供气技术

供气技术（共10篇）

供气技术 篇1

0 引言

现代体外细胞培养技术已经成为细胞相关的生物学研究的基础,随着人们对生命科学关注的不断提高,细胞体外培养的重要性越加突出。细胞是非常敏感的,对生长环境要求十分苛刻。一般情况下,细胞所需要的环境必须保持恒定,包括:适宜的温度、湿度、酸碱度(p H值),特定的气体环境,一定的营养物质,以及要保持无菌、无毒的环境等,其中气体环境的影响尤为重要。例如动物细胞培养时,需要氧气(O2)供给细胞生长所需的动力,二氧化碳(CO2)调节细胞培养所需的p H值;植物细胞培养时,CO2是影响细胞生长、增殖的重要因素之一。为了给体外细胞培养提供一个可达到上述要求的生存环境,细胞培养设备应运而生。细胞培养设备能够为细胞培养提供所需要的各种生长环境,而在此过程中气体环境的影响不可或缺。因此细胞培养的供气装置与其相关技术的研究成为了细胞培养设备研制、开发的重中之重[1,2,3]。

随着体外培养生物研究需求的不断变化,不同类型、适应于不同场合的细胞培养设备层出不穷,而这些设备有着各自独特的设计原理和培养方式,需要的供气方式也各不相同,因此作为细胞培养的供气装置及相关技术也在不断发展。

1 细胞培养供气装置的研究进展

目前,常用于细胞培养的供气装置分为两大类:一类是培养设备内气体混合配比式装置,另一类是培养设备外气体混合配比式装置。

1.1 培养设备内气体混合配比式装置

常规的细胞培养设备为了实现细胞培养所需的气体环境,通常采用设备内进行气体混合配比的方法。其实现方式是将高体积分数的目标气体通入到设备中,设备内的气体传感器检测目标气体体积分数以便反馈调节进气阀门的开关,从而使设备内目标气体体积分数达到预设值。目前实验室常用的培养设备内气体混合配比式装置可分为CO2培养箱和三气培养箱2类。

1.1.1 CO2培养箱类

CO2培养箱是进行组织、细胞、细菌培养的一种仪器。培养箱对CO2体积分数的调节主要是通过箱体内的供气系统实现的(气路原理框图如图1所示)。CO2体积分数是通过箱体内CO2传感器进行检测的,传感器检测到箱体内CO2体积分数,将检测结果传递给系统控制单元,控制单元发出指令控制电磁阀等器件,若检测到CO2体积分数低于设定值,则打开电磁阀,让CO2气瓶内CO2进入箱体内,直到体积分数达到设定值后再关闭电磁阀。其中气体混合泵的作用是将箱体内CO2和空气充分混合,避免出现CO2体积分数分布不均,造成检测误差。CO2采样管的作用是将箱体内混合后的气体取样到机器外部面板的采样口,以随时用CO2体积分数测定仪来检测CO2体积分数是否达到要求[4]。

日本三洋公司的MCO-15AC型CO2培养箱为该领域内的经典装备。该培养箱具有精确的CO2体积分数控制及快速恢复的能力,其体积分数可以在0~20%范围内调节,控制精度为±0.15%,测量使用的是热导传感器[5]。为实现在一个箱体内不同组织细胞的体外培养,Tamaoki等[6]设计了一款改进型CO2培养箱。该箱体内设有上下2个隔离的培养间,在气路中借助三通管控制可以让2个培养间的气体分别进入相应的传感器控制单元,满足了培养不同组织细胞对2种不同气体体积分数的差异性需求。近年来,美国Thermo公司为进一步提高CO2体积分数控制精度,研发出了Forma3308和Forma3311型CO2培养箱。这2种培养箱均采用了双束红外传感器测量系统,其控制精度均小于±0.1%,满足了特殊组织细胞培养CO2精细化控制的要求[7]。

1.1.2 三气培养箱类

三气培养箱是在CO2培养箱基础上进一步改进的新产品。该培养箱的原理近似于CO2培养箱,特点是不仅可以控制CO2体积分数,还可以控制O2或氮气(N2)的体积分数,用O2传感器实现对O2体积分数的精确控制,进行O2、N2及CO23种气体的控制,其中N2可以用空气替代。

中山大学附属第一医院陈蕾等[8]在普通三气培养箱的基础上发明了气流换向式三气培养箱。该培养箱的特点是由一个混气箱和多个培养箱本体组成,通过设有多个O2传感器来调节不同的O2体积分数,供给不同的培养箱本体,实现不同条件的培养。传统的三气培养箱设有2个进气口,一个进气口连接CO2气瓶,另一个进气口连接O2和N22个气瓶。使用时,连接2个气瓶的进气口会在O2和N2之间切换气路,需要哪一种气体就开通相应气路的气瓶,但这样一旦切换错误,就容易导致培养箱内培养实验的失败。为了克服这一缺陷,Bair等[9]研制发明了3个进气口的三气培养箱,将O2和N2分别接在培养箱的另外2个进气口上,再通过算法公式判断接通O2或者N2的进气口。该算法的原理是:首先设定好CO2和O2的体积分数,通过公式y=-0.297x+20.85或y=-0.209x+20.9(其中x%是设定的CO2体积分数,y%是O2体积分数)计算出设定CO2体积分数下箱内O2的体积分数,然后将该O2体积分数和设定的O2体积分数作比较,如果高于设定值则接通N2瓶,通入N2,反之则接通O2瓶,通入O2。

1.2 培养设备外气体混合配比式装置

生长环境中的混合气体对细胞培养起着关键性的作用,因此为了满足各类细胞培养实验对气体环境的要求,急需一种能够在实验中长时间持续提供高精度的气体输出的供气装置[10,11,12,13]。该类供气装置不仅需要保证高精确度、强稳定性和高重复性,还必须能够动态实时地产生不同的气体混合配比。基于这些需求,动态气体混合配比装置成为了细胞培养供气装置的最佳选择。动态气体混合配比装置是在培养装置外预先完成好设定的气体混合配比,然后将混合气体通入到培养设备内。该方法与培养设备内的气体混合配比的供气方式相比,动态气体混合配比装置提供的供气方式既能够满足动态提供混合气体的需求,又可以精确、实时地控制实验过程中的气体含量和混合配比。根据动态气体混合配比装置结构特点的不同,可分为开环型和闭环型两大类。

1.2.1 开环型气体混合配比装置

开环型气体混合配比装置通常采用的是基于质量流量控制的动态配气法[14,15,16],配气原理是同时将已知体积分数的目标气体和稀释气体(假设是2路气体的混合)以设定的流量送入混气腔,混合均匀后连续地从混气腔流到相应的培养装置中。气体流量的调节由高精度质量流量控制器精确控制,准确测量2路气体流量之比得到混合气体的浓度,其计算公式如下:

式中,n为目标气体体积分数;n1为气瓶中目标气体体积分数;Q1为目标气体流量;n2为稀释气体中目标气体体积分数;Q2为稀释气体流量。由于质量流量控制器控制的是气体实际的质量流量,而且是单独的流量控制,因而压力和温度等环境参数的变化对配制的混合气体体积分数产生的影响很小,混合而成的混合气体体积分数精度高。

日本科赋乐公司的BRENDA系列新型气体混合装置[17](如图2所示)是一类具有代表性的气体混合装置。只需在触摸面板上设定气体混合比和混合气体的流量,然后演算出各气路实际需要的气体流量,再通过热式质量流量控制器控制各气路的流量,最终实现设定所需体积分数和流量的混合气体。根据混合气体种类的不同,BRENDA系列混合装置有3种型号,分别可实现2、3、4路进气气体的混合,这样有利于实现细胞培养的特殊要求。

1.2.2 闭环型气体混合配比装置

闭环型气体混合配比装置是指在开环型气体混合配比装置的基础上,引入气体传感器和反馈调节,实现一种闭环控制的气体混合配比,保证所得混合气体体积分数的精确性和稳定性。

南京工业大学陈燕等[18]设计的基于数字信号处理(digital signal processing,DSP)的动态智能配气仪就是一款闭环控制的便携式智能配气装置。该配气仪的总体结构如图3所示,2路源气体经过相应的质量流量控制器到达混气腔内充分混合,再通过红外气体体积分数检测仪检测出此时混合气体体积分数,反馈给DSP芯片电压信号,经过处理,计算分配气体质量流量并实时调控2路气体流量,使气体体积分数稳定达到设定体积分数值。

美国GE公司研制的配套WAVE生物反应器的WAVEPODⅡ全自动反馈控制器[19](如图4所示)中集成了CO2和空气/N2、O2和空气/N22种混合器,其中CO2控制器集成了非色散红外CO2传感器和质量流量计,采用比例-积分-微分(porportionintegrationdifferentiation,PID)智能反馈自动控制,为生物反应器细胞培养袋提供连续可调的混合CO2和空气,可实现CO2体积分数为0~15%的混合气体,适应于细胞培养的p H值自动反馈调节。O2控制器集成了O2传感器和质量流量计,也是采用PID智能反馈自动控制,为生物反应器细胞培养袋提供连续可调的混合O2和空气,可实现O2体积分数为0~50%的混合气体,满足厌氧和需氧等不同应用,实现溶氧反馈调节。

2 细胞培养供气装置相关技术的研究进展

为了实现对细胞培养所需的气体体积分数和流量的精确控制,近年来在细胞培养供气装置领域涌现出了多种新型关键技术,其中具有代表性的2种关键技术分别为自动控制技术和补偿机制。

2.1 供气装置自动控制技术研究

自动控制技术不仅是供气装置设计的重要环节,还是气体混合配比的关键部分。实际应用中,各类控制算法的加入使得气体混合配比更加精确、稳定、快速。

Tamaoki等[6]研究的CO2培养箱加入了PID控制算法,有效地解决了系统调节过程中的超调和负调问题。王宇轩等[20]在闭环型气体混合配比装置的研究中使用红外传感器周期采样混合后气体的实际体积分数,将采样的气体体积分数变化量作为被控对象,采用比例-积分(porportion integration,PI)模型控制。试验结果表明,装置具有较高的配置精度,可靠性高,在短时间内就能达到稳定状态。赵亚威等[21]研究的开环型气体混合配比装置中使用改进的PID算法,该算法利用体积分数偏差E(k)和偏差变化率Ec(k)对系统控制系数实时进行修改。控制规则是

式中,k1和k2是控制系数。测试结果表明,该方法实现的配比装置精度高(精度误差>0.2%)、可靠性强。

黄一祥等[14,22]在开环型气体混合配比装置设计中加入了二维模糊控制器,实现对质量流量计的闭环反馈控制。系统中ARM处理器采集流量信号,与流量设定值作比较处理得到流量偏差E以及流量偏差变化率Ec,将E及Ec作为输入量并对其进行模糊化,查询模糊判决表,进一步控制质量流量计的阀门开度。结果表明,二维模糊控制器使系统鲁棒性、稳定性好,响应快,控制效果理想,可达到较高的配气精度。于鹏[15]在开环型气体混合配比装置的研究中加入了模糊自整定PID控制器。该控制器由一个标准PID控制器和一个模糊自调整机构组成,其工作流程是根据当前系统误差和误差变化率,利用模糊规则进行模糊推理,并查询模糊矩阵表进行在线调整PID参数。实验结果表明,使用模糊自整定PID控制器克服了系统中传感器的非线性特性,提高了气体配比的精度。陈燕等[18]设计闭环型气体混合配比装置中同样使用了模糊PID控制算法,将红外传感器采样得到的气体体积分数误差和误差变化率作为输入量。配置结果表明,模糊PID控制算法优化了系统,保证了配置的气体达到国家标准。

2.2 供气装置补偿机制研究

气体质量流量控制器采用毛细管传热温差量热法原理测量气体的质量流量。从传感器的特性曲线来看,传感器测量的信号和实际气体流量近似呈线性关系,存在一定的非线性度,特别是曲线两端处线性度较差[23]。为了提高气体配比的精度就需要对气体质量流量控制器进行一定的补偿。于鹏[15]研究的开环型气体混合配比装置中除了使用模糊自整定PID控制器外,还对质量流量控制器应用了线性化补偿法。该方法利用分段线性插值法,把非线性特性曲线分成若干个区段,每个区间段用直线拟合曲线,拟合误差不大于允许误差,另外对每一段进行插值处理,完成对该段流量的修正。结果表明,该方法不仅提高了质量流量控制器的精度,还提高了系统的整体精度。

Hugh等[24]提出在三气培养箱中气体控制部分加入补偿机制,使用线性补偿系统解决测量气体体积分数过程中温湿度造成的误差影响。另外,3种气体混合方面,需要克服调整O2体积分数对CO2体积分数的影响,具体流程是先将箱内充满CO2,测量此时O2体积分数C1,再将箱内CO2体积分数调节到设定值(由传感器直接测量),测量此时O2体积分数C2和温湿度,这里需要用C2减去C1得到O2真实体积分数,然后由测得的温湿度和O2体积分数得到O2体积分数变化对CO2体积分数影响的补偿系数,最后在未经过O2补偿的CO2测量值中加入上述O2体积分数变化对CO2体积分数影响的补偿系数,完成补偿计算,得到真实的CO2体积分数值。应用上述补偿措施,能够有效地提高CO2体积分数读数的精度,进而显著提高培养箱内气体体积分数的整体精度。

3 细胞培养供气装置及相关技术的发展趋势

供气装置是生物细胞研究实验的关键性工具,其发展迅速,产品种类丰富全面,混气方式从设备内气体混合配比式逐渐发展成设备外气体预先混合配比式。结合国内外的研究进展,未来供气装置可能呈现的趋势有:(1)小型矩阵化。生物研究的初期,细胞培养通常是多条件少量的培养,这就需要培养过程中同时提供多种气体环境。因此未来的研究中,供气装置将会向小型矩阵化发展。该类装置不仅需要满足小型化,还需要对每个矩阵模块提供高度精确的气体环境,这些气体环境可能各不相同。(2)远程智能化。随着网络技术的发展,远程的监控及操作将会成为技术上的发展趋势,而配合无线便携控制器的使用实现了远程智能控制。小型矩阵化的实现也需要远程智能化的支持。(3)多样化。现代生物研究需要的气体种类越来越多,比如一氧化碳和硫化氢等气体对细胞生长影响的研究[25,26]。随着气体传感器技术的迅速发展,气体检测模块也将应用到细胞培养供气装置中,从而使其能够混合的气体向多样化发展。

4 结语

本文所述的供气装置能够满足各类细胞培养实验所需要的气体环境,其中培养设备内气体混合配比式装置能够提供长时间恒定体积分数的混合气体,适用于恒定条件的细胞培养实验;设备外气体混合配比式装置能够动态且快速地提供实验所需要的混合气体,适用于特定条件的细胞培养实验。PID和模糊控制等自动控制技术及补偿机制的引入,大大地提高了供气装置的精确性、稳定性和重复性。我们相信随着科学技术的飞速发展,细胞培养供气装置及相关技术必将取得更大的突破,供气装置将会在生物研究中发挥更大的作用,为科学研究作出更大贡献。

供气技术 篇2

供气方：（甲方）北京金星誉利液化气储备厂 购气方：（乙方）北京亦庄玉明液化气服务部

为了让用户用上合格的、稳定的、放心的液化气石油气，甲、乙双方经共同协商达成一致的供气协议内容如下：

一． 甲方按乙方的计划和要求，为乙方提供按市场价格和保证质量的液化石油气。

二． 甲方气源能保证供应，供气协议期限为3年，如果出现与供气以外的其他问题，甲、乙双方应提前及时解决。

三． 气源如果紧张时，甲方还要及时派出采购员到外面寻找新的气源或其他气站寻求帮助，同时还要压缩一些非生活上的用气，尽量保证乙方生活用气户的液化气供应。

四． 如果气源出现中断状况，甲方要采取相应的措施及时用广告的形式通知用户，要尽量节省用气，还要多方寻找气源，请求多方的.支援，再动用一部分储存的液化气应急，也要尽量保证乙方用户的生活用气。

五． 如果受国际和国内石油市场的影响，液化气的气源还是出现中断，为了尽力保证用户的生活用气，甲方应采取应急措施，断绝乙方所有非生活用气的供应，还要用全部储存的液化石油气应急，同时乙方应协助甲方逐一告知生活用气的用户，并尽力寻求多方支援，使用户有备其他形式的使用。

六． 甲方应提供乙方检验合格的石油液化气，再灌装液化石油气时有义务帮乙方检测液化石油气钢瓶，如发现问题应及时通知乙方。

七． 甲乙双方必须遵循以上协议。如违反协议双方有追究其经济损失。

八．本协议一式两份，甲、乙双方各执一份，自签字之日起有效。

供气方（甲方）： 购气方：（乙方）

甲醇在越冬安全供气工作中的应用 篇3

【关键词】水堵;霜堵;烃基

冬季是燃气使用的高峰期，要保证燃气的正常、安全、稳定供应，做好越冬季节煤气管道防冻工作、确保安全供气尤为重要。下面将利用甲醇防冻性来处理冬季煤气管道水堵和霜堵的方法和经验介绍如下：

哈尔滨市城市燃气管网在冬季运行过程中，最头疼、发生次数最多，影响正常供气的就是水堵和霜堵现象。水堵和霜堵现象是由于管道煤气中含有一种叫萘的化学物质，当温度降至0℃时，管道煤气出口处很容易产生萘结晶，严重的会堵塞煤气管道。每到冬季特别寒冷的时候，煤气管道经常出现水堵或霜堵现象，造成个别单元或整栋楼房无法供气，此类现象频繁发生，极易造成安全上的隐患。以往处理水堵、霜堵的方法简单，基本采用蒸汽吹扫，但是往往今天吹开水、霜堵，管线恢复了煤气供应同时又新生成凝结水留在管线中，明天又堵，明天吹开，后天仍堵，依旧无法供气，吹开又堵，循环无尽。使用这种处理水堵和霜堵的方法用户意见很大，也给安全供气工作带来很大困难，到最后必须采取管道挖掘措施，并在管上开孔放水，这样操作极易造成管线上的安全隐患，工作量非常大，费用消耗也大。而冬季办理占挖道手续和挖沟十分困难，即使水、霜堵现象处理完，但仍不能彻底解决上述问题，致使用户冬季不能正常使用煤气，也不利于安全供气工作。

针对煤气管道水、霜堵問题，我们在入冬前提前作了充分准备工作，查阅大量资料，经分析、研究、探讨和大量实践，证实甲醇的特性（助燃性和防冻性）能解决管道或单元水、霜堵问题，其物理化学性质如下表：

从上表中我们可以了解到甲醇与水完全互溶，且极易挥发，而醇的化学性质主要有它所含的烃基（—OH）决定。醇和水都含有烃基，它们都是极性化合物，具有相似的化学性质，但醇与活泼金属（Na、K、Mg、Al）反应要比水与活泼金属反应要慢的多。根据甲醇以上特性我们通过实际应用证实甲醇不会对煤气管线产生腐蚀。结论：甲醇处理水、霜堵时加入的量少而且甲醇有挥发性加入后随煤气一起流动并伴随着燃烧消耗掉一部分；余下少量甲醇溶于水并继续附带着水一起挥发，减少管线内的水，同时起到防冻剂的作用。

甲醇的使用方法是：先制作三孔铜栓的旋塞，并套好丝，便于连接，然后在处理单元无火时，先抽出原来栓芯，将制作的栓芯插入，并在栓芯后加阀门，连接胶管，在胶管后加一个容器，容器内加一定量的甲醇。操作时先关阀门，加甲醇后打开阀门，利用高差和大气压，将甲醇注入管线，甲醇进入引入管后迅速溶解部分水和挂霜地方，起到防冻剂的作用。

由于甲醇具有中等毒性的弊端，从操作、劳保两方面简述注意事项：

甲醇的安全使用常识是：

（1）注意妥善保管，避免与明火接触，要有专人负责保管。

（2）使用时要戴手套，防止用手直接接触。

（3）在 处理水堵操作时应该小心注意，不能用鼻闻。

（4）加甲醇时周围禁止有明火，以防燃烧伤人。

（5）用甲醇处理水堵时，操作人员必须把现场监护好。

（6）操作时先把加甲醇装置安置好后，再将装有甲醇的容器倒入漏斗，需求量根据实际情况定量。

甲醇处理水、霜堵的具体操作是：在单元出现水堵的部位从入户栓加入一定量的甲醇，利用甲醇完全互溶于水、防冻、不易结晶的特性和可燃性，能使引入管水堵部位的水或霜迅速溶解、稀释并随之蒸发，从而解决了水堵或霜堵现象。我处在黎华小区，南棵绿荫小区等应用该方法解决多次水、霜堵现象，加入甲醇几分钟后就有显著效果。根据甲醇应用实践的结果，我们又在调压柜的出口位置上安装了添加甲醇的装置，并不定期的加入适量甲醇，利用管道中的煤气做载体，把甲醇带到市区管网中使煤气成分中含有甲醇，并被输送到各个单元或引入，使各个引入从根本上防止了水堵或霜堵的发生。通过上述措施，水堵、霜堵现象的发生频次大幅下降，从而保证了煤气的安全正常供应，确保用户煤气使用的稳定。

供气技术 篇4

发动机燃用压缩天然气(CNG)既是重要的能源替代策略,同时也是改善发动机排放性能的有效措施之一。随着近年来CNG汽车的发展和普及,政府及企业对CNG汽车研究的投入,使其配套及使用技术也日臻成熟,从目前的技术和使用状况看,天然气汽车是城市公交、出租车首选的低污染、低消耗的汽车。

目前国内外使用天然气燃料的汽车主要有三种:一类是采用单一燃料的纯CNG汽车,其燃料供给方式为缸外进气道电控多点喷射或电控缸内直接喷射;第二类是柴油/天然气双燃料汽车,即发动机工作时同时使用两种燃料的汽车,一般是燃烧时先喷射少量柴油压燃着火来引燃CNG;第三类是汽油天然气两用燃料汽车,该类车一般是在原汽油机的基础上加装一套天然气供气装置而成,通过燃料转换开关,选择汽油或天然气燃料工作,改装后不影响原机工作。目前由于城市CNG加气站等基础设施尚未形成网络,而城市公交车和出租车基本采用的是汽油发动机,所以大部分CNG汽车就是在原有发动机结构参数不变的基础上改装而成的汽油/CNG两用燃料汽车。两用燃料发动机的关键技术在于是否具有一个能够精确配比空气量与燃料量的燃料供给系统,它在很大程度上影响了发动机的动力性、经济性和排放性能,天然气发动机供气技术的研究对在用发动机油改气工作具有重大意义。

1 供气技术的研究比较

两用燃料发动机在供气方式及控制技术上,大体上经历了机械式混合器、电控混合器、电控喷射三代技术。

1.1 混合器加化油器

该供气系统在CNG汽车推广初期广泛采用,称为第一代技术。一般在原汽油机的基础上,增加一套天然气供给系统。由减压阀、混合器等组成,见图1。高压天然气经过一系列的减压、调节后,依靠发动机运转时混合器喉管部位产生的真空度吸入减压阀中的低压天然气并与过滤后的新鲜空气混合均匀,为各种工况提供不同浓度的可燃混合气。特点是改动方便,改造成本低。

文献[2]在解放CA6102发动机上进行了相关的试验,图2为发动机在保持原供给系统不变的情况下,分别燃用汽油、纯天然气的发动机的外特性曲线。试验证明,在3 000 rmin时,汽油为89.5kW,天然气功率为65.3 kW,天然气较汽油外特性功率损失达27%。由于混合器控制精度低,燃气的能耗率也上升。对于简单改装的发动机,在进气系统上增加的混合器不仅增加了流动阻力,导致充气效率下降,而且在燃用天然气时,它不能提供满足发动机不同工况所需的混合气浓度,对空燃比控制精度低,排放指标达不到预期目标,在有的工况下排放特性恶化,污染物排放量比燃用汽油还高。因此天然气汽车只停留在发动机简单机械改造上是远远不够的,有必要采用先进的技术和方案来实现供气装置与发动机的匹配,才能更好地发挥CNG燃料的特性。

1.2 混合器加电控

在20世纪90年代,出现了以电控混合器为特征的第二代CNG燃料供给技术,见图3,即在机械式CNG供给系统的减压器和混合器之间增加一个由燃气ECU控制的步进电机功率阀,步进电机根据电控单元接受节气门位置信号、转速信号以及氧传感器信号后,通过不断地改变减压阀到混合器之间的管路通道的横截面积的大小,来改变CNG供给量,保证在不同工况下供给合适空燃比的混合气。其控制精度高于第一代技术,可匹配闭环控制系统和三元催化转化转换器,排放指标可满足欧Ⅰ标准的要求,部分产品排放水平可达到欧Ⅱ标准,目前在国内应用较多。

1.3 电控喷射

第三代燃料供给技术以CNG的电控喷射为特征,将汽油喷射技术与CNG供给系统相结合,形成CNG喷射系统,达到比汽油电控喷射更低的污染排放量。CNG喷射系统取消混合器,采用闭环电子控制的方式对CNG的供给进行调节,一是可以改善充气效率,二是可以精确控制混合气的空燃比,获得高的燃油经济性和更好的排放性能。喷射方式包括单点或多点,多点顺序喷射系统或定时,低压或高压喷射等。

目前在电喷汽油机上改装的主要采用的是闭环电控缸外进气阀处多点喷射系统,多点顺序喷射系统的多个气体喷射器布置在各缸进气道进气门处,可实现对每一缸的定时定量供气,其系统见图4。考虑到两用燃料系统的应用,保留原有汽油ECU,采用原汽油ECU采集发动机转速、进气压力、进气温度、节气门位置、水温等参数数据和计算,而CNG控制器只采集汽油ECU控制汽油喷嘴的喷油量信号,通过CNG控制器中的处理器计算出CNG喷射量。这样可大大节省系统的成本,充分发挥原发动机上传感器的作用,使发动机运转稳定可靠。在汽油量和CNG喷射量的折算上,必须充分考虑两种燃料的物理性能和流动性能差异。模拟器是电喷控制系统中的重要部件,当燃用CNG时,能切断汽油喷射动作,同时向汽油ECU输入汽油喷射的模拟信号,使汽油ECU正常工作。

电控喷射供给技术的关键技术之一就是空燃比的选择策略。由于天然气与空气混合后的可燃混合气具有较宽的的点火界限,过量空气系数范围可达0.6～1.8,因而可在较宽范围内改变空燃比,提供不同成分的混合气。改装后的CNG汽车空燃比的选择方式有两种,一种是采用理论空燃比的方式,另一种是稀燃方式。

对CNG供气量实现理论空燃比并加装三元催化后可以大大改善CO,HC和N0x的排放,大量资料表明采用理论空燃比加三元催化可以满足欧洲和美国的排放法规。但这种控制策略也带来一些问题。采用理论空燃比工作时,由于缸盖和排气的热负荷以及爆震危险的增大,限制了采用增大压缩比和增大点火提前角来提高平均有效压力。研究表明,只有采用较大的过量空气系数,才能满足动力性要求[3],同时稀燃方式能提高热效率,具有经济上的优势。究竟采用何种策略,应考虑发动机的排放性能、动力性、经济性、可靠性等诸多因素。

2 结论

在上述供气方式中,机械控制(或电控)混合器供气方式是适用于低成本的解决方案,对混合气的空燃比无法实现精确的控制,且存在动力性下降,耗气量增加,排放性能不稳定等问题。

进气阀处多点顺序电控喷射既能准确地控制空燃比和点火提前角,在国内又属于成熟技术。就目前而言,采用进气阀处多点顺序电控喷射对公交汽车和出租车进行天然气发动机改造,是一种理想可行的改装方式。虽改装成本高于混合器式,但可以明显改善两用燃料发动机的经济性及排放性,达到较高的功率。

两用燃料汽车在结构不变的情况下,难以兼顾汽油、CNG两种燃料对发动机性能的要求,无法充分发挥天然气的燃烧特点。在天然气资源较丰富的地区,应加快加气站的建设,单一燃料CNG发动机在动力性、经济性、环保方面具有更突出的优势。

参考文献

[1]顾庆.发展系列天然气城市客车若干问题的探讨[J].城市公用事业,2002,(6).

[2]刘生全,等.提高天然气汽车动力性能的研究[J].中国公路学报,2003,(1).

[3]吕剑飞,等.天然气发动机工作方式选择分析[J].车用发动机,2001,(4).

供气车间月工作总结 篇5

x月份，燃气车间进行了安全专项整治、设备专项检查及防暑降温防台风工作，及时消除了各类隐患，较好地控制了各类风险，确保了人身安全，确保了能源介质的安全稳定供应。但值得提出的是，由于高炉长时间低温生产，且矿石含水量较高，导致干法除尘箱体及输灰系统严重堵塞，布袋结露严重，现经过一周的箱体轮换切除清灰，除尘箱体勉强维持生产。值得注意的是部分站所区域安全管理责任未真正落实到位，有些站所设备点检、维护工作不够细致，设备抢修不及时等等，当班人员发现了却未进行有效的处理，这些问题说明，我们的基础管理有待加强，执行力度还需要加大。特别是在这种特殊情况下，更需要我们每一个员工特别是班站长要高度警觉、高度重视和高度负责。集中精力全力以赴做好安全生产工作。

x月份，二期高炉系统将投入生产，与之相连的干法除尘系统要进行全力的最后冲刺，确保高炉的顺利投产。

x月份车间主要工作安排如下：

1、对二期新到员工进行相应岗位知识培训，强化员工专业知识。

2、对二期到货设备进行调试安装。

3、重点督促二期干法除尘施工进度及工期质量。

压缩空气供气系统 篇6

(1) 现场环境

a.海拔高度:<1 000 m。

b.环境温度:0～40℃。

c.空气相对湿度:≤90%。

d.抗震设防烈度:7度。

电源电压:3 8 0 V/2 2 0 V (±10%) , 50 Hz (±2%) 。

(2) 对空压机的技术要求

a.工作压力=0.75 MPa;压缩空气消耗量=3 670 m3/h。

b.空气质量:出口气体含油量≤3×10-6。

c.压缩机在环境温度≤46℃条件下能连续正常、稳定工作。

d.压缩机的排气温度:≤环境温度+8℃。

e.压缩机出口处含油量 (使用3 000 h后) :≤33×10-6

f.电机按照NEMA和IEC标准设计制造, 采用北京毕捷电机有限公司品牌产品 (每台压缩机使用一台电机驱动) , 绝缘等级为F级, 能在温升115℃的情况下连续稳定运行。

g.压缩机噪声: (8 0±3) d B (A) 。

h.压缩机必须有油位显示, 能够很方便地观察到油位, 并有最高、最低界线。

i.空压机出口采用法兰连接方式, 空压机出口管径为DN100 mm;出口处配阀门及配套法兰和联接螺栓。

j.超级冷却剂可在温度不断变化的环境中保持稳定的粘度。

k.采用具有隔振系统的齿轮直联式传动系统。

(3) 对压缩空气储气罐的技术要求

a.空气储气罐由具有压力容器设计制造许可证的生产厂商生产 (上海申江压力容器有限公司生产, 投标方提供压力容器设计制造许可证) 。

b.储气罐进出口采用法兰连接方式, 出入口管径为DN200 mm。

c.自动排水阀采用进口原装产品 (提供产地证明) 。

d.储气罐进行去污、除锈等表面处理后, 刷涂铁红酚醛底漆2遍, 浅蓝色酚醛磁漆2遍。

e.储气罐内部必须清理干净, 按国家标准进行打压试验。

f.储气罐必须经探伤检测, 有检测报告。

(4) 对干燥机技术要求

a.干燥机要求为国产优质产品 (关键的零部件必须使用进口原装产品, 投标书中说明规格、型号、使用寿命、产地, 提供原产地证明) 。

b.采用组合式微热再生吸附式干燥机, 干燥机的处理能力为25m3/min;额定压力为1.4 MPa。

c.机组集机、电、气及前级过滤器、除油、除尘过滤器于一体 (含内部管道和连接阀门) 。

d.在干燥机上配置露点仪 (进口原装, 提供产地证明) , 对压缩空气出口露点进行实时监控。

e.投标方提供的产品必须符合国家安全防火和环保标准。

f.投标人必须是生产厂商, 且售后服务由生产厂商负责。

g.每台干燥机出厂前都要经过运行性能测试, 提供测试报告。

h.干燥机出入口采用法兰连接方式, 出入口管径为DN65 mm。

i.干燥机在环境温度≤46℃条件下能连续正常、稳定工作。

(5) 确定方案

a.空压罐的安装

空压罐安装在室内还是室外是讨论的问题之一。安装在室内的优点是环境温度高, 空压罐内经常积水, 不易发生冻害, 但室内占地面积大, 不好施工。安装在室外则不同, 厂房外的面积可随意使用, 可以考虑很多在室内做不到的因素, 如基础做的大些, 控制阀门安装在易维修的地方, 还可做维修平台。但缺点也很严重, 如长春地区冬季很冷, 罐体的排水管路和排水阀在室外温度低于0℃时就已不能使用, 这种情况要持续一冬, 有可能产生罐体冻裂等大的故障。由于我厂空压站的室内面积小, 3台6 m3的储气罐只能安装在室外, 由于罐体大, 冷却水少, 至今未发生大的故障, 只是换过几次被冻坏的DN20 mm放水阀门, 空压罐的安装是成功的。安装罐体时的注意事项如下。

●罐体混凝土基础要牢固, 预留4个80 mm×80 mm×200 mm的地脚孔, 安装罐体时固定地脚和罐体的安装同时进行, 保证安装精度。

●罐体排水阀处要有足够的空间, 以方便每天对罐体的排水。

●控制阀门要水平安装, 阀杆垂直地面向上, 这种方式安装可延长阀门的使用寿命。

b.空压机、干燥器的安装

空压站有3台空压机、3台干燥器一一对应, 配套使用。每台空压机上有1个放水点, 每台干燥器上有6个放水点, 这些水都要收集起来, 排到空压站内最近的下水管里。

c.通风及排水

空压机需要摄取大量的新风来产生高压气体, 空压机房要有一个干净的良好的通风环境, 如果有条件直接取厂房外的新风经保温过滤后供给空压机。我厂目前没有这个条件, 这对空压机的使用寿命有一定影响, 加强对设备周围环境的清扫及对设备上空滤器的保养、检修可弥补这个缺陷。

d.压缩空气管网系统的设计标准

新总装厂房压缩空气干线用DN150 mm黑铁管围绕厂房环形布局, 其间有筋相连, 整个管网分段由阀门控制, 平时阀门全部打开, 系统所有管路相通, 罐气能力约定40 m3, 保证气压的稳定性。

●管道除设备、附件等连接处由于安装和拆卸检修的需要而采用法兰连接外, 其余应焊接。

●接至设备的支管和设备配套安装。

●最后阶段进行埋地管道安装且使其高出地面0.2 m, 避免进行其他施工时被碰坏。

●根据管路的坡度在相对低点安装了20个放水罐, 上下安装控制阀门。

●管道施工完毕后进行系统吹扫, 吹扫速度大于20 m/s。

●管道安装完毕后进行压力试验, 试验压力为高压2.1 MPa、低压1.2 MPa。

●管道刷色标为浅蓝色。

e.能源计量

空压站安装了5块旋进流量计监控5个部门的用气量, 他们分别是总装高压及总装低压、车轮合成高压及低压、仓储中心低压。流量计要集中显示, 放在比较安全的空压站内, 且便于观察。

f.厂房压缩空气管路布置

厂房压缩空气干线采用环形设计, DN150 mm的铁管绕厂房一周, 其他支线全部从干线上引出, 因为空压站自己控制, 干线上没有必要加检修阀门, 完全可以靠立管上的支线阀门控制, 这样的设计使整个管网相当于一个储气罐, 能轻松地稳定系统内的压缩空气压力。

g.压力容器

新总装空压站有压力容器24台, 设备在原厂家都有地区的压力容器鉴定合格证, 但一汽鉴定中心不予认可, 需重新在一汽鉴定。空压站内压力容器明细表见表1。

(6) 主要参数的计算确定

a.新总装厂的压缩空气压力要求高压1.4 MPa、低压0.8 MPa。厂房按600个使用点设计, 压缩空气最大消耗量为低压3 670 m3/h、高压1 200 m3/h。

b.动力公司介质来源为压缩空气, 其平均流量为6 240 m3/h, 最大流量为8 340 m3/h, 可使用压力0.6 MPa。因动力公司外网无法满足新总装厂装车压力的需要, 目前已和外网断开。

(7) 工艺操作规程及日常保养

a.开机检查

●管道阀门是否在开启的位置。

●冷却液是否缺少。

●冷却器表面是否清洁, 必要时清洗。

b.开、关机

当机组的液晶显示为“Ready To Start”时, 按下启动键 (Start) 机组即开始运行, 机器自动判别加、卸载, 无需手动调节;关机时请按停机按钮停机 (unload stop) , 空压机会自动卸载停机。非紧急状况请勿按红色紧急停止按钮停机。

c.保养

●每2 h巡检1次并填写点检表, 观察干燥器是否正常工作, 从外观看空压机是否有漏油现象。空压机的温度是否小于100℃, 压力是否在正常范围内波动, 高压1.2～1.4 MPa、低压0.6～0.75 MPa。

●每天装车结束关闭空压机时, 记录空压机的累计工作时间, 打开空压机面板, 观察机体内部是否有漏油现象。

●每天开机时, 检查干燥器设置参数, 如果数据丢失, 要立即重新输入, 再起动空压机和干噪器。

●每周要对空压站内所有设备进行清擦保养, 每台干燥器上的6个放水点要将水放净, 如发生管路堵塞, 要立即疏通。清理设备表面的灰尘, 清扫地面卫生。此外还要将压缩空气贮存罐中的水及每台空压机中的水放净, 如发生阀门漏气、堵塞要及时处理。

●每月对空压机内部进行1次保养, 对电机、油气分离缸等进行清擦、消除漏点。

●每季度对空压机散热器进行解体清扫。

2 设备介绍

(1) 系统描述

a.空压机工作原理:M系列空压机为电机驱动单螺杆空压机。通过管道、导线和底板装上各种附件后便成为完全自成一体的空压机组。

设计标准型空压机的工作环境温度范围在1.7～46℃。标准极限温度46℃, 能适应高达海拔1 000 m, 超过此高度时仍采用标准电机的话, 环境温度需要降低许多。

b.螺杆空压机的压缩产生于两根螺杆 (阳螺杆和阴螺杆) 的啮合。空气/冷却油混合物从主机排到分离系统。排出的气/油混合物经该系统分离后, 含油量只剩几个ppm。

c.冷却油回到冷却系统, 而空气经过后冷却器和水分离器之后排出空压机。

d.风扇将空气吸入空压机, 强制其通过冷却器。

e.通过冷却从主机排出的压缩空气, 再经过分离后, 大部分原来自然存在于其中的水、气可被除去。

f.冷却系统由油池、冷却器、温控阀和过滤器等组成。当空压机工作时冷却油加压而流向各轴承。

(2) 对使用压缩空气设备的要求

a.确保机器在额定压力下工作。所有有关人员必须知道额定压力为0.75 MPa。

b.所有安装于本空压机上或与其相连接的空压设备, 其安全额定工作压力至少等于本机的额定压力。

c.排出的压缩空气含微量压缩机润滑油, 需注意确保下游的设备与其相容。

d.安装在分离筒上的安全阀必须定期检查。

(3) 干燥器工作原理

GMHD型微热吸附式压缩空气干燥器是根据变压吸附的原理, 应用微加热再生方式对压缩空气进行干燥的一种设备。在一定的工作压力下使压缩空气自下而上流经吸附剂床层, 在低温时压缩空气中的水蒸气便向吸附剂表面转移即吸附剂吸收了空气中的水分直到平衡, 使压缩空气得到干燥, 这就是吸附过程。当压力下降的干燥空气, 经过加热膨胀后的气体与吸附水分饱和的吸附剂接触时, 吸附剂中的水分转向再生空气直至平衡, 使吸附剂干燥, 这就是解吸过程。

我厂使用的是双筒结构, 筒内充满吸附剂, 当一只吸附筒干燥时, 另一只吸附筒进行解吸。

(4) 压缩空气供气系统设备名细

压缩空气供气系统设备明细见表2。

(5) 先进性与不足

a.先进性

●厂房内干线采用环状设计, 储气能力大, 保压能力强。

●3个6 m3的空压罐安装在室外, 节省了厂房内的占地面积。

●空压机房内铺设排水沟, 排出从干燥器及空压机内凝结出的大量水分。

●采用目前在国际上处于领先地位的英格索兰螺杆空压机和杭州加联的热吸附式干燥器。

b.不足

●压缩空气管网最先安装, 因施工周期长, 车型变化快, 后面的工装设施安装和压缩空气干、支线有多处发生干涉, 如发动机天车轨道、发动机上线自行小车都和压缩空气立管发生干涉, 正式生产后又进行了多次改造。

●压缩空气干线上安装了8个DN150 mm阀门, 这8个干线阀门至今没有使用过, 因空压站自己控制, 随时可以停送, 没有必要到12m的高空中停送控制阀门, 造成了一定的浪费。

●干燥器装有吸附剂的内胆因锈蚀而损坏, 故内胆需用不锈钢材料。

●压缩空气支线上的三联件不必采用自动式排水器, 自动排水三联件不但成本高, 而且每次空压机启动时都要有一些排水器漏气, 原因是气中的杂质将排水阀卡住, 需手动恢复, 三联件都在4 m以上的高空, 给维修工作带来不便。

供气技术 篇7

大型秸秆气化工程位于铜山县大彭镇程庄村。该村年产秸秆2600余吨, 符合大型秸秆气化集中供气工程的条件。该县2008年投资228.2万元, 在程庄村建造秸秆气化集中供气站, 供程庄村农户600户生活用气。其中, 中央、省财政投入80万元, 市财政投入4万元, 县财政投入40万元, 自筹104.2万元。

该工程2008年底完工。年产气达到108万立方米, 折合金额32.4万元, 有机废物消耗量540吨, 折合金额5.4万元。全年产生37.8万元的经济效能。另外从根源上杜绝焚烧秸秆的现象, 减少农村环境污染。

二、构建秸秆供气绩效评价体系应考虑的问题

江苏省目前在义务教育和职业教育方面的绩效评价体系已经比较完备, 由于不同的评价项目其具体情况和特点不同, 所以在构建相关的绩效评价体系时其考虑的问题也不同。

1. 绩效评价的原则

(1) 价值中立, 尽可能量化的原则。评价要客观, 实事求是, 能量化的尽可能量化。

(2) 公开、透明的原则。一是绩效评价的过程要公开;二是要求被评价人提供的资料必须经过核实;三是评价结果应当征求被评价人的意见;四是结果公开。

(3) 回避原则

2. 秸秆供气绩效评价时应考虑的特殊评价指标

(1) 环境生态指标。因为秸秆供气属于清洁能源, 所以必须考虑环境生态指标, 并占较大的权重。

(2) 安全评价指标。秸秆供气需要用储气罐储存气体, 在某种程度上相当于煤气罐, 因此安全很重要, 如果出了安全事故, 后果不堪设想。

(3) 市场化程度指标。对秸秆气化的正常运行, 必须采用市场化的手段, 否则很难运行长久。莱州市的把秸秆供气当作一种福利, 向用户象征性收取少量用气费, 结果不能维持秸秆气化项目的人员工资和水、电费支出, 秸秆气化设备基本处于失修状态, 难以保证项目的持久可靠运行。

(4) 系统负荷率指标。秸秆气化主要是满足居民炊事的需要, 由于居民炊事用气过于集中, 负荷变化太大, 需要配置较大的贮气设备, 提高了系统造价, 也造成系统负荷率过低, 设备长时间闲置, 投资效益较差, 极不经济。据统计, 绝大部分气化站的负荷率仅为5%左右, 一次开机1~2小时, 就可以满足1~2天使用。

3. 铜山县秸秆供气工程绩效综合评价表

根据评价原则已经秸秆供气项目的特殊性, 见附表。

参考文献

[1]王敏雯.《浅谈财政支出的绩效评价》.《科技经济市场》, 2007年第10期.

[2]李森.《生态资源可持续利用的制度经济学分析》.《生态经济》, 2005年第7期17-18页.

LNG供气系统模块化设计 篇8

气态天然气被液化成为液化天然气(即LNG),其作为液体状态存在时更有利于储存和运输,但天然气最终被利用时的状态是气态,因此,液化天然气在被利用之前又必须被转化为气态天然气,由于整个系统牵涉带低温液体汽化,气态天然气减压等不同的环节,因此LN供气系统的安装相对其他工艺管道而言较为复杂,对安装工程的要求也比其他管道工程要求更高,为了更有利于规范化施工,系统化管理,使LNG供气系统的安装更加快捷,更加安全,更加可靠,用户使用更加方便,根据我司工程部门多年的设计安装经验,特在下文简介LNG供气系统的模块化设计。

1 LNG供气系统模块化思路

如图1所示,该模块系统包括以下几个板块:

1)LNG低温储罐模块系统:其子系统为LNG卸车模块;LNG增压模块,LNG供液模块,其功能是卸车模块将LNG从槽车卸入固定式低温储槽,增压模块是稳定固定式低温储槽系统压力,供液模块是安全的向空温式汽化器供液。

2)LNG汽化模块:其子系统为主汽化器模块,复热模块;主汽化器模块其功能是将LNG汽化;复热模块是在环境气温低时对NG的一次补热,使气态天然气温度接近于常温。

3)调压计量加臭模块:其子系统为调压模块,计量模块,加臭模块;这3个模块被集成于一个钢制的撬装架上,在制造工厂制造,其作用是将较高压力的气态天然气调至所需压力,并自动计量(瞬间,累计),为了防止下游管线泄漏危害,特按天然气流量比例加入微量的四氢噻吩气态,当下游系统有泄漏时,通过嗅觉可以感知。

4)BOG,EAG利用和放散模块:BOG模块功能可以使储罐系统的上压得以稳定也可以起到BOG气体节约作用,EAG放散模块为安全阀排放气态的安全放散。

5)自控系统模块;该模块是对整个LNG供气系统的液位,压力,温度,阀门开关状态的控制。

6)泄漏报价系统模块;由于天然气是无色无味的气态,也是易燃易爆介质,因此,该模块起到泄漏探知,泄漏报警,系统联锁的作用。

以上这些模块大部分都是在工厂进行预制的,制造时固定在相应的撬体基础之上,便于系统质量的把控。

2模块化设计系统图

3主要的模块系统展示

这种模块化的设计使整个LNG供气系统布局清爽,功能区域明显,便于操作维护,在我司的LNG站工程设计安装中,通过模块化的设计,使安装进度,安装质量都得到大幅的提升,安装现场管理也相对简单。

本文提出的这一模块化设计安装理念,希望为同行起到抛砖引玉的作用,为LNG供气工程的项目管理提供一种新的思路,也为蓬勃发展的LNG事业添砖加瓦,便于向广大LNG用户提供快速,安全,可靠的LNG供气系统工程。

摘要：LNG是一种清洁能源,在国家能源结构中的比例逐渐增大,由于天然气通常是以液态方式储运的,因此,在使用时需要将LNG汽化,并通过调压计量加臭等一系列工艺措施,最终将气态天然气输入用户管网,由于系统牵涉到的温差大,又是易燃易爆介质,因此整个系统在工地安装时,对于设备布置,工艺管线的走向要求也较高,一些安装单位常常会出现安装工期长,质量难以控制,系统布置杂乱无章的现像,对此我们根据多年的设计安装经验,提出了LNG供气系统模块化的理念,希望起到抛砖引玉的作用。

关键词：LNG,供气,模块化,设计安装

参考文献

[1]LNG供气工程.广东华南特种气体研究所有限公司.

[2]城镇燃气规范.GB50028-2006.中国建筑工业出版社.

[3]化学工艺设计手册[M].4版,化学工业出版社,2009,9.

超高层住宅燃气供气系统优化设计 篇9

关键词：超高层类住宅,燃气立管,热伸缩量,沉降

随着城市建设的迅速发展，超高层类住宅项目开始批量的出现，如何为超高层住宅安全可靠供气已经成为一个亟待解决的问题。通过仔细研讨《城镇燃气设计规范》（GB50028）中相关规定及借鉴学习国外先进经验后发现，超高层建筑燃气供气系统的设计中应解决以下问题。

1 消除立管因高程差而引起的燃气附加压力

超高层建筑高程较高，燃气立管较长，由于天然气的密度 (约0.75kg/m3) 与空气密度 (1.29kg/m3) 不同，在立管中就会产生较大的附加压力。通过简单计算可知，立管每增加1m，附加压头约增加5Pa。附加压力过大，会造成某些用户燃具前压力波动增大，超出燃具稳定工作范围，影响用户燃具的正常燃烧，造成燃气不完全燃烧，甚至发生离焰、脱火、回火和熄火等现象，增大了供气不安全性。消除附加压头的具体措施有：

1.1 通过缩小立管口径来增大立管的阻力损失，从而使附加压头的影响降低。采用此种方法仅可降低附加压头的影响，并且，随着建筑高度的增加，效果越不明显。经设计部讨论，建议100m以下的高层住宅可以考虑，但是，超过100m的超高层建筑不推荐采用。

1.2 在燃气立管上设置低-低压调压器。根据水力计算，当燃气立管在某处的压力达到1.5Pn时，在此处设置一个低-低压调压器，调压器出口压力设定为燃气具的额定压力。当燃气立管继续升高，管道内压力再达到1.5Pn时，再次设置一个低-低压调压器，如此类推。此法的缺点:当低-低压调压器出现故障时，其后的很多用户燃气压力将受影响，而且，此法采用的调压器进出口压差很小，市场上很难找到这类产品。据说，大连燃气集团采用此种方法。

1.3 每户安装节流阀，根据各楼层不同的燃气压力，分别调整阀门的开度，节流调压，克服附加压力的影响，从而满足每户燃具所需正常工作压力。但由于阀门开度不好控制，故这种做法很少采用。

1.4 提高调压箱出口压力至7KPa，在用户表前设置用户低-低压调压器，使燃具前压力稳定在额定工作压力范围内。由于此种方法已经在国内外许多城市（悉尼、东京、香港、深圳、广州、上海、苏州等）长期使用，且安全、可靠、消除附加压头的效果显著。因此，对于100m以上的建筑，推荐采用此种方法。

1.5 采用中压管道直接进入建筑物，在户内燃气表前加中-低压调压器，这样用户之间的影响较小，用气高峰时压力波动也不明显，而且调压器后的低压管段较短，燃具基本上是处在额定压力下工作，运行工况较佳，比较好地消除附加压力的影响。但是户内有一部分中压管道，安全性比低压管道有所降低，并且工程造价也较高。深圳燃气集团采用0.2MPa进户，广州燃气集团采用20KPa进户。

2 消除立管的热伸缩量

热伸缩量是由管道热胀冷缩引起的，它与管道安装时刻和使用时刻的极端温差有关，另外，热伸缩量还与管道长度有关。由于无锡地区气候温差变化不大，并且均采用室内立管，参照《城镇燃气设计规范》（GB50028）中相关规定，并结合公司长期运行结果，经与各部门沟通确定补偿量计算温差取30℃，那么钢管长度为40m（每隔13层设一只固定支架）的热伸缩量为14.4mm，可以通过设置一只波纹补偿器将其位移吸收，达到消除立管热伸缩量的目的。当条件许可的情况下优先选择自然补偿方式，例如：方形补偿器、L型补偿器，经计算，钢管长度84m可以通过在中间部位设一个方形补偿器进行补偿。

3 消除立管自重的影响

管道自重虽然不会直接造成管道的破坏，但必须做好立管的固定和支撑，否则可能导致立管变形过大。经过结构专业计算，立管每隔30层设楼板固定支撑，然后每层采用角钢支架固定即可有效的消除管道自重的影响。

4 消除超高层建筑物沉降的影响

超高层建筑物自重大，建筑物沉降相对较大。沉降对燃气管道的破坏，集中在引入管段，沉降使地下水平管发生端点下降，会破坏管道。防沉降破坏，技术上要求将有沉降错位的管段进行有效补偿。具体措施是在出地立管的打横管上安装金属挠性补偿器。

5 管道的紧急自动切断及报警系统

《城镇燃气设计规范》规定：一类高层民用建筑（≥19层）宜设置燃气紧急自动切断阀，虽然目前还没有强制要求在高层建筑用户室内安装燃气泄漏报警系统，但是对于超高层住宅项目，国内其他城市均考虑设置燃气泄漏报警系统。

报警系统有两种设置方式：

5.1 燃气总管设置紧急自动切断阀，管道井及每户厨房内设置报警探头，报警系统与总管紧急自动切断阀联动。广州、深圳、苏州等地采用此种方式。

5.2 燃气总管设置总的紧急自动切断阀，立管沿线布置燃气泄漏报警探头，燃气报警系统与总管切断阀联动，主管道报警系统接入消防控制中心；每个用户支管设置简易自动切断阀及家用报警探头，户内报警系统不接入消控中心。

6 低-低压调压器选择及室内管道超压保护

若采用7KPa进户，为了避免用户设备超压发生事故，低-低压调压器需要具备超压切断功能，并且厨房需设置燃气泄漏报警装置及紧急切断阀。

7 其他技术要求

7.1 厨房的设置应满足《建筑设计防火规范》和《城镇燃气设计规范》的要求，暗厨房不供气。

7.2 设备尽量采用进口设备，管道支架采用进口支架。

7.3 设计完成后应召开方案评审会，邀请消防、政府及相关专家进行把关。

参考文献

[1]GB50028-2006.城镇燃气设计规范[S].

北京市周边城镇供气方式的探讨 篇10

城市燃气是现代化城市人民生活和工业生产的主要能源之一。天然气以其成本低、质量好、污染少、热值高的特点, 成为城市燃气供应的主要发展方向。

截至到2010年底, 北京市天然气使用量近65亿立方米, 市区居民炊事气化率达到97%以上, 使用燃气进行供暖的建筑面积占全市总供暖面积的60%以上, 天然气在城市能源结构中所占比例达到6.4%, 北京市市区内基本实现了燃气化。

远郊城镇由于分布零散, 并且大多数远离天然气管网, 所以天然气气化率水平远低于市区, 依然停留在液化石油气钢瓶供应的状况。但随着远郊城镇基础设施建设的不断加强、经济的迅速发展、城镇化水平的提高、大气环境治理的需要及天然气供应技术的日趋成熟, 远郊城镇的燃气化进程即将进入大发展的新时期。根据远郊城镇的特点选择合理的燃气供应方式, 是远郊城镇燃气化进程中所遇到的首要的问题, 也是能否既节约投资又提高城镇气化率的关键所在。

本文根据工程实例, 对北京市某一远郊城镇不同的燃气供应方式进行了具体的比较。

2 远郊城镇燃气供应方式及其特点

根据气源不同, 远郊城镇供气方式可以分为天然气管道供应、压缩天然气 (C N G) 供应、液化天然气 (L N G) 供应、液化石油气 (L P G) 瓶装供应及集中供应 (包括液化石油气直接气化和液化石油气混空气管道供应) 等几种方式。

2.1 天然气管道供应

对于用气量规模大又离市区天然气管网较近的城镇, 天然气管道供应方式是最经济和有效的, 是天然气供应的最基本的方式。具有运行费用低、安全可靠、无污染、技术成熟、购销价格稳定、抗意外风险能力强等优点, 但在供气项目建设初期投资大, 建设工期长。因此其供应方式受供气距离和用户用气量的大小影响较大。北京市的管道天然气来自陕甘宁气田, 密度为0.7628Kg/m3, 相对密度为0.590, 低热值为35.16MJ/m3。

2.2 CNG供应

C N G供应系统主要由城镇取气点加压站、C N G钢瓶拖车、城镇卸气站、城镇输配管网组成。具有建设灵活、工期短、项目建设初期投资少, 操作简单、运行成本低、气源价格稳定等优点, 缺点是运输频繁, 供气能力受气源限制, 抗意外风险能力差, 用气量太大时供气可靠性降低, 供气规模小其经济性差。北京市目前的C N G来自陕甘宁气田和华北油田。

2.3 LNG供应

常压下将天然气冷冻到零下162摄氏度左右, 可使其变为液体即液化天然气 (L N G) , 这项技术主要应用于远距离天然气输送。此供应方式具有供气灵活、工期短、气源价格相对稳定的优点, 缺点是操作工艺较复杂。来自中原油田的L N G密度为0.7220Kg/m3, 相对密度为0.558, 低热值为38.71MJ/m3。

2.4 LPG集中供应

L P G集中供应方式主要有L P G瓶组集中气化和L P G混空气 (M G) 两种形式。它们的优点是气源稳定、抗意外风险能力强、建设灵活、工期短、项目建设初期投资少, 缺点是气源价格波动较大、成本高、安全性差。

L P G密度为2.5272K g/m3, 相对密度为1.955, 低热值为114.87M J/m3;M G (40%LPG+60%空气) 密度为1.8250Kg/m3, 相对密度为1.411, 低热值为45.95MJ/m3。

3 远郊城镇燃气供应的特点

相对中心城区的“面状供气”来说, 远郊城镇相对分布零散、间距大, 其燃气供应属于“点状供气”。对于远郊城镇燃气供应, 气源、距离和供气规模是左右供气成本的最重要的因素。只有综合考虑以上因素的影响, 才能对于一个给定的城镇, 确定最适合它本身的供气方式。

4 工程实例分析

4.1 城镇概况

龙湾屯镇是顺义区的建制镇之一, 位于北京市的东北, 距北京市市区60余公里。

镇区人口现状0.68万人, 规划期 (2015年) 1.5万人, 全镇用地分为镇中心区、工业小区和革命历史文物遗址保护区三部分。根据《龙湾屯镇镇域规划》的要求, 为了解决居民生活和公共建筑、商业的供气问题, 该镇将引入天然气, 以此来提高本地区人民的生活水平, 改善环境质量, 保护革命遗址, 促进当地旅游业的发展。

4.2 天然气需求量

根据当地的用气指标和镇内各类建筑面积及人口情况, 计算各类用户用生活用气量。经计算, 龙湾屯镇高时用气量为1457立方米, 高日用气量为11272立方米, 年用气量239.4万立方米 (表1) 。

4.3 供气方式选择

根据龙湾屯镇的用气规模和它周边的气源情况, 对以上介绍的几种不同的供气方式分别进行了供气成本核算, 经计算, 若采用管道天然气供应, 供气成本为4.5元/m3, 采用CNG供应的供气成本为2.7元/m3, 采用LNG供应的供气成本为2.9元/m3, 采用LPG管道供应的供气成本为8.3元/m3。

对于龙湾屯镇的供气规模来说, C N G供应的供气成本相对于其他几种供气方式的供气成本要低, 是首选供气方式。同时考虑到C N G项目建设初期投资少、建设灵活、工期短、操作简单等优点, 最终确定龙湾屯镇的供气方式采用CNG供应。

在CNG工程建设时, 结合本地区的镇域规划, 考虑本地区将来的用气发展, 管网建设要适当做好预留, 以备将来本地具备引入管道天然气的能力时, 使已建设的CNG管网能顺利的接入管道天然气, 避免投资的浪费。

5 总结

(1) 根据最新修订的北京市总体规划, 北京市的“城市建设重点要逐步从市区向远郊区作战略转移, 市区建设要从外延扩展向调整改造转移;大力发展远郊城镇”, 远郊城镇的燃气化进程将大大加快, 解决远郊城镇的燃气供应已成为当前的一个重要问题, 采取何种供气方式则是工程建设的重中之重。

在考虑北京市周边其他城镇的供气方式时, 应根据不同城镇的具体情况合理进行选择。在气源选择上:首先应以天然气作为首选能源, 凡是在市区管道天然气管线可以敷设到的地区, 优先考虑使用天然气。其次, 在分散边远的地区可选择压缩天然气或液化天然气作为过渡气源。对分散的边远的村庄, 可选择供应瓶装液化石油气。在供气方式上:凡是燃气管网涉及到的地区, 应首选管道供气方式。其次, 对城市燃气管网近期难以达到或投资不经济的地区及村庄, 可采CNG供应、LNG供应、LPG集中供应等多种小区集中供气方式。

(2) 对镇域内已有的液化石油气罐瓶站、瓶组站等站点进行合理的整合, 充分利用其已有的功能, 逐步实现向管道供气的过渡。

(3) 燃气市场预测是左右供气方式选择的关键因素, 远郊城镇应重视前期的市场调查, 科学确定本地区用气规模, 为以后良好的运营打好基础。

摘要：介绍了远郊城镇不同的燃气供应方式, 并对如何确定北京市远郊城镇的燃气供应方式作了实例分析。

关键词：远郊城镇,天然气,供应方式

参考文献

[1]金岚　城市煤气民用供气方式研究情况综述[J].煤气与热力, 1985, (5) :40---41.

[2]王海皎, 张文忠　小区管道燃气供气方式的造价比较[J) .煤气与热力, 2002, (4) :354--356.

[3]《燃气输配》, 中国建筑工业出版社, 2000年版 (哈尔滨建筑工程学院等编)

[4]《天然气管道输送》, 石油工业出版社, 2000年11月。 (李长俊主编)