人工煤氣與液化氣混空氣時管網論文

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福州市1991年建成三座十八門考伯斯直粒爐,向市區供人工煤氣。由于煤制氣成本大虧損嚴重1994年改為液化氣混空氣替代人工煤氣向全市供氣,現已供氣近十萬戶,工業用戶五家,公共福利用戶126家。由于兩種氣源不同在輸配管網的改造設計上有不同的要求,針對液化氣混空氣的特點,對有關設施的設計上采取的一些措施,將改造設計總結如下。

1氣源氣質的變化

人工煤氣熱值為14654kJ/m3，密度為0.65kg/m3。液化氣混空氣的混合比為40:60,混合氣熱值為45144kJ/m3,密度為1.73kg/m3。管網的輸送壓力在氣源更換前后沒有變化,均為0.1MPa,混合氣在該壓力下露點為-20℃,福州極端氣溫-2.5℃,在-40cm地溫極端溫度為13,5℃,符合規范中管道外壁溫度要比管道內氣體露點溫度高5℃以上的要求,不存在輸送過程中變液相的問題。

2輸配系統的改造

(1)管材選用。福州輸配管網全部采用鋼管,其強度大、嚴密性好、焊接加工方便。由于鋼管的耐腐蝕性較差,采用加強級及特加強級防腐(管徑>250mm)。且一些地區埋地管采取深井陽極區域性陰極保護措施,這些都為氣源轉換創造了很好的條件。

原戶內管及樓前庭院管采用鍍鋅管,現根據新氣源熱值高,比重比空氣重,且運行壓力提高,一旦出事故危險性大的特點,在選材上提高要求,現特定如下:

埋地管:管徑<150mm,采用熱軋無縫鋼管焊接;

管徑≥150mm,采用螺旋管焊接。

地上管:中壓及管徑>50mm的低壓管均采用無縫鋼管焊接

管徑≤50mm的低壓管采用鍍鋅水煤氣管絲接。

(2)閥門更換。在氣源轉換前,更換失效的閥門,并根據轉換的需要,增設必要的隔離閥門。將中壓分段閥門及重要部位的原蝶閥全部更換為密封性好的油密封旋塞。

(3)密封材料。混合氣具有比重大、濕度小及能溶解普通橡膠的特點。為防止絲扣連接處漏氣,規定絲接必須用生料帶做密封填料,橡膠密封件必須選用耐油橡膠墊片。

(4)壓力組成。采用混合氣后輸配管網的壓力級制不變。

根據低壓管網壓力降分配,為保證燃具正常燃燒,各類調壓設施出口壓力調整如下:

調壓箱出口壓力2200Pa;

區域調壓站(不包括高層)出口壓力2500～2800Pa;

高層建筑區域調壓站出口壓力3150Pa;

工業用戶中-中壓調壓器出口壓力根據用戶需求保持不變。

(5)調壓站改造。原有二類調壓站:12P調壓和雷諾式調壓站。對原有的12P調壓器,因帶有安全關閉閥,可照常使用。對于雷諾式調壓柜及FK系列調壓柜需要進行改造，新氣源比重比空氣重,且調壓站出口壓力較高,采用水封及放散不合適,對于雷諾式調壓站取消水封放散加裝安全切斷閥。選用AQZ系列安全切斷閥進行超壓保護。站內閥門改為油密封閥。

對于FK系列調壓柜取消放散加裝安全切斷閥,口徑<DN100,選用AQZ-2G切斷閥,口徑≥DN100的選用AQZ系列安全切斷閥。

由于調壓站出口壓力提高,低壓記錄儀量程隨之改大。采用中-中壓調節器的工業用戶增設出口中壓記錄儀。

(6)引入管改造。樓前庭院管全部改用無縫鋼管,引入管采用焊接連接。引入管與庭院管埋地部分轉彎處采用煨彎,避免絲扣連接產生漏氣的可能性。

為保證安全供氣,在引入管(或立管)上加裝特制松套伸縮接頭,補償量可達10,有效解決多層建筑因地層下降帶來的隱患。

(7)凝水設施。新氣源濕度小,但考慮到施工過程中可能管道進水,為防止水堵,在管網適當位置仍設置凝水缸,以便抽水。數量可適當減少。

3戶內管改進設計

3.1多層建筑

混合氣比重大,且底層儲藏間通風情況一般較差,新設計的進戶管一律不設置在底層。由于混合氣的熱值高,戶內管道可適當縮小管徑(DN20改為DN15)。

3.2高層建筑

根據新氣源的特點,采取兩種供氣方式進行設計，低壓管網壓力降進行調整。見表1。

3.2.1中壓供氣

①高層建筑處于區域調壓站的末端,供氣壓力偏低,區域用氣影響較大。

②四周無低壓管或低壓管偏小,無法保證正常供氣,又受安全間距限制,設站困難。

以上兩種情況采用中壓供氣,將調壓柜設在屋頂,中壓管由外墻直上屋頂,經調壓后上環下行方式供氣。調壓柜應裝有安全切斷裝置,柜體設避雷針與屋頂避雷環網接地系統連接。中壓供氣,壓力自成體系較為穩定,不受區域供氣影響,能有效地保證高層用戶的用氣,該供氣方式在香港及我國南方被廣泛采用。

3.2.2低壓供氣

根據水力計算,在保證壓力最不利用戶燃具能正常燃燒的情況下,仍采用區域調壓站低壓直接供氣。

高層建筑底層多為商場,設備層又不能布置液化氣管道,下環管布置困難,多采用上環下行供氣方式。即低壓管沿外墻直上屋頂,成環后在適當位置下行供氣。有些高層建筑設有空中花園層,四周敞開,通風良好,僅安有給排水及通風管道,無安裝機電設備的情況下,可將煤氣管道布設在該層,讓其成環,采用下環上行的供氣方式。

表1低壓管網壓力降分配(Pa)

人工煤氣液化氣混空氣

燃具定額壓力PH10002000

燃具前最大壓力Pmax15003000

燃具前最小壓力Pmin7501500

調壓站出口最大壓力16503150

低壓煤氣管道總的計算

壓力降△P(含室內外)9001650

4供氣半徑

由于新氣源熱值高,供氣能力可大大提高,因此,可適當停開一些原有調壓站。新設計中,應考慮供氣半徑的擴大,充分發揮調壓站的供氣能力。