城鎮(zhèn)配氣管網(wǎng)系統(tǒng)的作用是接收上級輸氣管道來氣,進(jìn)行處理后送入各級管網(wǎng)后分配給各用戶單位。用于接收上游來氣的場站一般稱為門站。城鎮(zhèn)燃?xì)馀錃夤艿老到y(tǒng)的輸送介質(zhì)為符合城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范要求的燃?xì)猓斔徒橘|(zhì)壓力為4MPa以下。
一、城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)
城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中管網(wǎng)采用不同的壓力級制。
首先,管網(wǎng)采用不同的壓力級制是比較經(jīng)濟(jì)的。因?yàn)榇蟛糠秩細(xì)庥奢^高壓力的管道輸送,管道的管徑可以選得小一些,管道單位長度的壓力損失可以選得大一些,以節(jié)省管材。如由城市的某一地區(qū)輸送大量燃?xì)獾搅硪坏貐^(qū),則采用較高的輸氣壓力比較經(jīng)濟(jì)合理,有時對城市里的大型工業(yè)企業(yè)用戶,可敷設(shè)壓力較高的專用輸氣管線。當(dāng)然,管網(wǎng)內(nèi)燃?xì)獾膲毫υ龈吆,輸送燃(xì)馑牡哪芰靠?/span>能也隨之增加。
其次,各類用戶需要的燃?xì)鈮毫Σ煌H缇用裼脩艉托⌒凸步ㄖ脩粜?/span>要低壓燃?xì),而大型工業(yè)企業(yè)則需要中壓或高壓燃?xì)狻?/span>
最后,消防安全要求。在城鎮(zhèn)未改建的老城區(qū),建筑物比較密集,街道和人行道都比較狹窄,不宜敷設(shè)高壓或中壓管道。此外,由于人口密度較大,從安全運(yùn)行和方便管理的觀點(diǎn)看,也不宜敷設(shè)高壓或中壓管道,而只能敷設(shè)低壓管道。同時大城鎮(zhèn)的燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的建造、擴(kuò)建和改建過程要經(jīng)過許多年,所以在城鎮(zhèn)的老城區(qū)原先設(shè)計的燃?xì)夤艿缐毫Γ蠖急冉诮ㄔ斓墓艿缐毫Φ汀?/span>
由于燃?xì)獠⒎抢硐霘怏w,具有可壓縮性,其體積依賴于壓力、溫度和氣體種類而改變。燃?xì)庑再|(zhì)不同,對管網(wǎng)設(shè)計計算有影響,在壓力較高、溫度變化大時會引起燃?xì)饷芏鹊母淖儯瑢τ嬎憬Y(jié)果的影響尤為突出。
在高壓條件下,燃?xì)饷芏韧ǔ纫话銡怏w定律計算的大,同時使氣體膨脹減小,也會引起壓力降減小,所以引入壓縮系數(shù)(因子)作為修正。一般以0.8MPa作為修正考慮的前提,也有資料以0.4MPa作為考慮修正的界限。
受溫度影響,燃?xì)庠陂L途輸送中,外界溫度升高會使氣體溫度升高而引起大的摩擦阻力,同時使燃?xì)馔钙綑C(jī)吸入空氣的溫度增高而造成功率下降。這都會使相應(yīng)的輸氣量減小。因此也需對計算做溫度修正。
地形和高程的變化對管線的壓力變化也會產(chǎn)生影響。大地高程差的影響主要表現(xiàn)在燃?xì)馀c空氣的密度不同時,在燃?xì)夤艿乐挟a(chǎn)生附加壓力(也稱為浮力)。在不同壓力范圍和當(dāng)管線的高程斷面在處在不同區(qū)段時,壓力越高,地勢升高使壓力下降會越多,地勢下降使壓力增加越多。此外,管線高程差對管線附加壓力也會產(chǎn)生影響,管線高程差影響體現(xiàn)在不同的管線區(qū)間也會對附加壓力產(chǎn)生不同的效果。
二、長輸管道系統(tǒng)
天然氣從氣井開采出來以后,經(jīng)過礦場集輸管道集中到凈化廠,處理后,由長輸管道輸送至城市管網(wǎng),供給工業(yè)和民用的用戶。由氣井到用戶,天然氣都在密閉的狀態(tài)下輸送,形成一個輸氣系統(tǒng)。長距離輸氣系統(tǒng)一般由礦場集輸管網(wǎng)、凈化處理廠、輸氣管線起點(diǎn)站、輸氣干線、輸氣支線、中間壓氣站、管理維修站、通信與遙控設(shè)施、陰極保護(hù)站、燃?xì)夥峙湔镜冉M成。長輸管道是連接氣田凈化處理廠與城市之間的干線輸氣管道,它具有輸氣量大、壓力高、運(yùn)距長的特點(diǎn)。天然氣長輸管道系統(tǒng)主要由線路和輸氣站兩大部分組成,是連接氣田氣源與城市門站之間的管道系統(tǒng),用于接收上級管道系統(tǒng)來氣,通過除塵計量后向下游輸送,位于輸氣終點(diǎn)的輸氣站又稱為末站。城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿烙砷T站、線路工程及其附屬設(shè)施組成,根據(jù)用戶情況和管線距離條件,輸氣管道設(shè)有調(diào)壓站、計量站及閥室,通過分輸站或計量站將天然氣調(diào)壓后輸往城鎮(zhèn)配氣管網(wǎng)或直接輸往用戶。接受站(門站)負(fù)責(zé)接收輸入城鎮(zhèn)使用的燃?xì),進(jìn)行計量、質(zhì)量檢測,按城鎮(zhèn)供氣的輸配要求,控制與調(diào)節(jié)向城鎮(zhèn)供應(yīng)的天然氣的流量與壓力,必要時還需對天然氣進(jìn)行凈化。
大量的純天然氣通常經(jīng)輸氣管線送至遠(yuǎn)離氣田的城鎮(zhèn)和工業(yè)區(qū)。產(chǎn)量巨大的油田氣及人工煤氣也可通過長距離管線送至較遠(yuǎn)的用氣地區(qū)。另外,在輸氣生產(chǎn)中不容易產(chǎn)生靜電聚集的設(shè)施是輸氣管道。
(一)管道的輸送效率
在日常運(yùn)行管理中,應(yīng)最大限度地發(fā)揮輸氣管線的輸氣能力。管道的輸送效率是指在一定操作條件下,管道的實(shí)際輸送量與管道計算通過能力比值的百分?jǐn)?shù)。周轉(zhuǎn)量是反映天然氣輸送中輸氣量與輸送距離的綜合指標(biāo)。周轉(zhuǎn)量等于輸氣量(商品氣量)與輸送距離之積,單位為m3·km。一條管線的周轉(zhuǎn)量可以全線計算,也可分段計算,然后累計。嚴(yán)格的周轉(zhuǎn)量應(yīng)當(dāng)是輸送的天然氣質(zhì)量與輸送距離之積,單位為kg·km。這樣,周轉(zhuǎn)量不受天然氣流量、密度、壓力等變化的影響。
(二)調(diào)壓器輸送量的計算
計算調(diào)壓器的流量時,應(yīng)先算出調(diào)壓器的流通系數(shù)。當(dāng)調(diào)壓器正常工作時,進(jìn)口壓力增大,調(diào)壓器流量會增大。當(dāng)調(diào)壓器正常工作時,出口壓力增大時,調(diào)壓器流量也會增大。當(dāng)被調(diào)壓介質(zhì)溫度升高時,調(diào)壓器流量會保持不變。