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浅谈天然气与管道液化气转换技术

减小字体 增大字体 作者:佚名  来源:www.bob123.com  发布时间:最新发布
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  摘要:天然气与管道液化气(气化或混气)转换是一个较为复杂的系统工程,需要编制天然气长远、近期发展规划,分期、分阶段实施。对天然气市场开拓与需求、原有燃气生产和输配设施的利用与改造等各个方案进行优化,制订相应的对策,妥善解决转换中各类技术难点。以达到充分利用、投资节省、运行安全、使用合理的要求,取得祉会、经济和环境效益。 
  关键词:天然气;液化气;改造 
   
  自八十年代开始,我国能源中液化石油气有了迅速发展。据统计,1980-1990年液化石油气消费量年均增长24%,1998年,全国液化石油气消费量高达1056.1万吨,供应总量中国内生产量为580.5万吨,国外进口量为476.6万吨,液化气供应已形成来源多渠道的市场经济运行模式。相当数量的城市,特别是沿海中、小城市,广泛采用液化气气化或液化气掺混空气作为城市气源,通过管道输送供应各类用户。 
  二十一世纪,我国能源结构将有较大调整, 目标是加快国内石油天然气资源的勘探和开发,积极引进邻国(俄罗斯等独联体国家)的天然气,适量进口LNG(在东南沿海建设进口LNG接收基地)。 
  预计,2010年我国天然气产量将达到500亿立方米,LNG进口量达到500万吨。稳定、安全、可靠、清洁的天然气将逐步成为城市燃气的主气源,天然气化将成为城市燃气的发展趋势, 目前采用液化气气化或液化气掺混空气的集中管道供应方式的城市,将逐步转换为使用天然气。本文对天然气与管道液化气两种气源的转换技术作一介绍,提供决策参考。 
   
  1.液化气集中管道供应方式 
   
  液化气集中管道供应方式,主要有液化气气化与液化气掺混空气的集中管道供应两种方式。 
  1.1用途与规模 
  液化气气化集中管道供应方式,主要用于区域性与城镇的小区供气。气化站供气服务半径一般为2公里,约l万居民用户。在人口密度较高地区,供气户数有较大增加,如香港中央气化站、深圳罗湖气化站供气户数均超过2万户,佛山环湖气化站供气户数超过4万户。 
  液化气掺混空气集中管道供应方式,主要用于城市中、小规模燃气气源,人工煤气的代用、调峰机动气源,天然气的代用、过渡、调峰或事故应急气源,以及寒冷与液化气气质不宜直接气化的地区的燃气气源。混气站供气规模大小不一,国内大型混气厂, 日产气可达50万立方米。 
  1.2 混合气中液化气与空气的比例 
  根据混合气用途,液化气与空气的混合比例各不相同,但应达到GB50028-93《城镇燃气设计规范》中6.4.12条文"液化石油气与空气的混合气体中,液化气体积百分含量必须高于其爆炸上限的1.5倍"的规定。目前,混合气中液化气与空气两者比例如下:(见表一)。 
   
  1.3输配方式与压力级制 
  根据供气方式、气质、规模大小与区域不同,液化气集中气化管道供应的输配方式和压力级制,一般采用二级或三级系统;液化气掺混空气集中管道供应方式,一般采用二级系统。 
  燃气输送压力分别为:高压(B)O.4<P≤0.8Mpa,中压(A)0.2<P≤O.4Mpa, 中压(B)0.005<P≤0.2MPa,低压P≤0.005Mpa。 
   
  2天然气的储存与输配 
   
  2.1储存 
  2.1.1地下储存 
  常见的是储存在多孔结构地下构造层中,也可储存在含盐岩层的岩缝、废弃的矿井(矿山坑道)或其它人工开凿的坑道中,天然气储存方法为加压或降温。 
  2.1.2低温储存 
  天然气冷冻为液态储存,并建LNG气化装置作储气调峰。 
  2.1.3储气柜、球罐储存 
  常用高压天然气球罐,或利用人工煤气的储气柜低压储存。 
  2.1.4高压管道储存 
  利用大规模埋地高压管束、长输与高压输气干管。 
  2.1.5生产代用天然气用于调峰与事故的应急 
  主要有液化气掺混空气、石脑油制气、LNG气化等生产方式。 
  2.2天然气输配系统 
  天然气长输管道采用超高压。城市天然气输配系统一般选挥高压(A)0.8<P≤1.6Mpa,高压(B)0.4<P≤0.8Mpa,中压(A)0.2<P≤O.4Mpa,中压(B)0.O05<P≤0.2Mpa,低压P<0.005Mpa三级压力级制。 
  对用户供气可选择中压进户或地区调压后低压进户。燃具额定压力为2000Pa。 
   
  3 天然气与管道液化气的转换 
   
  综上所述,天然气与管道液化气的转换是一个系统工程,需综合考虑输配、储存、用气等各个方面,选择具有超前性、可操作性、先进性的优化方案。转换中应研究下列几点。 
  3.1燃气可否互换 
  在选择方案中,应首先研究与分析,己使用的燃气与天然气可否互换。通常,判断燃气的互换性,采用燃烧特性中华白数(热负荷指数)W表示。两种燃气互换时,W的变化应不大于±5-10%。当两者燃烧特性相差较大时,并应考虑火焰特性,如离焰、回火、黄焰和不完全燃烧等,计算燃气的燃烧势Cp。以确定不同W和Cp的燃气,在燃具上的互换范围和可否互换,各类燃气的燃烧特性指数(W和Cp)均有一定控制的波动范围。同时,可决策原有供气系统能否保留或改造。 
  对于使用液化气气化管道集中供应方式的,因液化气与天然气的W、CF值相差很大,两者不能互换,原有的气源必须废除,燃具需更换。而使用液化气掺混空气管道集中供应方式的,如供气技术参数与天然气特性相近或作适当调整配比,W、Cp在规定购控制波动范围内的,两种燃气可以接轨,燃具可以适应。对于不适应的燃具,在天然气转换前,需逐户核对燃具品牌、型号,制订更换方案的具体方法。 
  3.2输配系统的改造 
  在编制、实施天然气供气规划时,必须分析原有的输配系统,是否适用或需改造。对液化气气化站、中、小型混气站,不宜保留,原有输配管网可作为天然气庭院、街坊管道,对口径偏小的需作改造。对大型混气站,包括联网的输配管网,应充分利用,旧管道(特别是铸铁机械、承插式接口管道)可采用内穿PE管、U型PE管与钢管清通等改造工艺,以提高输气管网的运行压力,减少投资。 
  原有调压、阀门与输配附届设施,应根据天然气的设计与运行要求,进行更换与改造。 
  原有用气管道或者丝扣镀锌钢管,应检查丝扣的密封材料。对于不适用天然气干气的,需采取防止泄露的技术措施。 
  天然气的用户置换与原有输配系统的改造,需要切、调、同步、有机的结合,对于有多个气化或混气站的城市,并非简单的小区联网,即可实施天然气化。因此,实施天然气转换前,应将供气范围划成若干个改造区域,分块、分步的转换,确保供气的安全与不间断,并制订相应的应急措施。 
  民用天大然气计量一般采用G2.5膜式燃气表,对原使用中表容量偏大或羊皮膜的燃气表,应列入计划更换。对营事团、工业用户也应如此。 
  3.3储存与调峰 
  采用液化气管道集令供气方式,其燃气储存与调峰,主要是调节LPG气化器开启台数与输气压力,不设储存设施。当转换为天然气时,除需上游配套的天然气季节调峰设施外,月、周、日、时的调峰,需由燃气销售系统考虑。根据供气规模,一般可采用高压管道、管束、球罐储气或保留混气站生产代用天然气,选择各个方案需要进行综合经济分析与比较,并符合设计与运行要求。 
  3.4制订合理的天然气销售价格 
  各地液化气气化或混气的成本和销售价格相差较大,在实施天然气转换中,应根据能源互补性、可替代性与品位的差异,制订各类能源之间的价格导向与合理比价。并利用经济杠杆,考虑企业效益、用户的承受能力和投资利润、利税率等,确定天然气的销售价格。如原有燃气销售价格较低、调整幅度较大,难以一次到位对,至少应达到微利保本。 
   
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