燃气门站相关知识

燃气门站相关知识讲座唐刚tanggang@)安徽工业大学建筑工程学院内容天然气相关知识1.1天然气概述1.2天然气资源1.3我国天然气使用情况1.4天然气理化性质及危险特性2.城市天然气门站2.1门站平面布置与工艺流程2.2输气管道的相关工艺设施2.3除尘设备2.4自动加臭系统3.马鞍山港华燃气简介s1.1天然气概述

燃气是气体燃料的总称，它能燃烧而放出热量，供城市居民和工业企业使用。燃气的种类很多，主要有天然气、人工燃气、液化石油气和沼气。s1.1天然气概述

常见的城市燃气天然气存在于地下自然生成的一种可燃气体称为天然气,主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。人工煤气液化石油气代用天然气由煤、焦炭等固体燃料或重油等液体燃料经干馏、汽化或裂解等过程所制得的气体，其主要成分是氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳。

液化石油气的生产，主要从炼油厂在提炼石油的裂解过程中产生，其主要成分是丙烷和丁烷，同时含有少量丙烯和丁烯。

将液化石油气在专用设备中加热挥发成气态，同时将若干空气（约占50%）混入，使其体积扩大，浓度稀释，热值降低，即可当作天然气供应.

s1.1天然气概述根据开采和形成的方式不同，天然气可分为5种:天然气从地下开采出来的气田气为纯天然气开采煤炭时采集的矿井气伴随石油开采一块出来的气体称为石油伴生气含石油轻质馏分的气体从井下煤层抽出的矿井气s1.1天然气概述为方便运输，天然气经过加工可形成：压缩天然气液化天然气天然气经过深冷液化，在-160℃的情况下就变成液体成为液化天然气，用液化甲烷船及专用汽车运输.

将天然气压缩增压至200kg/cm2时，天然气体积缩小200倍，并储入容器中，便于汽车运输，经济运输半径以150-200公里为妥。压缩天然气可用于民用及作为汽车清洁燃料.s1.2天然气资源一﹑国际天然气资源石油年产量天然气年产量20世纪初24万吨1978年30.6亿吨15089亿立方米1999年32.3亿吨23484亿立方米

随着天然气的勘探﹑开发﹑储运和利用技术的进步和人们对环境问题的关注，人们普遍认为“21世纪是天然气时代。”s1.2天然气资源

丰富的天然气资源常规天然气资源量约600万亿立方米，可开发利用200到300年；非常规天然气资源量更加巨大，但目前还处于早期勘探开发和前期研究阶段。常规天然气：单一相态气藏气﹑气顶气﹑油藏溶解气。非常规天然气：致密岩石中的天然气﹑煤层气﹑深层气和天然气水合物。s1.2天然气资源

常规天然气主要集中于俄罗斯和中东地区，约占世界天然气探明储量的2/3。其余主要分布于东欧和前苏联﹑美洲﹑西欧非洲和亚太地区。世界天然气资源分布不均衡国家或地区天然气探明储量/万亿立方米占世界天然气总探明储量的比例/%国家或地区天然气探明储量/万亿立方米占世界天然气总探明储量的比例/%东欧和前苏联地区（其中俄罗斯）

56﹒6648﹒1）

38.9(33.0)西欧4.433.0非洲11.167.7中东(其中伊朗)49.50(22.99)34.0(15.8)亚太地区10.297.1美洲13.69.3总计145.651001991年年底世界天然气探明储量分布情况s1.2天然气资源二﹑国内天然气资源(一)﹑中国天然气勘探开发简况

早在公元前3世纪的秦汉时期，人们在挖水井和盐井时就发现了天然气的可燃现象。中国是世界上最早发现并利用天然气的国家之一s1.2天然气资源气田的开发历史13世纪，以前以采盐为主；13-19世纪，大规模开采和利用浅气层所产天然气；19世纪30-40年代，钻到气层构造深部的主要产气层，产气量迅速增长。s1.2天然气资源﹑常规天然气开发周代—《周易》—

“泽中有火”

﹑“火在水上”；公元前250年-李冰—广都（成都）—开凿盐井中发现天然气；西汉（公元61年）—陕西鸿门—发现天然气，有燃烧现象；东汉（公元2世纪）—四川棱州—用天然气煮盐；从西汉到蜀亡时—天然气井至少烧了200年；3-4世纪—《蜀都赋》﹑《盐池赋》和《华阳国志》都有火井的描述；1676年康熙三十二年—台湾发现油气苗；1765年—四川自流井构造钻老双盛井，钻深530米，日产160立方米；1835年—四川自流井构造的兴海井钻深1001.4米，费时三年；1840年—钻井深达1200米，自流井日产上万立方米气井约有10口；s1.2天然气资源自流井气田—

中国（世界）最早开发和利用的天然气田；13世纪后—大规模开发浅气层—竹子和木料做管线输送天然气；1840年到1949年—天然气工业发展缓慢；1949年—仅有石油沟﹑自流井﹑圣灯山等七个气田，年产7000万立方米，探明储量3.85亿立方米,年产量达250.17亿立方米；1949年后—天然气工业获得迅速发展；1999年底—剩余天然气探明储量1.18万亿立方米，年产量达250.17亿立方米；s1.2天然气资源

我国还致力于开发非常规天然气20世纪80年代初—开始勘探煤层气；20世纪90年代—加大勘探试验力度；1999年底—累计探明地质储量为1.18万亿立方米；20世纪90年代—天然气水合物研究在南海和东海开展，在南海取得天然气水合物芯样。s1.2天然气资源(二)﹑中国常规天然气资源及其分布情况我国拥有373个沉积盆地，总面积达670万平方千米。陆上354个盆地，面积480万平方千米；海域19个盆地，面积190万平方千米。s1.2天然气资源我国常规天然气资源量为38万亿立方米，可采资源量为10.5万亿立方米，占全球可采资源量的3.2%。至1999年年底，剩余探明储量为1.1778万亿立方米，不到世界剩余探明储量的1%。我国天然气资源的国土面积和人口平均值分析，明显低于世界平均水平，尤其是剩余探明储量和年产量的人口平均值，仅分别为世界的3.35%和3.7%。我国天然气资源并不丰富，开发程度也低s1.2天然气资源按盆地类型进行进行资源量计算资源量最大：占40.3%复合陆内﹑前陆盆地（如四川盆地﹑鄂尔多斯盆地和塔里木盆地）其次:占17.3%陆内裂谷盆地（如松辽盆地﹑渤海弯盆地﹑东海盆地）第三：占13.4%弧后拉张盆地最后：分别占10.7%﹑8.7%和7.7%被动边缘盆地﹑克拉通盆地﹑和克拉通窿褶区s1.2天然气资源我国有30个沉积盆地中发现了天然气；1999年年底累计探明天然气地质储量为3.11万亿立方米，剩余可采储量为1.18万亿立方米；天然气探明储量集中在四川﹑鄂尔多斯﹑塔里木﹑吐哈﹑柴达木﹑准噶尔﹑渤海湾﹑松辽﹑琼东南﹑莺歌海﹑渤海湾海域和东海，12个沉积盆地。共分4个区域，即东部﹑中部和西部3个陆上，1个海域的；2000年发现最大气田，苏里格大气田；1.3我国天然气使用情况中国天然气消费情况化工19%城市用气31%发电28%工业18%油田开发4%化工25%发电25%城市用气25%油田开发9%工业16%2010年2020年中国天然气消费结构预测1.3我国天然气使用情况一﹑城市天然气利用工程(一)﹑“西气东输”工程我国西部经不断的勘探开发,已经形成4个国家级气田:塔里木盆地﹑柴达木盆地﹑陕甘宁盆地﹑川渝盆地。到2000年年底，西部地区累计探明的天然气储量超过1.5万亿立方米,其中塔里木4190亿立方米，柴达木盆地1472亿立方米，陕甘宁盆地3340亿立方米，川渝盆地5795亿立方米。有足够的能源保障。

1.3我国天然气使用情况

“西气东输”工程是推动西部大开发战略的重要部分轮南库尔勒克拉玛依乌鲁木齐哈密祁善玉门武威千塘靖边柳林郑州淮南南京杭州常州吴锡上海“西气东输”工程管道走向图新疆-甘肃-宁夏-陕西-山西-河南-安徽-江苏管道全长4000千米，输气能力为每年120亿立方米。1.3我国天然气使用情况

2004年年底实现全线贯通；

2008年达到设计输气量；管径1016毫米，全程同径，输气压力为10MPa，压力比１.2,材质为X70,管道内有涂层;

干线上共设工艺站场32座,其中:首站1座,中间气站17座,分输站11座,独立清管站2座,末站1座。复线工艺站场18座，与干线同建。国家计划在江苏金坛建设一座盐穴型地下储气库。有效工作气量为6.66亿立方米，垫气量为3.3万亿立方米，总库容量9.99亿立方米。最高工作运行压力16MPa，最低运行压力5.5MPa，最大日注气量为505万立方米,应急状态时最大日采气量为1286万立方米。

1.3我国天然气使用情况(二)﹑“川气东送”工程盅县利川恩施宜昌枝江荆州荆门襄樊潜江岳阳长沙湘潭株州衡阳武汉黄石九江南昌四川-重庆-湖北-江西-安徽-江苏-浙江-上海“川气东送”工程走向图全长703千米，管径700毫米，年输气能力为30亿立方米。2004年底建成通气，主要供湖北和武汉用气，中远期部分供江西省。1.3我国天然气使用情况(三)﹑广东LNG工程

东南海经济发展快但缺少能源，广东珠江三角洲首先引进国外液化天然气进行LNG项目的试点。肇庆江门中山珠海佛山广州东莞惠州深圳（秤头角LNG接受站）广东LNG工程管道走向图

管道全长506千米，管径为600毫米。一期工程规模为每年300万吨管道输往4个城市（37.4亿立方米）;二期工程规模为每年增加200万吨(24.9亿立方米)增加五个城市。根据规划，有可能每年在闽东南或长江三角洲地区各输入200万吨~300万吨LNG。此工程正在建设当中。一期工程二期工程1.3我国天然气使用情况﹑(四)﹑“俄气南供”工程科维克金气田（俄）φ1219恰杨金气田（俄）φ1219满洲里齐齐哈尔大庆哈尔滨长春沈阳秦皇岛大连仁川至韩国唐山北京天津济南φ1420φ1061φ1061“俄气南供”工程管道走向图二期工程

管道全长4091千米，中国境内2131千米。管径为600毫米。该项目对东北和环渤海地区的发展起重要作用。计划每年进口300亿立方米，境内利用200亿立方米，输送韩国100亿立方米。1.3我国天然气使用情况二﹑积极推进城市天然气的利用

城市利用天然气是坚持可持续发展战略﹑优化能源结构﹑保护环境的重大措施。1.3我国天然气使用情况

根据城市利用天然气规划研究工作以及近期发展的情况：1.明确城市市场的重要作用;(消费比例中的主导)2.认识城市天然气的建设和供应特点;(要做到资源﹑管道﹑市场同时启动,做好预测准备,缩短运作周期。)3.利用城市天然气必须与和环保部门联合推出有利措施。（政策性强制执行）

政策支持：1)﹑“货币治污”,根据减污量按标准给予补贴;2)﹑推进城市用煤量﹑排污总量控制的措施;3)﹑积极支持汽车燃油税的出台;4)﹑北方地区用天然气改造烧煤锅炉房。4.天然气的合理定价对城市天然气市场的影响(2001年,居民用天然气能承受的平均价格为立方米1.80～2.10元。)

﹑1.3我国天然气使用情况

5.调整城市天然气居民和工业价格的关系（城市工业用气的气化率低,在中远期会有大比例增长。目前工业用天然气价格偏高。)6.城市天然气应提前做好预筹建设资金的工作（在2020年前，需资金3794亿元，每利用1立方米天然气需4～8元。7.做好城市接受天然气的技术准备工作1.3我国天然气使用情况三﹑天然气购销模式之一“照付不议”

第一,天然气输送成本高,在没有确定供方和买方的情况下,一般不会兴建管道﹑LNG船舶以及相应设施。第二，中国天然气的管道输送，卖方不能随意更换。采用“照付不议”的供销模式。合同要求买方承诺最低用气量支付义务。采用两种条款加以制约：“供应式条款”由卖方承担储量风险；“枯竭式条款”由买卖双方共同承担风险。1.3我国天然气使用情况我国“照付不议”第一个项目：崖城13-1天然气管道项目。

于1992年年底正式实施，把南海天然气销往香港和海南岛的管道工程，年销量34亿立方米。是一个双方受益的项目。在次前一段时间，国内计划经济供销模式下，总出现供气不足和拖欠气款的情况，导致中国天然气工业发展缓慢。到1992年，我国天然气年消费量才136亿立方米，只占一次性能源消费量的1.9%，还不到当年天然气世界平均占有量的10%。

1998年，向上海供气的东海平湖天然气项目的实施，标志着我国的天然气购销历史翻开了新的一页。没有应用此种供销模式的项目总是出现老问题。1.3我国天然气使用情况四﹑天然气价格分析

天然气价格有较强的市场承受能力。居民燃料费支出维持在家庭总收入2%～3%的水平，居民有一定的承受能力。工业用气较民用气而言要脆弱一些。1.3我国天然气使用情况天然气与其他能源的市场承受能力能量售价单位热值售价/（元/兆卡）天然气的替代能力天然气1.8～2.1元/立方米0.22—人工煤气1.20～2.00元/立方米0.34～0.41强液化石油气3000元/吨0.27～0.32较强电0.38～0.5元/(千瓦时)0.44～0.58较强轻油2000～2200元/吨0.22～0.24可替代煤炭350元/吨0.06弱1.4天然气理化性质及危险特性天然气（NaturalGas）是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较于煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、洁净等优势。1.4天然气理化性质及危险特性天然气的着火温度天然气在空气中的最低着火温度约为530℃，天然气的着火温度取决于其在空气中的浓度，也和天然气与空气的混合程度、压力、炉膛的尺寸以及天然气、空气的温度等因素有关。1.4天然气理化性质及危险特性天然气的爆炸浓度极限(着火浓度极限)可燃气体在空气中浓度达到一定比例范围时会发生燃烧或爆炸。天然气也有爆炸上限和爆炸下限。当天然气中CH4＞95%时，天然气的爆炸浓度极限可直接选取CH4爆炸极限5.0%～15.0%。1.4天然气理化性质及危险特性天然气具有易燃易爆的危险性，管输天然气一旦发生泄漏，将与空气混合形成混合气云，达到燃烧爆炸下限，如遇到火源，就有可能发生火灾或者爆炸，导致人员伤亡和严重的财产损失。由于气体的可压缩性很大，造成泄漏孔附近在较长时间内保持较高的能量，在特定的条件下可导致泄漏孔由小变大，以至于管道完全破裂。压力较高时，气体泄漏持续时间较长。天然气管道泄漏会造成不同的后果，其中有些事故对失效地点附近的居民和财产有着巨大的威胁。1.4天然气理化性质及危险特性对于特定的管道而言，灾害类型以及相关的破坏形式取决于管道的失效模式(即泄漏或断裂)、气体的泄漏方式(即垂直或倾斜喷射、有阻挡或无阻挡喷射)和燃烧时间(即立即燃烧或延迟燃烧)。天然气具有漂浮的特性，泄漏后若未受到阻碍，则会把附近的大量空气卷吸到气体中，从而使气体浓度降低，在爆炸极限附近具有危险性。1.4天然气理化性质及危险特性天然气管道泄漏而导致的火灾爆炸事故对其周围的人和物造成的伤害和破坏作用主要有以下几个方面:一、冲击波的破坏作用二、热辐射的破坏作用三、抛出物的破坏作用2城市天然气门站天然气门站又称城市调压门站，是天然气长输干线或支线的终点站，是城市、工业区分配管网的气源站,在该站内接收长输管线输送来的燃气经过过滤、调压、计量和加臭后送入城市或工业区的管网。2城市天然气门站40城市中压管网0.5~4bar长输管线8~25bar最终用户15~100mbar城市门站工业装置专用站调压计量站调压箱调压站燃气计量大型工业企业1~4bar小型燃气输配系统2城市天然气门站TIPDIPIPIPIPDIPIPIPI

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TIZSZS调压计量室锅炉室控制室过滤系统换热系统调压系统计量系统加臭系统站控系统启动锅炉调压计量橇典型的门站工艺流程2城市天然气门站进气管球阀球阀汇管一

过滤器过滤器总流量计汇管二汇管三流量计2#流量计1#调压器汇管四加臭装置（四氢噻吩）各小区住户调压器2城市天然气门站(1)过滤装置其功能是除去天然气中杂质、凝固物等固态杂质，以减少对设备、仪表及管道的磨损、腐蚀与堵塞，并保证计量与高压精度。(2)调压装置门站的调压装置按门站出口压力需要可分为高中压或高高压调压器，一般多采用自力式调压器，也有采用轴流式调压器。(3)计量装置门站计量装置分为中压流量计量装置和次高压流量计量装置。重要装置2城市天然气门站重要装置(4)天然气的加臭天然气属于易燃易爆的危险品。因此，要求其必须具有独特的、可以使人察觉的气味。使用中当天然气发生泄漏时，应能通过气味使人发觉；在重要场合，还应设置检漏仪器。对无臭或臭味不足的天然气应加臭。经长输管道输送的天然气，一般是在天然气首站或门站进行加臭。加臭剂的化学名称是四氢噻吩化学品英文名称：tetrahydrothiophene

缩写（THT）加臭剂量的标准:加臭浓度要按天然气泄漏到空气中达到1%时能被察觉,取加臭剂用量不宜小于20mg/m3。（一）门站站址的选择

（1）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》的规定；（2）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；（3）门站站址宜靠近城镇用气负荷中心地区。

2.1门站的平面布置与工艺流程

天然气由高压管道输送到门站总进口阀，进入汇管，再经三路（两开一备）过滤计量；计量后，通过两路并联调压系统（一开一备），将压力由6.0MPa调到4.0MPa后,经加臭装置进入地下输气管道,进入加气站。2.1门站的平面布置与工艺流程清管的目的：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。2.2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。

2.2输气管道的清管工艺设施

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，必要时可以注入吸湿剂。

2.2输气管道的清管工艺设施

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。2.3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。2.3除尘设备﹑旋风除尘器工作原理2.3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）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。3）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。﹑2.3除尘设备卧式过滤橇装设备立式过滤器﹑2.3除尘设备

54多管高效过滤器结构示意－结构紧凑、带快开装置，滤芯更换方便，滤芯可清洗再生。－滤芯能有效滤除10um以上的固体杂质，拦截效率不小于98%。－多滤芯并联工作的结构，即满足流量的要求，又具有较高的强度，耐气流冲刷，能承受较高压力而不被压溃。－过滤器底部留有较大空间以容纳脏物，底部带排污阀。－过滤器带有差压变送器。－上部设有安全阀，在压力超过安全值的情况下会自动放散。