大同矿区燃气输配系统的设计与应用

大同矿区燃气输配系统的设计与应用

0燃气总体规划和燃气输配管网系统工程的应用技术目前，大同矿区正在研究天然气置换天然气。主要问题是安全。用户多使用的是燃气灶具,燃气灶具是将燃气的化学能转变为热能的设备,灶具燃烧器的热负荷、燃烧稳定性直接反映了灶具燃烧效率的高低与安全。大同矿区在实施燃气总体规划和燃气输配管网系统工程时,首先要研究和解决的问题,是确定用户耗热指标以及对用气规律、工况的掌握,管网和设备的选择及流量计算。对输配系统的规划设计、建造和管理应达到技术先进、经济合理、安全可靠的要求,这样既能保证燃气用户的安全稳定用气,又能保证燃气工程投资的经济合理。随着社会经济和文明的发展,现代化城市规模越来越大,一旦发生地震,作为地震的次生灾害,燃气泄漏事故的危害程度也愈来愈大。因此在置换施工中必须提前采取措施以减少燃气事故在地震中的危害。大同矿区天然气置换煤气的项目已经获有关部门批准置换8万多用户,置换煤气对大同矿区保护城市环境、防止大气污染、改善生活条件、促进生产具有重要意义。1煤气供气管网建设同煤集团煤气厂从1985年开始筹建至今已20多年,大同矿区实现了优化能源及城市煤气化,同煤集团本部气化率达90%以上,已形成了以煤气为主气源,管道气统一经营的供气格局。目前,煤气厂有2座40门炭化炉生产煤气,有4座(三开一备)两段水煤气炉制气,有1座10万m3干式气柜,有1座5万m3湿式气柜,建有37座调压站,为大同矿区的煤气供应提供了保障。同煤集团管道气供应居民用户8万多户,工业用户40多户,建设中压煤气管网150多km,低压楼前管与庭院管网近400km。1.1配压和高压级系统、天然气表和天然气表的适应性1压力和压力目前,大同矿区煤气使用来源于煤气厂输送的水煤气,采用中压到调压站、低压调压站至灶具,气柜送出压力0.08MPa,经中压输配管网到调压站,压力调至低压2kPa,再通过庭院管网供气至各栋楼,从引入管供气至用户煤气灶的灶前压力1kPa。2天然气、燃气流量计目前大同矿区煤气用户一般采用CG-L-G2.5IC卡模式煤气表,最大流量4m3/h,住宅一般为一厨一卫,由于煤气热值较低,为12.122MJ/m3(2900kcal/m3),相应煤气流量较天然气大,天然气流量计一般为G1.6膜式燃气表,最大流量2.5m3/h,所以大同矿区最新更换的IC卡表可在天然气中使用,不需更换。3出口压力等级大同矿区的调压计量设备一般采用RTZ瑞星调压器,为法兰连接,内置式取压,稳压精度等级可达AC5,关闭压力等级可达SG10,允许最大进口压力0.4MPa,出口压力设定范围1～30kPa,关闭压力区等级可达SZ2.5,温度适应范围-20～60℃,切断精度等级可达AC5,响应时间不大于1s。1.2调整灶具方案由于煤气的中压管网压力为0.07～0.10MPa,天然气的中压管网压力为0.3MPa,两者管网压力不同,压差比较大,为保证今后置换工作的安全性,压差调整方案如下所述。原调压站调整至楼栋的庭院管网,在每栋楼户外立管上增加调压器调整用户压力,这种方案可利用煤气调压室的调压器,压力降低,比较适合天然气的要求。天然气灶具额定压力为2000Pa,使用压力可在1500～3000Pa,而现用户煤气灶具额定压力为980Pa,主火耗气量为0.895Nm3/h,天然气灶前压力高于人工煤气灶前压力,造成喷嘴喷射速度大,火孔处混合气流出口速度快,易离焰出现黄烟,极不安全。因此根据燃气的变化相应调整灶具,与其燃烧特性相符。使用天然气必须更换煤气灶具的喷嘴或更换灶具,才能达到灶具安全使用的技术指标。2煤气置换天然气同煤集团煤气厂从1985年开始筹建至今已20多年,大同矿区每月用气量在380万m3左右,基本实现了矿区煤气输配管网的目标,煤气置换天然气,需确定居民耗热指标与需用工况这2个重要参数,它们由生活条件、习惯、气候等差异来确定。1居民的充分认识随着居民对煤气管道供气的安全、稳定等优点的充分认识,现煤气厂所管辖管道居民用户累计8万多户,每户居民人口为3.7人;公共建筑用户40多户,已实现连续20多年稳定供气。2居民耗热trt大同矿区采用煤气厂生产的煤气,其组分及含量见表1。2012年1—12月大同矿区月供气量实测数据分别为3641681、3882153、3477206、3714949、3528441、3611478、2787843、3148643、3469614、3774401、3627157、3532829m3。大同矿区平均气温:最低-16.7℃,最高21.8℃。按月用气的不均匀性主要受室外温度的影响,用气高峰在每年冬季,一般在2月,因此,天然气的气源到大同矿区后应考虑季节不均匀性和天然气的储备量。大同矿区居民户平均消耗煤气量为474m3/a,由此可得出居民耗热指标。经过调查,每周供气量的变化规律基本相同,每星期五用气量最高,春节用气高峰在春节前3d。3原油长距离振动试验和必要分析1泄漏燃气退火地震是具有极大破坏力的自然灾害,燃气泄漏事故在次生灾害中的危害越来越大。日本神户大学室崎教授小组查明的69起是火灾中,其中8起因漏电引起的泄漏燃气着火,22起因泄漏燃气直接着火,5起因燃气热水器倾倒引起火灾,即因燃气泄漏直接或间接着火计35起,占火因的50.7%。我国幅员辽阔,地震频繁,大同矿区又在地震断裂带上,大多数燃气设施没有防震措施,存在“一触即发、一发即惨”的明显隐患,防范地震燃气泄漏次生灾害事故非常必要。2燃气置换管的选用埋地的燃气干管和支管,在规范允许的范围内可采用PE管,PE管可输送0.4MPa以内的天然气,符合置换的压力,并且PE管具有抗震特性,工程造价也较合理。中压管可采用延性接头或滑动接头,此项可借用成熟的技术。主干线上和每个用户增设燃气报警切断连锁装置,一旦发生事故,主干线和单元引入之间将自动