1、第六章 燃气输配系统新技术,一、新型燃气供应方式天然气是我国大力发展的城市气源。由于受气源和地理条件的限制,距离气源或输气干线较远而用气量不大的中小城市,因铺设长输管道投资较大,无法采用管输供气,因此,采用了非管输供气做为过渡气源或永久气源。综合起来,我国采用的非管输供气技术主要有压缩天然气(CNG) 供气技术、LPG混空气供气技术及液化天然气(LNG) 供气技术3种。,LPG管道供应自然气化瓶组供应方式直供气相LPG 强制气化瓶组供应方式储罐储存直供气相LPGLPG混空气,自然气化瓶组供应方式系统组成：2组50 kg LPG瓶组、调压系统。优点：供应方便灵活、工艺简单、操作简便、投资额少,当
2、 50 kg LPG钢瓶数量小于等于8瓶可将瓶组置在建筑物毗连的房间内等优点。缺点：瓶组内剩余残液较多、供应范围小,且寒冷地区一般供应用户数不宜超过200户。,强制气化瓶组供应方式系统组成：由2组50 kg LPG钢瓶组、气化系统、调压系统组成。优点：供应方便灵活、工艺简单、操作简便、投资额少、建设速度快。缺点：供应范围较小,供应用户楼层不能太高,LPG钢瓶更换频繁,每个LPG钢瓶拆卸时有少量LPG泄漏,故50 kg LPG钢瓶不宜设置过多。,储罐储存直供气相LPG方式系统组成：由LPG储罐及装卸系统、气化系统、调压系统组成。优点：操作简便、投资额少等优点,可减少LPG泄漏,适当增加供气规模。
3、缺点是供气半径较小(一般供气半径约为500 m) ,供应用户楼层不能太高,占地面积较大。,3种直供气相LPG方式的技术经济比较,LPG混空气供应方式,结论 管道LPG供应方式具有投资额少、建设周期短、单位燃气成本低等优点。在寒冷地区管道LPG应用与发展中,不仅应重点考虑燃气的露点,而且要充分考虑我国LPG成分差异。 直供气相LPG方式中宜采用低压供气方式。 LPG混空气供应方式中LPG与空气的比例不宜过大,考虑与天然气的互换要求,宜采用LPG与空气的体积比为4060至5050, LPG混空气供应压力不宜过高。 当供应居民户数少于200户时,可以采用自然气化瓶组供应方式,当供应居民户数少于2 0
4、00户时可以采用强制气化瓶组供应方式,当供应居民户数少于5 000 户时可以采用储罐储存直供气相LPG方式,当供应居民户数大于5 000户时应采用LPG混空气供应方式。,CNG供气优点：工艺简单、投资省、成本低、工期短、见效快的,适用于向距离气源相对较远、用气规模不大的中小城镇供气,特别适于作为规划管输供气城市的过渡气源。CNG加气站生产工艺系统：由过滤、计量、压缩、脱水、储存等组成。(1) 天然气压缩经压缩机压缩至20 MPa 。(2) 天然气脱水,CNG运输采用瓶组式拖车做为CNG槽车。单车瓶组由8只圆筒形钢瓶组成,每只钢瓶水容积为2. 25 m3 ,单车运输气量为4 550 m3 。CN
5、G减压供气来自槽车的CNG先进入一级紧急切断阀,然后进入一级换热器进行加热(换热器采用管壳换热器,天然气走管程,热水走壳程) ,升温后的天然气进入一级调压器进行减压,压力减至7 MPa ;再进入二级换热器进行加热,然后进入二级调压器(内装紧急切断阀) 进行减压,压力减至1. 6 MPa 。如果储罐需要储气,则操作相应阀门向储罐充气,否则天然气进入三级调压器,将压力减至0. 3 MPa ,经计量和加臭后输往管网。,CNG供气方案与管输供气方案的比较 (1) 供气规模相同的情况下,随着运输距离的加大,CNG输送和管道输送的投资及成本均呈现增长趋势,其中管道输送方案的增幅较大。,(2) 当供气规模较
6、小时(2 万户) ,当运输距离超过一定值时(80 km) ,CNG供气方案优于管道供气方案,距离越大,CNG 供气方案的优势越明显。随着供气规模的增大(5 万户) ,CNG供气方案优于管道方案的运输距离也增大(300 km) 。相对于管道供气方案,CNG供气方案更适于向气源相对较远、用气规模不大的中小城镇供气。,LNG供气LNG供气系统组成：天然气液化站(或LNG接收终端站) 、LNG槽车、LNG气化站、输配管网（1）LNG供气经济性良好,供气成本在2. 152. 77 元/m3 内变化。但对于1. 5 104 户以下的供气规模不适合远距离运输,因为随着运输距离的增加,这些规模的供气成本增加较
7、大。（2）同样运输距离下,供气规模为3 104 户的单位热量成本是较低的,其年总费用也较适中。因此, 3104 户是LNG供气技术的理想供气规模。,CNG与LNG供气方案的比较CNG与LNG供气方案各有自己的优势,影响因素主要有气源情况、运输距离、供气规划、供气规模。气源情况CNG加气站生产设备已实现国产化, 投资较小,成本较低,对气源地的要求不高。LNG母站的净化、液化工艺复杂,要将天然气冷却到- 163 以下,设备投资大,运行费用高。LNG液化站一般应建在气源处,气源充足,气价低,LNG产量大,便于回收投资。因此,LNG液化站一般距离用气城市较远。,(2) 运输距离在相同运输距离条件下,C
8、NG运输成本明显高于LNG。(3) 供气规划何时开通长输管道供气也是影响方案选择的一个主要因素。如果在较短的时间内即可通气,CNG方案中的储罐就可发挥作用,LNG供气则需另建储罐。CNG系统较简单,可转为他用。如果在较长时间内仍无管道供气的可能,由于LNG气源价格及运输费用低,应优先考虑LNG方案。,(4) 供气规模对在一定时间内有可能由长输管道供气的城市,暂时采用非管输供气,逐年用气规模的大小对方案的选择影响很大。对于刚开发的且在三、四年内能实现管输供气的中小城市,用CNG供气方案可较快速地实现供气。尽管CNG运到减压站的价格可能会高于LNG方案,但由于前几年用气量不大,且考虑到初投资及设备
9、的使用连续性,选择CNG方案会更好。对于短期内用气规模较大的城市,考虑到运行费用的原因,LNG方案可能是较好的选择。,二、新型管材,（一）钢骨架聚乙烯复合管 钢骨架聚乙烯复合管,即“PESI”管,是以氩弧对接焊成型的多孔薄壁钢管为增强体,外层和内层为双面复合热塑性塑料的一种新型管材。1、优点：由于多孔薄壁钢管增强体被包覆在连续热塑性塑料之中,因此它即象钢管一样耐压且有韧性,又象塑料管一样耐腐蚀且易于敷设,技术可靠,使用寿命长, 可应用于燃气地下管网，是一种新型复合压力管材。,2. 钢骨架聚乙烯复合管存在的问题 (1)管材在现场裁截时,截口需用手工塑料堆焊将钢带遮盖,可能造成钢带受腐蚀及管材内外
10、分层,从而影响管道的使用寿命； (2)管材既不便采用金属切割方法,也不便于使用塑料切割,今后管道的开口、维护、抢修将是一个较为繁琐的过程； (3)管材及管件从生产到使用之间的存放期不宜超过一年,给今后的维护和抢修备料带来诸多不便； (4)尚无配套的钢骨架聚乙烯阀门、凝水井,施工上缺乏材料的一致性；,（二）铝塑复合管 铝塑复合管是一种五层结构的复合材料管道,以高密度聚乙烯、交联聚乙烯或增强耐高温中密度聚乙烯通过挤出成型方法复合为一体作为内层,用铝带作为中间层,外层包覆高密度聚乙烯、交联聚乙烯或增强耐高温中密度聚乙烯，内层与中间层之间、中间层与外层之间采用热熔胶粘接成复合压力管道。铝塑复合管可用于
11、室内燃气管道的安装。铝塑复合管的特点 （1）耐腐蚀性好,使用寿命长； （2）重量轻,搬运方便； （3）外型美观,内外壁光滑,内壁阻力小； （4）管道系统的安装方式简单、快速可靠,维修方便,安装费用较低。,（三）铜管 铜管因具备易弯曲、容易安装、牢固、密封性好、输气过程中阻力小、同一公称直径具有最小外径等诸多优点，一直是理想的暗敷管材。由于铜管连接可以采用技术成熟的钎焊，操作简便，质量可靠，这些均为铜管的广泛使用提供了技术保障，使其作为室内燃气管材在城市住宅中具有一定的优势。铜管的特点 （1）耐高温、热膨胀系数小； （2）内壁光滑，单位长度摩擦阻力损失小； （3）可持续利用，经济适用； （4）加工安装运输方便； （5）易连接性；,（四）不锈钢波纹管不锈钢波纹管（CSST）可用于室内燃气管道的安装。它柔韧性好，用手就可以弯曲，在安装工程中，可以省掉很多辅助管件，减少漏气点。重量轻，可以直接与用气设备连接，在有些情况下，甚至可以单独使用不锈钢波纹管组成整个管路系统。在管路空间比较复杂时，不锈钢波纹管更能显示出它在安装上的优越性。,
