【文章內(nèi)容簡介】 氣 ， 需建儲(chǔ)氣設(shè)施 。 儲(chǔ)氣容積應(yīng)按照儲(chǔ)存天數(shù)計(jì)算。參照《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》中的混氣站內(nèi)液化氣的儲(chǔ)存天數(shù)為 24 天 ， 再考慮舒城縣受地理位置和氣象條件的限制 ， 本工程最終規(guī)模所需的儲(chǔ)氣量按計(jì)算月 2 天的用氣量計(jì)算 ， 即本工程所需儲(chǔ)氣量為 1萬米 3。 安徽遼河油田燃?xì)庥邢薰? 安徽舒城縣天然氣城市管網(wǎng)工程 9 總工藝流程 工藝 流程簡介 壓縮天然氣由高壓天然氣鋼瓶撬車送入儲(chǔ)氣供氣站，首先用高壓接管和快裝接頭與撬裝鋼瓶車連接。壓縮天然氣通過控制閥門首先送入儲(chǔ)氣井，當(dāng)鋼瓶壓力與儲(chǔ)氣井壓力平衡后，關(guān)閉控制閥門，撬裝車余下氣體依序送入下一氣井。直到氣井壓力與撬裝車鋼瓶內(nèi)壓力平衡，關(guān)閉控制閥門。撬裝車余下氣體通過控制閥門在一級(jí)換熱器內(nèi)預(yù)熱，再經(jīng)過一級(jí)調(diào)壓器調(diào)壓到 ，進(jìn)入二級(jí)換熱器加熱，再經(jīng)二級(jí)調(diào)壓器調(diào)壓到 。經(jīng)計(jì)量、加臭由出口閥門輸入地下中壓管道的城鎮(zhèn)管網(wǎng)供氣。另外氣井內(nèi)的天然氣作為儲(chǔ)配氣源也可通過二級(jí)調(diào)壓向城市管網(wǎng)供氣 。 安徽遼河油田燃?xì)庥邢薰? 安徽舒城縣天然氣城市管網(wǎng)工程 10 3．工藝技術(shù)及設(shè)備方案 工藝技術(shù)及設(shè)備方案選擇 確定方案的依據(jù) 1）建設(shè)規(guī)模 2）介質(zhì)性質(zhì) 3）城市規(guī)劃及居民需求 4）設(shè)計(jì)委托要求 工程方案設(shè)計(jì) 選擇 長輸管線供氣方案 西氣東輸工程在途徑安徽毫州市的利辛、淮南市的上窯及合肥附近三處預(yù)留了管道接口。采用長輸管線供氣方式就是從其中的一個(gè)接口處接入一條高壓輸氣管線 , 顯然從合肥的預(yù)留管道接口接長輸管線最近 , 大約 160公里 ， 其輸氣管線路徑為 ：合肥 肥 西 舒城。 同時(shí)建設(shè)一座天然氣儲(chǔ)氣供氣站 ， 向城鎮(zhèn)管網(wǎng)供氣。 天然氣儲(chǔ)氣供氣站供氣方案 儲(chǔ)氣供氣站的天然氣一般為壓縮天然氣 , 又稱 CNG 站 , 是近幾年國內(nèi)發(fā)展和應(yīng)用較為迅速的一種供氣方式。它機(jī)動(dòng)性強(qiáng) , 儲(chǔ)運(yùn)方便 ， 氣 源 穩(wěn)定 , 價(jià)格波動(dòng)小。其主要工藝是將天然氣凈化壓縮后進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn) , 一般是由專用壓縮天然氣撬車運(yùn)至天然氣 儲(chǔ)氣供氣站 , 經(jīng)儲(chǔ)存、調(diào)壓、計(jì)量、加臭后輸入城市供氣管網(wǎng)。該系統(tǒng)具有工藝簡單、投資省、成本低、工期短、見效快的優(yōu)點(diǎn) ， 適用于向距氣源較近的中小城鎮(zhèn)供 氣 。 目前北京周邊縣城己建成幾座壓縮 天然氣儲(chǔ)氣供氣站 , 并已有了成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) , 該供氣工藝技術(shù)上是先進(jìn)成熟的 , 供氣設(shè)備也是安全可靠的。壓縮天然氣站供氣方式具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值 , 為城鎮(zhèn)提供了一種新的燃?xì)夤?yīng)方式。 方案比較 工程經(jīng)濟(jì)比較 長輸管線供氣適用于有較大規(guī)模供氣量的工程 ， 因?yàn)殇佋O(shè)一條長達(dá) 60公里、直徑為 DN 200 的高壓輸氣管線其工程投資約 3000 萬元左右 ， 同時(shí)還要建壓縮天然氣儲(chǔ)氣供氣站 ， 總投資約 5500 萬元 ， 一次性投資大。而舒城現(xiàn)有人口 13 萬人 ， 即使到 2021 年人口發(fā)展預(yù)測 為 20 萬人 ， 按最終規(guī)模的供氣量考慮 ， 其年用氣量為 1526 安徽遼河油田燃?xì)庥邢薰? 安徽舒城縣天然氣城市管網(wǎng)工程 11 萬立方米 ， 顯然是不經(jīng)濟(jì)的 ， 而近期先建壓縮天然氣 儲(chǔ)氣供氣站， 用 2 部高壓撬車作為儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備 ， 設(shè)置 4臺(tái)高壓儲(chǔ)氣 井， 待發(fā)展至最終規(guī)模時(shí) ， 再增 加相應(yīng)數(shù)量 天然氣儲(chǔ)氣 井， 這樣先期即可以保證供氣 ， 又使投入的啟動(dòng)資金不是很大 ， 并可以滾動(dòng)式發(fā)展 ， 所以這種供氣方案比較經(jīng)濟(jì)可行。 工程實(shí)施比較 長輸管線供氣所要求的基礎(chǔ)條件較多 ， 涉及外部協(xié)調(diào)方面的工作量大 ， 受制約的因素也多 ， 主要是應(yīng)有詳細(xì)的地質(zhì)勘測資料、 沿途占地所需 批復(fù)文件等 ， 同時(shí)管材 的防腐、焊接安裝 及質(zhì)量檢測均比較復(fù)雜 ， 此外 ， 還要穿越河流等難點(diǎn)工程 ， 建設(shè)周期長。而建壓縮天然氣儲(chǔ)氣供氣站所要求的基礎(chǔ)條件就簡單多了 ， 可利用現(xiàn)有的公路運(yùn)輸 ， 不需要建設(shè)很多設(shè)施。 儲(chǔ)氣方案比較 1） 儲(chǔ)氣壓力 天然氣的儲(chǔ)氣壓力可根據(jù)來氣的具體情況分為低壓儲(chǔ)氣和高壓儲(chǔ)氣。高壓儲(chǔ)氣的壓力一般大于 , 儲(chǔ)存壓力高 ， 儲(chǔ)氣設(shè)施體積小 ， 節(jié)省占地 ， 經(jīng)調(diào)壓后可向中壓管網(wǎng)供氣 ， 無需加壓 ， 節(jié)省能耗和運(yùn)行費(fèi)用 。 低壓儲(chǔ)氣的壓力一般為 2300~400Opa, 儲(chǔ)氣壓力 低， 儲(chǔ)氣設(shè)施體積大 ， 占地面積大 ， 向中壓管網(wǎng)供氣需加壓 ， 能耗 大 ， 運(yùn)行費(fèi)用高 ， 低壓儲(chǔ)氣一般用于低壓氣源的情況。 根據(jù)本工程的具體情況 ， 壓縮天然氣的氣源壓力高 ， 采用高壓儲(chǔ)氣方式能充分利用天然氣本身的壓力 ， 節(jié)約能源 ， 降低運(yùn)行成本。所以本工程采用高壓儲(chǔ)氣方式 ， 儲(chǔ)氣壓力為 。 2） 儲(chǔ)氣方式 球形儲(chǔ)罐由于占地面積大，并需配套消防設(shè)施，本工程不予考慮此方案。而采用地下儲(chǔ)氣井儲(chǔ)氣。地下儲(chǔ)氣井具有以下特色及優(yōu)點(diǎn)： （ 1）井無焊點(diǎn)、漏點(diǎn)少、操作簡單可靠。 （ 2）地下儲(chǔ)氣井由于深埋于地下，它“冬暖夏涼”，保持輸出氣體恒溫、均壓、不受大氣污染影響，不隨地面氣溫的變化而熱漲冷 縮，不影響儲(chǔ)氣量和加氣計(jì)量。 （ 3）安全程度高，地下儲(chǔ)氣井額定工作壓力 25MPa，套管經(jīng)爆破試驗(yàn)（ 85MPa）套管釋放高壓、撕裂地層泄壓，地面只有微小感覺。 （ 4）地下儲(chǔ)氣井由于其獨(dú)有井內(nèi)排液管，可為 CNG站進(jìn)行二次脫水，即利用通到井安徽遼河油田燃?xì)庥邢薰? 安徽舒城縣天然氣城市管網(wǎng)工程 12 底的排液管，將干燥器未脫盡的水分從排液管排出，使井內(nèi)天然氣始終保持潔凈、干燥、恒溫、不產(chǎn)生冰堵等異?，F(xiàn)象，從而使充氣效率顯著提高。 （ 5）地下儲(chǔ)氣井占地面積小，防火間距小。按儲(chǔ)氣量 3000m3 測算，占地面積最小可 2m2以內(nèi)，同時(shí)根據(jù)《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》 GB501562021 中的規(guī)定，地下儲(chǔ)氣井裝置不需設(shè)消防水池、防爆墻等消防設(shè)施，節(jié)約了投資。 （ 6）地下儲(chǔ)氣井 ” 一次投資，永久受益 ” ，不需要業(yè)主任何二次安裝及基礎(chǔ)配套房屋土建，年檢時(shí)間長、簡便經(jīng)濟(jì)，其運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)實(shí)踐證明幾乎為零。 （ 7）使用壽命長。按中國成達(dá)工程公司 (化八院 )使用 NASTRSAN 軟件，對地下儲(chǔ)氣井結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面力學(xué)分析計(jì)算和危險(xiǎn)點(diǎn)的疲勞評定，最低指標(biāo)表明儲(chǔ)氣井壽命可達(dá) 25年以上，其性能大大優(yōu)于目前的鋼瓶及儲(chǔ)氣罐方式。 3） 供氣設(shè)施 根據(jù)儲(chǔ)氣量要求并考慮本工程的具體情況 對球形罐與儲(chǔ)氣井進(jìn)行比較。 球罐 技術(shù)參 數(shù)及性能指標(biāo) 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 1000 m3 1500m3 2021m3 1 儲(chǔ)罐公稱容積 m3 1000 1500 2021 2 公稱內(nèi)經(jīng) mm 12300 4200 15700 3 儲(chǔ)罐幾何容積 m3 974 1499 1998 4 儲(chǔ)罐材料 16MnR 16MnR 16MnR 5 殼體名義厚度 mm 48 48 48 6 設(shè)計(jì)壓力 MPa 7 最高工作壓力 MPa 8 最低工作壓力 MPa 9 單 臺(tái)儲(chǔ)氣量 Nm3 18000 24000 34442 10 儲(chǔ)罐臺(tái)數(shù) 臺(tái) 4 3 2 11 總儲(chǔ)量 Nm3 72021 72021 68884 12 實(shí)際儲(chǔ)存天數(shù) 天 2 2 2 13 單臺(tái)儲(chǔ)罐重量 噸 197 258 330 14 單臺(tái)儲(chǔ)罐造價(jià) 萬元 15 儲(chǔ)罐總造價(jià) 萬元 969 16 單位 m3儲(chǔ)罐造 元 /m3 116 134 112 安徽遼河油田燃?xì)庥邢薰? 安徽舒城縣天然氣城市管網(wǎng)工程 13 儲(chǔ)氣井技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo) 儲(chǔ)氣井型號(hào) HQ（ AG） CQJ0225 HQ（ AG） CQJ0325 HQ（ AG） CQJ0425 設(shè)計(jì)使用年限 25 年 25 年 25年 共作壓力 25MPa 25MPa 25MPa 單井井深 ≈ 100m ≈ 150m ≈ 200m 單井水容積 2m3 3 m3 4 m3 單井儲(chǔ)氣量 500Nm3 750Nm3 1000Nm3 疲勞循環(huán)次數(shù) ≦ 104 ≦ 104 ≦ 104 井與井間距 井口離地高度 300500mm 300500mm 300500mm 井管外徑 φ φ φ 井管壁厚 ≥ ≥ ≥ 進(jìn)出口管徑 φ 22 φ 25 φ 22 φ 25 φ 22 φ 25 排污口管徑 φ 12 φ 12 φ 12 井口連接方式 單進(jìn)出、雙閥雙保險(xiǎn)、全螺紋連接 造價(jià) 綜合比較，本工程選用儲(chǔ)氣井供氣為最佳選擇。 運(yùn) 輸 設(shè)備比較 作為近期工程的天然氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備主要是高壓天然氣撬車。高壓天然氣撬車是運(yùn)輸和儲(chǔ)存天然氣的專用設(shè)備 ， 是采用高效可靠的氣瓶儲(chǔ)氣式特種集裝箱或管束式無縫壓力容器并配以牽 引車 、 半掛車組裝而成的 ， 是儲(chǔ)氣供氣站必備的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備 。 氣瓶式撬車的結(jié)構(gòu)是儲(chǔ)氣式特種集裝箱 ， 它是由框架式集裝箱箱體 、 百余只鋼 制無縫氣瓶和匯流排高壓輸氣管路等組成 ， 特點(diǎn)是氣瓶單位容積小 ， 數(shù)量多 ， 箱體多為標(biāo)準(zhǔn)的 10 英尺和 20 英尺集裝箱 ， 工作壓力為 。 管束式撬車是將多個(gè)管束式壓力容器安裝于鋼制框架內(nèi)的成套設(shè)備 ， 其特點(diǎn)是無縫結(jié)構(gòu) ， 整體成型 ， 安全系數(shù)高 ， 大尺寸結(jié)構(gòu)無需更多的配管 ， 降低了泄漏的危險(xiǎn) ，多種組裝方式 ， 水平、垂直安裝均可以 ， 單元式結(jié)構(gòu) ， 靈活組合 ， 適應(yīng)不同儲(chǔ)存量。工作壓力為兩種 ， 即 MPa 和 。 目前國內(nèi)應(yīng)用的進(jìn)口儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備有美國 CPI 公司生產(chǎn)的管束式壓力容器 ， 該公司從 1897 年就致力于無縫壓力容器的開發(fā)和制造 ， 主要生產(chǎn)大尺寸的無縫壓力容器及成套設(shè)備 ， 其設(shè)備性能可靠 ， 但造價(jià)高。國產(chǎn)的有新奧集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的管束式壓力容器 ， 同時(shí)配備高壓氣體運(yùn)輸牽引車、半掛車等成套設(shè)備。此外 ， 北京天海工安徽遼河油田燃?xì)庥邢薰? 安徽舒城縣天然氣城市管網(wǎng)工程 14 業(yè)公司生產(chǎn)的氣瓶儲(chǔ)氣式特種集裝箱 ， 這些設(shè)備都己應(yīng)用于多個(gè)天然氣儲(chǔ)氣供氣站供氣工程 ， 并已取得成熟的運(yùn)行和管理經(jīng)驗(yàn)。 本工程確定采用管束式臥裝高壓天然氣撬車 ， 工作壓力 。 綜上所述 ， 根據(jù)供氣方案介紹及比較 ， 采用壓縮天然氣儲(chǔ)氣供氣站供氣方案的經(jīng)濟(jì)性、可行性是顯而易見的 ， 也是符合舒城縣燃?xì)馐聵I(yè)開發(fā)的現(xiàn)狀條件及發(fā)展規(guī)劃。所以推薦采用壓縮天然氣儲(chǔ)氣供氣站供氣方案。 管網(wǎng) 輸配管網(wǎng)布置原則及確定 根據(jù)管網(wǎng)布置原則，結(jié)合舒城縣縣城的現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃確定了城市管網(wǎng)的專向 布置。管網(wǎng)布置詳見附圖 3。 城市中壓干管布置 本設(shè)計(jì)中燃?xì)夤芫W(wǎng)布置采用環(huán)狀和枝狀相結(jié)合方式，在主要用戶區(qū)域形成環(huán)狀輸配管網(wǎng)，對單獨(dú)用戶采用枝狀管線供 氣，管網(wǎng)布置詳見附圖 3。 輸配管 網(wǎng)工藝計(jì)算 計(jì)算公式 城市中壓管網(wǎng)的水力計(jì)算公式為： LPP 2221 = 05210 ??? 公式中： QV燃?xì)夤艿烙?jì)算流量， Nm3/d； P1燃?xì)夤艿榔瘘c(diǎn)的壓力（絕緣）； P2燃?xì)夤艿澜K點(diǎn)的壓力（絕緣）； d管道內(nèi)徑， mm； T設(shè)計(jì)中所采用的燃?xì)鉁囟龋?K； ， K； L燃?xì)夤艿烙?jì)算長度， Km； Z壓縮因子，當(dāng)燃?xì)鈮毫π∮?（表壓）時(shí)， Z取 1； λ 燃?xì)?管道的摩擦阻力系數(shù)； 水力摩阻系數(shù)采用闊爾布魯克（ C? K? Colebrook）計(jì)算公式： 安徽遼河油田燃?xì)庥邢薰? 安徽舒城縣天然氣城市管網(wǎng)工程 15 ???????? ????? eRdk 公式中： k管內(nèi)壁絕對粗糙度， m； d管內(nèi)徑， m； Re雷諾數(shù)。 計(jì)算軟件及計(jì)算結(jié)果 本管網(wǎng)工藝計(jì)算分析是采用從美國 Advantica Stoner 公司引進(jìn)的天然氣輸配管網(wǎng)分析計(jì)算軟件 SynerGEE Gas 計(jì)算完成。該軟件是一套世界公認(rèn)的用于輸配 管網(wǎng)設(shè)計(jì)、儲(chǔ)氣調(diào)峰分析的高精度軟件，為世界眾多的知名燃?xì)夤救缬細(xì)夤镜人捎茫趪鴥?nèi)，該軟件在陜京線、澀寧線、忠武、西氣東輸?shù)容敋夤艿理?xiàng)目中應(yīng)用。 輸配管網(wǎng)管材確定 目前，我國燃?xì)廨斔凸芫€經(jīng)常使用的材質(zhì)有如下幾種：螺旋雙面縫埋弧焊接鋼管、直縫管、熱鍍鋅水煤氣鋼管、鑄鐵管、 PE 管等 , 這幾種管材在我國生產(chǎn)的歷史比較長，使用范圍廣，具有一定的生產(chǎn)能力，而且價(jià)格適中。 本工程結(jié)合管道的輸送壓力，經(jīng)過比較，在保證工程質(zhì)量的前提下，確定本工程所采用的管道材質(zhì)為：中、低壓天然氣管道采用直縫管。