城镇燃气输配知识.docx
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MS、CO?)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等与烧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。本节主要介绍吸附法脱水、吸收法脱水和低温分离法脱水。1.吸附法脱水吸附法脱水就是采用固体吸附剂脱除气体混合物中水蒸气或液体中溶解水的工艺过程。根据气体或液体与固体表面之间的作用不同，可将吸附分为物理吸附和化学吸附两类。物理吸附是由流体中吸附质分子与固体吸附剂分子表面之间的范德华力引起的，吸附过程类似气体液化和蒸汽冷凝的物理过程。其特征是吸附质与固体吸附剂不发生化学反应，吸附速度很快，瞬间即可达到相平衡。化学吸附是流体中吸附质分子与固体吸附剂表面的分子起化学反应，生成表面络合物的过程。化学吸附具有选择性，而且吸附速度较慢，需要较长时间才能达到平衡。燃气行业大多采用物理吸附法，目前常用的天然气吸附剂有活性氧化铝、硅胶和分子筛三类。分子筛与活性氧化铝、硅胶相比，用作吸附剂具有以下特点：(1)吸附选择性强，可以按物质分子的大小和极性不同进行选择性吸附。(2)虽然当气体中水蒸气分压(或相对湿度)高时其湿容量较小，但当气体中水蒸气分压(或相对湿度)较低，以及在高温和高气速等苛刻条件下，则具有较高的湿容量。(3)由于可以选择性的吸附水，可避免因重燃共吸附而失活,故其使用寿命长。(4)再生时能耗高。(5)价格较高。2 .吸收法脱水吸收法脱水是用吸湿性液体吸收的方法脱除气流中的水蒸气。用来脱水的吸湿性液体称为脱水吸收剂或液体干燥剂，也简称干燥剂。由于三甘醇脱水后露点低、成本低、运行可靠以及经济效益好，故广泛采用三甘醇作为吸收剂。通常将再生后提浓的甘醇溶液称为贫甘醇，吸收气体中水蒸气后浓度降低的甘醇溶液称为富甘醇。3 低温分离法脱水低温分离法脱水是利用当压力不变时，天然气的饱和含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水。此法只适用于大量水分的粗分离。(三)脱燃天然气中的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及更重燃类，除乙烷有时是以气体形式回收外，其他垃类均以液体形式存在，在管输过程中影响输气能力，因此，将天然气冷却至燃露点以下某一低温，得到一部分富含较重燃类的液烧(即天然气凝液或凝析油)，并在此低温下使其与气体分离，这个工艺过程为脱烽。天然气脱烽一般采用低温分离法，按提供冷量的制冷系统不同，低温法可以分为膨胀制冷（节流膨胀制冷和透平膨胀机制冷）、冷剂制冷和联合制冷法三种。节流膨胀制冷法是目前较为普遍采用的脱烽方法。气体管道中经过突然缩小的断面（如管道上的针形阀，孔板等）产生强烈的涡流，使压力下降，这种现象称节流。节流过程是不可逆的绝热过程。节流以后，造成温度下降的称节流的正效应（正节流效应）；节流以后，造成温度上升的称节流的负效应（负节流效应）；节流效应又称焦耳一汤姆逊效应。在天然气脱燃过程中，会采用深度制冷，深度制冷又称“深度冷冻”、低温制冷”，分为内冷和外冷。内冷是高压原料气经节流装置，气体膨胀做功吸收热量由于此过程流体与外界既无热交换和轴功交换（即不对外做功），又无宏观位能和动能变化，所以节流气体只能吸收自身的热量，使温度降低。外冷是借助介质制冷剂（如氨、氮等）与原料气进行热质交换的冷却过程。三、燃气储气设施的形式燃气储气设施的形式有：低压储存；（2）高压储存；长输管线末段储气；（4）地下储气；液化储存。地下储气、液化储存具有存储量大，停启方便迅速，经济性、调度性好，能作为补充气源的优点。液化储存是利用天然气或燃类气体液化后体积缩小数百倍的特点来实现储存的。四、燃气加臭剂的选择城镇燃气是具有毒性或窒息性的易燃易爆的气体，一般在压力状态下储存、输送和使用，会对社会稳定和公共安全有直接影响。因此，城镇燃气应具有可以察觉的臭味，无臭味或臭味不足的燃气应使用加臭剂，城镇燃气加臭剂的选择原则如下：(1)与燃气混合后具有特殊的臭味，且与一般气体气味有明显的区别，如汽油味、厨房散发的油味和化妆品散发的气味等。(2)不应对人体、管道或与其接触的材料有害。(3)燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料。(4)溶解于水的程度不应大于2.5%(质量分数)。(5)应有在空气中能察觉的含量指标。五、天然气的加臭装置天然气的加臭通常采用滴人式或吸收式装置进行。(1)滴入式加臭装置：是将液体加臭剂以单独的液滴或细液流的状态加入燃气管道中，在此蒸发并与燃气流混合。由于液滴或细液流的蒸发表面很小，因此所采用的加臭剂应具有较大的蒸气压。(2)吸收式加臭装置：是使部分燃气进入加臭器，在其中被蒸发的加臭剂饱和，然后再使这部分含有饱和加臭剂的燃气进入主管道，与未加臭的燃气混合。
