大同礦區燃氣輸配系統的設計與應用

0燃氣總體規劃和燃氣輸配管網系統工程的應用技術目前，大同礦區正在研究天然氣置換天然氣。主要問題是安全。用戶多使用的是燃氣灶具,燃氣灶具是將燃氣的化學能轉變為熱能的設備,灶具燃燒器的熱負荷、燃燒穩定性直接反映了灶具燃燒效率的高低與安全。大同礦區在實施燃氣總體規劃和燃氣輸配管網系統工程時,首先要研究和解決的問題,是確定用戶耗熱指標以及對用氣規律、工況的掌握,管網和設備的選擇及流量計算。對輸配系統的規劃設計、建造和管理應達到技術先進、經濟合理、安全可靠的要求,這樣既能保證燃氣用戶的安全穩定用氣,又能保證燃氣工程投資的經濟合理。隨著社會經濟和文明的發展,現代化城市規模越來越大,一旦發生地震,作為地震的次生災害,燃氣泄漏事故的危害程度也愈來愈大。因此在置換施工中必須提前采取措施以減少燃氣事故在地震中的危害。大同礦區天然氣置換煤氣的項目已經獲有關部門批準置換8萬多用戶,置換煤氣對大同礦區保護城市環境、防止大氣污染、改善生活條件、促進生產具有重要意義。1煤氣供氣管網建設同煤集團煤氣廠從1985年開始籌建至今已20多年,大同礦區實現了優化能源及城市煤氣化,同煤集團本部氣化率達90%以上,已形成了以煤氣為主氣源,管道氣統一經營的供氣格局。目前,煤氣廠有2座40門炭化爐生產煤氣,有4座(三開一備)兩段水煤氣爐制氣,有1座10萬m3干式氣柜,有1座5萬m3濕式氣柜,建有37座調壓站,為大同礦區的煤氣供應提供了保障。同煤集團管道氣供應居民用戶8萬多戶,工業用戶40多戶,建設中壓煤氣管網150多km,低壓樓前管與庭院管網近400km。1.1配壓和高壓級系統、天然氣表和天然氣表的適應性1壓力和壓力目前,大同礦區煤氣使用來源于煤氣廠輸送的水煤氣,采用中壓到調壓站、低壓調壓站至灶具,氣柜送出壓力0.08MPa,經中壓輸配管網到調壓站,壓力調至低壓2kPa,再通過庭院管網供氣至各棟樓,從引入管供氣至用戶煤氣灶的灶前壓力1kPa。2天然氣、燃氣流量計目前大同礦區煤氣用戶一般采用CG-L-G2.5IC卡模式煤氣表,最大流量4m3/h,住宅一般為一廚一衛,由于煤氣熱值較低,為12.122MJ/m3(2900kcal/m3),相應煤氣流量較天然氣大,天然氣流量計一般為G1.6膜式燃氣表,最大流量2.5m3/h,所以大同礦區最新更換的IC卡表可在天然氣中使用,不需更換。3出口壓力等級大同礦區的調壓計量設備一般采用RTZ瑞星調壓器,為法蘭連接,內置式取壓,穩壓精度等級可達AC5,關閉壓力等級可達SG10,允許最大進口壓力0.4MPa,出口壓力設定范圍1～30kPa,關閉壓力區等級可達SZ2.5,溫度適應范圍-20～60℃,切斷精度等級可達AC5,響應時間不大于1s。1.2調整灶具方案由于煤氣的中壓管網壓力為0.07～0.10MPa,天然氣的中壓管網壓力為0.3MPa,兩者管網壓力不同,壓差比較大,為保證今后置換工作的安全性,壓差調整方案如下所述。原調壓站調整至樓棟的庭院管網,在每棟樓戶外立管上增加調壓器調整用戶壓力,這種方案可利用煤氣調壓室的調壓器,壓力降低,比較適合天然氣的要求。天然氣灶具額定壓力為2000Pa,使用壓力可在1500～3000Pa,而現用戶煤氣灶具額定壓力為980Pa,主火耗氣量為0.895Nm3/h,天然氣灶前壓力高于人工煤氣灶前壓力,造成噴嘴噴射速度大,火孔處混合氣流出口速度快,易離焰出現黃煙,極不安全。因此根據燃氣的變化相應調整灶具,與其燃燒特性相符。使用天然氣必須更換煤氣灶具的噴嘴或更換灶具,才能達到灶具安全使用的技術指標。2煤氣置換天然氣同煤集團煤氣廠從1985年開始籌建至今已20多年,大同礦區每月用氣量在380萬m3左右,基本實現了礦區煤氣輸配管網的目標,煤氣置換天然氣,需確定居民耗熱指標與需用工況這2個重要參數,它們由生活條件、習慣、氣候等差異來確定。1居民的充分認識隨著居民對煤氣管道供氣的安全、穩定等優點的充分認識,現煤氣廠所管轄管道居民用戶累計8萬多戶,每戶居民人口為3.7人;公共建筑用戶40多戶,已實現連續20多年穩定供氣。2居民耗熱trt大同礦區采用煤氣廠生產的煤氣,其組分及含量見表1。2012年1—12月大同礦區月供氣量實測數據分別為3641681、3882153、3477206、3714949、3528441、3611478、2787843、3148643、3469614、3774401、3627157、3532829m3。大同礦區平均氣溫:最低-16.7℃,最高21.8℃。按月用氣的不均勻性主要受室外溫度的影響,用氣高峰在每年冬季,一般在2月,因此,天然氣的氣源到大同礦區后應考慮季節不均勻性和天然氣的儲備量。大同礦區居民戶平均消耗煤氣量為474m3/a,由此可得出居民耗熱指標。經過調查,每周供氣量的變化規律基本相同,每星期五用氣量最高,春節用氣高峰在春節前3d。3原油長距離振動試驗和必要分析1泄漏燃氣退火地震是具有極大破壞力的自然災害,燃氣泄漏事故在次生災害中的危害越來越大。日本神戶大學室崎教授小組查明的69起是火災中,其中8起因漏電引起的泄漏燃氣著火,22起因泄漏燃氣直接著火,5起因燃氣熱水器傾倒引起火災,即因燃氣泄漏直接或間接著火計35起,占火因的50.7%。我國幅員遼闊,地震頻繁,大同礦區又在地震斷裂帶上,大多數燃氣設施沒有防震措施,存在“一觸即發、一發即慘”的明顯隱患,防范地震燃氣泄漏次生災害事故非常必要。2燃氣置換管的選用埋地的燃氣干管和支管,在規范允許的范圍內可采用PE管,PE管可輸送0.4MPa以內的天然氣,符合置換的壓力,并且PE管具有抗震特性,工程造價也較合理。中壓管可采用延性接頭或滑動接頭,此項可借用成熟的技術。主干線上和每個用戶增設燃氣報警切斷連鎖裝置,一旦發生事故,主干線和單元引入之間將自動