燃气输配-10第十章-燃气的储存

§10-3 高压储气罐
一、工作原理 二、高压罐与低压罐的区别 三、储罐的构造
四、各种储气罐的优缺点 五、高压储气罐储气量的计算 六、罐体的壁厚计算
一、工作原理 罐的几何容积固定不变，靠改变其中燃气 的压力来储存燃气的，故称定容储罐。 二、高压罐与低压罐的区别
区别 构造 储气原理 储气压力 储存介质 密封 低压罐 直立式、螺旋式 高压罐 球形、圆筒形
图10－23 多孔地层中地下储气库原理
1－生产井；2－检查（控制）井；3－不透气覆盖层；4－水
§10-7 长输管线末端储气
一、管线末端储气含义和条件 二、储气能力的计算
一、管线末端储气含义和条件 含义：
长输管线最末一个加压站出口至管线终 点（门站或配气站）的一段管道称为管线末 端。在用气低峰时，多余的燃气储存在管线 末端内，用气高峰时储存的燃气供向用户， 这种供需的不平衡，是由该管道所具有一定 的储气能力予以平衡的。
储量不大，日调峰
储量较小，逐步被淘汰 较自立罐储量大，广泛使 用 大容量、脱湿燃气，很少 用
超大量储气，季节调峰
地面金属罐
常压储气 液化储气 预应力混凝土储罐 地下冻土储罐
储存LNG和其他低温气体， 调峰，后两种适于大容量 储气
§10-2 低压储气罐
一、低压湿式罐 二、低压干式罐

低压储气罐是一种压力基本稳定、储气容积 在一定限度内可以变化的低压储气设备，是 我国城镇燃气、石油化工、冶金等行业广泛 使用的储气设施。低压储气罐有干式罐和湿 式罐两大类。
二、高压储配站（门站） 工作原理 当供气量处于低峰负荷时，由燃气高压 干线来的燃气一部分经过一级调压进入高压 球罐，另一部分经过二级调压进入城市；当 供气量处于高峰负荷时，高压球罐和经过一 级调压后的高压干管来气汇合经过二级调压 送入城市。
主要设备
1.清管球接收装置； 2.净化装置，如过滤器、除尘器等； 3.计量装置，一般用孔板流量计； 4.调压装置，一般用自力式调压器、带安全 放散或安全切断的自控式调压器； 5.测量仪表，温度计、压力计； 6.安全自控装置，如超高/低压自动切断装 置及安全放散装置，远程遥测/遥控装置。
二、储气能力的计算
1.管道储气能力由下式计算
P22max 2 Pm1 ( P1 max ) 3 P1 max P2 max
Vg T0 Pm1 Pm 2 V ( ) P0T Z1 Z2
Pm 2 P22min 2 ( P1 min ) 3 P1 min P2 min
2.P1max、P2max、P1min、P2min的确定
低压湿式罐存在的主要问题及应用:
• 在北方采暖地区冬季要采取防冻措施，因此管理较复 杂，维护费用较高。 • 由于塔节经常浸入、升出水槽水面，因此必须定期进 行涂漆防腐。 • 直立罐耗用金属较多，尤其是在大容量时更为显著。 容积越大，干式罐越经济。 • 主要用于低压人工燃气，也可用于人工燃气替换为天 然气。
五、液化天然气储存站的安全
一、天然气液化目的
节约运输费用 调节供需 经济有效生产氦气
二、天然气的液化
天然气的主要成分是甲烷，实验证明，当温 度低到－163℃时，在常压下就可液化。天然气 的液化属于深度冷冻，靠—段制冷显然达不到 液化的目的。三种常用方法： 阶式循环(或称串级循环)制冷 混合式(或称多组分)制冷 膨胀法制冷
主要设备
储配站通常是由低压储气罐、压送机室、 辅助间（变电室、配电室、控制室、水泵房、 锅炉房）、消防水池、冷却水循环水池及生 活间（值班室、办公室、宿舍、食堂和浴室 等）所组成。
平面布置
图10－11 低压储配站平面布置示意图
1－低压储气罐；2－变电室；3－压缩机房；4－第二期工程备用地；5－维修车 间；6－锅炉房；7－消防水泵房；8－消防水池
图10－16 阶式循环制冷流程
1－冷凝器；2－丙烷制冷机；3－乙烯制冷机；4－甲烷制冷剂；5－ 节流阀；6－低温储罐；7－丙烷蒸发器；8－乙烯蒸发器；9－甲烷蒸 发器；10－气液分离器
图10－17
混合式制冷流程
1－丙烷储罐；2－换热器；3－储罐；4－氮储槽；5－乙烯储 罐；6－冷却器；7－制冷机
（1）P1max的确定 由管道水力计算得到起 点压力，考虑必要的储气容积，即确定起点压 力的增加量，由此可确定加压站出口压力，即 P1max。可取选定的压缩机出口压力。 （2）P2max按下式计算
G 2 2 P12 P12 max P 2 max min P 2 min A
P2 max P
四、储配站工艺流程 1.高压储配站工艺流程
图10－12 高压储存一级调压、中压或高压输送工艺流程
1－进口过滤器；2－压缩机；3－冷却器；4－油气分离器；5－调压器； 6－止回阀；7－计量器；8－高压储罐
图10－13 高压储存二级调压、高压输送工艺流程
1－过滤器；2－进口计量器；3－压缩机；4－冷却器；5－油气分离 器；6－一级调压器；7－高压储罐；8－二级调压器；9－止回阀； 10－出口计量器
末端管道储气应具有下列条件：
1.在储存和补充供气不足的过程中，管道能 容纳最后一个加压站稳定的输入量。 2.管道末端起点最高工作压力P1max，不能高 于加压站的最高出口压力；终点最低压力 P2min，不能低于末端门站或配气站的最低允 许入口压力。 3.管道强度应能承受户P1max和P2max所确定 的各点压力和平均压力。
地下冻土储罐 地下冻土储罐是在地下挖掘的一定形状的 掘坑，在坑的四周和坑底制造一定厚度的冻土 层，这层冻土层作为储罐壁和绝热层，有时罐 内侧还有一层混凝土壁。
五、液化天然气储存站的安全
液化天然气储存站通常储存的天然气以数 千万立方米计 ，其安全性是十分重要的。除 了应正确选择储存站站址外，还必须有一系列 的安全措施。
二、储气设施的分类
按储气压力分类 按密封方式分类 圆柱形罐 高压储气 管道 球 形 罐 管 束 按结构形式分类 立式 卧式 小规模高压储气 大容量，气、液态燃气 储量不大，高压，陆地、 船用 适用范围
长输管线末端
自立导轨升降式 湿式（水封）罐 螺旋导轨升降式 低压储气罐 干式罐 稀油密封，阿曼阿恩型（MAN型） 润滑脂密封，可隆型(KLONNE型) 橡胶夹布密封，威金斯型(WIGGINS型) 利用枯竭油气田储 气 中压储气 地下储气 利用地下含水层储 气 利用岩盐地穴储气
§10-6 天然气的地下储存
地下储气方法是解决季节供用气量不平衡 的 有效方法，利用地下储气方式可以大量储 存天然气、液化石油气和人工燃气。
• 利用枯竭油气田储气 （最简易和安全可靠的地下储气 方式） • 利用盐矿层建造储气库 • 含水多孔地层中的地下储库
图10－22 盐矿层储库工作流程
1－压缩机；2－预热器；3－调压器；4－干燥器；5－储气井
一、低压湿式罐 低压湿式罐是在水槽内放置钟罩和塔节，钟 罩和塔节随着燃气的进出而升降，并利用水封 隔断内外气体来储存燃气的容器。 直立导轨升降式储气罐 螺旋罐
图10－1
直立罐简图
1－燃气进口；2－燃气出口；3－水槽；4－塔节；5－钟罩；6－ 导轮；7－导向装置；8－水封
图10－2
螺旋罐示意图
1－进气管；2－水槽；3－塔节；4－钟罩；5－导轨；6－平台；7－顶 板；8－定架
压力基本稳定，容 容积固定、压力变化 积变化（定压变容）（定容变压） 低（≤6000Pa） 高（≥0.8Μ Pa） 气态 水、密封油 气态、液态 罐体
三、储罐的构造
图10－7 圆筒形罐
1－筒体；2－封头；3－鞍式支座
图10－8
球形高压罐
四、各种储气罐的优缺点
各种储气罐有其特点，其优缺点比较见表 10－4。（P183）
2 1 max
G 2 ( ) A
D5 A 4 LZRT

（3）P1min按下式计算
P P 1 min
2 2 min
G 2 ( ) A
（4）P2min的确定 管道终点最低压力按 末端门站或配气站的最低允许入口压力确 定。
混合式制冷
C3H8、C2H4及N2 混合物
膨胀法制冷
天然气
优点
设备较少，一台制 不需要从外部供给能 冷机，一台换热器，量，设备简单，运行 投资比阶式循环制 费用低。 冷低。 气液平衡与焓的计 容量小，液化量随管 算繁琐，换热器结 网压力变化。 构复杂，制造也困 难，制冷的效率较 阶式循环制冷低。
缺点
五、高压储气罐储气量的计算 球形储气罐的有效储气量：
VC P - Pc T0 V0＝ P0T
圆筒形储气罐有效储气量（封头为长短轴比 值为2的标准椭圆型）计算：
2 4 Di Di Di L P - PC T0 4 3 2 4 V0＝ P0T
六、罐体的壁厚计算 圆筒形储气罐筒体壁厚计算公式：

2 - P
t
PDi
＋c
球形罐壁厚计算公式

4 - P
t
PDi
＋c
§10-4 燃气储配站
一、储配站的功能 二、高压储配站（门站） 三、低压储罐站 四、储配站工艺流程
一、储配站的功能 接受气源厂或长输管线来气； 储存燃气，以调节燃气生产与使用的不平 衡； 控制输配系统供气压力； 进行气量分配； 测定燃气流量； 检测燃气气质； 对燃气加臭。
2.低压储配站工艺流程
图10－14
低压储存，中压输送工艺流程
1－低压储气罐；2－水封阀；3－压缩机；4－单向阀；5 －出口流量计
图10－15
低压储存，中低压分路输送工艺流程
1－低压储气罐；2－水封阀；3－稳压器；4－压缩机；5－单向阀； 6－流量计；7－阀门
§10-5 天然气的液化及液态储存
一、天然气液化目的 二、天然气的液化 三、天然气液化方法的特点比较 四、低温储罐的结构