城市天然气工程第九章燃气的调压燃气的储存

燃气的压力调理、燃气储存第一节燃气调压器第二节调理机构的计算第三节燃气调压站的布置第四节储气罐储气第五节长输管线末端储气第一节燃气调压器一、调压器的任务原理1、调压器的作用燃气供应系统的压力工况是利用调压器来控制的，调压器的作用是根据燃气的需用情况将燃气调至不同的压力。调压器安设在气源厂、燃气压送站、分配站、储配站、不同压力机制管网间的调压站、用户处等。一切燃气调压器均是将较高的压力调至较低的压力，是一个降压设备。一、调压器的任务原理2、调压器的任务过程如以下图，燃气作用于薄膜上的力按下式计算：调理阀门的平衡条件为：一、调压器的任务原理当出口处的用气量添加或入口压力降低时，燃气出口压力P降低，呵斥N<Wg，系统失去平衡。此时薄膜下降，使阀门开大，燃气流量添加，使压力恢复平衡形状。当出口处的用气量减少或入口压力添加时，燃气出口压力P升高，呵斥N>Wg，此时薄膜上升，带动阀门使开度减小，燃气流量减小，因此又逐渐使压力恢复到原来的形状。不论用气量及入口压力如何变化，调压器都可经过重块或弹簧的调理作用，自动坚持稳定的出口压力。所以整个系统是一个自调系统。一、调压器的任务原理3、自调系统的任务原理首先由薄膜测出出口压力，然后经过薄膜将这个压力和重块或弹簧力进展比较，依托两者之间的差值，经过薄膜及其衔接的阀杆带动阀芯上下挪动，调理调压器出口处的管道压力。自调系统的构成：丈量元件〔敏感元件〕、传动安装、调理机构和调理对象〔出口处的燃气管道〕。见以下图。一、调压器的任务原理在上图中，调压器的出口压力为被调参数，也就是调理对象的输出信号。引起被调参数变化的要素是用气量或进口压力的改动，称为干扰作用，也是作用于调理对象上的输入信号。经过调理机构的流量就是作用于调理对象并实现调理作用的参数，称为调理参数。当外界给一个干扰信号时，被调参数发生变化，传给丈量元件，丈量元件发出一个信号与给定值比较，得到偏向信号，并被送给传动安装，传动安装发出位移信号给调理机构使阀门动作，并向调理对象输出一个调理作用信号抑制干扰作用影响。二、调压器的分类按作用方式分类：直接作用式调压器、间接作用式调压器。按用途或运用对象分类：区域调压器、公用调压器、用户调压器。按进出口压力分类：高高压、高中压、高低压调压器，中中压、中低压调压器及低低压调压器。二、调压器的分类1、直接作用式调压器液化石油气减压器，直接衔接在液化石油气钢瓶的角阀上，流量0～0.6m3/h。用户调压器，运用于集体食堂、餐饮效力行业、用气量不大的工业用户及居民点。二、调压器的分类2、间接作用式调压器用于流量较大的区域调压站中，由指挥器和主调压器组成。种类很多，有轴流式调压器、曲流式调压器、自力式调压器、雷诺式调压器等。根据出口压力的变化，经过指挥器控制中间压力的改动，由中间压力和主调压器的弹簧比较控制主调压器的操作。二、调压器的分类曲流式调压器任务原理：调压器尚未任务时，指挥器呈松开形状，阀口11完全翻开，阀口13为封锁形状。燃气经阀口11、孔口12流进调压器环状腔室，此时P1=P3，橡胶套靠本身弹性使调压器呈封锁形状。调压器启动时，调理指挥器弹簧，阀杆向左侧挪动，阀口11关小，阀口13翻开，指挥压力P3降低，依托压力差P1－P3使橡胶套开启。继续调理指挥器弹簧，将出口压力P2调至所需值。当进口压力降低或出口负荷添加时，出口压力P2降低，指挥器橡胶膜片带动阀杆向左挪动，阀口11开度减小，阀口13开度增大，指挥压力P3减小，主调压器开度增大，P2升高，恢复到给定值。第二节调压器的计算燃气流经节流机构时，如压降不大，燃气的密度可忽略不计，计算时看作不可紧缩流体；如压降相当大时，应思索燃气密度的变化，为可紧缩流体。当,忽略燃气的紧缩性；当时，应思索燃气的紧缩性。为调压器的压力降，P1是调压器的入口压力。一、不可紧缩流体的计算不可紧缩流体经过调压器时压力降可由下式计算：当采用以下单位：Q为m3/h,F为cm2，压降为MPa，密度为kg/m3。公式为如下方式：一、不可紧缩流体的计算当介质密度为1000kg/m3，压降为0.0981MPa时，流经调理阀门的小时流量称为调压器的流通才干系数，用C表示。二、可紧缩流体的计算在计算节流机构的流量时，应思索燃气密度的变化和对理想气体定律的偏离。将燃气经过节流阀门的流动看作孔口出流，那么流量可由下式求得：出流速度可由下式求得：二、可紧缩流体的计算采用如下单位，Q0为m3/h，P1和压降为MPa，流量公式为临界压力比：当调压器前后压力比减小时，流量和流速会添加，但当其减小到某一值时，流量和流速到达最大值，此压力比称为临界压力比。分为临界形状和亚临界形状。空气的实验和实际参数如下：临界压力比的修正系数：0.91天然气的绝热指数为：1.3二、可紧缩流体的计算临界形状流量公式如下假照实验调压器时所用参数用以下符号表示亚临界形状和临界形状的换算公式分别为二、可紧缩流体的计算以上公式计算得出的流量是在能够的最小进口压力P1、阀门完全开启时的最大流量。在实践运转中，调压器阀门不宜处在完全开启形状，调压器的计算流量与最大流量的关系为：Qmax=1.15~1.2QP二、可紧缩流体的计算例题：选用调压器的阻力为0.048MPa，出口绝对压力P2=0.1053MPa。密度为0.7kg/Nm3；给出调压器实验值为求选用调压器的流量。第三节燃气调压站的布置一、调压站的构成1、调压站通常由调压器、阀门、过滤器、平安安装、旁通管及丈量仪表组成。有些站装有计量设备，称为调压计量站。平安安装为防止用气负荷为零而调压器封锁不严，或调压器中的薄膜破裂及调压系统失灵时出口压力升高，危及设备的正常任务。有平安切断阀和平安放散阀。第三节燃气调压站的布置2、调压器的串联安装〔监视器安装〕备用调压器2的给定出口压力略高于正常任务调压器3的出口压力，因此，正常任务时备用调压器的调理阀是全开的。当调压器3失灵，出口压力上升到调压器2的给定出口压力时，备用调压器2投入运转。备用调压器的出力不得小于正常任务调压器。第三节燃气调压站的布置3、调压器的并联安装系统运转时，一个调压器正常任务，另一个备用。正常任务的调压器的给定出口压力略高于备用调压器的给定出口压力，正常任务时，备用调压器呈封锁形状。当正常任务调压器发生缺点，使出口压力添加到超越允许范围时，其线路上的平安切断阀封锁，使出口压力降低，当下降到备用调压器的给定出口压力时，备用调压器自行启动正常任务。备用调压器上的平安切断阀的动作压力应略高于正常任务线路上的平安切断阀的动作压力。第三节燃气调压站的布置二、调压站的分类及布置第四节储气罐储气一、储气罐的类型分为低压罐、高压罐.低压罐：湿式罐、干式罐。湿式罐：直立型湿式罐、螺旋型湿式罐。二、高压储罐的储气量高压储罐的几何容积固定不变，靠改动其中燃气的压力来储存燃气，称为定容储罐。设有进出口管、平安阀、压力表、人孔、梯子和平台等。高压罐的有效储气容积：储罐的容积利用系数：在储罐任务压力一定时，要提高容积利用系数，只需降低储罐的剩余压力。而此压力又遭到管网中燃气压力的限制。可以设置引射器。三、燃气储配站1、高压储配站在低峰时，由燃气高压管线来的燃气一部分经过一级调压进入高压储罐，另一部分经过二级调压进入城市管网。在顶峰时，高压罐和经过一级调压后的高压干管来气集合经过二级调压进入城市管网。当储罐内燃气压力接近管网压力时，利用高压干管的高压燃气把燃气从压力较低的罐中引射出来，以提高整个罐站的容积利用系数。三、燃气储配站2、低压储配站当城市采用低压气源，且供气规模又不特别大时，燃气供应系统常采用低压储气。低压储配站的作用是在低峰时将多余的燃气储存起来，在顶峰时，经过储配站的紧缩机将燃气从低压储罐中抽出压送到中压管网中。包括低压储罐、紧缩机室、辅助间、消防水池等。第五节长输管线末端储气确定管道储气容积的近似方法是用供气量等于用气量那一瞬间的稳定工况替代燃气流动的不稳定工况进展计算。见以下图中的a点和b点。在b点，用气负荷等于平均小时供气量。从b点到a点为用气低谷时间，管道工况是不稳定的，为管道储气阶段，到达a点时，供气量与用气量平衡，但管内的压力比b点工况时要高。从a点到b点为用气顶峰期间，储存的燃气向外供出，工况不稳定。到达b点时重新到达平衡，但管内压力比a点时要低。计算管道的储气量，只需计算a时辰和b时辰管道内的燃气量，两者之差即为管段储气量。第五节长输管线末端储气管道沿程压力不同，因此密度也不同。取一个微元体进展分析，其中燃气的质量为由水力计算公式，进展积分