第三章燃气的长距离输送系统

某地多功能LNG站基本框图
2、矿场集输系统
指的是从井口开始对天然气的采集和输送。
(1)井场工艺流程： 单井集气：所有用来调节气井工况、分离气体 杂质、测量气体流量的设备都直接安装在距气 井不远的地方，单独对天然气进行初次净化 (在分离器中清除游离水、油和其他机械杂质)、 计量和调压。
首站，输气末站、压气站、气体接收站和气体分输站等站场。
各类输气站的站址选择 输气站的设置：应符合线路走向和输气工艺设计的要求 输气站的平面布置要求：
（1）起点站
作用
除尘(除去固体悬浮物和游离水)、调压、计量。主要任务是保持 输气压力平稳，对燃气压力进行自动调节、计量以及除去燃气中 的液滴和机械杂质。 基本流程：见图3-2

城市燃气输配系统中储存和分配燃气的设施。其

主要任务是根据燃气调度中心的指令，使燃气输 配管网达到所需压力和保持供气与需气之间的平 衡。 燃气储配站的工艺流程 应根据气源厂的性质、城市规模、负荷分布和管 网压力级制等因素，通过技术经济比较后确定。 燃气储配站站址的选择 要考虑工艺、动力、给排水、土建安装、防火防 爆、环境保护等方面的要求及其对投资和运行费 用的影响，并和城市总体规划相协调。燃气储配 站的工艺布置应保证工作可靠、安全生产和便于 运行管理。各建筑物和构筑物之间应满足安全防 火距离的要求，应设环绕全站的消防道路，压送、 调压等生产车间的用电设备应考虑防火防爆要求， 站内燃气管道宜连成环状并设有检修和事故时使 用的越站旁通管道。
燃气供应系统示意图
流程：见图3-3 若储气罐站和燃气分配站合并设置，则称燃气储配站。 也可单独设置。
3.1.3燃气加臭
加臭剂
加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊
的臭味，不应对人体、管道或与其接触 的材料有害，其燃烧产物不应对人体呼 吸有害，并不应腐蚀或伤害与此燃烧产 物经常接触的材料。加臭剂溶解于水的 程度不应大于2.5%（质量分数）。加臭 剂应有在空气中能察觉的加臭剂含量指 标。
清管球接收装置
管道清洁技术示意图
清管器的具体形式：要求具有可靠的通过性能、
足够的机械强度和良好的清管效果。 注意事项：确认清管段内的线路截断阀处于全 开状态。 运行速度：4-8km/h 清管合格后测径：采用铝质测径板，直径为试 压段中最大壁厚钢管或者弯头内径的90%。测 径板通过管段后，无变形、褶皱为合格。
3.2.1.2工艺设计一般要求
（1）管道输气应合理利用气源压力，当采用增压输送时应合
理选择压气站的站压比和站距离。 （2）压气站特性应和管道特性相协调，在正常输气条件下， 压缩机组应在高效区内工作。 （3）输气管道的强度设计应满足运行工况变化的要求。 （4）输气站均应设置越站旁通，进出站管线须设置截断阀。 （5）具有输气功能的分配站的分配气体管线上，宜设置气体 限量、限压设施。 （6）输气首站和接受站的进气管道上应设置气质检测设施。 （7）输气管道应设清管设施，有条件的地方宜采用管道内涂 技术。
清管器的通过指示器安装在进出站的管
段上，按清管自动化操作的需要在站外 安装指示器，并将指示信号传至站内。 清管器收发筒上的快开盲板设置： 清管用的旁通管：
（3）压气站（输气干线设施）
是输气干线系统的一个重要组成部分，在输气干线上，
每间隔一定的距离设置一个中间压气站。主要是中间 压气站(为了满足远距离输气，需设加压设施)，中间 压气站的数量和出口压力，要经过技术经济计算确定。 通常两个压气站间的距离为100-150km。 压气站工艺流程应满足气体的除尘、分液、增压、冷 却、越站，试运作业和机组的启动、停机、正常操作 及安全保护等要求。 压缩机组及辅助设备布置要求：
有自己完整的预处理设备。从气井开采的天然 气在井场装置中经节流后，在分离器中清除油、 游离水及机械杂质等，经计量后，经过集气站 或直接通过气田的总输送站，输送到天然气净 化厂或输气干线。 （2）成组型集气管网，天然气的预处理和计 量在各集气站进行。各集气站均连接到气田内 部的集气干线上，经过一个或几个气田总站， 将天然气输送到净化厂或输气干线起点站。
3.2.2.1输气量计算
长输管线的输气量受气源供气波动、
用户负荷变化、季节温差及管道维修 等因素影响，其设计输送能力应按年 或日最大输气量计算，并尽量使管线 在设计能力下工作，以提高管线的利 用率。
（1）当输气管道沿线的相对高差h≤200m时，且 不考虑高差影响时，可按式3-1或3-2计算。
3.2.2输气工艺计算
工程设计和计算所需要的主要基础资料和数据，应


由管道建设单位根据工程建设条件和任务提出。输 气管道工艺设计应具备下列资料。 （1）管输气体组成； （2）气源的数量、位置、供气量及其可调范围； （3）气源的压力及其可调范围，压力递减速度及上 限压力延续时间； （4）沿线用户对供气压力、供气量及其变化要求。 当要求利用管道储气调峰时，应具备用户的用气特 性曲线和数据； （5）沿线自然环境条件（如站场海拔高程、大气压、 环境温度、沿线土壤传热系数等）和管道埋设处地 温。
在气田开采后期(或对于低压气田)，地层压力
不足以满足输送要求时，用矿场压气站对低压 天然气增压到所需压力，然后输送到天然气处 理厂或输气干线。
2.净化处理厂
当天然气中硫化氢、二氧Байду номын сангаас碳、凝析油的含量
和含水量超过一定标准时，需设置净化处理厂 进行净化。
除尘（门站）
3.1.2输气站
输气站是管道输气过程中各类工艺站场的总称：一般包括：输气
首站典型工艺流程
发球装置
末站典型工艺流程
（2）清管系统
目的清除管线施工后积存在管内的杂物
和管线运行过程中积存的凝析物、污垢 和灰尘等。除此之外，还可用于查找管 径偏差、测厚、检漏、灌注和输送试压 水、置换管道介质和为管内壁做涂层等。 清管设施主要有清管器、清管器收发筒、 清管器指示器及清管器示踪仪。清管设 施宜设置在输气站内，其间距一般在 100Km左右。
3.1 长距离输气系统的构成
长输系统的作用 将气源的燃气(天然气、液化石油气或人工燃气)输送到远离产地 的使用地(城镇和工业区)。
3.1.1长输系统的构成
集输管网的任务是将气田各气井生产的天然气进行杂质分离、 计量，集中起来输送到天然气处理厂或直接进入输气管线。
1、集输管网两种形式
（1）按单井进行处理的集气管网，每口井具
2 2 5 (P P ) d 2 QV 1051 [ 1 ]0.5 ZSTL
2 2 P P 2 QV 11522 Ed 2.53 ( 1 0.961 ) 0.51 ZTLS
Qv：气体的流量（p0=0.101325MPa,T0=293K,m3/d） P1：输气管道计算段起点的绝对压力， P2：终点 E：管道的效率系数
吸收式
主要形式有如下三种
绒芯式；燃气支流位于加臭剂液面的上方，穿过其下 部浸人加臭剂液体中的绒布条组成的帘子，由于绒布 条上吸满了加臭剂，燃气在通过的过程中很容易进行 质交换，而被加臭剂饱和，为了增大蒸气压，还可以 对加臭剂的液相迸行加热。 喷淋式：燃气支流通过一个装有拉氏环的专门容器，
向拉氏环k喷洒加臭剂，加臭剂的蒸发表面很大。
水力摩阻系数
1 K 2.51 2.011g ( ) 3.71d Re
3.2.2.2
厚壁计算
长输管线均采用钢管，连接方法为焊接，
选用的钢管应具有良好的韧性和焊接性 能。凡选用国产钢管的输气管道，应符 合国家现行标准《石油天然气工业输送 钢管交货技术条件》GB/T9711、《输送 流体用无缝钢管》GB/T 8163、《高压锅 炉用无缝钢管》GB5130及《化肥设备用 高压无缝钢管》GB6479的有关规定。
多井集气：将每口井除采气井口装置以外的所
有设备都安装在集气站内，统一对天然气进行 初次净化、计量和调压。
(2)矿场集输系统的形式
直线型矿场输气系统: 对于单井集气、气井不
多时采用。 环型、放射状输气系统：对于单井集气、气井 多或排数多时采用。
（比较环状、放射状系统和直线型系统的优点）
(3) 矿场压气站
第三章 燃气的长输系统
当气源离城镇和工业区等燃气用户较远 时，需要利用长距离输气管线输送燃气， 送至远离气源的用气区。 本章主要介绍燃气长输系统的构成和主 要功能、工艺设计与计算及输气线路。
学习提示：
（1）理解几个概念 （2）了解燃气长输系统的构成和主要功
能，工艺流程 （3）了解燃气加臭知识 （4）理解长输管线的工艺设计与计算 （5）燃气输气线路
加臭方式
滴如式
从观察管观察每分钟流入的加 臭剂滴数，液滴数的调节由针 形阀进行，优点是构造简单， 缺点是加臭剂的流量难以扭制。
注入式 加臭剂通过储罐由 计量加臭泵导人加 臭管线，再由加臭 阀将加臭剂注人燃 气管道中与燃气混 合进行加臭。加臭 剂的流量由计量加 臭泵调节，凋节依 据来源于控制器， 控制器根据从被加 臭管道输送介质中 获取的加臭浓度采 样.
剂量要求：
一般对气味的敏感程度随温度升高而增
大，因而应按照季节变化改变加臭剂的 用量。 一年中最冷月与最热月加臭剂单位耗量 的比值大约为2:1。 气候炎热地区的加臭剂耗量应少于寒冷 地区加臭剂耗量。 投产初期 短期检漏：
乙硫醇：高毒，对狗，在1%以下能引起血压下降、呼吸
困难。人体大量吸入会引起血压降低、呼吸困难，并有呕 吐、腹泻、血尿等症状。轻者及时离开现场即可逐步痊愈； 重者立即送医院治疗。空气中最高容许浓度为0.5ppm。生 产设备应密闭，操作现场要强制通风，操作人员穿戴防护 用具。 四氢噻吩：四氢噻吩主要用作城市煤气、天然气等气体燃 料的赋臭剂即警告剂。也可用作医药、农药和光化学品生 产的原料。目前，按国际标准要求，城市煤气、天然气等 气体的赋臭剂必须使用四氢噻吩，取缔了原来使用的乙硫 醇等赋臭剂。本品具有麻醉作用。小鼠吸入中毒时，出现 运动性兴奋、共济失调、麻醉，最后死亡。慢性中毒实验 中，小鼠表现为行为异常、体重增长停顿及肝功能改变。 对皮肤有弱刺激性。对水体可造成污染。 丙烯酸酯。单独使用或混合使用。
其它附属设备如清管球收发装置、阴极保护站以及遥
控中心站等也可与压气站联合设置。
（4）燃气分配站
亦称为城市门站。是长输管线的终点站，
也是城市、工业区分配管网的气源站。 其任务是接收长输管线的燃气，经过除 尘、调压(将燃气压力调至城市高压环网 或用户所需的压力)、计量和加臭后送入 城市和工业区的管网。储气罐站可单独 设置，也可与燃气分配站合并设置。
鼓泡式：燃气支流以鼓泡的形式通过液体加臭剂层， 同样可以增加燃气与加臭剂的接触面。
加臭（门站）
3.2 长输管线的工艺设计与计算
3.2.1输气工艺设计 3.2.1.1主要内容 工艺设计应根据气源条件、输送距离、输送量及用户

的特点和要求，经综合分析和技术经济比较后确定。 输气工艺设计应确定下列主要内容： （1）确定总工艺流程； （2）确定输气站的工艺参数和流程； （3）确定输气站的数量和站间距； （4）确定输气管道的直径、设计压力及压气站的站压 比（出站和进站压力之比）。压缩机的选择
（2）当考虑输气管道纵断面的相对高 差影响时，按式3-3或3-4计算。
2 2 5 P )( 1 h )] d [P 0.5 1 2 QV 1051 ] n ZSTL[1 (hi hi 1 ) Li ] 2 L i 1 2 2 [ P P )( 1 h )] 0.51 2.53 1 2 QV 11522 Ed ] n ZTLS 0.961[1 (hi hi 1 ) Li ] 2 L i 1 2 gS S 0.0683 ( ) ZR T ZT