空混氣-即液化石油氣摻混空氣,作為一種天然氣的過渡性氣源,1964年在錦州首次實驗成功后,正越來越多地受到一些中小城市的青睞。它較煤制氣具有投資省、見效快、運行經濟效益好等優(yōu)點,同時,它的輸配系統(tǒng)具有向天然氣過渡方便、運行壓力高、供氣方式靈活、供氣范圍較廣等特點,本文將探討如何選擇合理的供氣方式,****限度地發(fā)揮它的特點。
空混氣是液化氣按比例摻混空氣后,經空混站內的一次調壓,進入城市管網后,經中壓--低壓的二次調壓后,向用戶供氣的。由于空混氣的露點比相應狀態(tài)下的純液化石油氣低,所以從再液化的角度出發(fā),它的出站壓力可達0.2Mpa,甚至更高一些。它的輸配系統(tǒng)多是采用中壓供氣,低壓用氣的中低壓兩級壓力系統(tǒng)的供氣方式較多,如果以二次調壓的位置來區(qū)別,可分為中壓分戶調壓和中壓樓棟集中調壓;如果以用戶管網的環(huán)通方式,又可分為下環(huán)上行的上飼式和上環(huán)下行的下飼式(見圖1),那么組合起來的這些供氣方式各有特點。
一、分戶調壓的供氣方式
氣源 --- 一次調壓 --- 中壓輸氣管網 --- 中壓配氣支管 --- 室外中壓立管 --- 室內中壓支管 --- 閥門 --- 用戶調壓器 --- 二次調壓 --- 低壓水平支管 --- 煤氣表 --- 單頭嘴 --- 燃具
分戶調壓即中壓進戶調壓,在我國對于人工煤氣、天然氣、液化石油氣等都具有許多成功的試點,在國外這已是一種十分成熟的供氣方式。根據用戶管網的環(huán)通方式不同,分戶調壓又有上飼式的分戶調壓和下飼式的分戶調壓,對于目前在液化石油氣或空混氣系統(tǒng)中較為多見的是上環(huán)下行式的下飼式調壓的供氣方式。
中壓進戶的****優(yōu)點在于調壓裝置為各戶分開,所以用戶之間的影響較小,用氣壓峰所表現(xiàn)出來的壓力波動不明顯。而且調壓器低壓管段較短,所以燃具基本上是處在額定壓力下工作,運行工況較佳。其次它****限度地利用了中壓輸氣系統(tǒng)的壓力,使管道的平均管徑比較小,達到節(jié)省管材的目的。分戶調壓同低壓供氣系統(tǒng)的經濟性比較在許多方面都有較詳細的報道。再有由于對中壓管道較多地采用無縫鋼管焊接,施工較為簡單,特別是對于高層建筑對管道接口的可靠性提出多方面要求的情況下,這種接口方式是較合適的。
至于管網的環(huán)通形式,即所謂的上飼式或下飼式,對于中壓管道系統(tǒng)的影響并不大。我們之所以選擇不同的環(huán)通形式主要是基于利用介質同空氣的重度差所產生的附加壓頭,來達到克服幫助的目的,那么對于空混氣來說,假設它供應一棟20層高60m的大樓,它所產生的附加壓頭為:
這個數(shù)值對于調壓器入口壓力為0.07Mpa的中壓系統(tǒng)來說,它影響的效果體現(xiàn)得并不明顯。所以中壓進戶的另一個特點是對于管網的環(huán)通形式要求不高,一般對于多層建筑來說,選擇上飼式的分戶調壓方式是較經濟合理的,它節(jié)省了總的上升立管和樓頂?shù)沫h(huán)管,不但方便了施工,更方便了住戶或開發(fā)商對屋頂平臺的利用。但對于一些高層住宅,特別是底部為裙樓的高層建筑,在下環(huán)布置較為困難的情況下,也可以利用下飼式分戶調壓的供氣方式。
二、 樓棟集中調壓
氣源 --- 一次調壓 --- 中壓輸氣管網 --- 中壓配氣支管 --- 室外樓棟調壓器 --- 低壓環(huán)管 --- 分支低壓立管 --- 室內低壓支管 --- 閥門 --- 煤氣表 --- 單頭嘴 --- 燃具
由于樓棟調壓器的通過能力較大,所以這種方式可以較方便地解決一棟或數(shù)棟樓房的燃氣供應。根據樓棟調壓器位置的不同,可分為地面調壓和樓頂調壓兩種。地面調壓指調壓器布置在地面,中壓系統(tǒng)通過調壓后,經水平低壓環(huán)管 、低壓上升立管向用戶供氣,即上飼式樓棟集中調壓。而屋頂調壓則是由一根中壓上升立管到屋頂,調壓器調壓后,經水平低壓環(huán)管、低壓下降立管向用戶供氣,即上環(huán)下行的下飼式樓棟調壓。
無論是何種的樓棟調壓,它的燃具的灶前壓力要受到其它用戶的干擾,無法保證處在額定壓力下工作。其次樓棟調壓的立管處在低壓范圍內,為了克服阻力損失,它的平均管徑相對較大。如果從施工方向來看,既有中壓的焊接又有低壓的絲扣連接,施工較復雜,同時低壓所采用絲扣連接,對于高層建筑來說,它的連接可靠性不如焊接好。同時,前面中壓進戶調壓所忽略考慮的附加壓頭,對于樓棟調壓的供氣,就必須考慮了。
根據《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》50028--93之第7*2*9條規(guī)定,液化石油氣混空氣的低壓管道的允許阻力損失為250Pa,假如向一棟7層21m高的多層住宅供氣,它的附加壓頭將達到116.7Pa,約占允許壓力損失的46.7%,這個數(shù)值說明樓棟調壓方式供氣應該注意到用戶管網的環(huán)通方式。由計算可知,上飼式的樓棟調壓供氣方式對于10層以上的高層住宅,往往無法克服附加壓頭帶來的壓力阻力,這時就必須選擇下飼式的樓棟調壓,利用中壓系統(tǒng)的壓力來克服附加壓頭損失,以達到穩(wěn)定供氣的目的。
樓棟式調壓的這兩種供氣方式都具有局限性,下飼式供氣針對空混氣、液化石油氣能較好地克服附加壓頭損失,達到較好的供氣工況。但如果過渡到天然氣,這種供氣方式的效果不理想,也就是它的通用性不強。而且對于用戶較多的高層住宅,受調壓器通過能力的限制,往往需較多臺的調壓器,這就使得中壓的上升立管數(shù)目增加,屋頂調壓器的布置和水平環(huán)管的布置較為困難,當樓棟式調壓器的質量不是很好時,它的維修較為麻煩。上飼式的供氣則只能滿足多層住戶的用戶,且較適于天然氣和煤制氣的使用,但它的壓力波動較大,且無法解決高層住宅用戶的用氣。
三、 比較上飼式分戶調壓和下飼式樓棟調壓(見表1)
供氣方式 |
上飼式分戶調壓 |
下飼式樓棟調壓 |
供氣效果 |
分戶調壓,用戶均處在額定壓力下 工作、運行工況良好 |
受用氣高峰和各種阻力的影響,特別 受附加壓頭影響較大,灶前壓力波動 |
管材利用 |
平均管徑較小,節(jié)省管材 |
平均管徑較大,增加了總上升中壓 力管,浪費管材 |
施工 |
較單一的焊接施工,焊口的可 靠性較高 |
焊接和絲扣連接,施工工序多, 絲扣連接的可靠性較差 |
更換氣源 后的系統(tǒng) 通用性 |
對于液化石油氣、煤制氣和天然氣 都可適用,變換簡便 |
對于天然氣、煤制氣須考慮到 附加壓頭的作用,通用性較差 |
調壓器事 故的影響 和維修 |
事故的影響面小,僅為1戶, 維修較簡單 |
事故的影響較大,為一棟或數(shù)棟樓 用戶,由于調壓裝置在屋頂,所以維 修較不方便 |
四、 結論:
1.通過以上的分析比較,對于空混氣供氣系統(tǒng)應該優(yōu)先選擇上飼式分戶調壓的供氣方式特別是針對某些氣源過渡性區(qū)域,即目前使用煤制氣,過渡到使用空混氣,而最終將使用天然氣的地區(qū),這種供氣方式可以解決氣質變損所帶來的矛盾,提供較好的燃燒效果。
2.對于某些帶裙樓的高層用戶,在下環(huán)管布置較為困難的情況下,也可以選擇下飼式的分戶調壓供氣方式。
參考資料
1.《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》 50028--93
2.《燃氣工程技術手冊》 姜正侯
3.《深圳特區(qū)煤氣建設與管理》 賴元楷