第二部分 天然气输配系统的构成

天然气输配系统基础知识培训教材第一节天然气输配系统的构成1、城市燃气的供应方式（1）管道天然气指通过长输管道把天然气引入到各个城市。

（2）液化天然气（缩写为LNG）指在一个大气压下，天然气被冷却至约-162℃时，可以由气态转变成液态，其体积约小为同量气态天然气体积的1/600，重量仅为同体积水的45%左右。

(3)压缩天然气（缩写为CNG）指把天然气加压到20—25Mpa的压力后以气态储存在容器中的方式。

它与管道天然气的组分相同。

图2-12、天然气管道输配系统的构成天然气从气井开采出来以后，经过矿场集输管道集中到净化厂，处理后，由长输管道输送至城市管网，供给工业和民用的用户。

由气井到用户，天然气都在密闭的状态下输送，形成一个输气系统。

长输管道是连接气田净化处理厂与城市之间的干线输气管道，它具有输气量大，压力高，运距长的特点。

城市燃气管道由门站，线路工程及其附属设施组成，根据用户情况和管线距离条件，输气管道设有调压站，计量站及阀室，通过分输站或计量站将天然气调压后输往城镇配气管网或直接输往用户。

接受站(门站)负责接受天然气输入城镇使用的燃气，进行计量、质量检测，按城镇供气的输配要求，控制与调节向城镇供应的天然气的流量与压力，必要时还需对天然气进行净化。

第二节城市燃气管网的分类及其选择1 根据用途分类1）长距离输气管线其干管及支管的末端连接城市或大型工业企业，作为该供应区的气源点。

2）城市燃气管道3）工业企业燃气管道2 根据敷设方式分类1）地下燃气管道一般在城市中常采用地下敷设。

2）架空燃气管道在管道通过障碍时，或在工厂区为了管理维修方便，采用架空敷设。

3 根据输气压力分类天然气管道之所以要根据输气压力来分级，是因为天然气管道的气密性与其他管道相比，有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故。

管道中的压力越高，管道接头脱开或管道本身出现裂缝的可能性和危险性也越大。

当管道内燃气的压力不同时，对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。

图文详解燃气输配系统天然气的性质燃气是指所有的天然和人工的气体燃料。

工业与民用燃气的组成中包括可燃气体、少量的惰性气体和混杂气体。

可燃气体有：氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)、丙烯(C3H6)、丙烷(C3H8)、丁烯(C4H8)、丁烷(C4H10)、戊烯(C5H10)、戊烷(C5H12)、苯(C6H6)等。

惰性气体有：氮(N2)及其他不活泼气体。

混杂气体有水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO2)、氨气(NH3)、氰化氢(HCN)和硫化氢(H2S)等。

燃气组成中不利于安全生产的方面：燃气组成中的一氧化碳、硫化氢及氰化氢都是有毒气体，人吸入后会发生中毒，严重时会死亡。

燃气中的许多气体在高温下能对金属起腐蚀作用。

硫化氢同金属管道与设备的金属作用生成硫化铁，而硫化铁的透气性很强，可能造成燃气的泄漏。

二氧化碳在700℃时能腐蚀钢。

氢在高温下扩散，能穿过金属壁。

㈠天然气：是由多种气体组成的混合气体，它主要由低级烃甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等可燃成分、氮气等不可燃成分、硫化物、水蒸气、灰尘等杂质组成。

天然气一般分为四种：气田气、油田伴生气、凝析气田气、矿井气。

主要成分是甲烷。

所谓纯天然气，是指其组分以甲烷为主，其它为少量的二氧化碳、碳化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体，热值约为33000—36000千焦/立方米。

㈡天然气特性：易燃、易爆、无味；加臭剂添加标准是：在空气中达到爆炸下限20%能察觉到臭味。

㈢、燃气的爆炸浓度极限是燃气的重要性质之一。

爆炸极限空气中体积%纯天然气焦炉煤气液化石油气人工沼气下5.04.51.78.8上15.035.89.724.4可燃气体与空气混合至一定浓度时，都存在爆炸的可能性。

但是燃气的爆炸除了必须与空气混合达到一定浓度外，还必须有一定的温度。

为了防止爆炸事故的发生，应杜绝能因起爆炸所必须的条件出现。

因此，一要避免燃气泄漏，二要避免一切火源的进入，三要注意通风。

城镇燃气输配知识一、天然气开采的基本过程天然气的开采过程包括钻井、固井、完井。

(一)气田的开采周期气田的开采一般分为采气初期、采气中期、采气末期三个时期。

(二)天然气的集输系统组成天然气的集输系统，是把气田上各个气井开采出来的天然气聚集起来，并经过加工处理送入输气干线，它主要由井场装置、集气站、矿场压气站、天然气处理厂和干线首部站等部分组成。

二、天然气的净化流程天然气的净化就是除去天然气中的凝析油、水、硫及其他杂质，以满足管输和用户对天然气质量的要求。

同时，为了实现综合利用，减少对环境的污染，应对脱除的杂质进行回收和再加工，使之成为宝贵的化工原料。

(一)脱硫从天然气中脱除硫化氢和有机硫化物的工艺过程称为脱硫。

天然气中的硫化物会造成设备和管道腐蚀，而且用作燃料时会污染环境，危害用户健康等。

当前，国内外脱硫技术主要分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。

1.干法脱硫采用固体脱硫剂脱硫的方法为干法脱硫。

其主要方式有：海绵铁法、分子筛法。

燃气行业目前普遍采用干法脱硫。

2.湿法脱硫采用液体脱硫剂脱硫的方法为湿法脱硫。

其主要方式有：化学溶剂法、物理吸收法、联合吸收法及直接转化法。

(1)化学溶剂法。

采用碱性溶液与天然气中的酸性组分(主要是H₂S、CO₂)反应生成某种化合物，故也称化学吸收法。

(2)物理溶剂法。

利用溶剂将气体中的H₂S、CO₂等与烃类的溶解度差别很大的酸性组分脱除，故也称物理吸收法。

(3)联合吸收法。

采用的溶液是醇胺、物理溶剂和水的混合物，兼有化学溶剂法和物理溶剂法的特点，故又称化学物理溶剂。

(4)直接转化法。

使用含有氧载体的溶液将天然气中的H₂S氧化为单质硫，被还原的氧化剂经空气再生又恢复氧化能力的一类气体的脱硫方法。

(二)脱水天然气脱水是指脱除天然气中的水分。

天然气脱水的目的是防止天然气中的水蒸气与酸性组分结合腐蚀设备和管道，并预防处理和储运天然气过程中出现的水合物和液态水降低管道的输气能力。

天然气脱水方法有吸附法、吸收法、低温分离法、膜分离法等。

城镇燃气输配系统城镇燃气输配系统构成现代化的城镇燃气输配系统是复杂的综合设施，主要由下列几部分构成：（1）低压、中压、次高压以及高压等不同压力的燃气管网；（2）门站、储配站；（3）分配站、压送站、调压计量站、区域调压站；（4）监控系统与电子计算机中心。

城镇燃气输配系统选择时应考虑哪些主要因素？无论是旧有的城镇，还是新建的城镇，在选择燃气管网系统时，应考虑到许多因素，其中最主要的有：（1）气源情况。

燃气的性质，是选用人工燃气（煤制气或油制气）、天然气，还是利用几种可燃气体的掺混燃气；供气量和供气压力；燃气的净化程度和含湿量；气源的发展或更换气源的规划；（2）城镇规模、远景规划情况、建筑特点、人口密度、居民用户的分布情况；（3）原有的城镇燃气供应设施情况；（4）对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型的用户对燃气压力的要求；（5）用气的工业企业的数量和特点；（6）储气设备的类型；（7）城镇地理地形条件，敷设燃气管道时遇到天然和人工障碍物（如河流、湖泊、铁路等）的情况；（8）发展城镇燃气事业所需的材料及设备的生产和供应情况。

城镇燃气管网系统有几种？城镇燃气输配系统的主要部分是燃气管网，根据所采用的管网压力级制不同可分为：（1）一级系统仅用低压管网来分配和供给燃气。

如供气范围较大时，则输送单位体积燃气的管材用量将急剧增加，因此一般只适用于小城镇的供气系统；（2）两级系统由低压和中压或低压和次高压两级管网组成；（3）三级系统包括低压、中压（或次高压）和高压的三级管网；（4）多级系统由低压、中压、次高压和高压的管网组成。

城镇燃气管网为什么要按压力分级？城镇燃气输配系统中管网按压力分级原因如下：（1）管网采用不同的压力级制比较经济。

燃气管道输送压力越高，单位长度的压力损失可以越大，则需管道的管径越小，可节省管材；（2）各类用户所需要的燃气压力不同。

如居民用户和小型商业用户需要低压燃气，直接与低压管网连接，即使采用用户调压器或楼栋调压装置时，一般也只与压力小于或等于中压的管道相连。

城市输配系统工作人员培训教材天然气城市输配系统一、城市输配系统的构成城市输配系统是指从接收长输管道供气的门站开始至用户用具止的整个系统，它包含门站、储气装置、调压装置、输配管道、计量装置等部分，门站是天然气进入城市的门户，具有过滤、调压、计量与加臭等功能，有时还兼有储气功能。

储气装置有储气罐、输气管道或管束储气等，输配管道可按设计压力分类，见表1。

表1 输配管道按设计压力分类也可按功能分类，即分为分配干管、庭院管与室内管。

分配干管与庭院管为室外管。

输配系统的压力级制是由系统中管道设计压力等级命名的，一般有高中低压系统、高中压系统、中低压系统与单级中压系统等。

为了便于比较，把几种不同压力级制的输配系统绘成综合流程示意图。

城市输配系统工作人员培训教材陕西通源天然气有限公司 2二、门站1、门站工艺流程门站接收长输管道上分输站或末站的供气，对天然气进行过滤、计量、调压、检测与加臭等，并宜设置自动化控制系统，也可设置储气装置。

门站出口可直接连接城市中压管网，当城市另设储配站或高中压调压器时，天然气在门站经过滤、计量与检测后供入高压或次高压管道。

下图为我公司泾河门站流程示意图，如图32、门站设备2.1过滤设备过滤装置的功能是除去天然气中机械杂质、凝固物等固态杂物，以减少对设备、仪表与管道的磨损、腐蚀与堵塞，并保证计量与调压精度，由于门站接收的天然气经上游多个场站的净化、过滤处理，因此在门站一般采用单级过滤器，过滤精度为10微米或20微米，过滤器一般为圆筒形，内置滤芯材质为不锈钢或聚酯纤维，也有此两种材料的复合型，过滤器进、出口应设置差压计，当差压超过规定值时应清洗或更换滤芯。

2.2计量装置流量：单位时间流过管道横截面积的流体数量叫流量。

流量分为质量流量和体积流量。

天然气通常用体积流量来表示，其法定单位为m3/s、m3/h、m3/d 等。

众所周知，一定质量天然气的体积与所处的温度、压力有关，当天然气的温度、压力发生变化时，天然气的体积随之发生变化，那么体积流量也发生变化。

第二部分天然气输配系统的构成第二部分天然气输配系统的构成第一章天然气的输送管道输送是天然气的主要输送方式之一，从油气井口到最终用户，历经矿场集气、净化、压气站、配气站以及调压计量等，形成了一个统一密闭的输气系统。

输气管道一般按其输送距离和经营方式及输送目的分为三类：一是属于油气田内部管理的矿场管道，通常称为矿场集气管线；二是隶属某管道输送公司的干线输气管道，通常称为长距离输气管道；三是由原城市煤气公司或其他燃气公司投资建设并经营管理的城市输气管道，通常称为城市输配管网。

图2.1.1 天然气的输送系统长输管道的构成一般包括输气干管、首站、中间气体分输站、干线截断阀室、中间气体接收站、清管站、障碍（江河、铁路、水利工程等）的穿跨越、末站（或称城市门站）、城市储配站及压气站。

与管道输送系统同步建设的另外两个组成部分是通信系统和仪表自动化系统。

输气干线首站主要是对进入干线的气体质量进行检测控制并计量，同时具有分离、调压和清管球发送功能。

输气管道中间分输站（或进气）站起功能和首站差不多，主要是给沿线城镇供气（或接收其他支线与气源来气）。

增压站是为提高输气压力而设的中间接力站，它由动力设备和辅助系统组成，它的设置远比其他站场复杂。

输气管道末站通常和城市门站合建，除具一般站场的分离、调压和计量功能外，还要给各类用户配气。

为防止大用户用气的过度波动而影响整个系统的稳定，有时装有限流装置。

干线截断阀室是为了及时进行事故抢修、检修而设。

根据线路所在地区类别，每隔一定的距离设置。

第二章城镇燃气输配系统城镇燃气输配系统有两种基本方式：一种是管道输配系统；一种是液化石油气瓶装系统。

管道输配系统一般由接受站(或门站)、输配管网、储气设施、调压设施以及运行管理设施和监控系统等共同组成。

如图2.2.1所示。

图2.2.1 燃气输配系统示意图一、接受站接受站(门站)负责接受气源厂、矿(包括煤制气厂、天然气、矿井气及有余气可供应用的工厂等)输入城镇使用的燃气，进行计量、质量检测，按城镇供气的输配要求，控制与调节向城镇供应的燃气流量与压力，必要时还需对燃气进行净化。

输气系统的组成:矿场集气管网,干线集气管网,城市配气管网和这些管网相匹配的站、场组成气田集气从井口开始进分离进、计量、净化、和集中处理等一系列过程，到向干线输气为止几种常用的分离器：重力式分离器、旋风分离器、多管旋风分离器输气站是长距离输气管道的两大组成部分之一。

它的任务是进行气体的调压、计量、净化、冷却，使气体按要求沿着管道向前流动。

压缩机和压缩机车间是输气站的核心设备。

输气管上第一个输气站通常建于气田附近，它是输气管的起点。

第二个气压站称为中间气压站，他的位置和站间距有工艺计算决定，站间距一般为110-200Km。

输气管的最后一个输气站为城市配气站，他是一个调压计量站。

增压站建在有地下储气库的地方，其用途是从干线输气管道中把天然气压送到地下储气库，或从地下储气库中抽出天然气，将其送入干线输气管或直接将天然气送给用户。

第一欧亚大陆桥（西伯利亚大陆桥）从俄罗斯东部的符拉迪沃斯托克（海参崴）为起点经西伯利亚大铁路通向莫斯科，然后通向欧洲各国，最后到荷兰鹿特丹港。

贯通亚洲北部，整个大陆桥共经过俄罗斯、中国、哈萨克斯坦、白俄罗斯、波兰、德国、荷兰7个国家，全长13000公里左右。

第二欧亚大陆桥指1990年9月与哈萨克斯坦铁路接轨的经我国兰新铁路、陇海铁路的新欧亚大陆桥，由于所经路线很大一部分是经原“丝绸之路”，所以人们又称作现代“丝绸之路”。

是目前亚欧大陆东西最为便捷的通道。

这条大陆桥跨越欧亚两大洲，联结太平洋和大西洋，全长约10800千米，通向中国、中亚、西亚、东欧和西欧30多个国家和地区。

是世界上最长的一条大陆桥。

现已于1992年12月1日正式投入国际集装箱运输业务。

新亚欧大陆桥的贯通不仅便利了我国东西交通与国外的联系，更重要的是对我国的经济发展产生了巨大的影响。

不同：“新欧亚大陆桥”是相对旧欧亚大陆桥而言。

它东起太平洋西岸连云港、日照等中国东部沿海港口，西可达大西洋东岸荷兰的鹿特丹、比利时的安特卫普等港口，横贯亚欧两大洲中部地带。