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管道液化气小区调压供气方式选择

时间:2023-06-05 16:14:45 晓怡 化学化工论文 我要投稿
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管道液化气小区调压供气方式选择

  液化是指物质由气态转变为液态的过程,气体液化时要放热。实现液化有两种手段,一是降低温度,二是压缩体积。以下是小编为大家整理的管道液化气小区调压供气方式选择,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

  1、前言

  管道液化气小区供气是一种比较灵活的供气形式,在许多中小城镇或大中城市的边缘地带普遍存在。在进行住宅小区管道液化气设计时,考虑的因素很多,诸如气化站容量,气化器选型,调压方式等,其中调压供气方式的选择至关重要,因为它关系到整个工程的造价及燃具燃烧工况的稳定。所以,我们在选择调压供气方式时,应通过技术、经济进行比较,力求做到技术可靠,供气安全和节省投资。

  2、管道液化气调压供气方式

  管道液化气调压供气方式有如下三种:

  A 低压输送,低压进户方式

  气化站内安装中、低调压器,供前管网全部为低压。

  B 中压输送,楼栋调压,低压进户方式

  气化站安装中一中调压器,供气压力控制在0.55kg/cm2左右,在楼栋前安装楼栋调压器,将压力降至低压后,经低压楼前管将燃气送往各用户。

  C 中压输送,中压进户,分户调压方式

  气化站内安装中一中调压器,供气压力控制在0.55kg/cm2左右,中压燃气直接进户,然后在每户安装一个户内调压器。

  3、三种供气方式的技术性比较

  (1)从技术的角度来衡量,燃具前压力越接近额定压力,燃具的运行工况越稳定,设备运行也越安全,采用分户调压方式,能保证燃具基本上处于额定压力下工作。因此,与其它方式比较,具有无法比拟的技术优势。

  (2)从施工和运行的情况来看,分户调压仍然存在着一些隐忧,主要是国产户内调压器失灵偶有发生,供气的安全性不容乐观。目前,通常选用可靠的进日分户调压器,或在用户调压器前加设安全切断阀,然而将使用户的调压设备费用大幅度提高,设备费用的提高能否通过综合费用来平衡,必须视小区的具体情况进行经济比较。

  4、经济性比较

  (1)调压设备费用比较

  A、B、C三种调压供气方式使用调压设备情况如下:

  A、气化站高一低一级调压器。

  B、气化站高转中一级调压器,楼栋调压器。

  C、气化站高转中一级调压器,用户调压器(进口)。

  就某一供气小区而言,A、B、C三种调压方式其气化站内调压设备费用基本相同,因为只要小时流量(kg/h)相同,高转低调压器与高转中调压器的价格差不多。对于楼栋调压,一般是50户左右的楼栋,选用一台30kg/h的调压器(带安全切断装置),价格为350元/座,分摊到每户的平均费用为350/50=7元/户。进口分户调压器的价格为350元左右。

  (2)管网工程费用比较

  管网工程费用包括三部分:户内管(户内垂直立管,表前及表后管)、楼栋楼前管(指每个楼栋的供气支管)和小区干管计多个楼栋的供气主管)。

  ①户内管费用比较

  就户内管而言,虽然分户调压的户内管理论管径比其它两种方式小,但从施工运行和管理的角度出发,两者实际选择的管径相差不大,以一般多层建筑为例,其户内管费用比较见表1。

  说明:长沙市户内安装人工费采用用户包干制,与调压方式或户内管材及连接方式无关,工程费用仅体现在主材费上。上表实际上是户内立管主材费用的比较,不包括表前及表后管,因为后者在各种供气方式下的工程费用基本相同。

  ②楼栋楼前管费用比较

  对于50户左右的楼栋(每户考虑一台双眼灶及一台快速热水器),其楼前管管径如果按等压降分配的原则进行水力计算,楼前管径可取DN40,此时单位压降仅为1Pa左右,而中压管管径理论上应比DN40更小,但为了施工、运行及管理方便,目前长沙市50户左右的楼栋均选择φ57×3.5无缝钢管焊接或DN63×3.6PE管热熔连接,其单位造价无中压及低压之分,无缝管为47.54元/m,(包括路面恢复费、人工费、防腐等等), PE管为37.69元/m,楼前管单位造价虽然相同,但楼栋调压方式因安装了楼栋调压器,楼前管在进出调压器时不得不走“弯”路。因此,楼前管户均消耗材料量略高,对长沙市液化气供气小区楼前管耗材料量的数据进行统计表明,楼栋调压方式户均耗材量为1.56m/户,而低压供气方式(A)及分户调压方式(C)户均耗材量均为1.42m/户。因此,楼前管户均费用分别为:

  当使用无缝管 QLB=1.56×47.54=80.72元/户,

  QLA=QLC=1.42×47.54=74.16元/户

  当使用PE管 QLB=1.56×37.69=58.80元/户

  QLB=1.42×37.69=53.52元/户

  ③庭院供气干管费用比较

  要确定庭院干管费用,首先必须在平面布置图的基础上,根据庭院水力计算公式及压降分配原则计算出各管段的管径,因为管道的管径直接影响管网的投资,目前长沙市液化气小区常用无缝钢管(包括主材、人工、防腐、土方、路面恢复)及SDR17.6PE煤气管见表2,3。

  从理论的角度来分析,楼栋调压方式与分户调压方式因庭院于管的布置及运行的压力相同,各管段的理论管径相同,管网投资费用也相同,而低压供气方式,因运行压力低,理论管径相对较大,运行管理费用的也大。

  ④运行管理费用的比较

  对于用户调压方式,因每户安装了户内调压器,众多的调压器使设备管理及运行维修费用增加,而且采用中压进户方式,对施工技术及管理水平的要求更高,因此运行管理费用是三种供气方式中最高的。

  ⑤总费用比较

  为便于比较,我们选择长沙市税务三分局庭院、咸嘉湖综合开发区和湖南医科大学杏林生活小区,这三个小区在供气规模,建筑布局,管道布置形式等方面(枝状、环状)有典型的代表性,并与别墅区及单体高层建筑相区别。它们三种供气方式下使用无缝钢管或PE管,作为庭院管的各项投资费用分别列表4、5、6,表中单位均为元。

  长沙市税务三分局庭院有2栋7层建筑共42×2=84户,规模小,庭院管呈枝状布置,主干管选择φ57×3.5无缝钢管或DN63×3.6PE管。

  咸嘉湖综合开发区有12栋7层住宅分两排并列,共324户,中等供气规模,庭院主干管布置在两排宿舍之间,呈枝状,中压供气时选择φ76×3无缝管或90×5.2PE管,低压供气时,选择φ108×4无缝钢管或DN11× 6.3PE管。

  湖南医科大学杏林生活小区有6-7层住宅34栋,共1000户,顺较大,供气干管布置成环状,低压供气时,管径为φl08×4,中压供气时,选择管径为φ76×3无缝钢管或DN90×5.2PE管。

  从表4—6可知,分户调压供气方式(C方式),虽然技术优势明显,但增加调压设备费用并不能通过降低管网的综合费用来平衡,其户均造价比A、B两种方式高得多,运行管理费用在三种方式中也是最高的,低压供气方式技术上无优势可言,经济上也不及楼栋调压方式节省(小型庭院除外),其应用范围相当狭窄;楼栋调压方式管网综合费用与分户调压方式基本持平,但调压设备费用却低得多,运行管理费用也比较节省,经济上处于优势,而技术上也比较有利,因为多层建筑通过合理选择楼栋调压器的出口压力值,能使燃具基本上处于额定工况附近工作,所以楼栋调压方式是目前应用比较广泛的供气方式。

  5、液化气小区调压供气方式选择要素

  通过上述经济和技术性比较,总结出选择液化气小区调压供气方式的4点要素。

  (1)高层单体建筑应选择中压进户,分户调压方式(C方式)若选择其它两种进户方式,户内立管过大的附加压头将无法使大多数燃具在额定工况附近工作,技术性较差。

  (2)多层建筑如果庭院用户不多,可选择瓶组供气并采用低压进户的供气方式(A方式)。因为此时低压主干管可选择φ57× 3.5的无缝钢管或DN63×3.6的PE管,管径及管网投资并未增大,同时可节省调压设备费用。

  (3)如果用户较多,应选择中压供气、低压进户的楼栋调压方式 (B方式), 因其相对于A方式可节省管网投资,相对于C方式而言,可大幅度节省调压设备费用,同时也能使燃具在额定工况附近工作,技术性较好。

  (4)对于建筑密度小的别墅区,因管道铺设的距离长而利用率很低,宜选择中压气进户的调压方式供气,以便降低管网成本。

  总之,三种调压供气方式在技术和经济上各有其优势,适于不同场所,在选择调压供气方式时就要力求技术和经济兼顾。否则,应优先考虑技术因素。随着户内调压器技术质量的不断提高及成本的不断降低,分户调压方式技术上是一种最理想的供气方式,它将成为未来燃气发展的主流。

  拓展:家用燃气调压器的调压方法

  燃气调压器作为城市燃气管网与用户的纽带,既是城市燃气输配管网的终端,也是用户燃气管线的前端设备。安全、及时、稳定地保证城市燃气供应是城市燃气事业发展的关键所在,安全可靠、运行稳定也是对燃气调压设备的基本要求。随着我国天然气产能不断扩大,以及国家对环保政策的不断强化,天然气在全国得到迅速普及,由于燃气本身的易燃易爆的特性,在城市燃气的输配环节都毫无例外的把安全放在第一位。

  家用燃气供气(调压)方式:目前国内城镇家庭用户的燃气供应,绝大部分采用中压0.2~0.4MPa的管网压力,通过燃气调压器,调压至2—2.8KPa供用户使用。调压方式分为楼宇集中调压、区域调压、中压进户调压等方式。

  通过多年的供气实践证明,集中调压及区域调压方式在经济发展迅速,用户能源消耗不断攀升的今天,一旦遇到用气高峰,终端用户就容易发生欠压和流量不足的问题,而中压入户的供气方式,避免了终端用户之间的相互影响,能让用户得到较为稳定的供气压力。同时,集中调压的供气方式为实现供气压力稳定的目的,需要靠提高管道直径,增大流通面积才能得到保证。相反,中压人户却可实现小管径长距离输送燃气,能节省大量管材,同时有效地降低施工难度、缩短施工周期,以往施工中同样吨位的钢材所输送燃气的距离得以成倍提高。再者,中压进户的调压方式,能在中压管网燃气压力大幅度波动时,不至影响到末端用户燃具前压力的变化,使供气压力更接近于标准值,而标准稳定的供气压力,可有效保证燃气充分燃烧和热值的最大释放,起到良好的节能作用,燃烧后产生的有害气体也会降至最低,燃气使用更加环保,这一切对提高燃气的利用率具有十分积极的作用。此外,稳定的供气压力也可以保证燃气计量的准确度,这些优点在长期的使用过程中会变得越发明显。

  区域调压还有一些未被人们引起重视的缺点,这就是一旦调压站出现故障影响面会很大,此外,区域调压站往往无人值守,遇到人为损坏甚至被人破坏导致中压直接人户就会产生很严重的社会问题,在社会矛盾不断出现的时期,如果采用中压分户调压方式进行燃气供应的话,这些社会安全隐忧也就迎刃而解了。由此可见分户调压还有着积极的社会效益。

  注意事项

  (1)在《城镇燃气设计规范》GB50028中明确规定了调压装置应设有超压安全保护装置,目前国内在用的大、中型燃气调压器大部分都能够满足此项要求,自身能够实现超压紧急切断、超压放散等安全保护辅助功能,一旦调压器出现故障,调压器的辅助装置会立即切断气源或通过放散减压来避免事故发生

  (2)一般大中型调压器多安装于室外,燃气的泄放一般不会危害到人身财产的安全。而对于单户居民用户使用的小型燃气调压器,因造价和现有技术等原因的制约,无法实现超压紧急切断,若采用超压放散减压则有可能危及用户安全,并非真正意义的安全保护措施。一旦调压器发生问题,在高楼大厦林立的今天所引发的危害难以估量,这的确是先进中压人户调压方式的一种缺憾,产品和政策法规障碍,直接影响到这一先进燃气输配技术在国内的推广应用。

  (3)国内普通居民用户燃气表的最大承压一般在10—50KPa之间,一旦中压进户会发生难以预料的事故,其影响范围小到一户普通居民,大到一个住宅小区,类似事故在北京、上海等一些城市均有发生,这给燃气的使用安全带来诸多不确定因素。

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