燃气管道输送常用主要设备

编号：SY-AQ-03668( 安全管理)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑燃气管道输送常用主要设备Main equipment commonly used in gas pipeline transportation燃气管道输送常用主要设备导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。

在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。

燃气管道经常采用的主要设备介绍如下：一、分离除尘器气体中的杂质会加速管道及设备的腐蚀，降低管道的输送效率，因此对管输天然气中的杂质必须除去。

在输气管道的首站、中间站、调压计量站、配气站等处安装分离除尘器，保证输出的气体含尘不超过规定要求。

常用的分离除尘器有旋风除尘器、重力分离器、循环分离器和分离过滤器等。

1．旋风分离器如图2-4，气体从切线方向进入分离器后回转运动，由于气体和杂质的质量不同，所产生的离心力亦不同，质量较重的杂质被抛到外圈沿器壁聚积，由于重力和气流的带动向下运动，由排污口排出，质量较轻的气体则在内圈形成一股旋风上升，从排气管排出。

图2-4旋风分离器的原理示意图2．重力分离器含有液滴和固体粒子的气流进入分离器后，由于气流突然减速，并同时改变气流方向，在惯性、离心以及重力的综合作用下，对大量的杂质进行了初级分离。

随即气流进入了分离器的沉降分离段，在此阶段较小的液、固粒子在其自身的重力作用下从气体中分离。

为了增进沉降分离的效果，有的分离器在结构上加了“百叶窗”式导流板等，以促进液粒凝聚和沉降。

另外在分离器上段设有捕雾器或分离头，以除去雾状液体和固体微粒。

在分离器下部应有足够的储液容积，并设有液位检测计和排液装置。

见图2-5和图2-6。

图2-5重力分离器工作原理示意图图2-6捕雾器原理示意图A—碰撞B—改变方向C—改变流速3．循环分离器常用的旋风分离器经改进后发展成循环分离器，它分两个有效分离段。

第一段，所有自由液滴及大部分夹带在气体中的液体靠离心力使其抛出。

第二段，夹在气体中的少量液体采用加大离心力的方法使其抛出。

这种分离器也叫内流式循环分离器，此处内流即向心流，指的是全部气流流向中央，如同在旋涡中心那样，见图2-7。

流体通过切向接管进入分离器，气流沿着入口室旋转，然后它沿着光滑套筒与外壳之间下移进入旋流室。

液体借离心作用被甩到旋流室壁上。

仍在旋转的气体经折流挡板向管中心会聚，其速度增加并进入排气管。

此时残存在快速气旋中的液体抛向排气管内壁，并沿着壁被气体扫向气体出口。

然后此液体连同总气量约10％的气体支流，通过管壁上的空隙被吸出，进入循环管线后由挡板的中心孔返回进入旋流室。

其吸力来自于旋涡中心的低压区。

从循环管线来的液体和侧流气体进入旋流室以后，立即与快速旋转着气体相混合，液体再次被抛向管壁，此时已脱液的主气流继续向上，越过缝口从排气管排出。

设计的循环分离器形式见图2-8。

图2-7循环分离器图2-8循环分离器4．组合离心式分离器图2-9为组合离心式分离器的示意图。

带液气体进入分离器后首先进行一级分离，经旋流发生器产生离心力，将液滴甩向器壁并在器壁处积聚。

液滴在重力作用和气体向下运动的带动下，流入一级储液室，然后气体沿环形空间向上流，进入螺道进行一级分离。

气体经螺道产生高速旋流，将剩余的液沫有效地脱除。

分离出的液沫在器壁处积聚并下流至二级储液室。

液体中夹带的微量气体经文丘里—伯努利管嘴返回气体出口管。

这种分离器的分离效率为99%，能在较宽的操作压力和流量范围内进行有效地分离。

气液两相无反向流动，可防止液体的再飞散。

一、二级分离出的液体分段集聚和排出，避免了因两级的压差而导致的液体串流飞溅。

这种分离器体积小。

5．过滤分离器它主要由圆筒形玻璃过滤原件和不锈钢金属丝除雾网组成，其结构示意图见图2-10。

过滤分离器是一分成两级的压力容器。

第一级装有一可更换的玻璃纤维模压滤芯(管状)，该滤芯安装在几根焊接在管板上的支座上，而管板则分隔一、二级分离室，设有一块快开封头，以便安装与更换滤芯。

第二级分离室装有金属丝网(或叶片式)的高效液体分离装置。

图2-9组合离心式分离器结构原理示意图1—进口2—锥形导流器3—导叶4—环形通道5—螺道6—锥头7—文托利管8—出口9—支撑板10①，10②—一级液位感测器接口11——级手动放液口12①，12②—二级液位感测器接口13—放涡板14—二级手动放液口15—螺道外筒16—圆环17①，17②—定心块图2-10过滤分离器结构图储液罐也分成两个单独的分离室，以防两级间的气体串流，故需两套控制设备。

液面计、液位控制器和排污必须单独配管。

在容器上设有三个测压管嘴。

一个设在第一级上，另两个设在第二级上，即在分离装置之前和其后。

或者在一、二级分离室各设一个，在原料气的进出管上各设一个测压管嘴。

压力降是操作者惟一的指示，为便于清洗或更换过滤元件，在容器上装设一只精密的差压计是很重要的。

要过滤的气体进入一级分离室的容器内，大于或等于10μm的固体与游离液滴，不能进入滤芯，而留在滤芯外边，这些液滴聚集在一起排至容器的底部，并由排液管进入储液罐。

有些固体颗粒被液体冲下来，其余颗粒仍留在滤芯外边形成一种滤饼。

操作期间由于气流的脉动，这种滤饼常堆集并碎落到容器的底。

留在滤芯上的固体会堆积起来提高压力降，故一级分离室需放空(达到规定的压力降时)进行清扫，以提高其效率。

玻璃纤维过滤元件属于深(厚)层过滤。

气体中的固体微粒和液滴在流过过滤层弯弯曲曲的通道时，不断与玻璃纤维发生碰撞，每次碰撞都要降低其动能，当动能降低到一定值时，所有大于或等于1μm的固体微粒就粘附在玻璃纤维的过滤层中，滞留在玻璃纤维中的固体微粒的粒径随着过滤层的深度逐渐减小。

而气体中的液滴也会逐渐聚集聚成较大的液滴，这是由于玻璃纤维和粘接剂(酚甲醛)之间存在有电化学相容性，提供了微小液滴聚结成大液滴的有利条件。

随着更多的液滴被分离，液滴因其表面相互吸引而凝聚和结合成大的液滴，当这些聚集起来的液滴比进入过滤层前增大100～200倍时，重力与气体通过过滤层摩擦阻力使这些液滴流出过滤层，进入滤芯的中心，而被带进容器的第二级。

由于液滴具有这样大的尺寸，所以它们迅速地被二级分离装置分离出，排至容器的底部，通过排液管进入储液罐。

这种过滤元件不是根据一定的流量和流速来达到脱除微粒的目的，因此这种过滤分离器的操作弹性范围大，在50％负荷时仍能达到满意的分离效果。

而且这种深层过滤所脱除的固体微粒和液滴的粒径，要比离心式、重力式及表层过滤器小许多倍。

只是玻璃纤维过滤元件尚须进行处理，使液滴不能浸润纤维，而让分离出的液体以液珠的形式附着在过滤元件上。

否则，当玻璃纤维浸湿之后，静电力要下降。

气体经过滤元件后，进入不锈钢金属丝网除雾器，进一步脱除微小液滴，来达到高的脱除效率。

其作用是基于带有雾沫或雾滴的气体，以一定的流速所产生的惯性作用，不断地与金属表面碰撞，由于液体表面张力而在金属丝网上聚结成较大的液滴，当聚集到其本身重力足以超过气体上升的速度力与液体表面张力的合力时，液体就离开金属网而沉降。

因此当气体速度显著地降低时，就不能产生必要的惯性作用，其结果导致气体中的雾沫漂浮在空间，而不撞击金属丝网，于是得不到分离。

如果气体速度过高，那么聚集在金属网上的液滴不易脱落，液体便充满金属丝网，当气体通过金属丝网时又重新带入气体中。

由于除雾器是气、液两相以一定的流速流动而得到分离的方法，所以不管操作压力多大，设计的除雾器元件均能保持一个相当稳定的压力降。

在最大流速时，其压力降约为1kPa。

二、阀门阀门是燃气管道中重要的控制设备，用以切断和接通管线，调节燃气的压力和流量。

燃气管道的阀门常用于管道的维修，减少放空时间，限制管道事故危害的后果，关系重大。

由于阀门经常处于备而不用的状态，又不便于检修。

因此对它的质量和可靠性有以下严格要求：严密性好。

阀门关闭后不泄漏，阀壳无砂眼、气孔，必须严密。

阀门关闭后如果漏气，不仅造成大量燃气泄露，造成火灾、爆炸等危险，而且还可能引起自控系统的失灵和误动作。

因此，阀门必须有出厂合格证，并在安装前逐个进行强度试验和严密性试验。

阀门属于易损零部件，应有较长寿命，因为燃气管道投产后，只有待管道停输和排空时才能对阀门检修，而且时间有限。

如在管道运行期间，密封处或易损件发生问题，燃气管道的生产安全受到威胁，往往会导致停气。

强度可靠。

阀门除承受与管道相同的试验与工作压力外，还要承受安装条件下的温度、机械振动和自然灾害(如地震、地裂带)等各种复杂的应力。

阀门断裂事故会造成巨大的损失。

耐腐蚀。

阀门中的金属材料和非金属材料应能长期经受燃气的腐蚀而不变质。

阀门是具有可靠的大扭矩驱动装置，应开关迅速，动作灵活。

与管道通孔。

天然气干线的阀门全开时，阀孔通道的直径与管道的内径相同且吻合。

阀孔上的任何缩小或扩大都可能成为清管器的障碍，并会积存污物，导致清管器卡住和阀门的损伤。

1．干线切断阀为了便于管道的检修，缩短放空时间，减少放空损失，限制管道事故危害的后果，输气干线上每隔一定距离，需设置管道切断阀。

在某些特别重要的管段两端(铁路干线、大型河流的穿跨越)也应设置切断阀。

施工期间干线切断阀可用于线路的分段试压。

干线切断阀的间距通常以管线所处地区重要性和发生事故时可能产生的灾害及其后果的严重程度而定，这种间距通常为20～30km。

靠近重要交通线，城镇和工厂的地区不能超过25km，山区、旷野可保持25～30km。

由于人口密度和其他国情的不同，世界各国对此间距的规定互有差异。

输气管道干线切断阀虽然关系重大，却长期处于备而不用的状况，且不便于检查维修。

因此，对它的质量和工作可靠性有以下严格要求：(1)有良好的严密性干线切断阀如果漏气，不仅造成大量燃气损失，出现火灾的危险，而且还可以引起自控系统的失灵和误动作。

(2)易损零件有较长的寿命管线投产后干线阀门只有待管道停输和排空的时候才有进行内部检修的机会，而且时间有限。

如在管道运转期间，密封系统或其他部分的易损件发生问题，输气管道的生产安全会受到很大威胁，这种情况往往会导致管道的停输。

(3)强度可靠切断阀除承受与管道相同的试验和工作压力外，还要承受安装条件下的温度，机械振动和自然灾害(如地震)等各种复杂的应力。

切断阀的断裂事故将造成成倍于管道断裂事故的损失。

(4)耐腐蚀阀门上的金属和非金属材料应能长期经受气体所含各种成分的腐蚀而不变质。

(5)具有可靠的大扭矩驱动装置干线切断阀一直处于全开装态，需要动作时，往往面临发生事故的紧急状况。