1、2023-1-22第11章燃气的储存第第11章燃气的储存章燃气的储存第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 11.111.1低压湿式罐低压湿式罐v 11.2 11.2 低压干式罐低压干式罐v 11.3 11.3 高压储气罐高压储气罐v 11.4 11.4 燃气储配站燃气储配站v 11.511.5长输管线及高压管道储气能力计算长输管线及高压管道储气能力计算v 11.611.6液化石油气的降温储存液化石油气的降温储存 v 11.711.7天然气的液化及液态储存天然气的液化及液态储存v 11.811.8燃气的地下储存燃气的地下储存第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存11.1 11.1 低压湿式罐
2、低压湿式罐特点特点储气罐的压力是变化的；储气罐的压力是变化的；储气罐的容积是变化的。储气罐的容积是变化的。计算计算储气压力计算；储气压力计算；储气容积计算。储气容积计算。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存类型类型一一.直立罐直立罐垂直升降垂直升降二二.螺旋罐螺旋罐螺旋升降，节省金属，抗风能力差。螺旋升降，节省金属，抗风能力差。三三.低压湿式罐存在的主要问题低压湿式罐存在的主要问题1.1.防冻，维护费用高；防冻，维护费用高；2.2.需要定期防腐；需要定期防腐；3.3.金属耗量大。金属耗量大。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存11.2 11.2 低压干式罐低压干式罐干式罐组成：外筒、活塞、
3、底板及顶板。干式罐组成：外筒、活塞、底板及顶板。特点：特点：容积可变；容积可变；压力基本不变；压力基本不变；密封系统复杂；密封系统复杂；没有水槽，基础荷载小；没有水槽，基础荷载小；金属耗量小，有利于建大罐。金属耗量小，有利于建大罐。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存一一.阿曼阿恩型干式罐阿曼阿恩型干式罐二二.可隆型干式罐可隆型干式罐三三.威金斯型干式罐威金斯型干式罐第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存11.3 11.3 高压储气罐高压储气罐v 一一.储气罐的构造储气罐的构造 特点：特点：v 定容罐，结构简单，可贮存气态、液态燃气。定容罐，结构简单，可贮存气态、液态燃气。v 形状：圆筒形、
4、球型。形状：圆筒形、球型。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存二二.储气量的计算储气量的计算高压储气罐的高压储气罐的有效储气容积的计算有效储气容积的计算 储罐的容积利用系数储罐的容积利用系数提高储罐容积利用系数的措施：引射器提高储罐容积利用系数的措施：引射器 第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存11.4 11.4 燃气储配站燃气储配站v 一一.高压储配站高压储配站v 工艺流程工艺流程第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存二二.低压储配站低压储配站第11章燃气的储存燃气的储存燃气
5、的储存第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存西安市输配系统设计方案西安市输配系统设计方案 输配系统方案：次高压管道输气，中压管网配输配系统方案：次高压管道输气，中压管网配气，高压球罐储气的输配方案气，高压球罐储气的输配方案.供气方式：采用次高压输气，中压配气两级系供气方式：采用次高压输气，中压配气两级系统。即次高压管道和一期、二期储配站高压球罐统。即次高压管道和一期、二期储配站高压球罐储气调峰，次高压管道兼输气，通过高中压调压储气调峰，次高压管道兼输气，通过高中压调压站调至中压，由中压管网配气，采用中压一级系站调至中压，由中压管网配气，采用中压一级系统供气的方式。统供气的方式。第11章燃气的储
6、存燃气的储存燃气的储存v 压力级制压力级制v（1）门站、储配站）门站、储配站v 最高工作压力：最高工作压力：1.6MPav 设计压力：设计压力：2.0MPav（2）次高压管道）次高压管道v 工作压力：工作压力：1.6MPav 设计压力：设计压力：1.6MP第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存用气低峰工艺流程框图用气低峰工艺流程框图第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存用气高峰工艺流程框图用气高峰工艺流程框图第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存（1 1）低峰时，一路进入高压球罐储存（最高工作）低峰时，一路进入高压球罐储存（最高工作压力压力1.01.0兆帕）；一路直接经过滤、调压至兆帕）；一路
7、直接经过滤、调压至0.20.2兆兆帕帕,计量后进入中压管网；一路进入次高压管网计量后进入中压管网；一路进入次高压管网供应高中压调压站和一期工程储配站。供应高中压调压站和一期工程储配站。（2 2）用气高峰时，门站来气和高压球罐出气进入）用气高峰时，门站来气和高压球罐出气进入次高压管网，同时高压球罐中的天然气一部分经次高压管网，同时高压球罐中的天然气一部分经过滤、调压、计量后进入中压管网。过滤、调压、计量后进入中压管网。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存门站、储配站工艺流程门站、储配站工艺流程-用气低峰方框图用气低峰方框图第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存门站、储配站工艺流程门站、储配站工
8、艺流程-用气高峰方框图用气高峰方框图第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存11.5 长输管线储气能力的计算长输管线储气能力的计算 管线末端是在不稳定的工况下工作的，管线末端是在不稳定的工况下工作的，我们近似的用排气量等于用气量的那一瞬我们近似的用排气量等于用气量的那一瞬间的稳定工况代替燃气流动不稳定的工况间的稳定工况代替燃气流动不稳定的工况进行计算。进行计算。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v管道相当于一个定容管道相当于一个定容罐，罐，v管道的储气能力管道的储气能力=a=a点点时管内的燃气量时管内的燃气量-b-b点点时管内的燃气量；时管内的燃气量；第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存d
9、x内燃气量：内燃气量：（11-25）（11-26）（11-27）（11-28）第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 将式（将式（11-28）（）（11-26）代入（）代入（11-25）得）得v v （11-30）v 进行积分，进行积分，v 将下式带入（将下式带入（11-30）第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存 是管道中的平均压力，是管道中的平均压力，表示为表示为第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存 如果取如果取 可写成可写成 所以管道储气量：所以管道储气量：第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v式中：式中：v 管道中燃气量最大时的平均绝对压力管道中燃气量最大时的平均绝对压力 （MP
10、a）；）；v 管道中燃气量最小时的平均绝对压力管道中燃气量最小时的平均绝对压力（MPa）；）；v V 管道的容积管道的容积()。v 例题例题11-1 第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存11.6液化石油气的降温储存液化石油气的降温储存 罐内压力：罐内压力：压力储存：温度压力储存：温度=48=48o oC C，成份：丙烷；成份：丙烷；压力压力=1.6MPa.=1.6MPa.降温储存，是常压储存。降温储存，是常压储存。目的：节省钢材和资金；安全。目的：节省钢材和资金；安全。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 一直接冷却式流程一直接冷却式流程 v v 罐内气相罐内气相 压缩压缩 冷凝冷凝 储
11、存储存v v 泵泵 v 液相液相 罐内顶部罐内顶部 节流喷淋节流喷淋第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 二间接气相冷却式流程二间接气相冷却式流程v 制冷循环制冷循环v 泵泵 v 罐内气相罐内气相 冷凝冷凝 储存储存 v 液相液相 罐内顶部罐内顶部 节流喷淋节流喷淋第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 三间接液相冷却式流程三间接液相冷却式流程 v 制冷循环制冷循环v v 泵泵 v 罐内液相罐内液相 冷凝冷凝 节流喷淋（顶部节流喷淋（顶部）第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存11.7天然气的液化及液态储存天然气
12、的液化及液态储存第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 公路运输管理第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v LNG低温贮罐低温贮罐第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 一天然气的液化一天然气的液化v 天然气的液化是深度冷冻天然气的液化是深度冷冻v（一）阶式循环制冷（一）阶式循环制冷第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 一段冷冻：一段冷冻：v 用丙烷，用丙烷，-40度，同时冷却乙烯、甲烷度，同时冷却乙烯、甲烷v 二段冷冻：二段冷冻：v 用乙烯，用乙烯，-100度，同时冷却甲烷度，同时冷却甲烷v 三段冷冻：三段冷冻：v 用甲烷，用甲烷，-163度，天然气液化度，天然气液化第11章燃气的
13、储存燃气的储存燃气的储存（二）混合式制冷（二）混合式制冷第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存（三）膨胀法制冷（三）膨胀法制冷特点：充分利用长输干管与用户之间较大的压特点：充分利用长输干管与用户之间较大的压力梯度作为液化能源，只利用干管剩余的能量即力梯度作为液化能源，只利用干管剩余的能量即可。适用于干管压力较高且液化量较小的地方。可。适用于干管压力较高且液化量较小的地方。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 该方法所能液化的天然气量，取决于管网的压力所能提供的该方法所能液化的天然气量，取决于管网的压力所能提供的能量。能量。v 各种压力比下甲烷的液化量各种压力比下甲烷的液化量入口压力入口压力
14、P P1 1 (MPa)(MPa)出口压力出口压力P P2 2 (MPa)(MPa)甲烷的液化量甲烷的液化量(%)(%)P P1 1/P/P2 27.007.003.503.503.73.72:12:15.255.253.503.502.42.41.5:11.5:15.255.251.051.051.031.035:15:15.255.250.350.351.481.4815:115:12.102.100.210.210.830.8310:110:第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 采用天然气燃烧加热的方式使天然气重新采用天然气燃烧加热的方式使天然气重新气化。气化设备费占液化设备费的四分
15、之气化。气化设备费占液化设备费的四分之一。一。v 能量消耗大约是得到能量消耗大约是得到1标准立方米气态天标准立方米气态天然气消耗然气消耗745KJ的热量。的热量。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 二低温储罐的结构二低温储罐的结构v（一）内罐：薄膜罐。具有液密性，可挠性，在低温下不（一）内罐：薄膜罐。具有液密性，可挠性，在低温下不脆化。足够的韧性与良好的加工性能。脆化。足够的韧性与良好的加工性能。v 低温钢板，镍钢，不锈钢或铝合金。低温钢板，镍钢，不锈钢或铝合金。v（二）隔热层（二）隔热层:作用作用;传递液压头，固定传递液压头，固定“薄膜薄膜”，减少气，减少气化量以及温差应力。化量以及温
16、差应力。v 材料：硬质泡沫、材料：硬质泡沫、v 泡沫玻璃、珍珠岩泡沫玻璃、珍珠岩.v 有粉末状，纤维状，板状地等混合有粉末状，纤维状，板状地等混合v 使用地隔热层。使用地隔热层。v 靠近内侧的隔热层要有伸缩性。靠近内侧的隔热层要有伸缩性。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v（三）外罐（三）外罐v 1.冻土壁；冻土壁；v 2.钢制壁；钢制壁；v 3.钢筋混凝土壁钢筋混凝土壁.v 三液化天然气储存站安全三液化天然气储存站安全v 1.安全距离；安全距离；v 2LNG容积池；容积池；v 3监测系统；监测系统；v 4消防系统。消防系统。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存11-8燃气的地下储存一.
17、利用枯竭油气田储气 是通过油气田原有的生产井和建库时增加的气井向枯竭的油气层注入或采出天然气，是世界上使用最广泛、运行最久的一种储气库。优点是地质对象为已开发过的油气田，地下构造、储层情况清楚，不用进行地质勘探，建库周期短；油气田开发用的部分气井和地面设施可以重复用于地下储气库，需要补充注入的垫层气量不多，投资和运行费用低。缺点是密封性要求高，注入气体最好是经过处理的干气，对枯竭油田用作储气库还应装有除油设备。第11章燃气的储存燃气的储存燃气的储存v 二.含水多孔地层中的地下储库v 将地下含水层中岩层孔隙中的水排走，并在非渗透性的含水盖层下直接形成储气场所。一般建在背斜构造的含水砂岩储层中，其优点是构造完整，钻井完井一次到位，缺点是气水界面较难控制，投资和操作费用较高，建库周期较长，风险较大。但可用于建造地下储气库的含水构造分布很广，即使在输气干线或天然气消费中心附近没有合适的枯竭油气层，也总可以找到含水层构造。v 目前，世界上建造在大工业城市附近的地下储气库基本上都为含水层储气库。此类型储气库可以储存几十亿立方米的天然气，年注采循环约为1次。2023-1-22第11章燃气的储存
