燃气的储存分析PPT学习教案

1、会计学1 燃气的储存分析燃气的储存分析 一、储气设施的功能一、储气设施的功能 二、储气设施的分类二、储气设施的分类 第1页/共52页 一、储气设施的功能一、储气设施的功能 解决燃气生产与使用不平衡的矛盾。解决燃气生产与使用不平衡的矛盾。 当发生意外事故，如停电、设备暂时故障等，当发生意外事故，如停电、设备暂时故障等， 保证有一定的供气量。保证有一定的供气量。 混合不同组分的燃气，使燃气性质混合不同组分的燃气，使燃气性质( (成分、热成分、热 值、燃烧特性等值、燃烧特性等) )均匀。均匀。 对间歇循环制气设备起缓冲、调节、稳压作对间歇循环制气设备起缓冲、调节、稳压作 用。用。 回收高炉煤气及其他

2、可燃、可用废气。回收高炉煤气及其他可燃、可用废气。 工业炉窑中压燃烧，来气压力低，需经压缩工业炉窑中压燃烧，来气压力低，需经压缩 机加压时，压缩机进口则需设置储气罐稳压及机加压时，压缩机进口则需设置储气罐稳压及 保持一定的安全储存量。保持一定的安全储存量。 第2页/共52页 二、储气设施的分类二、储气设施的分类 按储气压力分类按储气压力分类按密封方式分类按密封方式分类按结构形式分类按结构形式分类适用范围适用范围 高压储气高压储气 圆柱形罐圆柱形罐 立式立式 小规模高压储气小规模高压储气 卧式卧式 球球 形形 罐罐大容量，气、液态燃气大容量，气、液态燃气 管道管道 管管 束束 储量不大，高压，陆

3、地、储量不大，高压，陆地、 船用船用 长输管线末端长输管线末端储量不大，日调峰储量不大，日调峰 低压储气罐低压储气罐 湿式（水封）罐湿式（水封）罐 自立导轨升降式自立导轨升降式储量较小，逐步被淘汰储量较小，逐步被淘汰 螺旋导轨升降式螺旋导轨升降式 较自立罐储量大，广泛使较自立罐储量大，广泛使 用用 干式罐干式罐 稀油密封，阿曼阿恩型（稀油密封，阿曼阿恩型（MAN型）型） 大容量、脱湿燃气，很少大容量、脱湿燃气，很少 用用 润滑脂密封，可隆型润滑脂密封，可隆型(KLONNE型型) 橡胶夹布密封，威金斯型橡胶夹布密封，威金斯型(WIGGINS型型) 中压储气中压储气地下储气地下储气 利用枯竭油气田

4、储利用枯竭油气田储 气气 超大量储气，季节调峰超大量储气，季节调峰利用地下含水层储利用地下含水层储 气气 利用岩盐地穴储气利用岩盐地穴储气 常压储气常压储气液化储气液化储气 地面金属罐地面金属罐 储存储存LNG和其他低温气体，和其他低温气体， 调峰，后两种适于大容量调峰，后两种适于大容量 储气储气 预应力混凝土储罐预应力混凝土储罐 地下冻土储罐地下冻土储罐 第3页/共52页 一、低压湿式罐一、低压湿式罐 二、低压干式罐二、低压干式罐 第4页/共52页 v低压储气罐是一种低压储气罐是一种压力基本稳定、储气容积压力基本稳定、储气容积 在一定限度内可以变化在一定限度内可以变化的低压储气设备，是的低压

5、储气设备，是 我国城镇燃气、石油化工、冶金等行业广泛我国城镇燃气、石油化工、冶金等行业广泛 使用的储气设施。低压储气罐有使用的储气设施。低压储气罐有干式罐干式罐和和湿湿 式罐式罐两大类。两大类。 第5页/共52页 一、低压湿式罐一、低压湿式罐 低压湿式罐低压湿式罐是在水槽内放置钟罩和塔节，钟是在水槽内放置钟罩和塔节，钟 罩和塔节随着燃气的进出而升降，并利用水封罩和塔节随着燃气的进出而升降，并利用水封 隔断内外气体来储存燃气的容器。隔断内外气体来储存燃气的容器。 直立导轨升降式储气罐直立导轨升降式储气罐 螺旋罐螺旋罐 第6页/共52页 图图10101 1 直立罐简图直立罐简图 1 1燃气进口；燃

6、气进口；2 2燃气出口；燃气出口；3 3水槽；水槽；4 4塔节；塔节；5 5钟罩；钟罩；6 6 导轮；导轮；7 7导向装置；导向装置；8 8水封水封 第7页/共52页 图图10102 2 螺旋罐示意图螺旋罐示意图 1 1进气管；进气管；2 2水槽；水槽；3 3塔节；塔节；4 4钟罩；钟罩；5 5导轨；导轨；6 6平台；平台；7 7顶顶 板；板；8 8定架定架 第8页/共52页 第9页/共52页 二、低压干式罐二、低压干式罐 结构：结构：干式储气罐主要由外筒、沿外筒上干式储气罐主要由外筒、沿外筒上 下运动的活塞、底板及顶板组成。下运动的活塞、底板及顶板组成。 分类：分类：根据密封方法不同，目前实

7、际采用根据密封方法不同，目前实际采用 的有下列三种罐型：阿曼阿恩的有下列三种罐型：阿曼阿恩(MAN)(MAN)型、可型、可 隆隆(KLONNE)(KLONNE)型、威金斯型、威金斯(WIGGINS)(WIGGINS)型。型。 问题：问题：干式储气罐的最大问题是密封问题，干式储气罐的最大问题是密封问题， 也就是如何防止在固定的外筒与上下活动的也就是如何防止在固定的外筒与上下活动的 活塞之间产生漏气。由于其密封过于复杂，活塞之间产生漏气。由于其密封过于复杂， 现在我国基本不再投建。现在我国基本不再投建。 第10页/共52页 二、高压罐与低压罐的区别二、高压罐与低压罐的区别 一、工作原理一、工作原理

8、 三、储罐的构造三、储罐的构造 四、各种储气罐的优缺点四、各种储气罐的优缺点 五、高压储气罐储气量的计算五、高压储气罐储气量的计算 六、罐体的壁厚计算六、罐体的壁厚计算 第11页/共52页 一、工作原理一、工作原理 罐的几何容积固定不变，靠改变其中燃气罐的几何容积固定不变，靠改变其中燃气 的压力来储存燃气的，故称定容储罐。的压力来储存燃气的，故称定容储罐。 二、高压罐与低压罐的区别二、高压罐与低压罐的区别 区别区别低压罐低压罐高压罐高压罐 构造构造直立式、螺旋式直立式、螺旋式球形、圆筒形球形、圆筒形 储气原理储气原理压力基本稳定，容压力基本稳定，容 积变化（定压变容）积变化（定压变容） 容积固

9、定、压力变化容积固定、压力变化 （定容变压）（定容变压） 储气压力储气压力低（低（6000Pa）高（高（0.8Pa） 储存介质储存介质气态气态气态、液态气态、液态 密封密封水、密封油水、密封油罐体罐体 第12页/共52页 三、储罐的构造三、储罐的构造 图图107 圆筒形罐圆筒形罐 1筒体；筒体；2封头；封头；3鞍式支座鞍式支座 第13页/共52页 图图10108 8 球形高压罐球形高压罐 第14页/共52页 四、各种储气罐的优缺点四、各种储气罐的优缺点 各种储气罐有其特点，其优缺点比较见表各种储气罐有其特点，其优缺点比较见表 104。（。（P183） 第15页/共52页 五、高压储气罐储气量的

10、计算五、高压储气罐储气量的计算 球形储气罐的有效储气量：球形储气罐的有效储气量： T T 0 0cC 0 P P-PV V 圆筒形储气罐有效储气量（封头为长短轴比圆筒形储气罐有效储气量（封头为长短轴比 值为值为2的标准椭圆型）计算：的标准椭圆型）计算： T T DD LD V ii i 0 0C 2 0 P P-P 423 4 4 第16页/共52页 六、罐体的壁厚计算六、罐体的壁厚计算 圆筒形储气罐筒体壁厚计算公式：圆筒形储气罐筒体壁厚计算公式： c P-2 PD t i 球形罐壁厚计算公式球形罐壁厚计算公式 c P-4 PD t i 第17页/共52页 一、储配站的功能一、储配站的功能 二

11、、高压储配站（门站）二、高压储配站（门站） 三、低压储罐站三、低压储罐站 四、储配站工艺流程四、储配站工艺流程 第18页/共52页 一、储配站的功能一、储配站的功能 接受气源厂或长输管线来气；接受气源厂或长输管线来气； 储存燃气，以调节燃气生产与使用的不储存燃气，以调节燃气生产与使用的不 平衡；平衡； 控制输配系统供气压力；控制输配系统供气压力； 进行气量分配；进行气量分配； 测定燃气流量；测定燃气流量； 检测燃气气质；检测燃气气质； 对燃气加臭。对燃气加臭。 第19页/共52页 二、高压储配站（门站）二、高压储配站（门站） u工作原理工作原理 当供气量处于低峰负荷时，由燃气高压当供气量处于低

12、峰负荷时，由燃气高压 干线来的燃气一部分经过一级调压进入高压干线来的燃气一部分经过一级调压进入高压 球罐，另一部分经过二级调压进入城市；当球罐，另一部分经过二级调压进入城市；当 供气量处于高峰负荷时，高压球罐和经过一供气量处于高峰负荷时，高压球罐和经过一 级调压后的高压干管来气汇合经过二级调压级调压后的高压干管来气汇合经过二级调压 送入城市。送入城市。 第20页/共52页 u主要设备主要设备 1.清管球接收装置；清管球接收装置； 2.净化装置，如过滤器、除尘器等；净化装置，如过滤器、除尘器等； 3.计量装置，一般用孔板流量计；计量装置，一般用孔板流量计； 4.调压装置，一般用自力式调压器、带安

13、调压装置，一般用自力式调压器、带安 全放散或安全切断的自控式调压器；全放散或安全切断的自控式调压器； 5.测量仪表，温度计、压力计；测量仪表，温度计、压力计； 6.安全自控装置，如超高安全自控装置，如超高/低压自动切断装低压自动切断装 置及安全放散装置，远程遥测置及安全放散装置，远程遥测/遥控装置。遥控装置。 第21页/共52页 u工艺流程工艺流程 图图1010 天然气高压储配站工艺流程天然气高压储配站工艺流程 第22页/共52页 三、低压储罐站三、低压储罐站 u工作原理工作原理 当城市采用低压气源，而且供气规模当城市采用低压气源，而且供气规模 又不特别大时，燃气供应系统通常采用低压又不特别大

14、时，燃气供应系统通常采用低压 储气，与其相适应，需建设低压储配站。低储气，与其相适应，需建设低压储配站。低 压储配站的作用是在低峰时将多余的燃气储压储配站的作用是在低峰时将多余的燃气储 存起来，在高峰时，通过储配站的压缩机将存起来，在高峰时，通过储配站的压缩机将 燃气从低压储罐中抽出压送到中压管网中，燃气从低压储罐中抽出压送到中压管网中， 保证正常供气。保证正常供气。 第23页/共52页 u主要设备主要设备 储配站通常是由低压储气罐、压送机室、储配站通常是由低压储气罐、压送机室、 辅助间（变电室、配电室、控制室、水泵房、辅助间（变电室、配电室、控制室、水泵房、 锅炉房）、消防水池、冷却水循环水

15、池及生锅炉房）、消防水池、冷却水循环水池及生 活间（值班室、办公室、宿舍、食堂和浴室活间（值班室、办公室、宿舍、食堂和浴室 等）所组成。等）所组成。 第24页/共52页 u平面布置平面布置 图图1011 低压储配站平面布置示意图低压储配站平面布置示意图 1低压储气罐；低压储气罐；2变电室；变电室；3压缩机房；压缩机房；4第二期工程备用地；第二期工程备用地；5维修车维修车 间；间；6锅炉房；锅炉房；7消防水泵房；消防水泵房；8消防水池消防水池 第25页/共52页 四、储配站工艺流程四、储配站工艺流程 1.高压储配站工艺流程高压储配站工艺流程 图图1012 高压储存一级调压、中压或高压输送工艺流程

16、高压储存一级调压、中压或高压输送工艺流程 1进口过滤器；进口过滤器；2压缩机；压缩机；3冷却器；冷却器；4油气分离器；油气分离器；5调压器；调压器； 6止回阀；止回阀；7计量器；计量器；8高压储罐高压储罐 第26页/共52页 图图1013 高压储存二级调压、高压输送工艺流程高压储存二级调压、高压输送工艺流程 1过滤器；过滤器；2进口计量器；进口计量器；3压缩机；压缩机；4冷却器；冷却器；5油气分离油气分离 器；器；6一级调压器；一级调压器；7高压储罐；高压储罐；8二级调压器；二级调压器；9止回阀；止回阀； 10出口计量器出口计量器 第27页/共52页 2.低压储配站工艺流程低压储配站工艺流程

17、图图101014 14 低压储存，中压输送工艺流程低压储存，中压输送工艺流程 1 1低压储气罐；低压储气罐；2 2水封阀；水封阀；3 3压缩机；压缩机；4 4单向阀；单向阀；5 5 出口流量计出口流量计 第28页/共52页 图图101015 15 低压储存，中低压分路输送工艺流程低压储存，中低压分路输送工艺流程 1 1低压储气罐；低压储气罐；2 2水封阀；水封阀；3 3稳压器；稳压器；4 4压缩机；压缩机；5 5单向阀；单向阀； 6 6流量计；流量计；7 7阀门阀门 第29页/共52页 一、天然气液化目的一、天然气液化目的 二、天然气的液化二、天然气的液化 三、天然气液化方法的特点比较三、天然

18、气液化方法的特点比较 四、低温储罐的结构四、低温储罐的结构 五、液化天然气储存站的安全五、液化天然气储存站的安全 第30页/共52页 一、天然气液化目的一、天然气液化目的 l节约运输费用节约运输费用 l调节供需调节供需 l经济有效生产氦气经济有效生产氦气 第31页/共52页 二、天然气的液化二、天然气的液化 天然气的主要成分是甲烷，实验证明，当温天然气的主要成分是甲烷，实验证明，当温 度低到度低到163时，在常压下就可液化。天然气时，在常压下就可液化。天然气 的液化属于深度冷冻，靠的液化属于深度冷冻，靠段制冷显然达不到段制冷显然达不到 液化的目的。三种常用方法：液化的目的。三种常用方法： 阶式

19、循环阶式循环(或称串级循环或称串级循环)制冷制冷 混合式混合式(或称多组分或称多组分)制冷制冷 膨胀法制冷膨胀法制冷 第32页/共52页 图图1016 阶式循环制冷流程阶式循环制冷流程 1冷凝器；冷凝器；2丙烷制冷机；丙烷制冷机；3乙烯制冷机；乙烯制冷机；4甲烷制冷剂；甲烷制冷剂；5 节流阀；节流阀；6低温储罐；低温储罐；7丙烷蒸发器；丙烷蒸发器；8乙烯蒸发器；乙烯蒸发器；9甲烷甲烷 蒸发器；蒸发器；10气液分离器气液分离器 第33页/共52页 图图101017 17 混合式制冷流程混合式制冷流程 1 1丙烷储罐；丙烷储罐；2 2换热器；换热器；3 3储罐；储罐；4 4氮储槽；氮储槽；5 5乙

20、烯乙烯 储罐；储罐；6 6冷却器；冷却器；7 7制冷机制冷机 第34页/共52页 图图101018 18 膨胀法制冷流程膨胀法制冷流程 1 1、2 2换热器；换热器；3 3节流阀；节流阀；4 4储罐；储罐；5 5压缩机；压缩机；6 6膨膨 胀涡轮机胀涡轮机 第35页/共52页 三、天然气液化方法的特点比较三、天然气液化方法的特点比较 液化方法液化方法阶式循环制冷阶式循环制冷混合式制冷混合式制冷膨胀法制冷膨胀法制冷 制冷剂制冷剂C3H8（或（或 NH3）、）、C2H4 （或（或C2H6）和）和 CH4 C3H8、C2H4及及N2 混合物混合物 天然气天然气 优点优点效率高、设计效率高、设计 容易

21、、运行可容易、运行可 靠。靠。 设备较少，一台制设备较少，一台制 冷机，一台换热器，冷机，一台换热器， 投资比阶式循环制投资比阶式循环制 冷低。冷低。 不需要从外部供给能不需要从外部供给能 量，设备简单，运行量，设备简单，运行 费用低。费用低。 缺点缺点需三段冷却，需三段冷却， 每段都包括蒸每段都包括蒸 发、压缩、冷发、压缩、冷 凝三步骤，设凝三步骤，设 备复杂。备复杂。 气液平衡与焓的计气液平衡与焓的计 算繁琐，换热器结算繁琐，换热器结 构复杂，制造也困构复杂，制造也困 难，制冷的效率较难，制冷的效率较 阶式循环制冷低。阶式循环制冷低。 容量小，液化量随管容量小，液化量随管 网压力变化。网压

22、力变化。 应用应用应用比较普遍应用比较普遍制冷的效率较低，制冷的效率较低， 使用受限使用受限 适用于远程干管压力适用于远程干管压力 较高、且液化容量较较高、且液化容量较 小的地方。小的地方。 第36页/共52页 四、低温储罐的结构四、低温储罐的结构 l地面金属罐地面金属罐 图图1019 储罐底部的防冻措施储罐底部的防冻措施 （a）落地式；（）落地式；（b）高架式）高架式 1加热管；加热管；2防波堤；防波堤；3柱柱 第37页/共52页 l预应力混凝土储罐预应力混凝土储罐 图图1020 预应力混凝土地下储罐结构预应力混凝土地下储罐结构 1金属薄膜；金属薄膜；2隔热材料；隔热材料；3沥青防水层；沥青

23、防水层；4混凝土找平；混凝土找平；5底部底部 垫层；垫层；6钢筋混凝土钢筋混凝土 第38页/共52页 l地下冻土储罐地下冻土储罐 地下冻土储罐是在地下挖掘的一定形状的地下冻土储罐是在地下挖掘的一定形状的 掘坑，在坑的四周和坑底制造一定厚度的冻土掘坑，在坑的四周和坑底制造一定厚度的冻土 层，这层冻土层作为储罐壁和绝热层，有时罐层，这层冻土层作为储罐壁和绝热层，有时罐 内侧还有一层混凝土壁。内侧还有一层混凝土壁。 第39页/共52页 五、液化天然气储存站的安全五、液化天然气储存站的安全 液化天然气储存站通常储存的天然气以数液化天然气储存站通常储存的天然气以数 千万立方米计千万立方米计 ，其安全性是

24、十分重要的。除，其安全性是十分重要的。除 了应正确选择储存站站址外，还必须有一系了应正确选择储存站站址外，还必须有一系 列的列的安全措施安全措施。 第40页/共52页 地下储气方法是解决地下储气方法是解决季节供用气量不平衡季节供用气量不平衡 的的 有效方法，利用地下储气方式可以大量储有效方法，利用地下储气方式可以大量储 存天然气、液化石油气和人工燃气。存天然气、液化石油气和人工燃气。 第41页/共52页 图图1022 盐矿层储库工作流程盐矿层储库工作流程 1压缩机；压缩机；2预热器；预热器；3调压器；调压器；4干燥器；干燥器；5储气井储气井 第42页/共52页 图图101023 23 多孔地层

25、中地下储气库原理多孔地层中地下储气库原理 1 1生产井；生产井；2 2检查（控制）井；检查（控制）井；3 3不透气覆盖层；不透气覆盖层；4 4水水 第43页/共52页 10-7 10-7 长输管线末端储气长输管线末端储气 一、管线末端储气含义和条件一、管线末端储气含义和条件 二、储气能力的计算二、储气能力的计算 第44页/共52页 一、管线末端储气含义和条件一、管线末端储气含义和条件 长输管线最末一个加压站出口至管线终长输管线最末一个加压站出口至管线终 点（门站或配气站）的一段管道称为点（门站或配气站）的一段管道称为管线末管线末 端。端。在用气低峰时，多余的燃气储存在管线在用气低峰时，多余的燃

26、气储存在管线 末端内，用气高峰时储存的燃气供向用户，末端内，用气高峰时储存的燃气供向用户， 这种供需的不平衡，是由该管道所具有一定这种供需的不平衡，是由该管道所具有一定 的储气能力予以平衡的。的储气能力予以平衡的。 含义：含义： 第45页/共52页 末端管道储气应具有下列条件：末端管道储气应具有下列条件： 1.在储存和补充供气不足的过程中，管道能在储存和补充供气不足的过程中，管道能 容纳最后一个加压站稳定的输入量。容纳最后一个加压站稳定的输入量。 2.管道末端起点最高工作压力管道末端起点最高工作压力P1max，不能高，不能高 于加压站的最高出口压力；终点最低压力于加压站的最高出口压力；终点最低

27、压力 P2min，不能低于末端门站或配气站的最低允，不能低于末端门站或配气站的最低允 许入口压力。许入口压力。 3.管道强度应能承受户管道强度应能承受户P1max和和P2max所确定所确定 的各点压力和平均压力。的各点压力和平均压力。 第46页/共52页 二、储气能力的计算二、储气能力的计算 1.管道储气能力由下式计算管道储气能力由下式计算 )( 2 2 1 1 0 0 Z P Z P TP TV V mm g )( 3 2 max2max1 2 max2 max11 PP P PPm )( 3 2 min2min1 2 min2 min12 PP P PP m 第47页/共52页 2.P1m

28、ax、P2max、P1min、P2min的确定的确定 （1）P1max的确定的确定 由管道水力计算得到起由管道水力计算得到起 点压力，考虑必要的储气容积，即确定起点压点压力，考虑必要的储气容积，即确定起点压 力的增加量，由此可确定加压站出口压力，即力的增加量，由此可确定加压站出口压力，即 P1max。可取选定的压缩机出口压力。可取选定的压缩机出口压力。 （2）P2max按下式计算按下式计算 2 min2 2 min1 2 max2 2 max1 PPPP A G 22 max1max2 )( A G PP LZRT D A 5 4 第48页/共52页 （3）P1min按下式计算按下式计算 22 min2min1 )( A G PP （4）P2min的确定的确定 管道终点最低压力管道终点最低压力 按末端门站或配气站的最低允许入口压力按末端门站或配气站的最低允许入口压力 确定确定 第