燃气供应工程

燃气供应工程（共6篇）

燃气供应工程 篇1

摘要：根据新形势下建筑环境与设备工程专业对人才培养的需求, 针对燃气供应工程课程在教学过程中存在的问题, 结合本校的精品课程建设, 提出了在教学内容、教学方法、实践环节和考试方法等方面教学改革的方法, 并对其在教学实践中的应用效果进行分析和总结。

关键词：建筑环境与设备工程,燃气供应工程,精品课程建设,教学改革

引言

课程教学是实现人才培养目标的基本途径, 课程教学质量是直接影响人才培养质量的核心要素。《燃气供应工程》课程是“建筑环境与设备工程”专业的重要课程之一, 通过该课程的学习, 为学生将来所从事燃气输配工程的设计、设备安装及维修、系统调试等专业方面的工作打下坚实的基础。《燃气供应工程》课程牵涉化学热力学、流体力学、流体输配管网等综合知识, 教学内容与工程实际联系紧密, 既有许多抽象概念, 又有许多工艺流程及管网设计内容, 学生感到难理解, 难掌握, 甚至厌学。作为学校精品课程建设项目之一, 为提高该课程教学质量, 笔者在教学大纲、教学方法、实践环节、考核方式等方面进行研究与探索。

新的教学大纲

教学内容的选择和更新直接关系到教学目标的达成度和学生对教学效果的满意度。[1]由于我国能源结构的调整, 天然气作为清洁能源在燃气市场中越来越占主导地位。近年来, 我国天然气管网建设得到了迅速发展, 天然气行业对设计、施工及运行管理人才的需求急剧增加。为与行业发展相适应, 教学中需要补充很多新内容, 但是我校“建筑环境与设备工程”专业的“燃气供应工程”课程仍维持40课时不变, 课时很紧张。因此编写新的教学大纲尤为重要。新的教学大纲中将燃气的性质与分类、城市燃气供应量及供需平衡、天然气的处理与长距离输送、城市燃气管网系统、燃气管道及防腐、城市燃气管网的水力计算、天然气管网的水力工况内容作为教学重点内容, 补充压缩天然气供应、液化天然气供应等新内容。由于课时紧张的因素, 需要不断剔除一些过时的内容。

新的教学方法

教育部在《关于深化教学改革, 培养适应21世纪需要的高质量人才的意见》中指出:“要重视学生在教学活动中的主体地位, 充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性”。[2]“在一个需求不断变化的世界里, 本科生教育的一个目标必定是要使学生们要做好终身学习的准备。”[3]在强调终身学习和职业变动日益频繁的时代, 高校教学应该教给学生学习、研究的方法。[4]

改变在课堂上灌输知识的传统教学方法, 实行启发式和讨论式的教学。

燃气管网的水力计算是燃气供应工程课程的一个综合性教学内容, 涉及知识点如“流量计算”、“管道允许压力降的确定”、“管径选择”、“压力损失的校核”等燃气管道的水力计算内容。有关管道水力计算的内容, 建筑环境与设备工程专业学生在许多专业课程中都学习过。如《供热工程》专业中的供水管的设计及《工业通风》中的风管设计等。笔者采用比较法教学, 提高了学生的学习兴趣。首先启发学生将燃气管道与供回水管道及风管道进行比较, 得出三种管道主要区别在于管道中流动介质的物性参数不同, 而三种管道水力计算的目的、方法都相同。引导学生回忆《流体力学》课程中流动阻力损失的定义, 得出结论即流动阻力损失是流量、管径及物性参数的函数, 而由于上述三种管道中流动介质种类不同, 因而其物性参数都不同, 故三种管道水力计算的公式都有所不同。教学中要求学生对水力计算公式或图表中各变量的物理意义及彼此的内在联系进行思考总结, 繁琐的流动阻力损失计算公式则不要求学生花费精力记忆。启发学生理解燃气水力计算的目的是设计合理的管径, 在流动阻力损失不超过允许值的前提下, 管网系统初投资最小。关于流动阻力损失, 学生容易混淆沿程流动阻力损失和局部阻力损失两个概念, 通过启发学生比较这两个概念, 引出两者不同的计算方法。教师通过引入当量长度的概念, 引导学生采用类比法将局部阻力当量成沿程阻力, 流动阻力的计算得到了简化。

科学公平的考核方法

考试对学生起着重要的引导作用, 考试不仅是评价学生的知识和能力, 而且还应推动学生的学习向最佳方向发展, 同时也是对教学效果的信息反馈, 可以促进教学工作的改善。不科学的考试容易造成学生成绩优劣不分, 引起学生心理不平衡, 严重挫伤了学生学习的积极性。因此, 必须科学合理、精心组织学生对该课程学习的考核与评价。考核的重点, 除了“三基”内容外我们要求着重考核分析问题、解决问题的能力。考核的方式可以是闭卷、开卷、口试、考查或写小论文, 通过全程考核激发学生学习的主动性和积极性, 全面考核学生的能力和素质。

强化实践性环节

在教学过程中重视理论教学的同时还要兼顾实践教学, 使学习者能够学以致用, 提高实践能力和创新能力, 而不仅是“纸上谈兵”。[5]“燃气供应工程”是一门工程技术性课程, 实践性很强。因此, 在课程建设中, 重点应强化实践性环节。如增加综合性、设计性和创新性实验, 如增加关于“低压管网用户前压力波动及其影响因素”的设计性试验。在参观实习方面, 建立实习基地, 与燃气公司合作, 组织学生参观当地的燃气调压站及参观燃气管道的施工现场, 安排工程技术人员讲解燃气规范。通过参观实习, 学生亲身感受所学知识在工程中的应用价值。

结论与展望

在《燃气供应工程》精品课程建设中, 关键在于编写合适的教学大纲, 优化教学内容, 并始终坚持以学生为主体的教学模式。通过实验、实习等实践性教学环节, 培养学生对所学知识的综合运用能力和创新能力。

参考文献

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[3][美]詹姆斯·杜鲁斯达, 21世纪的大学[M].刘彤主译.北京:北京大学出版社, 2005

[4]姚利民.高校教学现状调查分析[J].高教探索.2007年第5期.

[5]黄宝玉, 项国雄.国家精品课程建设现状分析及思考[J].中国高教研究, 2007年第9期:72-75.

沈阳长岛仙女湖小区燃气供应系统 篇2

由于人防工程的特殊性,不允许敷设燃气管道。大型商场内消防分区较多,且大型商场内有很多不允许燃气管道穿越的功能分区,例如配电室、空调机房等。许多类似建筑居民用燃气管道只能敷设在大型地下室或大型商场顶板上面。在北方寒冷地区输送湿燃气,大型地下室或大型商场顶板上面的覆土往往达不到燃气管道埋设深度的要求,给燃气管道的敷设带来较大的困难。

2 沈阳长岛仙女湖小区工程概况

沈阳长岛仙女湖小区位于沈阳市沈辽路南侧,建筑面积约36m2,建筑底盘尺寸约247m×242m,是东北地区在建规模最大的综合性商住建筑。地下二层、地下三层为汽车库,地下一层及地上一层为大型商场,地上一层顶板上为12栋35层住宅建筑及覆土1.5m的园区。住宅最下层为大堂层,局部与室外无隔墙分隔,大堂层和住宅之间为层高2m的结构转换层,最下层住宅地板下为600mm厚的管道层。共1741户居民用气。

3《城镇燃气设计规范》对燃气敷设深度的要求

《城镇燃气设计规范》GB50028-2006中对地下燃气管道的最小覆土厚度(路面至管顶)规定为如下。

(1)埋设在机动车道下时,不得小于0.9m。(2)埋设在非机动车道(含人行道)下时,不得小于0.6m。

4 管材及连接方式的选择

从强度方面考察,铸铁管单体强度较高,但连接成整体后,受接口影响,整体强度下降;钢管强度较高;聚乙烯管、钢骨架聚乙烯塑料复合管强度比钢管差。一般在地下室或大型商场上敷设燃气管道埋深较浅,且容易引起不均匀沉降。根据规范要求应采用无缝钢管,材质为20#,并应符合《输送流体用无缝钢管》GB/T8163的规定。连接方式采用焊接,尽量减少焊缝数量,对焊口应进行100%射线照相检验,其质量不应低于国家现行标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98中的Ⅲ级。

埋地钢管采用三PE加强级防腐;管件为现场防腐,防腐形式为先除锈,除锈等级不应低于《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-1988中的St 3级;然后涂刷一层无溶剂环氧涂料,再利用交联聚乙烯热收缩带进行防腐,其执行标准为《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-2002。

电保护防腐采用牺牲阳极,本工程共需阳极4支,测试桩1个。执行标准《埋地钢质管道牺牲阳极保护设计规范》S Y/T0019-1997。

5 庭院燃气管道敷设

为保证供气的稳定性,且减小管径以方便施工,保证覆土层达到一定的厚度,结合燃气气源情况,设计在建筑底盘北侧及东侧偏南引入两条Φ323×8燃气管线,庭院燃气管线与建筑底盘下市政路燃气管线成环状敷设,敷设在一层顶板覆土层内庭院线主干管Φ219×6,进户引入管Φ114×4.5。在距一层外墙5m处设燃气直埋球阀,燃气管线沿一层外墙敷设至一层顶板覆土层内,该段燃气管线聚氨酯发泡保温,保温层厚度50mm。保温层外由建筑单位砌筑与建筑外立面风格一致的保护管井,管井内细砂填实。该工程受原始条件的限制,燃气管道坡度设为0.001,即管道长度每增加100m,管道抬高100mm。敷设在一层顶板覆土层内燃气主管道1100m,燃气管道敷设的最高点设在中间(埋设深度最小点),燃气管道敷设的最高点至最低点550m。一层顶板覆土层厚度1.5m,管道埋设深度最大处,管道覆土层厚度。

H1=一层顶板覆土层厚度-道底部距顶板保护垫层厚度-管道壁厚-保温层厚度=1500mm-150mm-220mm-50mm=1080mm

燃气管道敷设的最高点,管道覆土层厚度。

H2=H1-550mm=530mm

该工程一层顶板上园区道路可通车,在园区道路下敷设的燃气管道埋深需大于0.9m。埋深小于0.9m时,管道须敷设在保护地沟内,加承重盖板。为了不影响园区道路的平整,可以砌筑保护管沟的最小埋深(管顶距地面的最小值)。

H3=路面厚度+盖板厚度+管道顶部距盖板+防腐保温层厚度=200mm+180mm+150mm+55mm=585mm

为了增加燃气管道覆土深度,将燃气主管道敷设在园区绿化带内,局部穿越园区道路,敷设在园区绿化带内覆土可增加300mm,通过调整燃气管道位置,保证埋深大于0.6m。

针对以上分析,按照规范要求,该工程庭院燃气管道敷设方式见表1。

为了管道及基础受力均匀,保证燃气管道的安全运行,从地下室顶板至管顶0.5m处,全部采用填砂处理。

6 燃气进户引入管及室内燃气管线敷设

进户引入管采用20#钢无缝钢管,管道规格Φ114×4.5。进户引入管敷设在大堂层地板下,进户引入管发泡保温,砌筑燃气保护地沟,沟内细砂填实。每栋楼由建设单位在大堂层提供一个有采暖的专用房间作为燃气电磁阀组间,燃气电磁阀组出口燃气横管沿大堂棚层棚下敷设,燃气管道发泡保温,另敷设电热带保温。室内管道所经房间设可燃气体报警探测器。燃气立管竖直穿过结构转换层避开层内横梁,由于厨房隔墙厚度比梁小很多,进入厨房后燃气立管与厨房隔墙相距约150mm～380mm。燃气立管穿过结构转换层管道采用无缝钢管钢管,外加钢套管保护,在厨房地面下煨弯后靠墙。

7 问题和建议

燃气供应工程 篇3

关键词：CNG减压站,城镇燃气,应急气源

1 引言

CNG供气在很多地方都有加气母站, 应用气瓶车就能够轻松找到气源, 其不仅建设期短, 而且投资较少, 很多地方气源价格都低于LNG。一般情况下, CNG减压站按照用途进行划分可以分为工业用户气源、中小城市或城镇气源、应急气源以及大型城市储配站或者补充调峰气源。

2 CNG减压站工艺简介

燃气调试站的工作原理是, 先把撬车罐内的高压天然气进行预热再进行降压, 保证安全、计量及加臭等环节能够达到标准规范的情况下, 在通过适当压力向管道内输送天然气。按照调压机制可以将其划分为两级调压和三级调压。压缩天然气减压站根据站内布置以及设备的功能可以划分为5个系统:一是卸车系统, 主要是快装接头、高压阀门和高压胶管;二是调压换热系统, 主要是换热器、调压器、高压紧急切断阀和放散阀;三是流量计量控制, 主要是流量计;四是低控制系统, 主要是中央控制台;五是加热系统, 主要是燃气锅炉和热水泵。撬车内的高压天然气在通过卸车系统后进入调压换热系统, 在该系统内进行两次的换热以及2~3次的调压之后, 经过流量计量以及加臭系统, 再进入管网。气体在减压过程中需要的热量则由加热系统承担, 控制系统则主要是对整个系统完成监控[1]。压缩天然气调压系统和管道调压系统之间存在着一定的差别, 当天然气压力超过22MPa就是超高压气体, 其对设备安全要求更高;压缩天然气调压系统在减压过程中如果降压幅度过大, 会导致气体温度骤降, 因此, 必须要做到补充气体热量。减压过程其实是一个释压过程, 撬车内气体减少, 进口压力也会降低到0.5MPa左右, 因此对设备压力适用范围要求较高。

3 CNG减压站在城镇燃气供应中的应用

3.1 CNG减压站在工业用户中的应用

工业用户较为分散, 用气量较为平稳, 但要求设备连续供气, 多采用一开一备方式。为保证设备可靠性, 可以采用卸气柱与调压路二对一形式。不仅能减少切换时间还能避免卸气柱故障产生供气影响。在计量中往往应用速度式计量的涡轮流量, 工厂自控要求高, 设备加装二次仪表、警报和远程控制能够提升管理水平。

3.2 CNG减压站在中小城市气源中的应用

中小城市比较分散, 下游应用长输管道的用户较少, 管道需要敷设到每个地方需要大量的成本。另外, 中小城市长输管道敷设具有滞后性。如果要提前供给天然气, 气源最好选用CNG减压站。中小城市气源是CNG减压站最主要部分, 市场比例高[2]。其流程如图1所示。

城镇燃气时间不均匀, 用气量在不同时间存在较大差异。供气设备需要对峰谷用气差异进行考虑, 保证供气安全平稳。在对该类型CNG减压站进行设计时, 还需要考以下问题。第一, 一般减压站应用一路进口, 槽车卸气时如果压力低难以满足减压站设计流量, 造成供气不足。因此要采用多路入口方案, 调压路和卸气柱对应, 并安装单向阀, 调压路在二级调压后汇总。第二, 供气峰谷流量差异。可以采用多路或者两路以上小流量调压路并联, 在高峰和地缝分别采用1条和2条以上的调压路, 设备运行保证最佳工况, 防止多次开启阀口导致喘振情况出现。第三, 燃气加臭能够保证供气安全, 因此出口要保留加臭借口或设备。第四, 需要重视安全, CNG不仅压力高, 而且因为天然气压力下降很容易导致出口燃气低温。可以降压前应用热水换热器, 加热燃气, 设计参数要明确降压温度不能超过0℃, 避免下游低温运行导致管道设备存在危险[3]。第五, 该设备用量较大, 在安全基础上考虑成本, 为了降低制造成本, 将完成调压作为设备基本功能。第六, 峰谷流量的差异导致供气温度波动, 速度计量启动流量会存在累计误差, 造成纠纷。因此在同上游贸易计量中, 应该将涡轮式换成罗茨式计量设备, 或者应用进出气瓶车车台秤等。

3.3 CNG减压站在应急气源中的应用

如果燃气管道存在故障, 例如上游停止供气、管道断裂等, 正常供气难以保证, 或者需要对大型活动进行保证时, 就需要使用到应急气源。应急气源具有以下特点。第一, 它环保性能好, 安全可靠。减压装置的调压器中设置有燃气力式紧急切割阀, 能够采集下游的燃气压力, 自动化提供动作信号, 防止“压力传感器-控制系统-气动球阀”带来的安全威胁, 从而保证整体设备安全。另外还采用不同于电磁阀的密封原理, 让紧急切割阀在流量为零的时候不产生泄露, 让供气更加安全。天然气调压的安全环保性能不会影响到居民区的生活, 且噪声较低, 符合国家标准[4]。第二, 其占地面积小, 具有灵活性。在设计过程中就需要考虑设备能够移动的特点, 从而让实际使用中能够让设备移动到适当位置, 从而尽快进行供气工作。该设备因为移动频繁, 为了保证箱体不变形, 可以应用集装箱箱体, 将设备放置在集装箱中, 根据撬装技术让设备在牵引车头的帮助之下移动。可移动的应急供气装置不仅能保证即使发生事故也不会威胁城市供气稳定, 而且针对远离天然气管网的短期用户也同样适用。撬装拖车不仅运输方便, 还不会受到管网的影响, 因此应用广泛, 不仅能够为远离天然气管网的用户供气提供方便, 而且对天然气管网进行敷设成本也低。

3.4 CNG减压站在大型城市储配站的应用

城市供气不均匀性导致在用气高峰容易出现管网压力不足。燃气公司采用大型球罐能够解决针对低压管网的调峰, 然而实际中还是存在着较多困难。大型设备和打井成本下降和高压钢管储气技术的完善, 地下储气井储气并联被广泛应用, 并将其用在城市故障气源及补充调峰气源中, 保证供气的稳定[5] (见图2) 。

储配站设计需要注意。第一, 城市用气不均匀, 因此减压站要采用多路并联结构, 让设备运行状态更佳, 从而获得较大的设计流量。第二, 该技术刚起步, 设计流量大, 且系统结构复杂, 需要注意安全。另外该类应用对城市供气影响较大, 需要快速投入使用, 因此需要很高的自动控制, 制造商需要非常高的设备设计与制造能力。第三, 它是补充调峰气源, 因此要注意, 石油伴生气含有重烃组分, 和平常的CNG不同, 如果燃气储气压力下降超标, 设计工况出现偏离, 储气装置的液气混合态中释放重烃, 因此, 燃气公司应该控制好气源的来源以及组成。应用有关技术保证CNG温度高于临界凝析温度, 让天然气控制在纯气相区域, 从而对CNG入口温度进行控制, 让进入设备中的天然气控制在气相状态下 (见图3) 。

4 结语

CNG减压站是1种超高压供气设备, 可满足多种用户需求。这个过程中, 我国对燃气安全供应非常重视, 对其性能也加大要求。采用撬装技术供气方案不仅能够保证提高建设速度、降低造价, 还能提高社会和经济两大效益。

参考文献

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[4]王睿, 周结南.CNG减压站供气技术方案交流[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (17) .68-69.

燃气供应工程 篇4

为充分利用富余的高炉和焦炉煤气资源,减少对周边环境的污染,提高用电自给率,减轻对外部电网的依赖,2007年包头钢铁(集团)公司引进两套采用日本三菱重工株式会社先进技术和设备的M701S型燃气-蒸汽联合循环发电机组,经过一年多的安装、调试、消缺,于2008年11月全部完成两套机组的带负荷调试,正式并网发电。一年多的实际运行表明,机组的安全高效运行在包钢节能减排、发展循环经济方面起到了不可替代的作用。

1 工艺流程

燃气-蒸汽联合循环发电机组由燃料供应系统、燃气轮机、发电机、余热锅炉和蒸汽轮机等部分组成[1]。它是将燃料在燃气轮机燃烧做功后排出的高温烟气通过余热锅炉回收产生蒸汽,送入蒸汽轮机做功发电的循环装置[2]。燃气-蒸汽联合循环常见的循环形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环;也有燃气轮机、蒸汽轮机分别与发电机组合的多轴联合循环[3]。M701S型燃气-蒸汽联合循环发电机组属于单轴联合循环系统。

燃料供应系统是联合循环发电机组的重要组成部分,它将煤气平衡中富余的低热值高炉煤气(BFG)掺入少量的高热值焦炉煤气(COG),经煤气混合器充分混合后送入煤气电除尘进行精除尘,经燃气压缩机压缩后送入联合循环装置发电[4]。

机组运行时,焦炉煤气的供应压力为4～8 kPa,高炉煤气压力约为5 kPa,焦炉煤气经焦炉煤气压缩机加压后,通过流量调节阀送入煤气混合器,然后与高炉煤气进行充分混合。流量调节阀的作用是通过控制进入煤气混合器中的焦炉煤气含量来控制混合后的煤气热值。工艺流程如图 1所示,其中1#COG压缩机与2#COG压缩机互为备用。

以1#COG压缩机工作为例,燃料供应系统工作过程如下:

(1) 焦炉煤气压缩机启动10 s后回流调节阀V107打开,30 s后出口调节阀V104以33%/min的速度打开并持续3 min开到最大,出口调节阀开后60 s 入口调节阀V103开,其开度由综合了联合发电机组各项控制要素的主控制信号CSO控制;

(2) 启动焦炉煤气压缩机之后,焦炉煤气供给压力上升到16 kPa以上时,增热(即焦炉煤气与高炉煤气开始混合提高热值)条件成立,焦炉煤气流量调节阀A开10%,增热开始;

(3) 当混合煤气热值上升到5 250 kJ/m3后燃气轮机开始点火升速,此后通过调节焦炉煤气流量调节阀A和B,让混合煤气热值靠近程序中热值设计值,同时控制焦炉煤气的供应压力(即焦炉煤气压缩机的出口压力)及热值使之稳定,达到额定转速后并网发电。

2 控制及实现

在机组正常运行时,燃料供应控制系统必须保持焦炉煤气的供应压力及混合煤气热值稳定,从而保证燃气轮机的燃烧质量和机组的稳定运行[5]。

焦炉煤气压缩机启动之后,当焦炉煤气供给压力达到12 kPa后,机组的焦炉煤气控制投入压力控制方式;当机组并网且负荷达到70 MW(最大负荷的50%)后,自动关闭压力控制方式,由焦炉煤气入口调节阀控制焦炉煤气的供应压力。

在机组实际运行过程中,焦炉煤气供应压力太高或者太低都会造成机组跳机。当焦炉煤气供应压力大于24 kPa或者小于16.5 kPa时,或者高负荷造成焦炉煤气压缩机电流过高时,需对焦炉煤气压缩机入口阀位的经验函数值进行修改,以保证机组安全运行。

2.1 焦炉煤气入口阀位控制

焦炉煤气入口阀位指令是机组主控制信号输出的函数,是一组经验数值,当焦炉煤气和高炉煤气的热值变化时,此函数的设定值和开度的关系需要调整。

机组的主控制信号输出值是一个计算值,它是由机组运行中燃机转速、发电机输出功率、机组负荷等信号进行复杂运算后得到的,并始终贯穿于机组控制中。

焦炉煤气入口阀位的控制分3个阶段:

(1) 在机组启动升速过程中,即机组转速达到3 000 r/min之前,需依据控制程序中函数G187 AFX003进行调整,其函数关系如图2 (a)所示。

(2) 并网50%负荷前,需依据控制程序中函数G187AFX002进行调整,其函数关系如图2 (b)所示。

(3) 并网50%负荷后,需依据控制程序中函数G187AFX004进行调整,其函数关系如图2 (c)所示。

函数调整根据机组运行经验设定,原理是依据机组转速及并网后负荷变化等情况来切换函数并确定阀位,同时将阀位信号输出到现场调节器。在实际操作中,根据机组运行工况可直接在操作员站在线选择调整函数,待系统稳定后再进行下一次调整。值得注意的是,在高负荷(>50%最大负荷)情况下需同时监视焦炉煤气压缩机电流,若供气压力低而压缩机电流高,则不能进行下一步操作,此时应该减负荷,之后再根据情况进行调整。紧急情况下,可手动调节焦炉煤气入口阀,但切回自动时,需检查焦炉煤气入口阀开度指令,手动指示需与逻辑指令相同时再切成自动。

2.2 焦炉煤气出口压力调节

焦炉煤气压缩机出口压力调节主要有两种方式:

(1) 在机组升速过程中,以及机组并网50%负荷前,机组处于压力调节方式,焦炉煤气出口压力维持在19 kPa左右,靠焦炉煤气回流阀的开度调节。

(2) 并网50%负荷后,焦炉煤气回流阀全关,压力控制方式关闭,机组压力调节只能通过调节焦炉煤气入口阀函数确定入口阀开度来控制压力并保持压力稳定。通过对入口阀开度的调整,使焦炉煤气出口压力维持在22 kPa左右。

综合上述分析可知,焦炉煤气压缩机的焦炉煤气出口压力控制并不是完全的自动方式,只能说是自动方式下的手动方式。

3 燃料供应系统故障分析

M701S型燃气-蒸汽联合循环发电机组运行过程中,多次发生由于焦炉煤气压缩机出口压力低造成机组跳机的事故,经过对系统设备性能及发生事故时工艺状况的深入研究发现,事故是由于系统设计不完善以及调节阀本身存在质量问题两个方面造成的。

3.1 系统设计不完善

通过对系统控制程序的深入分析发现,系统分段控制方式的选择是由于焦炉煤气压缩机电动机输出扭矩较小的缘故。当机组负荷在70 MW以上工况时,停止压力控制方式的投入,是为了减少焦炉煤气压缩机回流阀的流量,目的是减小压缩机电动机电流,因为当回流阀流量增大时,压缩机电动机电流有过流的可能,将造成压缩机跳机,从而引起机组跳机。

在机组运行时,当提供高炉煤气的外网压力波动时,机组会由于高炉煤气压力低而减负荷。当负荷降到70 MW以下时,焦炉煤气压缩机出口压力自动改为由回流阀控制;而机组负荷在70 MW以上时,焦炉煤气压缩机出口压力控制在22 kPa左右;当机组减负荷降到70 MW以下进入压力控制方式时,回流阀进行压力控制的设定值是19 kPa,由于压力设定值的变化,回流阀会开大,当回流阀开到一定值时(35%左右),焦炉煤气迅速从回流管泄压导致焦炉煤气压缩机出口压力迅速降低,焦炉煤气流量突然变小,热值降低,焦炉煤气流量调节阀A,B逐渐开大,如果此时调整不及时或调整不恰当会引起焦炉煤气压缩机出口压力过低而使机组跳机。另外,由于焦炉煤气压缩机出口压力不稳定,回流阀开度波动大,将造成焦炉煤气压缩机电流波动大,如果其驱动电流大于上限值同样会引起机组跳机。

3.2 调节阀存在质量问题

焦炉煤气入口调节阀的阀门定位器性能不良,会导致系统运行中阀位突然失控,造成焦炉煤气压缩机出口压力急剧下降而引起机组跳机。其原因是原阀门为智能调节阀,带有自调节功能,按照程序逻辑图的控制得到的阀门开度与阀门实际开度的反馈值差距很大,即运行中阀门自身给出的反馈值突然加大,由于其自调节功能,导致阀门会根据反馈值而调节自身的开度,造成阀门开度减小,焦炉煤气压缩机出口压力下降而跳机。

另外,原有的燃料供应控制系统是在机组并网50%负荷前使用回流阀进行控制,并网50%负荷后回流阀完全关闭,根据程序提供的经验函数对压缩机入口阀进行控制。当系统减负荷时,由于压力设定值的变化,回流阀需依据程序设定及时改变输出,但是原有回流阀的阀门定位器性能不稳定,阀门动作滞后且波动大,若调整不及时,会使焦炉煤气压缩机出口压力迅速下降,当达到最低限时引起跳机。

4 解决方案及实施

目前,包钢的两台燃气-蒸汽联合循环发电机组的焦炉煤气压缩机已经更换成大容量电动机,其功率由180 kW提升到250 kW,负荷带动能力显著提升。在此基础上,我们对系统的控制程序进行修改,更换了焦炉煤气入口调节阀和回流阀的阀门定位器并对调节参数重新整定,实现了焦炉煤气出口压力全自动调节,保证了系统控制的正确性和及时性。

4.1 更换阀门定位器

根据故障分析可知,更换安全可靠的焦炉煤气入口调节阀及回流阀的阀门定位器是保证系统稳定运行的必要条件。

经多方面的比较及根据现场应用经验,选用了可靠性高、定位准确的西门子Sipart PS2系列智能电气阀门定位器。实际运行表明,更换阀门定位器后,系统控制的实时性、准确性得以明显改善,符合现场工艺要求。

4.2 确定压力设定值并修改程序

焦炉煤气经焦炉煤气压缩机加压后,压力需维持在20 kPa左右,这是因为在混合煤气中,混合煤气的配比是由高炉煤气与焦炉煤气的差压决定,高炉煤气与焦炉煤气的压差维持在一定范围内,也就是维持煤气的热值稳定在一定范围内。高炉煤气与焦炉煤气的差压控制着焦炉煤气流量阀A和B的开度,在高炉煤气与焦炉煤气压力保持稳定的情况下,其差压控制在15 kPa左右时,焦炉煤气与高炉煤气的混合比较均匀,热值稳定;当差压低于10 kPa时,A,B流量阀会持续开大,此时若调整不及时,极容易造成焦炉煤气压缩机出口压力低而引起机组跳机事件。另外,当焦炉煤气压缩机出口压力低于16.5 kPa时,系统会发出报警信息;当压力低于12 kPa时,将会发生机组跳机事件。

这样根据高炉煤气的供应压力情况(5 kPa左右),为保持高炉煤气与焦炉煤气差压稳定及热值稳定,将焦炉煤气出口压力的目标值设定在22 kPa,使其尽可能远离报警点及跳机点。据此,将程序中相关的控制部分的逻辑进行修改,并将以前的分段控制改为完全压力控制,也就是说从启机到并网发电的控制方式均采用回流阀对压力进行全程控制。修改后,实现了压力的完全自动控制。实践证明,控制参数修改后的系统控制过程比较稳定,没有出现异常情况。

4.3 完全压力控制方式的PID调节参数整定

在一定的主控制信号输出状态下,焦炉煤气压缩机入口调节阀的阀位输出与主控制信号输出相关,在运行中按预定函数进行调节;而焦炉煤气压缩机出口压力的保持则由回流阀控制,其控制PID调节及阀位调节如图3所示。

其中GCE592RLT001是程序中的斜坡发生器功能块,使用的目的是使回流阀在焦炉煤气压缩机启动和停止工作时,阀位按照一定的速率变化。在正常运行时,PID调节后直接送出回流阀的开度指令。

控制系统的调节参数由于工况发生变化必须重新整定。PID参数的整定使用经验法,确定比例增益K=3.0,积分时间常数T=20.0 s,运行证明,控制精度得以明显改善。

5 结束语

联合循环机组变工况运行频繁,负荷变化大,燃料供应控制系统的稳定运行保证了机组的燃料质量,使燃机燃烧及燃烧质量符合机组的运行条件,也就保证了机组的动力源泉。两套机组正常发电时厂用电率约为4.59%,可供电262.6 MW,年供电量约18.38×108 kW·h。若出现故障造成机组跳机,则两套机组日损失逾百万元。

经过改进后的系统运行较之前运行更加稳定,较好地匹配了燃气轮机的进气条件,满足了联合循环汽轮机组运行中各种功能的要求,跳机事件发生的频率明显降低,为机组安全高效地运行提供了有力的保障。

参考文献

[1]吴玉进.大型联合循环发电机组安装调试关键技术与应用研究[D].南京:东南大学,2006.

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[4]林汝谋,金红光.燃气轮机发电动力装置及应用[M].北京:中国电力出版社,2004.

探讨燃气工程中燃气输配技术研究 篇5

1 我国燃气以及输配技术发展现状

随着我国改革的深入, 我国经济的不断发展, 城市燃气工程也在不断向前迈进。而燃气开始发展首先是从我国的广东沿海地区开始的, 液化石油气是能源利用的开端。在沿海城市中的尝试后, 发现其使用十分方便有利, 并且迅速推广, 向中部以及西部大力推广, 为天然气等能源的发展打下坚实的基础。

在政策的大力支持下, 我国十年时间里发展出不少天然气资源富集区, 经过不断发展, 城市的主要燃气能源变为天然气, 并且发展到了今天, 天然气依旧是日常生产与生活中应用的主要能源之一。天然气从出现开始到发展成熟, 每年都已十分迅猛的发展趋势上升增长, 呈现高速发展的趋势。

从天然气产业的总体发展来看, 其发展速度是相当快的, 这也是依赖于强大的燃气工程技术的支撑, 因此对燃气技术的研究与完善非常重要。特别是我国的燃气输配技术不容忽视。输配技术之所以能够快速发展的原因之一是它的输送能源以天然气为主, 还有外国成熟的先进技术可以借鉴。虽然我国的输配技术和国外还有一定的差距, 不过在多年的研究与完善后可以迎头赶上 (如图1) 。

2 加强燃气输配技术的必要性

目前我国天然气正是快速发展的时期, 并且在大力推广下, 燃气应用范围越加广泛。主要领域在于家庭生活中的厨房、空调、暖气等方面, 和汽车、工业发电等等。在大量燃气需求下, 燃气工程也得到快速发展的条件。不过燃气能源中的天然气来说, 其主要应用领域还是居民为主, 不过整个输配系统就不局限在居民生活了, 还有工业等各个方面。燃气工程想要更快更好的发展就需要让其使用范围变得更大。而在对燃气输配技术提高中, 向国外成熟先进技术学习十分必要, 但也要与我国的实际发展情况相符合, 这样研发出的高科技才更适合其需求。因此必须加强对输配技术的研究与学习才可以更快向前发展, 突破原本瓶颈, 获得更大收获。天然气的推广不仅仅是能源格局的一次革新, 还对环境具有重大意义, 与其他能源相比, 天然气对保护环境更具优势, 不过这种优势必须要在天然气被广泛应用才可以表现出来, 从另外一个层面来讲, 对燃气输配系统的完善, 对保护环境也有巨大作用。

3 燃气输配技术在燃气工程项目中的分析

3.1 研究燃气配输技术的目标

对燃气输配技术的研究目的之一就是要确保可以安全稳定的供气, 因此为了实现这个目标, 就要不断分析我国燃气工程目前存在的问题以及所缺少耳朵地方, 进行完善与健全。

3.2 研究燃气配输技术的主要内容

3.2.1 确定用气量指标和规模用气的预测

燃气公司确定城市燃气工程规模与效益是利用用气指标和预测用气规模来确定。不过随着经济快速发展, 能源种类日益早呢更多, 能源种类之间的竞争已经十分激烈, 而我国原本的燃气使用指标已经不能够满足当下的需求了。虽然可以进行市场实地考察来将用气规模进行确定, 不过市场考察能否真正成功是不能保证的, 这影响的主要因素就是调查表的设计等。经过多年研究发现, 利用不同渠道来预测用用气指标和规模十分有效, 而且得出的结果比较准确, 对城市的燃气工程建设作用明显。

3.2.2 燃气配输系统压力和储气调峰

在我国, 最长使用的压力系统是比较低的中低压两级系统以及同等的一级系统。不过随着燃气工程的飞速发展以及天然气被广泛使用, 原本的压力系统已经不能够适应时代发展的需求, 在这样的情况下, 高压力的高压输气管成功出现。想要在这个天然气十分普遍的时代中一如既往的保持, 需要对压力系统进行研究并且进行适当的调整, 让其适应时代需求。除了压力系统需要进行适当调整外, 储气调峰也十分重要。我国的燃气用户在用气量上变化十分明显, 每户用气量也十分不均匀, 因此为了平衡燃气供应与耗损进行小时调峰是十分有效的措施, 实现的主要方式就是储气设施, 基本上大部分使用的都是低压储气罐。不过我国在不断研究下也在尝试使用高压储存。外国在这方面走在前端, 我国与其相比还有一定的差距, 因此需要在储气调峰方面还需要不断加深研究。

3.2.3 供气安全

在供气过程中最受人关注的非供气的安全与可靠性莫属了, 这在燃气工程的发展中也是十分重要的一环。就拿我国目前的情况来说, 我国已经出现燃气管道不安全造成巨大危害的情况, 比如20 世纪初期燃气管道质量不符合标准等等, 这类问题的出现是管道出现事故的主要原因。因此为了让供气变得更加安全与可靠, 一定要加强燃气管道的安全性。比如对管道进行定期检测, 制定适当的应急预案来解决安全隐患, 让燃气管道的安全性更高。

4 燃气工程中燃气输配技术发展的建议

4.1 不断完善燃气相关法律法规

针对燃气等有关的法律法规要进行完善, 这是提高燃气工程质量的有效途径之一, 相关法律法规建成后, 就可以对燃气工程进行统一管理工作, 在建设施工方面也有统一要求与标准, 从而将燃气工程的整体质量提升。

4.2 新技术和新产品开发要结合实际情况

在对燃气工程的技术与产品开发中, 最重要的一点就是要结合我国实际发展国情来进行, 这样开发出的产品和技术才能够让燃气工程更上一层楼。我国的燃气资源种类比较多, 所以还需要将各种资源的共同特点结合起来来进行新技术的研发, 这样才能够在市场中获得更大需求量以及节约资源, 让其更好发展。

4.3 合理调节燃气的输送问题

燃气的输送和配送需要进行调节方式来进行, 比如在供气低谷时期不妨选择燃气罐等储气设备把用不上的天然气给储存起来, 这样才使用高峰期时就可以利用储存燃气罐来缓解供应紧张, 避免供不应求的情况出现。

4.4 燃气配输技术研究应列人国家科技发展计划

燃气技术对燃气工程十分重要, 因此政府更要重视其的发展, 并将其列入国家科技发展计划中, 对其发展需要的各项需求加大支持力度, 让其可以更快、更好的发展, 从而促进国家经济的提升。

4.5 开发新型燃气设施

传统的燃气罐还可以不断研究与探索的, 可以开发出符合新时代需求的燃气设施, 不过这是以改善管件管材为前提的。而多年研究发现, 其所带来的经济、环境以及社会效益都是十分明显的。因此我国燃气使用发展的大方向就是燃气材料以及设备的更新与换代。并且在燃气工具类型越来越多的情况下, 使用方式也逐渐多样化, 不管是在材质还是功能上都可以不断提升, 不过这其中也必然存在很多问题。因此想要实现更安全、更环保、更节能的燃气理念, 研究人员不妨多多借鉴发达国家的成功案例与技术, 在良好的前提下可以让我国的燃气设备得到更好发展, 取其精魄, 剔除糟粕, 让我国的燃气技术可以在国际市场中占据一定地位。

5 结论

目前, 我国的燃气工程的发展正以飞速进行, 并且将在未来很多年里持续保持这个势头, 因此燃气输配技术的支持十分重要, 需要从多种方面来进行全方位的研究, 采取有效的措施来让其推动燃气工程的发展。

摘要：我国正以飞快的速度向前发展, 360行每一行都在不断发展, 各项技术也在不断完善与提高, 让我国的综合实力不断提高。不过同时面对日益严峻的竞争环境, 对我国也对自身发展提出更高要求, 对各项技术研究更加深入, 这样才能够在竞争激烈的全球环境中生存下来, 并且发展的越来越好。本文以燃气输配技术为例, 分析其发展现状与其存在的重要性, 并且根据实际需求提出建议, 促进燃气行业的快速发展。

关键词：燃气工程,燃气输配技术,发展

参考文献

[1]陈钢.燃气工程项目中的燃气输配技术探讨[J].工业技术.2015. (1) :65

[2]曹洋.燃气工程项目中燃气输配技术浅析[J].技术交流.2015. (1) :136-138

[3]肖国良.浅谈燃气工程项目中的燃气输配技术[J].应用科技.2014. (2) :293

燃气工程项目中燃气输配技术分析 篇6

近年来, 我国的飞速发展带动了很多企业的发展, 同时也带动了很多技术的发展。其中燃气输配技术的发展也十分迅速。对于我国的目前发展来讲, 城市燃气对我国发展的影响是巨大的。城市燃气广泛应用于我国, 所以燃气工程的发展必将带动我国整体的发展, 而其项目中的燃气输配技术又是燃气工程中的重要组成部分, 故而做好对燃气输配技术的发展是十分有必要的。

1 我国燃气以及输配技术发展状况

近年来, 随着我国的发展, 随着改革的深入, 我国的城市燃气也在快速发展。城市燃气发展的初期, 是在广东、福建等沿海城市开始的, 而能源的利用也是从液化石油气开始的。经过在沿海城市的试验, 液化石油气得到了较好的利用, 因此得以迅速推广, 在全国迅速发展, 也为之后的天然气等能源打下良好的基础。随后的不到十年的时间里, 我国相继出现了很多天然气资源富集区, 之后经过发展, 我国城市燃气的主要能源转化为天然气, 而这也成为了今天人们应用的主要能源之一。天然气从一开始就以飞快的速度发展, 连续几年的时间都增长十几个百分点。以2010年为例, 其当年产量同比增长12.2%, 呈现高速发展态势。

总体来看, 我国天然气产业的发展速度是非常快的, 这也依靠燃气工程技术对其进行支撑, 所以对技术的研究和提高是十分重要的。近年来, 我国的输配技术的发展也是不容小觑的, 输配技术的发展是以天然气的输配为主, 并且其发展重点在于对国际先进技术的学习。但是我国的输配技术较国外仍然存在着一定的差距, 需要进一步提高燃气工程项目中的燃气输配技术来进行完善。

2 加强燃气输配技术的重要性

我国处于天然气的高速发展时期, 燃气在我国的应用范围也越来越大。其主要应用于普通家庭的厨房、空调、供暖等方面, 以及汽车燃料、工业发电等。如此大量的使用燃气必然使得燃气工程得到发展。对于天然气来讲, 其主要应用于居民生活。但是对于整体的配属系统, 就不仅仅是应用于生活, 而是包括工业在内的很多方面。随着用气范围的扩大, 城市燃气才能得到更快的发展。在加强燃气输配技术的发展中, 不仅仅要做到对国外的先进技术进行学习, 还要结合我国的实际情况, 使技术得到加强。因此, 对燃气输配技术的研究应不断深化学习, 以摆脱目前的瓶颈状态, 谋求更大的发展。同时, 对天然气使用的推广还可以加强对环境的保护。天然气在保护环境方面与其他燃气相比有着绝对的优势。然而这种优越性需要对天然气广泛应用才能逐渐体现出来, 所以需要对配属系统进行完善, 以达到发展天然气、加强环境保护的作用。

3 燃气配输技术研究的目标和主要内容

3.1 燃气配输技术研究的目标

燃气的配输技术主要的发展目标是要保证安全地供气。对其进行研究主要是要通过学习国外的先进技术和分析不足之处来完善配输系统, 以达到供气的可靠、安全、经济。

3.2 燃气配输技术研究的主要内容

3.2.1 配输系统压力级制和储气调峰

燃气工程发展多年以来, 我国一直采用压力较低的中低压两级系统、中低压一级系统等。但是近年来我国燃气工程发展迅速, 更多地应用了天然气这种燃气, 使得原有的系统不能够满足时代的需要, 有很多城市逐渐应用起高压力的高压输气管网。故而在如今这个广泛应用天然气的时代, 应该对压力级制进行研究和调整, 以适应新情况。与调节系统压力级制的调整一样迫切需要进行研究的还要储气调峰问题。目前我国用户的用气量不断地发生变化, 同时也出现了用户不均匀的情况, 就需要解决燃气供应和消耗不平衡的问题。而小时调峰主要是用储气设施来实现, 尤其是采用低压储气罐来实现。近年来, 我国也吸取了一些高压储存的经验, 但是和国外的高压管道储气、高压储罐储气等技术还是有一定的差距。故而我国在储气调峰方面的研究势在必行。

3.2.2 用气量指标的确定和用气规模的预测

城市燃气工程的规模及其效益都需要通过燃气公司对用气量指标的确定和用气规模的预测来进行确定。随着能源之间的竞争日趋激烈, 我国一直以来的各类燃气用户的用气量指标等都不再适用于目前的情况。我国可以通过对市场进行调查来确定用气规模, 但是市场调查的成功与否不确定性很大, 主要取决于对调查表的设计是否合适等, 所以关于用气量指标的确定和用气规模的预测可以通过多种渠道进行预测, 从而得出最为准确的预测结果, 有利于指导城市燃气工程的建设工作。

3.2.3 供气安全

供气的安全性和可靠性是最能引起人们的关注, 也是在燃气工程中非常重要。但是目前来讲, 我国出现了很多对燃气管道构成隐患的因素。比如在上世纪建设的很多燃气管道的质量存在缺陷, 这是由于时代的原因而引起的。这些问题非常容易导致管道出现事故。所以为了保证供气的安全, 就必须对燃气管道的安全性进行提高, 比如对管道的设计制造、定期检测、应急预案等都可以及时消除安全隐患, 使得燃气管道的安全性整体提升。

4 提高我国燃气输配技术的建议

4.1 对燃气的相关法律政策的完善

燃气使用需统一规划, 进行合理的利用, 因此应建立一整套完成的燃气的法律法规体系。严格监管国内燃气商品的配置及其定价的标准, 确保资源的合理利用以及我国燃气行业的蓬勃健康的发展。目前, 在国外经济发达的国家已经完成了此项工作, 已经形成了一套完整且各个部分协调的法律和行政法规。安全技术方面在规范中应特别进行强调, 从产品的设计、制造到安装使用和修理改造等方面都满足科学技术和法律法规中的安全要求。我国也紧跟其后, 在制定标准规范上较为重视同时也有了进展, 管理条例和技术的法规都已经制定了一系列完整的, 但是目前还没有相配套的系统可供使用。随着我国的社会主义市场经济体制的逐步发展及完善, 同时标准体制也要随着经济体制的发展而与之相适应, 满足于国际的通行体系。因此, 完善城镇的燃气法律法规就非常重要了。

4.2 在国家科技发展计划被添加燃气技术的研究

燃气行业作为城市的基础设施, 是我国能源供应中的及其重要的部分, 跟国计民生联系密切, 更有利于构建和谐社会, 所以对燃气技术的研究工作应加大投入。国家应对燃气的供应重视起来, 在国家科技发展的计划中添加燃气技术的研究。

5 结束语

综上所述, 我国目前正处于燃气工程高速发展的阶段, 并且其将保持持续增长的态势, 故而对其技术支撑是十分重要的。所以应该通过多种渠道对其进行研究, 并且进行行之有效的方式, 来促进燃气配输技术的发展, 从而有效推动燃气工程的发展, 进而推动我国的发展。

参考文献

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[2]王引平, 吴华, 杨军.城镇燃气各类用户用气量预测方法研究[J].煤气与热力.2011 (05) .

[3]王北福, 聂立宏, 竺柏康, 徐玉朋.MATLAB辅助《燃气输配》教学[J].广州化工.2011 (19) .