,城市燃气系统,两级系统：低压和中压A或B两级管网组成，两者之间设调压室。,二、城市燃气管网,三级系统：由低压、中压和高压管网组成，高中压管网采用环状管网、低压采用环状和支状。如我市城区天然气供气管网系统,二、城市燃气管网,二、城市燃气管网,多级系统：由低压、中压、高压和超高压管网组成。超高压环线管道与多条长距离输气管道相连接。如上海市燃气管网系统。,一、天然
8、气输气管道,济南市燃气管网现状及规划图,二、城市燃气管网,上海市城市高压燃气管网规划图,三、门站平面布置与工艺流程,门站是城市燃气管网接受长输管道气源的燃气场站，同时对来气进行净化调压存储计量分量分配气质检查和加臭，是天然气输配系统关键设施。,矿场集输系统,长 输 管 道,门站,城市燃气管网,三、门站平面布置与工艺流程,三、门站平面布置与工艺流程,三、门站平面布置与工艺流程,未来，我们计划建设中石油冀宁联络线及其复线、泰青威线，中石化渝济线、济青复线等在我市的配套天然气接入工程，并选址在中心城区西部、西北部、东部，以及周边莱芜、章丘、平阴等县市建设天然气门站，形成覆盖城区，辐射省会都市圈的城市
9、燃气输配系统。,我市现有天然气门站14座，其中市区6座，分别是山东济华的归德、华山门站；济南港华的姚墙、华山、董家门站，以及济南华润的化工产业园门站，以上6座门站总的气源年接受量不足5亿方，难以满足未来我市对天然气的需求，且它们布局极不平衡，均位于中心城区东北及西南区域，对城市供气系统保障不足。,三、门站平面布置与工艺流程,门站站址的选择,力求布置在燃气负荷中心，或接近大型用户与大量用气区域，以减少输配管网的长度，如济南华润燃气化工产业园门站接近其最大用户济南裕兴公司，门站至裕兴调压站距离不足3公里；章丘华气刁镇门站位于刁镇工业园边缘等；,尽可能避开城市繁华地段及主要道路、密集的居民楼、重要建
10、筑物及公共运动场所。如今年省政府在同意实施山东省燃气发展规划2014-2020批复文件就明确提出包括天然气门站在内大型燃气场站设施不允许在城市建成区4类地区建设，已建成要进行重新选址建设。蓝光煤气马山坡液化气储配站就属于此类情况。,三、门站平面布置与工艺流程,小知识：所谓燃气设施地区等级的划分，在国家标准输气管道工程设计规范 （GB50251-2003） 如下具体规定：以管道中心线两侧各200m、长度为2km带状区域内的居民户数和建筑物密度作为划分地区等级的主要标准一级地区：居民户数不超过15户二级地区：居民户数在15户以上、100户以下。三级地区：居民户数达到或超过100户，通常包括市郊 居
11、民区、商业区、工业区、开发区以及不够四级地区条件的人口稠密区。一、二级地区内的学校、医院及其它人群聚集的公共场所应作为三级地区看待。四级地区：四层及四层以上楼房（不计地下室）普遍集中、交通繁忙、地下设施多。,三、门站平面布置与工艺流程,门站与周围建筑的防火间距必须符合现行国家标准建筑设计防火规范、城镇燃气设计规范（GB50028-2006）的规定,门站站址应具有适宜的地形工程地质供电给排水和通信等条件,三、门站平面布置与工艺流程,门站的工艺流程,三、门站平面布置与工艺流程,门站的工艺流程,三、门站平面布置与工艺流程,四、门站主要设备,调压器,计量设备,输气管道的清管工艺设施,除尘设备,自动加臭
12、系统,调压器,调压器分类,自力式调压器：通过自身内部的力，如弹簧力、管道压力等调节皮膜移动，从而起到调压作用。 外力式调压器：是在外部通过电力、气动等对主阀皮膜施加一个外力，起到调压作用。,调压器,直接作用调压器,原理：指只依靠敏感元件（薄膜）所感受的出口压力变化来对阀门进行移动和调节。敏感元件就是传动装置的受力元件，使调节阀门移动的能源是被调介质。,特点：在有些设备上只能使用直接作用式调压器，如锅炉设备，需要调压速度极快，指挥器式调压器，即使双向控制都无法满足其对调压速度的要求。如果在锅炉设备上使用指挥器式调压器，则必须在下游加装燃气汇管或者储气设备；否则造成的后果是：间歇性断气,调压器,直
13、接作用式调压器,优点：1、结构简单价格便宜。2、调压响应速度很快。3、广泛应用于出口压力 在0.069bar以下的情况。,缺点：1、压力、阀体尺寸和流通能力受到限制。2、调压精度低。精度在10%20%间。,调压器,指挥式调压器,调压器,优点：1、精度高。调压精度1%。2、流量、压力范围较宽。 缺点：价格昂贵。,原理：又称为间接作用式调压器。当出口压力变化时，操纵机构（指挥器）动作，接通能源（或给出信号），使调节阀门移动。它的敏感元件（即感应出口压力的元件）和传动装置（即受力动作并进行调节的元件）是分开的。,调压器,指挥式调压器分类,按照流体在主阀内流动方式分类：1、轴流式；2、曲流式。按照指挥
14、器对主阀的控制分为：1、负载型；2、卸载型。轴 曲 流 流 式 式,调压器,轴流负载式 （管式阀芯） 曲流卸载式（筒式阀芯）,轴流负载式 （管式阀芯） 曲流卸载式（筒式阀芯）,调压器,轴流卸载式弹性元件型调压器,调压器,轴流式和曲流式特点比较,曲流式特点：1、整体质量比轴流式轻，易于安装拆卸。2、可用于压差较高的管路。3、对流体纯净程度有较严格的要求。4、安装方式为水平安装。5、如果皮膜或其他元件损坏，需整体拆卸。,轴流式特点：1、流通能力大(流量大)。2、对流体纯净程度要求较曲流式低。3、无法用于高压管路.4、安装方式较随意，竖直、水平皆可。5、如果内部元件损坏，无需整体拆装，方便更换。,调
15、压器,卸载式和负载式,卸载式调压器(单向控制)特点： 1、响应速度慢。 2、取压管路少。 3、压差高。负载式调压器(双向控制)特点： 1、响应速度快。 2、压差低。,调压器,调压器的种类很多，不同的调压设备应合理选用调压器，例如：1、CNG调压设备中，高压段入口压力通常在20Mpa左右，一级减压调压器就不能选择轴流卸载式调压器。 2、对于调压精度要求较高的调压设备，不能选用直接作用式调压器；流量大，不稳定且杂质含量较高的流体不能选用轴流式调压器。 3、类似于门站调压系统的减压设备，流量大、压差低、调压精度较高则应该选用轴流式卸载调压器。 4、对于锅炉等设备不能使用指挥器式调压器。,调压器,FL
16、调压器简介,FL调压器为轴流式负载调压器。经常用于门站等流量大，精度高的大型减压设备中（调压稳压精度可达到1%）。,该系列产品还包括： 1、BFL：带切断保护调压器。,2、MFL带有监控功能。（即两个完全相同的FL调压器串联）极少使用，通常使用两个FL调压器通过中间直管路（无需变径）串联代替。,3、FL-BP、BFL-BP、MFL-BP为FL系列的低压版本。,调压器,FL调压器主要技术参数,调压器,FL调压器指挥器类型,FL调压器常用的指挥器有两类： 1、PS/79(压差较高)、PS/79-1、PS/79-2（压差较低）：该指挥器自带有过滤和稳压装置。（除PSO79和PSO80）,2、PRX型
17、指挥器PRX指挥器用于出口压力高于40bar的管路。PRX指挥器与PS类指挥器相比，缺少了稳压部分，因此当FL调压器配PRX指挥器时，需要在上游加装SA/2稳压器。,注：需要指出的是，艾默生旗下的PRX指挥器（包括PS系列），内部带有过滤器，但是有些厂家的PRX类指挥器内部不加装过滤器。,调压器,调压器,FL调压器工作原理,调压器,四、调压器,四、调压器,计量设备,计量是指实现单位统一、量值准确可靠的活动。计量属于测量，源于测量，而又严于一般测量，它按法律的规定，对测量起着指导、监督、保证的作用。计量器具是指能用以直接或间接测出被测对象量值的装置、仪器仪表、量具和用于统一量值的标准物质。 燃气
18、企业的计量管理的主要工作是气量的管理。计量管理是现代企业正常生产经营活动中最基本的管理工作。计量管理具有统一性、准确性、法制性、社会性、服务性、群众性的特点，是企业生产、科研和经营管理中不可缺少的重要基础工作。,城市燃气企业经营活动的本质就是燃气的趸入和售出。,计量设备,计量设备的使用情况对于贸易计量的流量计，欧洲主要使用涡轮、罗茨流量计，如在荷兰涡轮、罗茨流量计的使用约占80%；加拿大涡轮流量计约占90%；美国使用孔板约占80%。从整体上看，二十世纪70年代形成孔板使用高潮，80年代形成涡轮流量计使用的高潮，90年代中后期形成超声流量计使用的高潮。超声流量计因具备流量方程简单清楚、宽范围度、
19、高准确度、牢固可靠无压损等优点，但因其在应用时暴露出一些问题如噪声影响、直管段长度影响、脏污影响等导致超差，再加上价格因素，用户在选型上还是偏重于应用成熟的涡轮、罗茨等。,计量设备,国外天然气流量测量标准各国流量工作者花费大量时间研究，在分析总结大量实验和应用数据上，相继推出如下标准：AGA No.3: 天然气流量标准孔板计量标准；AGA No.7: 气体涡轮流量计AGA No.8: 天然气及其他烃类气体的压缩性和超压缩因子AGA No.9: 用气体超声流量计测量天然气ISO 5167: 用差压装置测量流体流量ISO 9951: 气体涡轮流量计ISO/TR12765: 气体超声波流量计ISO/
20、TR12213: 天然气压缩因子的计算,计量设备,国内天然气流量测量标准从2000年起，国家油气计量分委员会加快了天然气流量计量标准制修订的步伐，现已完成了包括超声流量计、涡轮流量计、孔板流量计、旋转容积式流量计、旋进漩涡流量计、科里奥利质量流量计在内的6项国家或行业标准，基本涵盖了常用的流量测量仪表。,计量设备,天然气流量计分类（1）差压式流量计:孔板流量计 （2）速度式流量计:涡轮流量计、漩涡流量计、超声波流量计 （3）容积式流量计:膜式流量计、罗茨流量计 （4）质量式流量计：科式力质量流量计,计量设备,孔板流量计,计量设备,膜式流量计,计量设备,罗茨表,计量设备,涡轮流量计,计量设备,漩
21、涡流量计,超声波流量计,计量设备,流量计选型考虑的因素,1.仪表性能：准确度、测量范围、压力损失、上下限流量等； 2.流体特性：温度、压力、密度、粘度、腐蚀、压缩系数、脉动流等； 3.安装要求：管道布置方向、流动方向、上下游直管段、维护空间、管道振动、过滤排污等； 4.环境条件：环境温度、湿度、安全性、电磁干扰、防爆等； 5.维护需求：维护周期、法定强制检定周期等； 6.价 格：购置费、安装费、维修费、检定费、使用期限、备品备件等。,计量设备,选型的依据,1、天然气计量系统（门站等大流量计量系统）,依据国家标准 天然气计量系统技术要求 GB/T 18603-2001适用于新建天然气贸易计量站计
22、量系统的设计、建设、投产运行、维护方面的技术要求。输送的天然气气质应符合GB17820标准的要求。 设计通过能力等于或大于500m3/h（标准参比条件下），工作压力不低于0.1MPa （表压）的天然气计量站贸易计量系统。年输送量等于或小于30万m3（标准参比条件下）可以不包括在该标准范围之内。,计量设备,2.终端用户依据国家标准 天然气能量的测定GB/T 22723-2008它适用于从民用气到高压输送气的任何气体计量站。标准划分了在天然气生产企业至最终用户之间的交接计量一般要经过几个中间环节，可能存在的交接界面有6个，如下面的图所示，各交接界面上使用的气体体积计量仪表如后面的列表所示：,计量设
23、备,3、城市燃气不同用途选型参考表,输气管道的清管工艺设施,清管的目的：清扫管道内杂物积液积污，提高管道输送效率，减少摩阻损失，减少管道内壁腐蚀，延长管道使用寿命。,清管球 Spheric pig,直板清管器 Mandrel pig,泡沫清管器Foam pig,智能清管器 Intelligent (smart) pig,测径清管器 Caliper Tool,输气管道的清管工艺设施,过盈量：清管器直径超出管内径的百分比或绝对值。清管球：当d100mm时采用空心球，球体壁厚为30-50mm,用于清除液体或隔离不同流体段。过盈量为3%-10% 。 皮碗/直板清管器：用于管道的综合清扫。过盈量为1%-
24、4% 。 泡沫清管器：使用方便灵活，但效果较差。过盈量为25mm左右。,各类清管器的经验过盈量,输气管道的清管工艺设施,输气管道的清管工艺设施,清管设施应设置在分输站或城市门站内；采用不停气密闭清管流程；清管器的通过指示器应安装在进出站的管段上，将指示信号传至站内；清管器收发筒的结构应满足通过清管器或检测器要求；清管作业清除的污物应进行收集处理，不得随意排放；清管器收发筒上的快速开关盲板不应正对间距不大于60米的居住区域或建筑物。,清管扫线规定：1）输气管道试压前应采用清管器进行清管，并应不少于两次；2）清管扫线应设临时清管器收发设施和放空口；3）输气管道在投入使用前应进行干燥清管，必要时可以
25、注入吸湿剂。,除尘设备,除尘设备有两种，分别是旋风除尘器和过滤器。一般分输站采用旋风除尘器，城市门站采用过滤器。,除尘的目的：去除天然气中的固体杂质，以免增加管道阻力降低管道输送效率加速管道设备的腐蚀，以达到国家对天然气杂质限制的要求。,除尘设备,1）含尘天然气由进气管进入旋风除尘器后做螺旋向下运动，称外旋流。,2）由于尘粒质量较大，在离心力作用下被甩到器壁并在重力作用下沿壁下滑，落入排灰管。,3）而外旋流气体达到锥体时，其切向速度逐渐提高，并由底向上以同样的螺旋方向，形成内旋流，最后经排气管排出。,旋风除尘器工作原理,除尘设备,旋风除尘器结构,进口管形式：,轴向进口,切向进口,渐开线进口,切
26、线进口,螺旋进口,除尘设备,进口管有圆形和矩形两种； 水平进口管位置与旋风除尘器顶盖相平或与顶盖有一段距离。,有利于消除上旋流。,有利于细粉尘集于顶盖下面的上旋流中，并通过旁室进入悬流而进一步分离。,除尘设备,排气管结构尺寸,一般满足：de=(0.30.5)Dohe=(0.30.75)Do,除尘设备,灰斗,自动加臭系统,加臭的目的：为了安全使用天然气,当天然气从管道和设备中泄漏出来时,由于加臭能使人马上察觉到,同时也是一种管道检漏的方法。,燃气气味添加剂四氢噻吩,无色透明,有恶臭味。（TNT ，C4H8S）,抗氧化性能强；化学性质稳定；气味存留时间久；烧后无残留物；不污染环境；添加量少；腐蚀性小。,自动加臭系统,加臭装置示意图,七、自动加臭系统,七、自动加臭系统,谢谢大家！,
