天然气工艺系统主要设备介绍说课材料
CNG加气站工艺流程和主要设备解析
目录1.天然气及其应用1.1天然气的物理特性1.2天然气的主要用途2.天然气汽车及其燃料系统2.1天然气汽车及其分类2.2天然气汽车的燃料系统3.天然气加气站3.1天然气加气站的分类3.2天然气加气站的功能4.橇装式CNG加气站4.1加气站的工艺流程4.2 加气站的主要技术指标4.3加气站的系统组成和工作原理4.4加气站的主要子系统和基本配置4.5加气站的操作程序4.6加气站设备的日常维护5. 运行安全是加气站工作的关键5.1严格按规施工和操作，加气站就应该是安全的。
5.2采取科学态度，正确认识并熟悉天然气的物理特性。
5.3熟练掌握设备的工作原理和操作技能。
5.4严格按照规和程序进行设备操作和维护保养。
6.加气站工作人员的素质要求和基本职责6.1素质要求6.2基本职责7.加气站的运行管理规7.1消防规7.2岗位责任制规7.3交接班制度7.4安全生产规7.5设备定期维护保养规8.加气站常见故障的诊断和排除8.1脱水干燥器8.2压缩机润滑系统8.3 压缩机进排气系统8.4压缩站安全放散系统8.5压缩站控制系统8.6售气系统8.6 其它附录：G加气站常用专业英语词汇表2.常用公英制单位换算表CNG汽车加气站系统前言本技术培训教材依据我国目前迅猛发展的天然气汽车产业和世界先进的加气站技术，结合本公司多年从事该项业务所积累的丰富的实践经验编写而成，主要针对CNG加气站工作人员，尤其是在进口橇装式加气站工作的人员。
1.天然气及其应用1. 1天然气的物理特性天然气是产生于油气田的一种可燃气体。
其主要组分是甲烷，大约占80～99%，其次还含有乙烷、丙烷、总丁烷、总戊烷、以及二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、总硫和水分等。
由于天然气的组成绝大部分为甲烷，因而其特性可用甲烷特性来表示。
相对分子质量16.063，是无色无臭的可燃气体。
在101.325kPa绝压下沸点－161.52℃，标准状态下，气体甲烷（理想气体）对干空气的相对密度为0.5539，密度0.6785kg/m3。
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xx年xx月xx日
目录
• 天然气概述 • 天然气设备分类 • 天然气开采设备介绍 • 天然气储存设备介绍 • 天然气运输设备介绍 • 天然气利用设备介绍
01
天然气概述
天然气的定义
1 2
天然气
是一种由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷等碳 氢化合物组成的无色、无味、易燃的气体。
燃料罐、输送泵等。
槽车
03
用于将液化天然气从生产地运输到消费地，包括槽车、输送泵
、压力容器等。
天然气利用设备
燃气轮机
利用天然气为燃料发电的设备，包括燃气轮机本体、燃烧室、发 电机等。
燃气锅炉
利用天然气为燃料加热的设备，包括锅炉本体、燃烧器、控制系 统等。
燃气内燃机
利用天然气为燃料发电的设备，包括内燃机本体、燃料系统、点 火系统等。
地下储气库
01
地下储气库是一种利用地下岩层空隙储存天然气的设施，具有储存量大、安全 可靠、成本低等优点。
02
地下储气库的建设通常采用两种方法：钻井法和地下开挖法。钻井法是通过钻 井将天然气注入地下岩层空隙中储存，而地下开挖法则是通过挖掘地下洞穴来 储存天然气。
03
地下储气库的优点包括储存量大、安全可靠、成本低等。此外，地下储气库还 可以作为调峰设施，在用气高峰期向下游输气，以缓解用气紧张的情况。
形成
主要由生物死亡后转变成的有机物质在地下深 层经过数百万年的高温和压力作用下形成的。
3
储藏
通常储存在地下深处由岩石圈、石油和天然气 组成的储层中。
天然气的组成
主要成分
甲烷占绝大多数，乙烷、丙烷、丁烷和戊烷等含 量较少。
杂质
可能含有硫化氢、二氧化碳等杂质，这些杂质会 影响天然气的品质和应用。
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第一节 直接作用式调压器
6、阀门施工：搬运、安装过程中应注意不要损坏阀门内外防腐 涂层；直径大于300mm的闸阀，应在阀底部彻砖礅，砖礅尺寸 为：300mm×300mm至500mm×500mm；施工时，无任何外界应 力作用于闸阀两端，管道对阀门产生的应力也应控制最小。
2、球阀的特点
1、球阀 当球阀球体旋转90度时，在
进、出口处应全部呈现球面，从 而截断介质流动。 球阀在管路中 主要用来做切断、分配和改变介 质的流动方向。它具有以下优点 ： 1． 结构简单、体积小、重量轻， 维修方便。 2. 流体阻力小，紧密可靠，密封 性能好。 3． 操作方便，开闭迅速，便于远
第一节 可燃气体泄漏浓度报警器的分类
1、按照使用环境可以分为工业用气体报警器和家用燃气 报警器。 2、按自身形态可分为固定式可燃气体报警器和便携式可燃 气体报警器。 3、按检测气体种类可分单一型和多种型可燃气体浓度响应 的探测器。
第二节 可燃气体泄漏报警器工作原理
1、工业用固定式可燃气体报警器由报警控制器和探测器 组成，控制器可放置于值班室内，主要对各监测点进行控制 ，探测器安装于可燃气体最易泄露的地点，其核心部件为内 置的可燃气体传感器，传感器检测空气中气体的浓度。探测 器将传感器检测到的气体浓度转换成电信号，通过线缆传输 到控制器，气体浓度越高，电信号越强，当气体浓度达到或 超过报警控制器设置的报警点时，报警器发出报警信号，并 可启动电磁阀、排气扇等外联设备，自动排除隐患。
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xx年xx月xx日
目录
• 引言 • 天然气常见设备分类及作用 • 天然气设备的维护和保养 • 安全注意事项及应急措施 • 应用实例
01
引言
目的和背景
介绍天然气设备的 分类及功能
提供设备选型的基 本原则和注意事项
分析各种设备的优 缺点及适用范围
汇报范围
本次介绍涉及的天然气设备类 型
测量天然气流量、压力、温度等参数，确 保天然气安全、准确、有效地输送。
天然气运输设备
将天然气从一个地方输送到另一个地方， 如管道、槽车等。
作用
高效利用资源
通过高效的天然气设备，实现资源 的有效利用和能源的节约。
安全可靠
可靠的天然气设备可以保证天然气 的安全、稳定供应，减少安全风险 。
优化能源结构
优化能源结构，提高清洁能源比重 ，推动能源转型发展。
各种设备的性能参数、特点及 使用要求
设备选型的基本原则和注意事 项
02
天然气常见设备分类及作用
分类
天然气加臭设备
向天然气中加入一定量的加臭剂，以便在 天然气泄漏时及时发现和处理。
天然气液化设备
将天然气冷却加压液化，方便储存和运输 。
天然气储存设备
储存天然气，包括地下储气库、液化气储 罐等。
天然气计量设备
安全监控系统
为了确保压缩站的安全稳定运行，压缩站还配备了安全监控系统，包括消防系统、安全阀 、压力表等设备。
应用案例二：天然气储存设备的应用
01
储气库
储气库是储存天然气的关键设备，能够储存大量的天然气，保障城市
用气的稳定供应庭或小型商业用气，具有储存和
调节用气量的功能。
促进经济发展
天然气化工工艺与产品的生产技术与设备
天然气化工工艺与产品的生产技术与设备天然气是一种清洁、高效、便利、安全的能源，同时也是一种重要的原料。
天然气中含有多种有用的化学成分，可以通过适当的处理和转化，得到多种高附加值的产品。
天然气化工是指在天然气产业中，利用化学工艺将天然气及其衍生物转化为有机化学产品的技术及产业。
天然气化工工艺主要包括天然气加氢裂解、甲烷化、合成气制甲醇、合成气制二甲醚等多种方法。
天然气加氢裂解是将天然气和加氢剂进入裂解炉内，在高温、高压、催化剂作用下，使天然气成分发生变化，产生多种有机化学品的过程。
优点在于对催化剂要求低，裂解效率高，适合生产乙烯、丙烷、丙烯等产品。
甲烷化是将天然气与蒸汽通过催化剂，使甲烷与蒸汽发生反应生成一氧化碳和氢气，即合成气。
优点在于该工艺流程简单，能够产生高质量、稳定性好的合成气。
合成气制甲醇是指将合成气与苯甲酸酯等催化剂在适宜条件下混合，在反应器内反应生成甲醇的工艺。
甲醇是一种重要的有机化学品，广泛用于化工、医药、日化、食品等领域。
合成气制二甲醚是将合成气与一些合成催化剂在适宜条件下混合反应生成二甲醚的工艺。
二甲醚是一种重要的燃料和溶剂，广泛用于燃料油、涂料、塑料等领域。
在以上工艺中，天然气作为原材料和能源，起着至关重要的作用。
同时，对于天然气的加工需要先进行脱硫和脱水处理，以保证催化剂的稳定性和反应效率。
天然气化工设备的基本组成包括加氢裂解装置、甲烷化装置、合成气制甲醇装置、合成气制二甲醚装置等多种设备。
这些设备要求高效、节能、环保、安全，同时需要满足多种加工工艺的不同要求。
在天然气化工生产中，催化剂也扮演着重要的角色。
催化剂通过吸附、反应等方式，可以使反应体系变得更加稳定，减少工艺能耗，提高反应效率。
目前，世界上主要的催化剂制造商有阿科玛、巴斯夫、新材料集团、通用电气等多家企业。
总之，天然气化工工艺和产品的生产技术与设备是一项非常重要的任务。
相关企业应该致力于技术升级和产业升级，通过业内合作和技术创新，全力推动天然气化工技术的发展，以更好地满足人们不断增长的能源和化工需求，实现经济效益和社会效益的双丰收。
天然气制氢工艺及设备简介
三、工艺过程
高温变换
由转化气蒸汽发生器来的340℃转化气进入高温变 换反应器，在催化剂的作用下发生变换反应，将变换 气中CO降至3%左右。为了提高CO的变换率，增加产品 氢的收率，变换部分设置两段反应器。第一段反应器 出口残余CO含量约为4.4%，出口温度约416℃。第一段 反应器出口变换气经过冷却至340℃后，进入第二段反 应器进一步发生变换反应，反应出口温度为352℃，残 余CO含量降至3.0%左右，变换气经一系列的换热器冷 却降温至40℃，并经分水后进入PSA部分。
二、工艺原理
轻烃蒸汽转化法 制氢过程 核心反应
原料净化
蒸汽预转化
蒸汽转化
CO高温变换
原料气在一定 的温度、压力和空 速条件下，借助加 氢催化剂、脱硫剂、 脱氯剂作用，把原 料气中硫化物、氯 化物脱除，以保护 后续催化剂的正常 运行。
精制原料 气在预转化催 化剂的作用下， 烃类发生一系 列的热裂解、 脱氢、甲烷化 反应，生成甲 烷和氢气。
三、工艺过程
预转化 原料气升 压及精制
转化
生产工 艺过程 高温变换
PSA
三、工艺过程
自系统管网来的干气经压缩机升压 后，与自界区来的天然气混合进入装置， 预转化 混合后原料压力4.0MPa（G）。
进入脱硫部分的原料气，首先经过钴钼加氢反应器，在钴钼催化 生产工 剂的作用下发生氢解反应，把有机硫转化为无机硫，有机氯转化 艺过程 为氯化氢。然后，加氢后的原料气通过脱硫反应器床层，在加氢 反应器氯化氢与氧化钠反应，生成氯化钠，在脱硫反应器氧化锌 与硫化氢发生反应，生成硫化锌，达到脱氯、脱硫的目的。精制 PSA 高温变换 后的气体中硫含量小于0.1ppm，进入预转化部分。
炉型结构比较 热强度及壁温分布
LNG加气站(主要设备、工艺)讲课讲稿
LNG加气站主要设备介绍
高真空多层缠绕
LNG加气站主要设备介绍
技术参数: 型号：TC34 输送介质:LNG 流量：340L/min 电机功率：≤11KW 转速：1500～6000r/min 泵池工作压力：1.6MPa 蒸发率：≤ 50%/d
LNG橇装加气站一般都是设置一台LNG低 温潜液泵，目前多使用美国ACD公司的 LNG浅液泵，从使用情况看，泵运行正常 ，没有出现过泵本体故障。
LNG加气站
LNG加气站主要设备介绍
LNG加气站主要设备有低温储罐、潜液泵、加 气机、卸车增压器、储罐增压器、BOG/EAG加热器、 工艺管道、仪表风系统、自控系统、安全检测报警 系统、消防设施等，设备数量不多。
但，由于LNG具有深度低温的特性，冷热温差 大，加气作业间歇进行等特点，所以对加气站的设 备又有一些特殊的要求。
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LNG加气站主要设备介绍
L-CNG 加气关键设备-高压柱塞泵
低温柱塞泵 法国CRYOSTAR
要特点：
1、流量22L/min, 最高42MPa 2、单台功率≤22KW 3、冷端向上倾斜10度有利于泵
腔脱气 4、优质的真空绝热泵体可使冷
量保持在泵体内，有利于泵 的快速启动， 5、进口腔的独特设计可将闪蒸 气从进液中分开，保证低温 液体均匀流入压缩缸内。 6、具有气蚀保护 7、轴封泄漏保护 8、自运卸载控制 9、自运供液控制 10、驱动端和连接端氮气吹扫 装置
一般将卸车增压器、储罐增压器，调压（调饱和） 增压器三体合一，这样可以优化管路布置，并节省设 备占用的空间和提高设备利用率。
空温式增压器（加热器）
空温式增压器（加热器的形式）
低温管道系统
LNG低温管道系统
LNG加气站设备－低温管道、阀门
天然气净化装置用主要设备
天然气净化装置用主要设备从井口出来的含H 2S 、CO 2天然气，在输送前虽然已经内部集输处理，仍不能满足生产、生活和商业用气的需要，还需进一步在天然气净化厂中进行脱烃、脱硫、脱水处理，所需的设备主要有脱硫吸收塔、脱水吸收塔、再生塔、三甘醇再生器、过滤分离器、气液分离器、活性炭过滤器等。
1.脱硫吸收塔脱硫吸收塔（图1）的作用是利用溶剂来吸收天然气中的部分H 2S ，达到管输标准和满足下游用户要求。
脱硫吸收塔通常采用的是浮阀塔盘，它具有处理能力大、操作弹性大、塔板效率高、压力降小、气体分布均匀、结构简单等优点。
由于对塔盘的密封要求不是很高，故制造和安装都较为容易。
湿净化天然气出口排污口干净化天然气出口湿净化天然气进口排污口图1 脱硫吸收塔 图2 脱水吸收塔作者简介：王 澎（1962-），男，四川成都人，高级工程师，学士，主要从事石油化工压力容器设计工作。
电话：（028）86014450。
从集输站场来的原料天然气经分离和过滤后，从塔的下部进入，自下而上流动；脱硫剂从塔的上部进入，自上而下流动；两者在塔盘上逆向接触进行传质和传热，经数层塔盘后，原料气中的H 2S 被脱硫剂吸收，成为H 2S 含量在允许范围内的净化气，并从塔顶流出。
因原料天然气中含有H 2S 等酸性介质，故其材质的选择不但要考虑操作温度、操作压力、介质腐蚀性、制造及经济合理等综合因素，还要考虑H 2S 可能引起的应力腐蚀开裂（SSC ）和氢诱发裂纹（HIC ）等因素。
通常采用的材料有碳素钢、低合金钢以及不锈钢等，用于壳体的材料通常要进行超声检测。
设备要进行整体热处理，焊缝应作硬度检查。
2.脱水吸收塔脱水吸收塔（图2）的作用是利用溶剂吸收天然气中的水分,保证在输气温度下为干气。
脱水吸收塔通常采用的是泡罩塔盘，它具有塔板效率较高、操作弹性较大、处理量较大、不易堵塞、操作稳定可靠等优点。
由于溶液循环量较小，因此对塔盘的泄漏密封要求较高。
经脱硫处理后的净化气从脱水吸收塔的下部进入，自下而上流动；三甘醇贫溶液从塔的上部进入，自上而下流动；两种介质在泡罩塔盘上逆向接触进行传质，从而脱除天然气中的部分水分。
天然气常见设备介绍讲解材料
压缩机用于提高天然气的压力，以满 足管道输送的要求，同时也可以回收 利用天然气中的CNG。
分离器
分离器用于将天然气中的水和杂质分 离出来，以保持天然气质量和管道输 送的稳定性。
压缩设备
01
02
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压缩机
压缩机是用于压缩天然气 的设备，可以将天然气压 缩成CNG或LNG，以满足 不同需求。
冷却系统
冷却系统用于将压缩后的 天然气冷却下来，以减少 气体膨胀和能量损失。
事故扩大。
紧急切断阀通常由电磁阀或手动阀组成， 紧急切断阀应定期检查和维护，确保其
可以在紧急情况下迅速关闭阀门。
正常工作。
安全阀与泄压阀
泄压阀则是在压力过高时，通过排放气体来降低管道 内的压力，从而保护设备和管道不受损坏。
安全阀是一种自动阀门，当管道内的压力超过一定范 围时，会自动开启或关闭，以保护管道和设备不受过 压或负压的影响。
压缩天然气储罐
压缩天然气储罐是一种将天然气 加压储存的设备，通常由圆柱形
或球形的容器组成。
压缩天然气储罐具有储存压力高、 储存量较大、建设成本低等优点， 常用于城市供气、运输等方面。
压缩天然气储罐需要采取相应的 安全措施，如防泄漏、防爆炸、 防超压等，以确保安全可靠。
05
天然气加工设备
脱硫设备
脱水设备的种类：常见的脱水设备有 吸附法脱水、吸收法脱水和膜分离法 脱水三种。吸附法脱水是利用吸附剂 对水蒸气的吸附作用，将水蒸气从天 然气中分离出来；吸收法脱水是利用 吸收剂与水蒸气反应，生成水化物或 络合物，将水蒸气从天然气中分离出 来；膜分离法脱水是利用渗透膜对水 蒸气的选择性透过作用，将水蒸气从 天然气中分离出来。
天然气常见设备介绍讲解材料
天然气工艺系统主要设备介绍说课材料
天然气工艺系统主要设备介绍说课材料天然气工艺系统主要设备介绍城市天然气系统工艺主要设备城市天然气输配系统一般包括门站、高压管道、高中压调压站、储配站、中压管网、中低压调压设备、SCADA等组成。
一、门站门站主要功能负责接收长输管线分输站来气，一般经过滤、检测、计量、加臭后进入城市高压管道。
其主要设备包括过滤器、流量计、加臭装置、清管器发送器、检测设备及监控系统等组成。
1.过滤器主要作用过滤上游来气杂质。
应选择维修时便于操作、便于更换滤芯的卧式带快开盲板的高效过滤器。
2.流量计主要作用核对上游供气量。
其选择应尽量和分输站流量计形式相同。
分输站一般选用测量范围大、测量程度高、免于维护的超声波流量计。
3.加臭装置主要作用向天然气管道中加入一定量的臭味剂，在有天然气泄漏时使人能够察觉到。
天然气加臭剂一般为四氢噻吩（THT），加入量一般为20mg/m3。
加臭装置正常工作应为自动的，根据天然气流量按设定的每立方米天然气加入THT量自动加入。
按加入原理可分为泵入和差压式。
4.清管器发送器当高压管道内杂质较多，影响其输气能力需对高压管道清管时，启用门站内清管器发送装置，将清管器发送至高压管道。
5.检测设备主要作用检测化验分输站供应的天然气质量。
主要设备为实流在线的气相色谱分析仪、H2S检测仪和灰尘检测仪等。
6.监控系统门站作为独立的场站，为确保安全运行，设置自动控制系统和可燃气泄漏浓度检测系统，通过RTU 向调度中心传送。
主要监测参数：压力、温度、流量、压差、加臭量、阀门状态。
二、高压管道根据高压管道的设计压力和埋设地段等级划分，进行高压管道设计（主要包括管材、壁厚等）。
高压管道采用钢管应符合《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》GB/T9711.1的规定。
钢管直管段计算壁厚：φF 2σPD δsP —设计压力（MPa ） D —外径（mm ）δ—计算壁厚σs —最低屈服强度（MPa ）φ—焊缝系数 F —强度设计系数：一级地区：0.72 二级地区:0.6 三级地区：0.4 四级地区：0.3 1.地区等级的划分管道中心线两侧各200m 范围内，任意划分1.6公里长并能包括供人居住的独立建筑物数量的地段。
天然气处理工艺,设备及原理ppt-课件
Gas Plant overview
Dehydration 三甘醇脱水
Wet Treated Gas 处理湿气
Feed Gas From Gas Terminal Station 来自末站的原 料气
Sulfur Removal Unit 脱硫 装置( 1)
Acid Gas 酸气
Sulfur Removal Unit 脱硫 装置 (2)
Acid Gas 酸气
Acid Gas 酸气
Commercial Metering Station 商业计量站
Sales Gas to Grid 商品气至管网
Incinerator 灼烧炉
Vent to Atm.
Sulfur Recovery Unit 硫磺回收装置 (1)
Tail Gas Treatment & Sour H2O Stripping 尾气 处理&酸H2O汽提(1)
Incinerator 灼烧炉
Vent to Atm.
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脱硫目的 Purpose
• 通过气-液吸收、气-固吸附和化学转化等 途径除去天然气中的含硫化合物和部分CO2， 使其达到商品天然气管输标准。
• To remove sulfur compounds and excessive CO2 from sour natural gas by means of gas-liquid absorption, gas-solid adsorption and chemical conversions so that the gas meets the pipeline transportation specifications.
35kV变电站 35kV Substation
【孙文忠】天然气净化操作工2021年提升班培训课件：LPG装置工艺设备简介
脱水单元工艺流程
天然气脱水
• 前面讲到天然气含有的水分是有害无益的成分，因此需 要将之脱除。
• 天然气脱水就是脱除天然气中的水蒸气，使其露点达到 一定的要求。脱水前含水天然气的露点与脱水后干气的 露点之差称为露点降。常用露点降表示天然气的脱水深 度或效果。
天然气脱水的方法
• 天然气脱水的方法有冷却法、吸收法和吸附法等。此外 ，膜分离法也是一种很有发展前景的方法。
）随温度的降低而减少。如果气体温度非常高，采用直 接冷却法有时也是经济的。但是直接冷却阀脱水往往不 能达到气体露点要求，故常和其他脱水方法结合使用。
加压冷却法 • 此法是根据在较高压力下天然气水含量减少的原理，将
气体加压使部分水蒸气冷凝，并由压缩机出口冷却后的 气液分离器中排出。例如，国内大部分NGL回收装置均 采用低压伴生气为进料气，然后将之经过多级压缩（一 般是2-3级）到较高的压力，然后冷却分离。但是，这 种方法也难以达到气体露点要求，故也多与其他脱水方 法结合使用。
• 分子筛干燥器吸附脱水采用两塔流程，一塔吸附，一塔再 生，操作周期为8小时，自动切换。
• 分子筛再生过程为降压再生，再生气引自外输干气压力调 节阀前。加热时再生气（40℃）首先进入再生气换热器与 分子筛干燥器顶部出去的再生气进行换热，将再生气温度 提高至100℃以上，再进入再生气加热炉加热至290℃， 然后从下部进入分子筛干燥器对分子筛进行再生；冷吹时 天然气直接从分子筛干燥器下部进入，将分子筛热量带出 后进入再生气换热器换热，然后进入再生气冷却器将再生 气冷却至45℃左右，再进入再生气分离器分出游离水，最 后混入外输干气中外输。
压缩机的结构及工作原理
压缩机分类
往
复
式 活 膜
塞式 片式
天然气集输设备简介
高压湿气输送工艺流程框图如下：
主工艺流程描述如下：
自气井井口采出的19～28MPa的含硫天然气首先首先进入一级节流阀节流后进入井口水套炉一级盘管中加热到55～65℃再进二级节流阀节流至10.07MPa，节流后温度要求保证比水合物形成温度高5℃，再进入井口水套炉二级盘管中加热至50～55℃，进入生产汇管，汇合后计量外输。
天然气集输站场整体图
设备：
井口采气树
井口临时设备（分酸分离器）
加热炉
生产、计量汇管
计量分离器
缓蚀剂加注撬
*
硫溶剂加注撬
火炬分液罐
燃料气分配撬
随着井口压力逐年降低，后期井口压力较低时，需要增加压缩机增压外输：
阀室功能：集气管道一旦破裂，快速截断阀能根据管线压降变化速率判断集气管道运行状态，并实行快速紧急关断操作，关闭后由人工现场复位。
考虑安全可靠的原则，全通径可通球、顶装式固定球结构的球阀作为截断阀，截断阀执行机构为气、液联动方式，该阀不需供电和外加能源。
在管道破裂时依靠管道中的天然气压力，可自动切断管道，防止天然气大量外泄。
阀室阀门照片。
天然气系统相关设备
天然气系统相关设备——压缩机及驱动设备一、压缩机压缩机是一种以内燃机或电动机为动力，将常压气体压缩成高压气体而具有气流能的一种动力装置。
在天然气输配系统中，压缩机用来压缩天然气，提高天然气的压力或输送能力，以及在清扫管线的时候也常常用压缩机输送压缩气体把管线中的杂质顶替出去，以免堵塞管线。
因此常常将压缩机比喻成管道输送的心脏。
压缩机种类很多，按工作原理大体上可以分为容积型压缩机和速度型压缩机两大类。
(1) 容积室压缩机是依靠容积的周期性变化来实现气体的增压和输送的。
气体压力的提高是由于气体受到压缩，气体体积缩小，单位体积内气体分子的密度增加而形成的。
按照活塞的运动方式，又可以分为往复活塞式和回转活塞式两种结构型式的压缩机。
活塞式依靠活塞在汽缸内往复运动而实现工作容积的周期性变化；回转式则借助转子在汽缸内做回转运动来实现容积周期性变化。
(2) 速度式压缩机气压的提高是由于先使气体分子获得一个很高的速度，然后让气体停滞下来，使动能转化为位能，即使速度转化为压力。
速度式压缩机主要有离心式和轴流式两种型式。
目前，天然气管道系统中用得较多的是往复活塞式压缩机和离心式压缩机，而它们大致的适用范围如图5-40所示。
1. 往复活塞式压缩机往复活塞式压缩机是容积式压缩机的一种，它靠改变工作腔的容积，将周期性吸入的定量气体压缩。
往复活塞式压缩机的型号表示如下：例如，4M12-100/42表示4列，M型对称平衡式，活塞力为12×104N，排气量为100m3/min，排气压力为4.2MPa的活塞式压缩机。
往复活塞式压缩机主要结构由机身、曲柄、连杆、活塞、汽缸、进气阀、排气阀以及冷却、润滑系统和安全调压系统等组成。
按其结构型式可以分为立式和卧式两种。
一般卧式压缩机的排量都比立式大，大排量的往复压缩机设计成卧式结构，使运转平稳，安装方便。
一般无油润滑的往复压缩机设计为立式结构，可减少活塞环的单边磨损。
往复式压缩机的工作原理为：曲柄连杆机构将原动机的回转运动转变为活塞在汽缸中的往复运动。
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天然气工艺系统主要设备介绍城市天然气系统工艺主要设备城市天然气输配系统一般包括门站、高压管道、高中压调压站、储配站、中压管网、中低压调压设备、SCADA等组成。
一、门站门站主要功能负责接收长输管线分输站来气，一般经过滤、检测、计量、加臭后进入城市高压管道。
其主要设备包括过滤器、流量计、加臭装置、清管器发送器、检测设备及监控系统等组成。
1.过滤器主要作用过滤上游来气杂质。
应选择维修时便于操作、便于更换滤芯的卧式带快开盲板的高效过滤器。
2.流量计主要作用核对上游供气量。
其选择应尽量和分输站流量计形式相同。
分输站一般选用测量范围大、测量程度高、免于维护的超声波流量计。
3.加臭装置主要作用向天然气管道中加入一定量的臭味剂，在有天然气泄漏时使人能够察觉到。
天然气加臭剂一般为四氢噻吩（THT），加入量一般为20mg/m3。
加臭装置正常工作应为自动的，根据天然气流量按设定的每立方米天然气加入THT量自动加入。
按加入原理可分为泵入和差压式。
4.清管器发送器当高压管道内杂质较多，影响其输气能力需对高压管道清管时，启用门站内清管器发送装置，将清管器发送至高压管道。
5.检测设备主要作用检测化验分输站供应的天然气质量。
主要设备为实流在线的气相色谱分析仪、H2S检测仪和灰尘检测仪等。
6.监控系统门站作为独立的场站，为确保安全运行，设置自动控制系统和可燃气泄漏浓度检测系统，通过RTU 向调度中心传送。
主要监测参数：压力、温度、流量、压差、加臭量、阀门状态。
二、高压管道根据高压管道的设计压力和埋设地段等级划分，进行高压管道设计（主要包括管材、壁厚等）。
高压管道采用钢管应符合《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》GB/T9711.1的规定。
钢管直管段计算壁厚：φF 2σPD δsP —设计压力（MPa ） D —外径（mm ） δ—计算壁厚σs —最低屈服强度（MPa ） φ—焊缝系数 F —强度设计系数：一级地区：0.72 二级地区:0.6 三级地区：0.4 四级地区：0.3 1.地区等级的划分管道中心线两侧各200m 范围内，任意划分1.6公里长并能包括供人居住的独立建筑物数量的地段。
一级：≤12户 二级：<80户四级：地上四层或四层以上建筑物普遍且占多数。
三级：二级和四级之间 2.钢级对应关系GB/T9711.1 API5Ll210 AL245 BL290 X42L320 X46L360 X52L390 X56L415 X60L450 X65L485 X70L555 X803.燃气管道最小公称壁厚计算壁厚按钢管标准规格向上选取钢管的公称壁厚，最小公称壁厚不应小于:DN100—DN150—4.0mmDN200—DN300—4.8mmDN350—DN450—5.2mmDN500—DN550—6.4mmDN600—DN900—7.1mmDN950—DN1000—8.7mm4.高压管道附属设施高压管道附属设施主要为分段阀门，分段阀门可采用电动球阀、气动球阀、气液联动球阀等，阀门可设地上或地下。
调度中心可进行遥测、遥控。
三、高中压调压站高中压调压站的作用是将高压管道来气调压至中压。
工艺主要设备有过滤器、调压器、流量计和相应阀门等。
1.过滤器选择结构简单、维修方便、带快开启板出管的立式或卧式过滤器。
2.调压器一般选用调压精度高、安全保护性能强、噪音低的进口产品。
3.流量计高中压调压站计量的作用是为调度提供参考数据，因此一般不需计量精度高、投资大的超声波流量计，选用价格较低的涡轮流量计。
4.阀门选用操作快捷、方便的球阀（手动和电动）。
四、储配站由于天然气门站接收长输管线分输站来气压力较高，因此城市调峰储配站内储气设施一般选用高压球罐储气较为经济合理。
储配站主要设备详见《天然气高压储配站主要设备》。
五、中压管网1.管材我国城市中压管网的最高运行压力为0.4MPa，一般城市运行压力0.2MPa，所用管材有钢管（螺旋焊、直缝焊）、PE管、球墨铸铁管和少量钢骨架聚乙烯复合管等。
钢管应符合《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》GB/T9711.1-1997和《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091的规定。
PE管应符合《燃气用埋地聚乙烯管材》GB15558的规定。
机械接口球墨铸铁管应符合《水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件》GB/T13295的规定。
钢骨架聚乙烯塑料复合管应符合《燃气用钢管架聚乙烯塑料复合管》CJ/T125的规定。
2.阀门推荐选用占用空间小、免于维护且地上操作的直埋式闸阀。
六、中低压调压设施在环境条件较差时，采用中低压调压柜、调压箱是一种较为经济适用的形式，具有占地少，和周围其他建、构筑物水平净距小，便于实施等优点。
中低调压柜距建筑物外墙4.0m，距重要公共建筑物8.0m，距城镇道路1.0m即可满足规范要求。
调压箱可安装在用气建筑物的外墙上或悬挂于专用支架上，距建筑物门、窗等水平净距最大不应小于3.0m。
中低压地下调压箱距建筑物外墙3.0m，距重要公建6.0m。
调压柜（箱）应具有超压切断自动安全保护的功能。
国内外城市天然气管网技术特点一、国外城市天然气管网技术特点国外使用天然气的大城市一般都由天然气长输管道供气。
长输管道到达城市前在郊区设置1个或几个门站，做为城市天然气的气源站。
典型城市洛杉矶、多伦多、温哥华、香港等。
①外环高压管道从门站出来的高压输气管道分布在城市外围，其压力1.9～4.48MPa，环状或支状布局。
我国香港新界3.5MPa。
②市区内次高压管道从市区外围的高压管道通过调压站降压后进入市区内次高压管道，一般次高压管道压力1.2～1.38MPa，我国香港本岛为0.7MPa。
③中压管道中压管道的压力大多为0.4MPa（60PSI），我国香港中压管道压力最高为0.24MPa。
2.供气方式高压输气、中压配气、低压供气方式。
3.管道的敷设（1）敷设在高速公路以外的地区，外加套管可横穿高速公路。
（2）可以沿道路桥梁敷设，不受压力管道限制，但需考虑管道强度设计系数。
（3）燃气管道在车行道下最小复土深度为0.9m。
（4）钢管防腐：除采用绝缘防腐外层外，另加阴极保护。
因为天然气的净水，管道内部不做防腐处理。
（5）因天然气为干气，管道一般不设凝水缸。
（6）DN200以下，压力≤0.4MPa的燃气管道主要采用PE管。
4.储气形式洛杉矶、多伦多采用地下储气库储气。
温哥华采用天然气液化（LNG）储气。
香港采用输气干管储气。
5.调压站（1）大、中型调压站大、中型调压站大多以露天设置，调压装置区外设围墙、护栏，也有采用铁丝网罩予以保护。
（2）小型调压站落地式调压柜地下调压柜用户调压装置：调压器、煤气表设置于建筑外墙外。
二、国内城市天然气管网技术特点国内大城市天然气输配系统一般门站、高压外环、高中压调压站、储配站、中压管网、中低压调压设施等。
1.管道压力级制（MPa）根据《城镇燃气设计规范》GB50028-93 2002年局部修订条文，城市燃气管道按设计压力分为7级。
高压燃气管道A：2.5＜P≤4.0高压燃气管道B：1.6＜P≤2.5次高压燃气管道A：0.8＜P≤1.6次高压燃气管道B：0.4＜P≤0.8中压燃气管道A：0.2＜P≤0.4中压燃气管道B：0.01＜P≤0.2低压燃气管道：P＜0.01《城镇燃气设计规范》GB50028-93（98年版）城市燃气管道压力分为5级。
2002年局部修订条文和之比增加了高压A、B乙级，使城市燃气管道压力升至4.0MPa，同时相应提高了低压管道的压力。
修订的目的是配合我国“西气东输”的战略决策，使相使用气城市天然气工程设计有规可依。
2.典型城市天然气系统的举例长沙为湖南省省会，全省政治、经济、文化和科教中心，现状市区建成面积120平方公里，市区人口175.5万人。
城市总体规划近期至2005年控制用地200平方公里，规划人口220万人，远期规划至2020年，规划建设用地350平方公里，人口350万人，属大型城市。
根据长沙市天然气利用工程可研，其天然气输配系统具有国内城市天然气输配系统的典型属性。
3.长沙市天然气输配系统的组成长沙市天然气输配系统主要由门站、高压管道、高中压调压站、高压球罐储配站、中压管网、中低压调压设施、数据采集及控制系统（SCADA）等组成。
（1）门站负责接收长输管线分输站来气，经过滤、检测、计量、加臭后进入高压管道。
（2）高压管道布置城市外围，起输气兼一定储气的作用。
根据分输站来气压力为1.5±0.1MPa，确定高压管道的设计压力为2.5MPa，DN600，属高压B级。
（3）高中压调压站将高压管道天然气调压至中压（调压站最高进气压力1.6MPa，出口压力0.2MPa），调压、计量区为露天的设置。
（4）中压管道中压管道最高工作压力0.2MPa，设计压力为0.4MPa，属中压A级。
（5）高压球罐储配站根据高压管网运行压力以及球罐设计技术条件、经济因素，确定选设计压力1.36MPa，单罐容积5000m3高压球罐7台。
用气较低峰时储气，用气高峰时出气。
（6）中低压调压设施包括调压柜、调压箱，由中压最高0.2MPa调压至低压。
（7）原煤制气区铸铁管的利用原煤制气铸铁管接口型式为机械柔性N型接口，丁腈橡胶圈密封，设计压力0.15MPa，现运行压力0.07MPa。
为充分利用现有铸铁管，天然气进入长沙后采取中中压调压措施，使之转换成输送天然气的需要。
原区域运行压力和之以外区域采取不同的运行压力级制。
（8）SCADA系统为了提高输配系统的管理水平，达到安全、可靠供气且有预测分析运行工况，合理调度供气，输配系统设置SCADA系统。
调度中心监控主要内容有门站、储配站、高中压调压站、用气量较大用户调压站及高压管道、中压管道代表性监测点。
调度中心对被访问的参数进行随时采集和监控，实时数据通过系统进行处理、储存，实现对输配系统的监控和调度管理。
三、国内外城市天然气输配系统的主要差异国内外输配管道的压力级制不论是高压、次高压、中压、低压无大差别，且供气方式基本相同。
其主要差异是储气方式的不同。
国外大城市储气调峰措施一般由地下储气库或低温液化天然气站解决，而我国基本上由城市储配站（高压球罐或低压储气罐）解决调峰。
产生这种差异的主要原因管理体制和运行模式不同造成的，我国应当学习国外运行模式，由长输管线部门采取相应储气措施解决各用气城市的调峰问题。
可大大减少各城市天然气工程的投资。
天然气高压储配站工艺主要设备天然气高压储配站主要功能是用气高峰时向高压管道供气，用气较低峰时向站内高压球罐储气，一般储配站还具有向附近中压管网供气的功能。
高压储配站主要设备有高压球罐、过滤器、调压器、引射器、清管器接收装置以及相应阀门等。
一、天然气球罐球罐的选择应根据高压管道的运行压力和高压管道有效储气量，经技术经济方案比较而定。