燃气调压知识培训(中低压)-上海飞奥
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非管输产品与工程事业部CNG减压站产品培训资料《综合版》上海飞奥燃气设备有限公司地址:上海市浦东新区龙东大道4493号前言本文共分7章,介绍了上海飞奥提供的CNG减压站有关设计,选型,所选部件及应用等方面的内容。
第一章、常规CNG站设计条件上海飞奥的CNG减压站一般遵循以下参数进行设计选型,如用户有超出以下参数的要求也可提前说明,我们将按客户要求进行设计选型。
常规CNG站的流量:500Nm3/h,1000Nm3/h,2000Nm3/h,3000Nm3/h,5000Nm3/h,5000 Nm3/h 以上按用户要求定制(目前最大产品的流量为28000Nm3/h)结构形式:双路进口,一开一备,5000 Nm3/h以上一般为3路以上并联。
环境温度:-10~60℃工作介质:压缩天然气进气压力:20MPa(最高允许进口压力22MPa,我司产品的一级调压前的设计压力是按25MPa设计)出口压力:0.1-0.4MPa(如果中间有进储气设备或高压管网的,还可增加1.6-4.0Mpa的出口)进气温度范围:-10~40℃出口温度:≥5℃国内第一台CNG减压站在工厂的照片第二章、CNG 站工艺介绍CNG 站常用有以下两种流程:有储气装置工艺和无储气装置工艺,就目前国内使用状况是以无储气装置工艺为主。
下面是两种CNG 设备的工艺流程。
无储气装置CNG 调压站工艺流程图:主要应用场合:• 小规模的城镇或小区供气 • 用气量较小的专用户• 用气量一般不超过每天4000Nm3• CNG 钢瓶拖车的运载能力应能满足1~2日的用气量要求有储气装置CNG 调压站工艺流程图主要应用场合:• 城市储气站,大量居民用户或工福用户,具有保压调峰的功能 • 供气规模在5000Nm3/h 以下,日供气能力超过10000Nm3。
这里需要特别说明一下,上文说的供气规模只是我们依据国外经验得出的一个估算值,实际上目前使用的大流量CNG 减压站(一般是8000 Nm3/h ),均不带储气装置,主要依靠数量较多的槽车来实现稳定的供气,对于CNG 减压站的应用我们将在下文单独介绍。
天然气调压设备培训教材一、调压器分类燃气调压器(gas pressure regulator)俗称减压阀,是通过自动改变经调节阀的燃气流量而使出口燃气保持规定压力的设备,通常分为直接作用式和间接作用式两种。
目前运行的城市天然气门站多采用截止式调压器和轴流式调压器,这两种调压器均为间接作用调压器,即通过指挥器与主调压器联合作用实现调压。
截止式调压器调压器的阀口为非全通径(即阀口全开口径比调压器口径要小),阀体采用铸造,少数部件锻造,制造成本比轴流式调压器低。
气体下进上出,在调压器内做逆“Z”字形流动,一方面气体会产生气蚀,冲刷阀体死角;另一方面气体在阀体内2次转弯会产生一定压力损失和较大的噪声。
图2.3.1截止式调压器结构图轴流式调压器调压器阀体采用锻钢制造,与铸钢相比锻钢的金属晶粒更细、更致密,从而具有更高的强度和金属致密度,锻钢阀体在高压工况下使用安全性更高。
气体通过调压器时为直线(轴向)流动,不会产生气蚀。
调压器阀口为全通径(即阀口全开口径与调压器口径相同),一方面阀体阻力小、流态好、同等工况下产生的噪声比截止式调压器小,同等口径、同等压力下,轴流式调压器的额定流量要高出截止式调压器15%以上;另一方面,气体携带的微小固体杂质(灰尘等)不易淤积在阀口造成调压器关闭不严等故障,在实际应用中轴流式调压器故障率要低于截止式调压器。
图2.3.2 轴流式调压器结构图二、压力单位压力单位(pressure unit)法定国际单位制导出的压力单位为帕(Pa)【帕斯卡的简称[Pascal],1帕斯卡=1牛顿/平方米(1N/㎡)】。
常用的为兆帕(MPa)、千帕(kPa),惯用的非法定单位还有巴(bar)、工程大气压(at)、磅每平方英寸(psi)、毫米汞柱(mmHg)、毫米水柱(mmH2O)等。
表 2.3.1压力单位换算注:毫米水柱是指4摄氏度状态的水柱高度,毫米汞柱是指0摄氏度状态的汞柱高度。
三、紧急切断阀这是一种安全装置,当某些故障引起调压器出口压力达到予定介入值时,它立即自动截断气流阻止燃气继续流向下游,从而保障用户安全。
调压器1、调压器的分类2、调压器的工作原理、设定、故障、维修及操作1、调压器的分类。
调压器作为压缩天然气供气站最主要的设备之一,它的保养、检修对整个供气系统来说,起着特别重要的作用。
作为操作维修人员,必须对调压器的调节、性能、工作原理、维修方法等方面特别了解。
以下是大地燃气公司常用的几种高中低压调压器(高压调压器名称及产地)1.11.1.1塔塔里尼(意大利)塔塔里尼(意大利)特点:钟罩式,工作稳定,压力调节适应范围广。
压力设定调节方便,有安全放散装置。
可在线维修。
易损零配件已可国产代替。
不足:拆装较费事,安装时要求较严格,特定条件下阀口垫易损坏1.1.2飞奥(意大利)飞奥(意大利)调压器特点:工作性能稳定,压力调节适用范围广,调节方便。
结构较复杂,整体拆装不方便,零配件购买困难。
1.1.3高特(荷兰)特点:工作性能稳定,压力调节适用范围广。
结构复杂,外加装指挥器,调节较不方便,零配件购买困难。
拆装费事。
高特(荷兰)调压器原理图特点:工作性能稳定,体积小,适用压力40Mpa以下,压力设定调节方便,内部结构简单,拆装方便,可在线维修。
1.1.5仿塔塔里尼(北京好石佳)仿制塔塔里尼(好石佳)特点:流量比意大利RP/10大,阀口垫经改造采用四氟垫后,寿命长,更换方便,压力调节装置采用单体系统。
仿制塔塔里尼(好石佳)德国产高压小型调压器特点;体积小,只需转动旋钮,就可调节压力,流量300方/H。
1.1.6费希尔车载(美国)特点:结构简单,调节方便。
适合小流量费希尔(车载)特点:工作稳定,结构简单,调节方便,可根据流量逐个开启,维修方便。
用中压气过滤网易堵塞。
费希尔性能稳定,结构简单,使用寿命长,调节方便,流量大,体积车载(民用)调压器特点:结构较复杂,调节方便。
如出现低温运行时,皮膜处容易漏气。
此种调压器现已不采用。
1.2中高压调压器1.2.1费希尔(美国)特点:性能稳定,结构简单,使用寿命长,调节方便,流量大,体积小。
燃气调压知识中低压调压站目录1问题2系统设计3燃气调压站4燃气调压器5前沿技术介绍1 问题请回答如下问题1、燃气调压系统的作用是什么?2、燃气调压系统的由哪些功能模块组成?3、燃气调压站的种类有哪些?4、燃气调压器的种类有哪些?5、您知道的燃气调压前沿技术有哪些?2 系统设计2 系统设计2 系统设计2 系统设计调压系统的主要功能是:维持下游的压力,保证在任何条件下(包括故障状态下),下游压力都不会超过允许的范围。
下游系统包括压力界限后的管网系统。
压力控制系统包括:压力调节系统,其功能是维持下游压力在可控的范围内。
压力安全系统:其功能是保证下游压力不超过允许的范围(包括在故障状态下)。
2 系统设计压力安全系统压力调节系统调压站中的压力控制系统上游管网下游管网2 系统设计在 EN 12186 标准中压力有以下概念:最大工作压力MOP:压力调节系统(正常状态下)持续工作的最大压力工作压力OP:压力调节系统在(正常状态下)的压力临时工作压力TOP: 压力系统在监控器作用下能临时工作的压力(故障状态下)最大事故压力MIP:安全装置作用下的短时工作压力(故障状态下)2 系统设计下游 (d)压力调节系统MOP uTOP dregulatormonitorshut-off deviceMOP dOP dMIP d上游 (u)压力界限压力安全系统压力控制系统2 系统设计压力安全系统的控制下在压力调节系统的控制下最大工作压力MOP, 峰值工作压力peak level OP, 临时工作压力TOP 和最大事故压力MIP 之间的关系2,50 MOP1,5 MOP1,125 MOPMOP < 0,11,75 MOP 1,5 MOP 1,125 MOP 0,1 < MOP < 21,40 MOP 1,3 MOP 1,075 MOP 2 < MOP < 51,30MOP 1,2 MOP 1,050 MOP 5 < MOP < 161,20 MOP 1,1 MOP 1,025 MOP 16 < MOP < 401,15 MOP 1,1 MOP 1,025 MOP MOP > 40MIP (最大事故压力)≤TOP (临时操作压力)≤峰值工作压力Peak level OP≤MOP Bar (最大工作压力)2 系统设计对压力调节系统的基本要求:将压力控制在下游压力OPd的范围内。
鉴于是一个动态的系统,设定压力OPd 应小于等于峰值工作压力。
按照EN334的规范,调压器应该不需要外部的能源驱动。
如果使用了EN334标准以外的设备,必须对该设备的适用性进行论证。
以上要求的目的是:保证调节的精度压力安全系统能对故障及时进行反应2 系统设计time在正常状态下的下游最大工作压力(MOP d )d o w n s t r e a m p r e s s u r e在安全设备限制下的下游最大事故压力 (MIP d )在监控器控制下的下游临时工作压力 (TOP d )工作压力峰值 OP下游工作压力OP d正常状态故障状态2 系统设计对于安全系统的基本要求:应能够自动工作非排放式的设备,如监控器,超压切断或超压关闭排放式的设备,如直接作用式和间接作用式的放散阀全流量的安全放散阀应只能在有非排放安全装置的情况下作为第二个安全装置使用排放到大气中的燃气应该越少越好(减少温室效应和燃气的浪费)应该考虑压力安全系统的反应时间,以保证最大事故压力不超过设定的范围2 系统设计压力安全系统的基本要求最大工作压力MOPd (下游)100 bar最大工作压力M O P u (上游)单个安全设备除单个安全设备外再增加第二个设备100 b a r 16 b a r100 mbar不需要安全设备16 b a r16 b a r2 系统设计欧盟成员国的基本要求是:工作要求,即下游工作压力应不大于下游峰值工作压力及其他压力安全要求,即下游工作压力应不大于下游最大事故压力不同国家的燃气标准也可以做一些补充的规定,比较常见的有:增加安全系统的可靠性避免燃气直接排放到大气避免由突然切断气流而造成的“回流”现象通过增加发生故障后的安全可靠性来保证燃气供应的可持续性减少发生紧急情况后的安全保证,如减少运行中的监控系统,或在紧急状态下的严格要求2 系统设计有压力控制系统的燃气调压站:¾工作要求,即下游工作压力OP d≤下游峰值工作压力peak of level OP d ¾安全要求,即下游工作压力OP d≤下游最大事故压力MIP d安全切断阀失效开启的调压器放散阀是用来排放调压器的微量内漏从而避免切断阀误工作2 系统设计时间O P d调压器的工作压力最大事故压力MIP d失效常开的调压器失效切断阀工作持续的燃气供应超过最大事故压力MIPd 后的保护2 系统设计¾有压力控制系统的燃气调压站:¾工作要求,即下游工作压力OPd ≤ 下游峰值压力peak of level OPd ¾安全要求,即下游工作压力OPd ≤ 下游最大事故压力MIPd ¾增加安全可靠性¾避免放散阀直接向大气排放燃气失效常开的调压器安全切断阀或关闭阀2 系统设计增加安全性第二个切断阀工作工作压力时间调压器的工作压力最大事故压力MIP d调压器失效第一个切断阀工作超过最大事故压力后的安全保护燃气持续供应2 系统设计¾带压力控制系统的调压站:¾工作要求,即下游工作压力OPd ≤下游峰值压力peak of level OPd¾安全要求,即下游工作压力OPd ≤下游最大事故压力MIPd¾避免由突然切断气流而造成的“倒流”现象¾减少燃气供应在故障状态中的停留时间失效关闭的监控器失效开启的工作调压器放散阀是用来排放工作调压器或监控调压器的微量内漏从而避免切断阀误工作2 系统设计失效关闭的监控器带消音器的失效开启的工作调压器2 系统设计放散阀失效关闭的监控调压器带消音器的失效开启的工作调压器2 系统设计O P dtime调压器工作压力下游最大事故压力调压器失效监控器失效燃气的持续供应超过下游最大事故压力MIPd 后的安全保护监控器关闭监控器工作压力在故障状态下的燃气供应2 系统设计¾带压力控制系统的燃气调压站:¾工作要求,即下游工作压力OPd ≤下游峰值工作压力peak of level OPd¾安全要求,即下游工作压力OPd ≤下游最大事故压力MIPd¾通过增加安全可靠性来保证在故障状态下燃气供应的持续性¾避免放散阀直接向大气的排放¾减少发生紧急情况后的安全保证,如减少运行中的监控系统,或在紧急状态下的严格要求失效关闭的监控器失效开启的工作调压器安全切断阀2 系统设计失效开启调压器Reflux819FO加速器MA 可以防止监控器长时间待命后发生的粘连现象失效关闭的监控器Reflux819,带加速器M/A 和切断阀HBC2 系统设计带消音器的失效开启的调压器Reflux 819 FO加速器MA 可以防止监控器长时间待命后发生的粘连现象带加速器M/A 的失效关闭的监控器Reflux 819安全切断阀2 系统设计带消音器的失效开启的工作调压器带切断阀的失效关闭的监控器2 系统设计增加安全可靠性O P dtime调压器的工作压力调压器失效监控器失效燃气的持续供应超过最大事故压力MIPd 后的安全保护监控器关闭监控器的工作压力下游最大事故压力MIP d监控器的关闭压力在故障状态下的燃气供应切断阀关闭2 系统设计失效关闭的监控器切断阀主路副路工作调压器2 系统设计失效开启的调压器失效关闭的监控器切断阀放散阀主路副路2 系统设计有两路调压的压力控制系统主路副路在三次失效之后燃气持续供应监控器工作压力安全切断阀的切断压力O P d调压器失效全开MIP d超过最大事故压力MIP d 安全保护增加安全可靠性在故障状态下的燃气持续供应监控器失效关闭2 系统设计在评估不同类型的压力控制系统时,应注意以下几点:不同压力控制系统的表现取决于调压器/监控器/切断阀/关断阀的表现,其中最重要的是:¾失效开启调压器¾作为安全设备的失效关闭的监控器¾作为安全装置的切断阀和关断阀一般来说,以上设备的表现由第三方检验机构来认证2 系统设计3 燃气调压站3.1调压站分类3.2城市门站3.3区域调压站3.4地下调压站3.5CNG调压站3.6楼栋调压箱3 燃气调压站调压站系统主要由进口、出口、过滤、计量、调压、加热、放散、置换、加臭和控制等分系统组成 ,这些分系统可根据需要组合配置,构成不同需求的调压站。
3.1 分类:1+0 1+12+02+1多路并联按调压通道数低—低撬装式室内高—高 分输站类 别用户调压箱 专用调压站 区域调压站门站按供气对象悬挂箱式 地下筒装式 落地箱式按组装结构 埋地凉棚露天按设置地点 中—低中—中高—低高—中按进出口压力 分 类 方 法3 燃气调压站3.2 城市门站城市门站接收来自长输管线的燃气,进行调压、计量后向城镇或大工业用户配气设施。
主要特色•撬装运输拚装方便•高压、次高压•流量:数万、数十万、百万m3/h•多路并联+备用•调压、计量、净化、加臭、气质检测(成分、热值、密度、水份、杂质含量)•常与储配站合建,含有储气罐、引射器等设备•调压器:Reflux819Aperflux851等3 燃气调压站3.3 区域调压站区域调压站是为城市燃气管网或街坊多用户供气的区域调压站,集燃气过滤、调压、计量及相关电子设备于一体。
具有占地面积小、现场整站安装、维护方便、可靠性高等特点。
主要结构型式:A型:2+1结构,一主调一副调一旁通B型:1+1结构,一主调一旁通C型:2+0结构,一主调一副调A+M型:2+1结构+计量B+M型:1+1结构+计量C+M型:2+0结构+计量3 燃气调压站A型结构原理图3 燃气调压站RSRVSSVPIPIFRPIFPDIPDIA+M 型结构原理图3 燃气调压站3.4 地下式调压站•RD系列地下式调压站适用于绿地、广场、名胜古迹等对环境要求较高的场合,具有节省安装空间的特点;•所有组件安装在筒体内,安装简便,噪音小;•采用常规调压站设备便于维护管理;•非压力容器全钢结构箱体,适用于地下安装;挖掘深度小。
3 燃气调压站3.5 RY系列压缩天然气调压站•RY系列压缩天然气调压站是专为CNG调压储配站和及CNG气瓶组站设计的调压装置。
可集成调压、计量、加臭、换热、站控等多种功能组件于一体。
安装、使用、维护方便。
功能完善,质量可靠,安全性能优越。