天然气分输站场加热设备选型分析
某燃气分布式能源站装机方案的比选分析
某燃气分布式能源站装机方案的比选分析摘要：天然气分布式能源在国际上发展迅速，但我国天然气分布式能源尚处于起步阶段。
发展天然气分布式能源，具有重要的现实意义和战略意义。
天然气分布式能源节能减排效果明显，可以优化天然气利用，并能发挥对电网和天然气管网的双重削峰填谷作用，增加能源供应的安全性。
目前，我国天然气供应日趋增加，智能电网建设步伐加快，专业化服务公司方兴未艾，天然气分布式能源在我国已具备大规模发展的条件。
特别是国家发展和改革委员会下发《关于发展天然气分布式能源的指导意见》(发改能源2011－2196号)后，各经济发达地区地方政府纷纷出台配套政策，促进了燃气分布式能源项目的快速发展。
关键词：燃气；分布式；能源站；装机方案；比选分析1 项目概况本燃气分布式能源站主要是为某一工业园区提供蒸汽负荷，旺季设计负荷为53t/h，淡季设计负荷为38t/h，过渡季设计负荷为49t/h。
由于用户用汽负荷全年全天稳定，波动很小，本文不再对负荷情况进行负荷曲线分析。
项目原方案规划采用2台6MW级燃气内燃机+2台3．14t/h的余热锅炉+4台18t/h的燃气锅炉。
2 天然气分布式能源机组的利用形式和特点天然气分布式能源系统主要由动力系统、余热利用设备及相关主辅设备构成。
动力系统可采用燃气内燃机、小型燃气轮机、微型燃气轮机(微燃机)、热气机(斯特林机)、燃料电池等。
余热回收设备的类型主要有余热锅炉、热交换器、溴化锂吸收式制冷(热)机组等。
动力系统驱动发电机发电，余热利用设备及辅助设备等一起完成供热(冷)任务。
对于动力系统：其中斯特林机仅有单机容量25kW、50kW机型可供选择，燃料电池造价高昂，技术发展尚未进入大规模工业应用阶段，因此当前应用最广泛的是燃气内燃机和小型燃气轮机以及微型燃气轮机三种。
值得注意的是，小型燃气轮机在目前市场上以4MW以上级别为主，适合于较大规模的设施，如工厂、社区、大型建筑群等，更低容量的小型燃气轮机由于其单位千瓦造价高、发电效率低下(一般而言发电效率都在30%以下)等原因基本被淘汰。
输气管道天然气加热设备选型及控制
输气管道天然气加热设备选型及控制于大勇;曲路;赵钊;殷红亮;于爱新【摘要】为了对天然气分输站中天然气加热设备进行合理选型及控制,对天然气分输站常用加热设备(电加热器、水套炉、真空相变加热炉)适用范围进行详细调研,结合相关规范和文献,进行优缺点及经济比选,确立了天然气分输站场常用加热设备选型依据.研究表明:热负荷小于50 kW的工况下宜选用电加热器;热负荷在50～600 kW范围内,天然气分输站用地受限或加热炉的碳排放不满足环保要求,应选用电加热器;热负荷在50～600 kW范围内,热负荷工况存在低于单台负荷30％时,需通过经济比选确定采用电加热器还是真空相变加热炉;其他工况宜选用真空相变加热炉.对天然气分输站加热设备现有两种控制方式存在的弊端进行了分析,提出以分输出站温度设定值为控制目标,根据加热设备出口温度计算值对加热设备的加热负荷进行综合控制的改进措施.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2018(037)006【总页数】5页(P44-48)【关键词】天然气输送;加热设备;选型;控制;电加热器;水套炉;真空相变加热炉【作者】于大勇;曲路;赵钊;殷红亮;于爱新【作者单位】中国石油管道局工程有限公司东北分公司;中国石油管道局工程有限公司东北分公司;中国石油管道局工程有限公司东北分公司;中国石油管道局工程有限公司东北分公司;中国石油管道局工程有限公司东北分公司【正文语种】中文天然气分输站的分输压力与管道运行压力相差较大，因经过调节阀前后的压差大，造成较大的节流温降，并导致经阀门后及出站管道的天然气温度过低。
为防止天然气温度过低产生冰堵[1]，需在调压前对天然气进行加热。
天然气加热设备的合理选取对管道安全平稳经济运行至关重要。
在长输管道上，天然气加热设备选取的常规做法是：当总加热负荷不大于100 kW 时，选用电加热器；单台加热炉的热负荷小于或等于630 kW时，选用负压燃烧的常压水套加热炉；站场总热负荷在1 000～3 000 kW时，选用真空相变加热炉。
供热燃气热水锅炉选型方案说明
供热燃气热水锅炉选型方案说明一、背景介绍二、需求分析1.供热负荷：通过计算所需供热面积、环境温度和热负荷系数，确定供热负荷。
2.设备性能：需要考虑到锅炉的额定功率、效率、热损失和燃气消耗等指标。
3.运行稳定性：选购具备良好的运行稳定性和可靠性的热水锅炉设备。
4.安全性：燃气热水锅炉的安全性很重要，需要确保设备采用可靠的安全控制系统和防护措施。
5.经济性：需要综合考虑设备的价格、使用寿命、维修保养费用以及燃气消耗等经济性指标。
三、选型方案在满足上述需求的基础上，以下是供热燃气热水锅炉的选型方案说明：1.确定供热负荷：根据建筑物的供热面积、使用环境和热负荷系数等参数，计算出所需的供热能力，以确定设备的额定功率。
2.设备性能：选择具备高效率、低热损失和低燃气消耗的热水锅炉。
可以通过比较不同型号的锅炉的热效率和额定功率来评价其能效水平。
3.运行稳定性：选择具备稳定运行、低故障率和长寿命的热水锅炉。
可以通过查看设备的技术参数和产品说明书来评估其运行稳定性。
4.安全性：确保设备具备可靠的安全控制系统和防护措施，如超温保护、燃气泄漏报警和防火等功能。
可以通过查阅产品说明书以及了解制造商的信誉和售后服务来评估设备的安全性。
5.经济性：综合考虑设备的价格、使用寿命、维修保养费用以及燃气消耗等经济性指标。
对于成本较高但具备较高能效的设备，可以通过计算其运行成本和节能效益来评估其经济性。
四、选型方案的可行性和优劣性评价1.可行性评价：选型方案能够满足供热负荷要求，并具备所需的设备性能、运行稳定性、安全性和经济性指标。
通过对各项指标的评估，确认选型方案是可行的。
2.优劣性评价：对比不同的选型方案，综合考虑其设备性能、运行稳定性、安全性和经济性等方面的优劣之后，选择最合适的方案。
可以使用决策矩阵或其他评估方法，来评价各个方案的优劣程度。
综上所述，供热燃气热水锅炉的选型方案需要综合考虑供热负荷、设备性能、运行稳定性、安全性和经济性等多个因素。
天然气站场设计规范及工艺设计分析
天然气站场设计规范及工艺设计分析现代社会能源需求不断增长，使得利用天然气资源成为重要的能源之一。
天然气站场作为天然气供应系统中的核心环节，其安全、稳定、高效运行对于保障能源安全、改善环保状况具有重要的意义。
设计合理、科学的天然气站场工艺，是保障天然气供应质量和生产效率的前提条件。
1、站场选址（1）应选在防火区域内，远离易燃易爆品储存场所和居民聚集区等。
（2）应考虑到天然气管线的G/P两处接头及弯头的布置。
（3）应考虑到进气口处空气流动情况，不应遮挡进气口。
（4）应越靠近天然气输送管线的起点、终点，越有利于供气的质量、高效性和安全性。
（5）应有足够的场地面积，易于日后的发展和拓建。
（6）应考虑到通讯、供电、安全控制等设施的便利性。
2、站场布局天然气站场布局应尽可能合理，建设在场地面积宽阔、水土条件良好的地域，选好方位。
设施布置要符合安全、清洁、卫生、便捷、美观等标准，考虑人流、物流的流向。
3、建筑设计天然气站场的建筑设计应符合以下要求：（1）防止火灾发生、传播和扩散，耐火等级应不低于二级。
（2）燃气处理设备、设施宜距离宗教建筑、医院等特殊建筑物的安全保护区距离不小于规定距离。
（3）建筑物排出的烟气、废气、噪声应符合国家或地方标准要求。
4、设备选型天然气站场的设备选型应安全可靠、节能环保、寿命长等。
设备选用国家标准的抽样检验等级、重要程度和可靠性要求相匹配的产品，并应具备出厂合格证、出厂检验报告、产品合格证件、使用说明书和技术资料等。
1、天然气站场加气工艺（1）物料输送：气体由输气管线进入站装置，经过过滤、减压及调节等工艺处理后，再由输气管线送至加气柱。
钢瓶则从仓库中取出，放入加气柱进行加气。
（2）加气柱：加气柱是气态气体过度低速转移静止的场所。
其主要作用是减低气体的流速，以防止钢瓶密闭阀门的损伤和钢瓶爆炸。
（3）机械设备：天然气站场加气设备一般包括空压机、压缩机、气动泵等。
机械设备的选型必须严格按照国家相关标准规范和调试要求进行，以保证加气设备的质量和效果，防止事故的发生。
输气管道工程站场设计规定
a)压力损失应小于0.15MPa。
b)应考虑设置一定的注氮口。
5.2.4
5.2.4.1具备功能
a)天然气增压
b)超压泄放
c)机组ESD放空
d)增压后天然气冷却（需要时）
e)压缩机组检维修放空
5.2.4.2设计规定
a)一般规定
1)各压缩机组进出口管线上应设截断阀和加载阀，该阀门应纳入机组控制系统，并接受ESD系统控制。
b)事故工况下越站
c)干线放空
必要时还应具有反输的功能。
5.2.1.2设计规定
a)宜单独设置进出站ESD截断阀。
b)应考虑一定的注氮口。
5.2.2
5.2.2.1具备功能
a)清管器接收或发送
b)进出站压力、温度测定
c)进出站ESD放空
必要时还应具有反输清管的功能。
5.2.2.2设计规定
a)进站应设置压力高限、低限报警。
3.2
输气站gas transmission station
输气管道工程中各类工艺站场的总称。一般包括输气压气站、输气首站、输气末站及输气分输站、输气清管站等输气其它中间站。
3.3
压气站 compressor station
在输气管道沿线，用压缩机对管输天然气增压而设置的站场。
3.4
输气首站 gas transmission initial station
f)输气站辅助生产设施尽可能依托原有站场、邻近城镇和工矿企业以减少投资，降低运行成本。
4.3.2输气管道干线站场工程设计原则
a)对于集团公司其他专业公司所属企业应在交接点上游设置交接计量；
b)对于股份公司管道分公司所属不同企业应在交接点上游设置交接计量；
天然气长输管道分输站场设计
2241 天然气长输管道传统布站方法的发展现状在天然气长输管道传统布站设计的过程中，设计输量的选取标准主要采用年输量的平均量来计量，所以在这一过程中，忽视了天然气需求量会受到季节变化的影响等因素，同时对于上游资源的可调节性问题也没有加以设计，导致下游市场对于天然气需求的变化无法很好地适应，导致在这一过程中产生的经济收益较差，而且灵活性也较低。
在国内外常用的天然气长输管道分输站场布站设计的方法主要采用的是等压比布站，各站按照基本相同的压比设计压气站。
2 天然气长输管道分输站场设计要点（1）平面布置的设计要点。
对于天然气分输站场设计而言，其设计工作在性质上属于五级站场，因此在进行分输站场平面布置时，必须要严格按照相关的行业规定去执行。
以满足规范为基本前提，分输站场的平面布置应当从以下几个点展开：其一，分输站场的内部主要分为两大部分，一部分为生产区，另一部分为办公区，对于生产区和办公区应当将其分开布置，确保生产区和办公区的最小安全距离在22.5米之外。
（2）平面布置中需注意的几点。
长输管道分输站场一般主要包括有输气首站、输气末站、分输站、清管站、压气站等，这些分输站场所具有的功能特点有：计量、调压、分离以及清管等功能，除过上述提及的这些，压气站还具有增压的功能。
（3）分输站场的建筑物通常应满足坐南朝北、靠山面水（路）的条件。
为了更好地满足综合办公楼的采光要求，分输站场的建筑物设计时会主要考虑到坐北朝南，但是对于其与的辅助房则不会过多考虑这一方位。
当分输站场的建筑物中办公区处于高处而工艺区处于低处时，则主要采用靠山面水的设计方位，在靠近道路的一侧可以布置站场的出入口，这种布置的优势就是为了更好地满足防爆防火以及各种安全生产的要求。
对于天然气长输管道分输站场设计人员而言，对于分输站场内建筑构筑物的综合布置应当在站址选择环节就应有一个大致的了解。
（4）分输站场装置区设置时应当保证顺畅平直。
对于设计中的问题，需要总图人员对安装图中的分离、计量、调压、清管流程等方面加以细致的排查，确认管道连接段是否能被缩短、管网是否平直等，同时还需要考虑到其他密闭工艺设备是否会与污油池保持一定的距离。
天然气建设输气管线中分输场站的设计分析
天然气建设输气管线中分输场站的设计分析摘要：天然气输气场站作为输气管道的重要组成部分，承担着保障输气运行和管道安全平稳的任务，为了天然气的安全运行，一定要了解场站各个设施的情况，才能保证天然气输气场站的良好运行秩序；本文将围绕天然气建设输气管线中分输场站的设计分析展开讨论，并针对性的提出一些好的建议谨供参考。
关键字：天然气；输气管线；分输场站；设计分析引言一般天然气管道包括首站、压气站、注入站、分输站、清管站及以上站场的组合站和线路阀室；分输站是在输气管道沿线，为分输气体至用户而设计的站场，其主要工艺流程为：天然气经过分离、调压、计量后分输至用户，有时还具有清管器收发、配气等功能，当与清管器站合建的时候，便为清管分输站；目前，国内外长输管道分输站场的设计采用等压比布站方法，即每个分输站的设计压力相同，下面通过对平面的布置、流程优化、设备选型方面着手，分析天然气建设输气管线中分输站的设计要点和难题。
一、天然气输气管线建设工程的现状分析随着社会的发展，我国加大了天然气长输管道的建设，我国是以“西气东输”工程为最高水准。
“西气东输”工程涉及的领域非常广，西边是从塔里木盆地开始，到东边的上海区域，该工程全程都是全自动控制，其供气范围涉及的领域也是非常广，包括了华中、华东以及长江三角洲地区，整个过程管线特别长，因此需要加强整个输送量[1]。
就目前的情况来看，我国对于天然气长输管道方面都制定了相应的标准，同时也引进了一些先进技术载管线路径方面，例如3S 技术；对于这样技术在日常的管理过程中也基本都实现了自动化，其最大的优势是能够进行数据的收集，在线测量以及相关工作；如今我国也加大了对于管道建设相关方面的研究，不断引进先进的管理技术，并进一步加强了监理的控制，因此各个方面的控制水准也达到了国际的相关标准，虽然长输管道线路的规划设计是管道建设工作的首要任务，但是分输站场的选址工作是构成管道设计、建设、管理的基本条件，所以分输场站建设的重要性不容忽视，提高分输场站的设计水平是带动我国天然气输气管道工程快速发展的前提，目前我国互联技术、管道工程技术都在迅速的发展，抓好时代的契机进行革新发展是十分有必要的。
天然气集输站场在寒冷地区的防冻设计浅析
天然气集输站场在寒冷地区的防冻设计浅析一、设备的保温设计1.选用合适的设备材质：在寒冷地区，天然气集输站场的设备需要选用耐低温材料，如低温钢材，以确保设备的强度和耐腐蚀性能。
2.设备保温层的设计：对于易受低温影响的设备，如阀门、泵、压缩机等，需要在外部增加保温层。
保温层可以采用专用的保温材料，如岩棉、玻璃纤维等，使设备处于较为恒定的温度环境中。
3.设备保温层的完整性：设备保温材料的安装需要保证完整性，避免存在保温层的漏洞，否则会影响设备的保温效果。
同时，需要对设备的保温层进行定期检查和维护，及时修复保温层的破损部分。
二、管道的保温设计1.管道的保温层：对于天然气集输站场的管道，需要在外部增加保温层，以减少管道输送天然气时的能量损耗和保持天然气的温度。
保温层的材料可以选择聚氨酯、硅酸铝纤维、聚苯乙烯等，以满足不同地区的防冻要求。
2.管道的埋地深度：在寒冷地区，为了避免地面温度的影响，应将管道埋入地下一定深度，以减少管道的低温蒙冻。
3.管道的排水设计：在天然气集输站场的管道系统中，需要设置合理的排水装置，避免管道内的结霜或结冰。
同时，排水装置需要定期清理，以确保畅通。
三、加热设备的安装与调整1.加热设备的选择：在寒冷地区，需要设置加热设备，如电加热器、蒸汽加热器等，以提供管道和设备的热源。
加热设备需要根据天然气集输站场的实际情况和防冻要求进行选择。
2.加热设备的安装：加热设备应根据管道和设备的具体位置进行布置，并保证加热设备能够充分发挥作用。
3.加热设备的调整：加热设备的温度和功率需要根据实际情况进行调整。
加热设备的温度调整要避免过高或过低，避免对设备和管道产生不良影响。
四、其他防冻措施1.防风措施：由于寒冷地区常伴有强风，需要设置防风设施，如防风墙、屏风网等，以减少冷风对设备和管道的影响。
2.雪融化措施：对于积雪严重的地区，需要设置雪融化设备，如加热板、加热线等，以防止积雪对设备和管道的阻塞和冻结。
液化天然气气化站主要设备的规格计算和选取
液化天然气气化站主要设备的规格计算和选取发表时间：2020-09-16T11:04:34.430Z 来源：《城镇建设》2020年5月14期作者：邢亚坤牛豫东李沛黄亚超杨栋斌[导读] 编者关注到近期出台的城市燃气公司储气要求政策及邢亚坤牛豫东李沛黄亚超杨栋斌河南中裕燃气工程设计有限公司河南郑州 450000摘要: 编者关注到近期出台的城市燃气公司储气要求政策及“点供”场站的建设热度，其中液化天然气气化站的建设使用尤为突出，针对液化天然气气化站建设过程中设备的选型问题，本文给出了一种较为清晰的计算方式，对液化天然气气化站的前期建设提供参考。
关键词：气化站；液化天然气；设备选取1 概述液化天然气（以下简称LNG）气化站是指具有LNG的接收、储存、气化、调压、计量、加臭等功能的燃气厂站。
主要工艺流程为外部LNG气源由专用槽车运输至LNG气化站，经卸车增压器加压将槽车内LNG转存至站内储罐内。
储罐内LNG经主气化器的加热气化，转换为气态天然气，经加热调压计量和加臭，输送至输配管网送达用户使用。
随着气化过程的运行储罐压力降低，储罐增压气化器可为储罐增压，运行过程中产生的蒸发气体（以下简称BOG）经BOG加热后可回收利用，从安全阀排除的不可回收气体（以下简称EAG）EAG需经EAG加热后排放大气。
根据气化站功能及以上流程，站内主要工艺设备分为储存设备、气化设备、调压计量加臭设备。
其中储存设备以LNG储罐为主，气化设备又分为主气化器、增压器（卸车增压气化器、储罐增压气化器）、加热器（BOG加热器、EAG加热器）。
其中，储罐的大小决定了气化站的规模、站区占地面积以及槽车的转运频率；主气化器的选取决定了单位时间内的供气量及气化效率；增压器的规格大小可影响卸车速度及气化的流程的顺畅；BOG加热器是重要的回收利用经济设备；EAG加热器是重要的安全放散设备。
以上设备均能在一定程度上影响气化站的安全性、经济性、合理性。
因此，LNG气化站中主要设备的规格选取对前期厂站建设的经济性、工艺的合理性、后期运营的安全性有着较为重要的影响。
天然气场站加热炉的应用分析
第2期天然气场站加热炉的应用分析25天然气场站加热炉的应用分析李宁（国家管网集团天津天然气管道有限责任公司，天津,300450）摘要我国天然气用量逐年上升。
加热炉作为一种天然气场站主要的加热设备,在天然气输送时作用十分重要。
为探讨目前常用天然气加热炉的优缺点和选用原则,分析了水套炉、电加热炉、催化红外辐射加热炉和管壳式换热器的原理及特点;总结了常用天然气加热炉的应用与发展;以水套炉为例，建立模型,对加热过程中的热力学参数进行了计算分析;最后预测多功能、智能化、安全性好、成本更低的天然气加热炉将是未来的发展方向。
关键词：天然气加热炉原理特点1引言相比传统能源，天然气具有多种优点,在众多领域应用广泛。
天然气场站是天然气在输送过程中进行多种工艺处理的场所。
由于场站上下游的天然气压力需求往往不同，因此在分输时需要进行降压处理。
气体介质经节流降压会产生焦耳-汤姆生效应,使得气体的输送温度急剧下降当天然气的输送温度接近场站的最低设计温度时，发生事故的风险增加。
场站天然气组分中常常含水,温降可能导致天然气中的水汽液化甚至形成固态，对设备造成损伤并影响正常的生产运行旳。
所以当温降达到一定值时需要在天然气场站设置加热装置。
本文总结了常用天然气场站加热装置的结构，分析了工作原理,对比了优劣。
2加热炉的功用天然气场站一般采用加热炉对天然气进行升温处理,用于防止管道内的水产生固态物质，影响正常生产运行。
加热炉利用外部能源作为工作的能量来源。
加热炉选用合理可使天然气场站保持安全稳定和经济高效运行。
天然气场站的加热炉根据工作原理分为水套炉、电加热炉、红外辐射加热炉和换热器2.1水套炉水套炉的结构多为卧式,由壳体、盘管和加热系统组成,加热系统由烟囱、烟管和火筒等组成,结构如图1所示。
水套炉是将燃料燃烧产生的热量通过中间介质传导给被加热介质，使其温度升高的设备间。
天然气场站水套炉以天然气为燃料，天然气燃烧产生的高温烟气通过烟火管将热量传导给中间介质（水和乙二醇的混合物），中间介质再对流经盘管的天然气进行加热。
中国北方天然气分输站场加热负荷的一个优化点
省冬季用气不均匀系数明显大于其他季节，其中12月份的用气不均匀系数最大。
2 我国北方地温特点我国北方最冷月一般为12月～次年2月，埋地天然气管线管顶埋深一般为-1.2～-2.5m，表1为我国几个北方城市地温资料[3]，管道埋深处最冷月一般为1月～次年4月，说明管道埋深处地温最低月份较环境最低温月份有延迟。
结合北方天然气用气的变化特点来看，12月～次年1月是北方用气的高峰月，用气量最大；而管道埋深处地温最低月一般为2月～3月。
用气高峰月地温取值偏低是导致天然气分输站场设计加热负荷普遍偏大的主要原因。
所以，在北方天然气管道设计过程中，考虑到用气不均匀特点和管道埋深处地温变化特点之间的对应关系，对加热负荷计算的准确性是十分必要的。
3 加热负荷优化计算本文以哈尔滨市某输气管道为例，进行加热负荷优化分析。
0 引言输气管道运行压力与分输用户用气压力相差较大，天然气分输站场需进行调压，调压阀后会形成较大的节流温降，导致阀后以及出站天然气温度过低，天然气温度过低会产生冰堵等诸多不利影响。
所以，调压前需加热，天然气分输站场常用的加热设备有电加热器、水套炉、真空炉或热水锅炉等。
加热负荷选择过大，造成投资浪费，且存在设备运行效率低、故障率偏高等问题。
1 我国北方用气特点天然气用气市场主要有城市燃气、天然气发电、工业燃料和化工原料等类型。
工业燃料和化工原料用气市场相对稳定，天然气发电项目和城市燃气用气量与居民生活、公服、采暖、天然气汽车、城市管网供气的小工业用户等各类用户的季节性需求有较大关联[1,2]。
这些用量在用气市场中的占比大，是导致北方用气不均匀性的主要原因。
以黑龙江省、河北省和山东省为例，其不均匀系数参考图1。
由图1可知，以上三个典型北方大中国北方天然气分输站场加热负荷的一个优化点王浩(中国石油天然气管道工程有限公司沈阳分公司，辽宁沈阳110031)摘要：中国北方天然气分输站场设计加热负荷偏大，运行负荷小，加热炉利用率低的问题普遍存在。
天然气场站加热工程设计
（ ３ ） 避 免埋 地 管 道 由于 壁 温 低 造 成 周 围 土 体 冻 胀损 坏地 面构 筑物 或 生长 的经济 作 物 。
１ 判断 是否 设置 加热 装置 由焦 耳～ 汤 姆 逊 效 应 造 成 天 然气 温 度 下 降 的
调 压 前 状 态 下 天 然 气 的 定压 质 量 比
２ 加 热装置 负荷 的计 算 加 热装 置加 热量 ｇ可 按式 （ １ ） 计算 ：
工艺条件确定设置加热装置” ，加热工程建设的 目
的：
（ １ ） 防止 在 天 然 气 调 压 降温 后 产 生凝 析 水 或 可 能 的水化 物 。
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Ｐ （ ｔ 一ｔ 。 ） ＝Ｑ Ｐ Ａ ｔ
算天 然气 焦 耳一 汤姆逊 系 数 的 Ｂ ＷＲ Ｓ方法 》 和 张锦
加热 量 印的大 小取 决于 天然 气加 热前 后 的温 差 △ ｆ ，而选 取 加热 天然 气经调 压 降温后 需达 到 的温度 ｔ 是△ ｆ 计算 的关 键 ， ｔ 应 根据 加热 工程 所 需要得
到 的效 果作 为取值 的基 础 ：
（ １ ）
（ ２ ） 避 免架 空 管道 壁温 低造 成 外壁 大量 结 冰
（ 水） ，增加 管道 外壁 腐蚀 的可 能性 。
式 中： —— 所 需加热 量 ，ｋ Ｊ ｈ ａ ； 天然气 的体 积流 量 ，ｍ３ ／ ｈ ； ｐ ——天然气的密度 ，ｋ ｇ ／ ｍ ３ ；
一 一 一
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点ｆ ｓ ，并与 之 间有 一 定 的余 量 ，这个 余 量也称 过 热 度 ， 的大 小与 加热装 置 的计算 负荷 大 小有 密 切 的关 系 ， 取值 过 大会造 成 天然气 加 热后 的温 度 过 高 ，加热 能量 浪费 ， 取 值过 小会 造 成加 热能
简析天然气分输站设计与安全设施
简析天然气分输站设计与安全设施发表时间：2015-12-02T17:00:50.793Z 来源：《工程建设标准化》2015年8月供稿作者：崔静辉[导读] 霸州昆仑燃气公司结合笔者实践工作经验，本文首先就天然气分输站设计要点进行简要分析。
崔静辉（霸州昆仑燃气公司）【摘要】结合笔者实践工作经验，本文首先就天然气分输站设计要点进行简要分析，并阐述了天然气分输站建设项目安全设施，以供参考。
【关键词】天然气分输站设计要点安全设施一、天然气分输站设计要点分析1.1提高输气能力与扩充新用户（1）汇管预留口。
汇管的主要作用是汇集和分配天然气，通常为满足下游用户的发展需求，新增的供气计量支路需从汇上开口接出。
但汇管属压力容器，新开孔，不仅会降低其承载能力，而且还因为开孔造成结构不连续，在开孔边会产生应力集中。
根据劳动部制定的《压力容器安全技术监察规程》的有关规定，采用焊接方法对压力容器进行修理或技术改造，应制定改造、施工方案，并报送相关主管部门审批后才能组织施工，完成焊接工作后还应再做无损探伤并经主管部门检定，因此汇管上新开口实施难度较大。
如果为出于发展新增用户留有余地的考虑，建议在核算场站供气能力的前提下，在汇可适当设置预留口。
（2）自控系统的冗余。
场站电缆通常采用直埋敷设方式，但当进行扩建或增设新的计量支路时，就会造成控制室至工艺区之间地坪的大面积开挖。
同时，在施工过程中也容易造成原有电缆损伤。
如果考虑其冗余性，在现场增加防爆分线箱，从值班室到现场分线箱之间敷设多芯电缆（包括电源和信号），则在系统扩容时可节约大量投资，并避免大面积地坪开挖。
此外，远程测控终端（RTU）系统的槽架、接线端子、电源等也应考虑足够的冗余。
1.2保证计量系统的准确性和公正性（1）计量支路的温度。
变送器及其传感器部位应避免阳光直射金属的热传导性及蓄热性非常大，尤其是夏季阳光直射时，金属表面温度远远高于环境温度。
（2）RTU设计及选型时应充分考虑其时钟的准确性。
输气管道天然气加热设备选型及控制
输气管道天然气加热设备选型及控制摘要：天然气分输站的常用加热设备的优缺点各不相同，经过研究表明只有热负荷小于50kw的工况下宜选用电加热设备，而一旦热负荷大于50kw的范围应当通过各种因素的制约选择采用电加热器还是真空相变加热炉；其他情况应当选择真空相变加热炉，对于天然气加热设备的的两种控制手段做了具体分析，并且更具加热设备的出口温度计算值对加热设备的加热符合进行综合控制的改进措施。
关键词：天然气加热；控制；电加热器；真空相变加热炉天然气的输气管道的分输压力与管道的运行中，由于在阀门开启的前后的压强很大，会造成很大的温度下降这也就让输气管道的天然气温度变得很低，一旦天然气的温度过低时就会产生冰堵的现象，所以我们要对天然气的加热设备进行合理的选择。
一、天然气的加热设备使用现状在天然气的加热设备在长输管道中，天然气的加热设备的选取的产国的做法就是在一台加热炉的热负荷小于630kw的时候，应当选择那些常规的水套加热炉，战场的总热符合在1000以上时，就要选择那些真空的加热炉。
天然气的分输站的加热设备根据温度的设定的加热负荷如果无法准确的了解输出站的温度，就会导致紧急的加热设备的停用。
二、天然气加热设备1.电加热器天然气的加热设备分为三个大的种类。
天然气电加热器是对天然气进行加热和升温，加热方式是间接的使用电缆加热，通过缠绕的加热芯在容器内的换热管中。
通过换热管中的导热油，将电热的元件进行覆盖，在工作的时候就可以通过加热导热油将热量传递给换热管，从而就可以将换热管的外面的天然气进行加热，天然气的防爆等级是ExdIICT1- CT4，而电加热器一束电热元件的最大功率可达到1MW，而且他的应用范围十分的广，适应性强，可以用作各种防爆的场所或者普通的场所。
但是加热器的加热时产生的最高的工作温度可以达到1050°。
通过加热器的电路设计，实现温度、压力和流量的自行控制并通过物联网和互联网进行配合，实现人机交互。
江西天然气管网工程温降计算及加热设备选择
江西天然气管网工程温降计算及加热设备选择【摘要】江西省天然气管网二期工程是承接西二线入赣天然气工程，本文以萍乡、宜春、吉安、赣州段输气管线为例分析天然气温降计算及加热设备的选型。
为同类工程温降计算及加热设备选择起到相应的指导作用。
【关键词】江西天然气管网工程温降计算加热设备的选型1 前言江西省天然气管网二期工程是承接西二线入赣天然气工程，该工程将实现对南昌、九江、萍乡、宜春、吉安、赣州等9市进行供气。
本工程按照分批、分期进行建设，萍乡段、宜春段、吉安段、赣州段为第一批开工建设工程，共包括7座站场和3条支线。
本文以萍乡、宜春、吉安、赣州段输气管线为例分析天然气温降计算及加热设备的选型。
2 加热设备比选由于上游来气压力较高，江西省天然气管网二期工程上游西二线萍乡分输站和宜春分输站向下游的供气温度较低，按照设计，其冬天供气温度一般为1℃。
在萍乡接收站和宜春接收站，向直供用户的供气压力较低，调节阀前后压差大，天然气的节流温降大，导致调压阀后的天然气温度过低。
天然气温度过低会产生诸多不利影响，主要包括：（1）可能会产生调节阀冻结、管道冰堵，威胁管道安全运行；（2）天然气温度低于0℃，会导致土壤冻涨，同时也会破坏周边环境。
为确保运行安全，根据分输站场各工况下的进站压力、温度和调压后的压力，计算调压后的温度，为保证调压后温度不低于0℃，萍乡接收站和宜春接收站均在计量设备上游设置水套式加热炉，为分输天然气加热。
常用的天然气加热设备包括水套炉、真空炉、热媒炉及电加热器。
上述加热设备特点如下：（1）水套炉是将天然气加热盘管置于水浴中，将盘管中的天然气直接加热，水浴温度可在50～100℃范围内变化。
其特点是：热负荷弹性大，但占地较大，易产生结垢。
（2）真空炉是将加热盘管置于温度范围为90～99℃的气相空间中，利用微负压状态的水蒸气通过盘管将热量传递给被加热介质。
其特点是加热效率较高，结垢少，体积较小，但只能通过真空度来调节热负荷，热负荷变化范围和操作弹性西相对较小，主要适用于加热负荷2000kW以上，变化范围较小的工况。
天然气场站加热工程设计
天然气场站加热工程设计杨罗【摘要】结合工程实际情况,提出了天然气场站加热工程设置的条件,介绍了加热负荷计算的方法,比较了各类型加热装置的技术特点及运行经济性.【期刊名称】《上海煤气》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】3页(P8-10)【关键词】天然气;加热负荷;电加热;水套炉;红外辐射加热【作者】杨罗【作者单位】中国市政工程西南设计研究总院有限公司【正文语种】中文城市天然气门站、调压站中天然气节流降压后会产生降温冷却即节流效应，也称焦耳—汤姆逊效应。
该效应会导致天然气管道内产生游离态的水或水化物，在天然气输送过程中对设备造成损伤并阻碍管道的正常运行。
《城镇燃气设计规》(GB 50028—2006)中第6.5.7条指出“调压装置应根据燃气流量、压力降等工艺条件确定设置加热装置”，加热工程建设的目的：(1)防止在天然气调压降温后产生凝析水或可能的水化物。
(2)避免架空管道壁温低造成外壁大量结冰(水)，增加管道外壁腐蚀的可能性。
(3)避免埋地管道由于壁温低造成周围土体冻胀损坏地面构筑物或生长的经济作物。
由焦耳—汤姆逊效应造成天然气温度下降的大小，已经有大量文献作出了相关研究，如彭世尼等《天然气绝热节流温度降的计算》、董正远等《计算天然气焦耳—汤姆逊系数的BWRS方法》和张锦伟等《天然气节流温度降的工程估算方法》等，所得出的计算结果满足工程实际的需要，可以编制计算软件用于计算降压后的天然气温度。
根据计算所得降压后的天然气温度t2，判断是否需要设置加热装置。
(1)根据调压后天然气的水露点ts，如果t2高于ts不需加热；如果t2低于ts则需考虑进行加热。
(2)根据外部环境和气象条件，需要防止管外大量结冰时，当t2低于0 ℃或更低时，需要加热。
天然气场站内不需要设置加热装置的条件是：调压后的天然气温度t2>max{ts，0 ℃}，其余情况均应设置天然气加热装置。
加热装置加热量q可按式(1)计算：式中：q——所需加热量，kJ/h；Q——天然气的体积流量，m3/h；ρ——天然气的密度，kg/m3；Cp——调压前状态下天然气的定压质量比热，kJ/(kg·℃)；t1——未加热时计算所得降压后天然气的温度，℃；——加热天然气经调压降温后需要达到的温度，℃。
燃气分输场站调研报告
燃气分输场站调研报告燃气分输场站调研报告一、研究目的和背景近年来，燃气作为清洁能源的重要组成部分，在我国能源结构调整中起着重要作用。
燃气分输场站作为燃气从输气管道到用户的重要中转站，对于燃气的安全、稳定供应起着至关重要的作用。
因此，为了更好地了解燃气分输场站的运营情况，本次调研旨在探讨燃气分输场站的运营管理、安全监管情况以及存在的问题，并提出相关建议。
二、调研方法和范围1. 调研方法：采用问卷调查和访谈相结合的方法，收集各方面信息。
2. 调研范围：选择南方地区的几个燃气分输场站作为调研对象，包括场站建设、运营管理、安全监管等方面。
三、调研结果1. 场站建设情况：（1）场站规模：调研的场站规模较大，投资额较高，满足了较大范围用户的需求。
（2）设备配置：场站设备配置齐全，采用了先进的燃气输送设备，保障燃气的稳定输送。
（3）环境保护：场站建设过程中注重环境保护，配备了污染物处理设施，减少对周边环境的影响。
2. 运营管理情况：（1）运营管理人员：燃气分输场站配备了一支专业的运营管理团队，具备丰富的管理经验。
（2）操作规程：在运营管理中，场站严格按照相关操作规程进行，确保运营过程的安全和可靠性。
（3）设备维护：场站定期进行设备的维护保养，并建立了设备管理档案，确保设备的正常运行。
3. 安全监管情况：（1）监管机构：燃气分输场站的安全监管由相关监管机构负责，定期检查场站的安全状况。
（2）安全设备：场站配备了完善的安全设备，如火警报警系统、泄漏报警系统等。
（3）监测手段：场站采用了多种监测手段，对燃气的流量、压力进行实时监控，及时发现异常情况。
四、存在问题1. 受环保政策的影响，一些燃气分输场站面临规划调整和迁移的问题。
2. 一些场站在运营管理方面存在缺陷，对于应急情况的处理不够及时、有效。
3. 部分场站的安全设备不充分，对于可能存在的安全隐患监测不到位。
五、建议1. 加强对燃气分输场站的环境保护工作，在建设场站的过程中，注重环境保护，降低对周边环境的影响。
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天然气分输站场加热设备选型分析
摘要：合理地选择加热设备类型对于保证天然气分输站场的安全生产运行具有重要意义，本文对天然气分输站场加热设备特点进行分析，结合近年来实际运行状况归纳出水套炉、真空炉、热媒炉、电加热器等常规加热设备以及新型的催化式红外加热炉的加热特点和适用范围，并通过工程实例进行技术经济分析，推荐出适合工程应用的加热设备选型，保障天然气分输站场的安全平稳运行。
关键词：天然气分输站场；加热设备；热负荷；选型；红外加热
一、引言
在天然气分输站场中，通常需调压后向下游用户进行分输，受焦耳-汤姆逊效应影响，压降较大时会导致天然气温降也较大，埋地管道容易出现冻胀和应力集中等问题，因此，在分输站场中一般在计量后需对天然气进行预加热，达到工艺所需温度后，经调压出站实现分输，根据不同站场的输气工况，合理选择加热设备类型对于保证天然气站场的安全生产运行具有重要意义[1][2]。
在国内天然气分输站场中，应用较多的有水套炉、真空炉、热媒炉、电加热器等常规加热设备[3]。
近年来，随着国外新工艺、新技术的引入，一种新型的加热设备逐渐进入长输管道行业——催化式红外加热炉，与常规加热设备采用热媒介换热不同，催化式红外加热设备通过在低温条件下天然气与氧气发生氧化还原反应，产生红外线辐射对管道直接进行加热。
本文通过对西气东输某输气站场中加热设备进行选型研究，分析包括催化式红外加热炉在内的各类型加热设备在天然气分输站场中的应用特点和范围。
二、加热负荷计算
在加热设备选型分析之前，需结合站场运行工况计算所需加热负荷[4]。
在保证站场调压后温度不低于0℃的情况下，选取冬季高峰小时用气工况进行计算，热负荷计算公式如下：
P= V•ρ•（H1-H2）
/3600×24/η
（1）
其中：
P——加热设备功率，kW；
V——气体体积流量，Nm3/d；
ρ——气体密度，kg/ m3；
η——加热效率，取85%；
H1——加热器出口温度对应气体焓值，kJ/kg；
H2——加热器进口温度对应气体焓值，kJ/kg。
站场冬季高峰用气加热负荷计算结果见表1。
表1 站场冬季高峰勇气加热负荷计算
分输用户
V/
（104
Nm3/h）
压力/
（MPa）
加热前
温度/
（℃）
加热后
温度/
（℃）
P/
（kW）
城市
燃气
18.6 5.113.019.7885
经热力计算，当加热设备功率为885 kW时，能满足用户在冬季高峰用气这一最不利工况下的用气需求。
三、加热设备选型
1.加热设备特点分析
结合国内天然气分输站场加热设备的使用现状，分输站场常规加热设备有水套炉、真空炉、热媒炉、电加热器等，常规加热设备具有技术成熟、维护方便等优点，各类型加热设备在加热效率、应用范围等方面又各自存在特点。
近年来，催化式红外加热技术被引入到国内天然气管道领域，该技术在国外Northern Natural Gas（北方天然气公司）、Texas Gas（德州燃气公司）、Trans Canada Pipeline（加拿大管输公司）、Chevron（雪佛龙能源公司）等数十家欧美燃气能源企业都有应用。
其主要工作原理如下：利用催化技术使天然气在低温条件下与氧气发生氧化还原反应，从而产生红外线进行加热。
与常规加热设备以传导和对流方式为主的加热方式相比，催化式红外技术通过辐射方式对天然气管道进行加热，减少热转换次数，提高加热效率。
天然气分输站场各类型加热设备主要特点分析见表2。
表2 天然气分输站场加热设备特点对比分析
加
热设备
水套炉真空炉
热媒
炉
电
加热器
红
外加热
炉
加
热原理
水浴法加热
微负压状态
下水蒸气加热
热媒
加热
电
热元件
加热
红
外辐射
加热加
热方式间接加热间接加热
间接
加热
直
接加热
直
接加热
热
负荷范围
>100kW 1000~3000kW≥30
00kW
＜
100kW
＜
2000kW 加
热效率
80%~90%80%~90%
80%~
90%
85%
~90%
85%
~90%
系
统
复杂性
简单中等复杂
简
单
简
单
设
备占地
较大较大较大
较
小
中
等
设
备寿命
中等中等中等
较
长
中
等
2.加热设备选型分析
在完成站场热力计算后，结合各类型加热设备特点以及站场实际运行状况，
选择最优类型的加热炉对于实现站场工艺功能和保障平稳输气具有重要意义。
西
气东输该站场所需热负荷为885 kW，电加热器、真空炉、热媒炉的热负荷范围不
适用，因此，在水套炉和红外加热炉两种类型间进行比选。
对该站场采用水套炉
和催化式红外加热炉进行经济比较见表3，红外加热炉的费用现值比水套加热炉
的费用现值低，从经济性分析，红外加热炉具有一定优势；西气东输站场原有加
热设备以水套炉为主，在备品备件、技术成熟度方面水套炉具有一定优势。
结合
本项目实际状况，考虑到该站场平面布置空间有限，催化式红外加热炉尺寸更紧凑，适合站内布置，因此，综合考虑技术经济因素，推荐采用催化式红外加热炉。
表3 水套炉与红外加热炉经济比较
各项费用比较水套炉红外加热炉
所需功率（kW）885.8885.8
设备功率（kW）1000500×2
设备价格（元）994,0001,482,000
运费（元）12,00030,000
设备安装调试费（元）14,00060,000
老旧设备拆除报废费用（元）10,0000
天然气价格（元/Nm3） 2.5 2.5
年使用时间(月)44
燃气消耗量（Nm3/h）120120
用电负荷(kW) 3.54
第一年能耗（元）874,080875,520
第一年年底总支出1,894,0802,447,520
维检修费用(元/年)9,0000
备品备件消耗(元/年)3001000
运行三十年总费用（元）28,515,40027,867,600
费用现值（元）10,411,3528,903,660
四、结论
本文对天然气分输站场加热设备特点进行分析，结合近年来实际运行状况归纳出水套炉、真空炉、热媒炉、电加热器等常规加热设备以及新型的催化式红外加热炉的加热特点和适用范围，并通过工程实例进行技术经济分析，推荐出适合工程应用的加热设备选型，为天然气分输站场的安全平稳运行提供保障。
参考文献
[1] 朱利凯. 天然气处理与加工[M]. 北京:石油工业出版社, 2007.
[2] 郭韵, 曹伟武, 严平. 天然气加热炉结构及其传热特性分析[J]. 上海理工大学学报, 2009, 31(3): 250-254.
[3] 周世刚. 油田地面集输系统常用加热炉适应性分析[J]. 油气储运, 2014 33(7): 786-790.
[4] 梁光川, 黄兴, 王勇. 燃气加热炉热效率计算方法的改进及应用[J]. 油气储运, 2016, 35(5): 560-563.。