燃气工程新技术.ppt
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1、2023/6/30,燃气工程新技术(输配部分),北京建筑工程学院 詹淑慧,2023/6/30,第一节:燃气行业的 发展历程与现状,2023/6/30,能源是人类社会和经济发展的基本条件之一,历来为世界各国所瞩目。一、能源概述能源是指能够转换为机械能、热能、电磁能、化学能等各种能量的资源。,能源与燃气,2023/6/30,能源发展的三个阶段1.人类首先经历了以薪柴为主的时代。2.18世纪60年代从英国开始的产业革命,世界能源结构发生了第一次大的转变,即从薪柴转向以煤炭为主。3.从20世纪20年代开始,世界能源结构发生了第二次大的转变,即从煤炭转向以石油和天然气为主。,2023/6/30,能源的分
2、类1.一次能源(即天然能源)在自然界以天然的形式存在的可直接利用的能量资源,称为一次能源或天然能源。在一次能源中还可分为再生能源与非再生能源。再生能源是指能重复产生的天然能源。非再生能源是指不能重复再生的天然能源。,2023/6/30,2.二次能源(即人工能源)由一次能源经过加工、转换,以其它种类或形式存在的能量资源,称为二次能源或人工能源。,2023/6/30,3.燃料能源 包括矿物燃料、生物能源和核燃料等三大类。人类在使用这类能源时,主要是靠燃烧它们获取所需要的能量。4.非燃料能源 人类在使用这类能源时,一般是直接利用其提供的机械能、热能、光能等,有时也会利用其转化形式。,2023/6/3
3、0,二、常规能源的利用与评价常规能源:煤炭、石油、天然气我国能源资源储量比较丰富,但资源质量及资源勘探程度不很高。主要表现为:煤炭资源储量比较丰富,石油、天然气等优质能源探明储量有限。加之我国人口众多,人均能源占有量相对比较低。在过去的几十年里,终端能源消费结构中,煤炭一直占据主导地位。以煤为主的传统工业投资大、环保问题突出。我国常规能源的合理利用方面的主要问题是缺乏严格的、科学的能源管理,能量利用率比较低,能源消费系数比较高。资源的不合理使用与浪费,加剧了能源不足的紧张状况。,2023/6/30,使用燃气可以改善能源结构、减轻大气污染、保护生态环境,减少固体燃料及废渣的堆放和运输量。使用燃气
4、可改善居民生活条件,缩短家务劳动时间;在某些工业生产中使用燃气,可以明显提高产品的产量及质量,提高生产过程的自动化程度和劳动生产率,进而取得良好的经济效益。由于气体燃料洁净度高,燃烧稳定、完全,火焰容易控制,因此,在使用过程中有电、热和其它燃料无法替代的优势。总之,发展燃气,可以明显地取得节能效益、环保效益和服务效益。,2023/6/30,我国一次能源消费及展望,2023/6/30,各类用户使用燃气和燃煤、燃油的热效率比较(),2023/6/30,三、我国天然气利用的总体规划 在2010年前实施:1.西气东输 2.俄气南供 3.液化天然气进口 4.近海天然气利用 5.煤层气开发利用,2023/
5、6/30,天然气利用政策经国务院同意,国家发展改革委研究制定的于2007年8月30日正式颁布实施在我国境内所有从事天然气利用的活动均应遵循该政策,2023/6/30,天然气利用政策制定政策的必要性缓解天然气供需矛盾:遏制不合理的需求,促进天然气供求关系协调 优化天然气使用结构:我国天然气使用结构不合理,化工用气比例过高 促进节能减排工作:合理利用天然气,可以优化能源消费结构,改善大气环境,2023/6/30,天然气利用政策适用范围和管理主体适用范围:天然气下游利用领域,也适用于管道进口天然气和液化天然气(LNG)管理主体:国家发展和改革委员会负责全国天然气利用管理工作;各省(区、市)发展和改革
6、委员会会同相关主管部门负责本行政区域内天然气利用管理工作,2023/6/30,天然气利用政策指导思想和基本原则指导思想:加大调控和引导力度,强化需求侧管理,优化天然气使用结构,提高资源利用效率,促进天然气市场健康有序发展。基本原则:国家对天然气利用统筹规划;明确天然气利用顺序,促进天然气科学利用、有序发展;节约优先,提高资源利用率。,2023/6/30,天然气利用政策天然气利用领域和顺序天然气利用领域:城市燃气、工业燃料、天然气发电和天然气化工。综合考虑天然气利用的社会效益、环保效益和经济效益,根据不同用户的用气特点,将天然气利用分为优先类、允许类、限制类和禁止类。,2023/6/30,天然气
7、利用政策优先类:城市燃气:城镇(尤其是大中城市)居民炊事、生活热水等用气 公共服务设施(机场、政府机关、职工食堂、幼儿园、学校、宾馆、酒店、餐饮业、商场、写字楼等)用气 天然气汽车(尤其是双燃料汽车)分布式热电联产、热电冷联产用户,2023/6/30,天然气利用政策允许类:城市燃气:集中式采暖用气(指中心城区的中心地带);分户式采暖用气;中央空调 工业燃料:在建材、机电、轻纺、石化、冶金等工业领域:以天然气代油、液化石油气项目;环境效益和经济效益较好的以天然气代煤气项目;可中断供气的用户天然气发电:重要用电负荷中心且天然气供应充足的地区,利用天然气调峰的发电项目天然气化工:用气量不大、经济效益
8、较好的天然气制氢项目;用不宜外输或上述一、二类用户无法消纳的天然气生产氮肥项目,2023/6/30,天然气利用政策限制类:天然气发电:非重要用电负荷中心的天然气发电项目 天然气化工:已建的合成氨厂以天然气为原料的扩建项目、合成氨厂煤改气项目;以甲烷为原料,一次产品包括乙炔、氯甲烷等的碳化工项目;除允许类以外的新建以天然气为原料的合成氨项目;,2023/6/30,天然气利用政策禁止类:天然气发电:陕、蒙、晋、皖等十三个大型煤炭基地所在地区建设基荷燃气发电项目 天然气化工:新建或扩建天然气制甲醇项目;以天然气代煤制甲醇项目,2023/6/30,天然气利用政策天然气节约利用提高天然气利用效率:严格遵
9、循天然气利用顺序,鼓励应用先进技术和设备,最大限度发挥天然气利用效率 提高天然气商品率:生产企业要努力提高天然气商品率,增加外供商品气量;加强油田伴生气的回收利用;油气田生产自用气也应科学合理利用,避免浪费 利用好工业煤气:利用好工业生产过程中产生的煤气,禁止煤气放空,造成能源浪费,2023/6/30,第二节、新型管材,2023/6/30,常用管材,钢管铸铁管(球墨铸铁管)聚乙烯(PE)钢骨架聚乙烯其他管材,2023/6/30,发展过程 PE63PE80PE100PE125世界第一条聚乙烯燃气管道:1965年我国聚乙烯技术用于燃气管道:20世纪80年代,聚乙烯技术,2023/6/30,聚乙烯材
10、料性能(第一章)混配料快速裂缝增长慢速裂缝增长其他性能,聚乙烯技术,2023/6/30,聚乙烯管道的设计:气源:聚乙烯管道、钢骨架聚乙烯复合管道可输送天然气、液化石油气和人工燃气 聚乙烯管道和钢骨架聚乙烯复合管道工作温度在20以上时,最大允许工作压力应按工作温度对工作压力的折减系数进行折减,聚乙烯技术,2023/6/30,聚乙烯管道的设计:用户输送工艺(参数)路况环境施工,聚乙烯技术,2023/6/30,聚乙烯管道的设计水力计算管道布置管道保护措施:示踪线、警示带、保护板等,聚乙烯技术,2023/6/30,聚乙烯施工:管材、管件运输、储存管道连接方式:热熔连接、电热熔连接、钢塑转换接头等管道布
11、置:水平布置、埋深、穿跨越工程施工机具施工人员(培训),聚乙烯技术,2023/6/30,试验与验收运行管理 置换、投产 日常维护 故障、事故修复 带气接线 抢修,聚乙烯技术,2023/6/30,2023/6/30,聚乙烯管道的最大允许工作压力(MPa),2023/6/30,钢骨架聚乙烯复合管包括:钢丝网(焊接)骨架聚乙烯复合管、钢丝网(缠绕)骨架聚乙烯复合管、孔网钢带聚乙烯复合管。钢丝网(焊接)骨架聚乙烯复合管是以聚乙烯混配料为主要原料,经、纬线以一定螺旋角焊接成管状的钢丝网为增强骨架,经挤出复合成型工艺生产的管材。钢丝网(缠绕)骨架聚乙烯复合管是以聚乙烯混配料为主要原料,斜向交叉螺旋式缠绕钢
12、丝为增强层,经挤出复合成型工艺生产的管材。孔网钢带聚乙烯复合管是以聚乙烯混配料为主要原料,焊接成管状的孔网钢带为增强骨架,经挤出复合成型工艺生产的管材,钢骨架聚乙烯,2023/6/30,钢骨架聚乙烯复合管道的最大允许工作压力(MPa),2023/6/30,建筑物内常用管材 镀锌钢管 重金属管铜管 合成材料管铝塑复合管 不锈钢波纹管、薄壁管,2023/6/30,第三节、输配系统新技术,2023/6/30,调压装置,输配系统中燃气调压器起降压、稳压作用。调压器的作用是将较高的入口压力调至较低的出口压力,并随着燃气需用量的变化自动地保持其出口压力的稳定。,2023/6/30,调压器发展趋势在保证性能
13、的前提下,小型化、简单化动态特征更优异调压器壳体承压:高压调压器带伴热调压器 车用调压器:LPG、CNG 带安全监控式,调压装置,2023/6/30,2023/6/30,全地下式调压箱,2023/6/30,2023/6/30,半地下安装的调压箱,2023/6/30,2023/6/30,2023/6/30,2023/6/30,安全装置 安全切断:出口处超压或过流时应能自动切断须人工复位只有开、关两位,无中间过渡与系统有无备用设备有关安全放散:进、出口超压排放高压侧:弹簧式安全阀低压侧:水封式安全阀旁通系统泄漏报警遥控装置,调压装置,2023/6/30,调压器消音噪声来源噪声传递:管道、设备向空气
14、传递、管壁及支架沿固体传递噪声标准:按调压器下游1m处测定的声压等级 SPL划分:A级:安静的 SPL70dB B级:低噪音 70dBSPL80dB C级:噪音 SPL80dB,调压装置,2023/6/30,第四节、非开挖施工技术,2023/6/30,非开挖施工 在实际施工中一般泛指由于受到地形、地质及其他客观、人为因素制约,无法进行明开槽施工的情况下,进行的在基本不破坏原有地表特征,而在地表相应深度以下进行的施工。,2023/6/30,非开挖施工技术 利用各种岩土钻掘的设备和技术手段,在地表不开挖沟槽的条件下,铺设、更换、修复各种地下管线的施工技术,2023/6/30,非开挖施工的特点可不阻
15、断主要交通,减少对道路、植被的破坏和施工扰民问题,减少对环境、建筑基础的破坏影响在开挖施工难以进行或根本不允许进行的情况下,采用非开挖技术可使管线施工成为可能,并且可将管线设计在施工工程量最经济合理的地点穿过减少了开挖施工的地下作业工程量,减小了在特定地质条件下作业的施工难度,增大了安全保证系数;加快了施工进度,缩短了施工工期作业面小,可控制铺管方向,施工精度高,综合施工成本低成本低,应用广泛,有较好的经济效益和社会效益是一种特殊的施工方法,2023/6/30,现代非开挖技术20世纪70年代末起源于日本和欧美发达国家,并逐步走向成熟1986年国际非开挖技术协会(ISTT)在英国伦敦成立。中国香
16、港也于上世纪90年代末相继成立 我国北京、上海和江苏、浙江、广东、香港等沿海城市,非开挖技术推进速度加快我国已完成的非开挖工程中,管径已大至1m以上,管长已达2km以上,深度已超过30m,2023/6/30,燃气城市管网施工中 非开挖施工基本只在穿越河道、铁路、重要道路、地下管线、特殊地质地段等障碍、不能开挖时采用,施工管道管径不很大、管道长度较短,2023/6/30,非开挖施工技术,适用情况:敷设、更换、修复管线新管敷设:定向钻施工 顶管施工、夯管施工 冲击矛等 旧管道修复:翻转内衬法 内插法(U形管、PE管)裂管法,2023/6/30,定向钻施工技术,2023/6/30,2023/6/30
17、,定向钻施工顺序前期准备:勘查、设计,确定施工方案导向钻施工:按设计的钻孔轨迹,先施工一个导向孔扩孔:在钻孔柱顶端换扩大直径的扩孔钻头回拖管线:在回拉扩孔的同时,将待敷设的管道拉入钻孔注入泥浆:冷却、润滑钻头,调整钻进方向、携带碎屑、回拖时润滑管道等,2023/6/30,定向钻施工设备定向钻机导向设备附属设备定向钻施工适用土质 粘土、粉质粘土、粘质粉土、粉沙土等,2023/6/30,定向钻铺设管道直径范围 501200mm定向钻施工铺设管道长度 2Km 一般在近百米数百米不等,2023/6/30,定向钻施工特点 导向仪导向,快速高效准确钻孔方向易控制,施工场地要求简单导向探测与管线探测相结合有
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