空混氣-即液化石油氣摻混空氣,作為一種天然氣的過(guò)渡性氣源,1964年在錦州首次實(shí)驗(yàn)成功后,正越來(lái)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(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn),同時(shí),它的輸配系統(tǒng)具有向天然氣過(guò)渡方便、運(yùn)行壓力高、供氣方式靈活、供氣范圍較廣等特點(diǎn),本文將探討如何選擇合理的供氣方式,最大限度地發(fā)揮它的特點(diǎn)。
空混氣是液化氣按比例摻混空氣后,經(jīng)空混站內(nèi)的一次調(diào)壓,進(jìn)入城市管網(wǎng)后,經(jīng)中壓--低壓的二次調(diào)壓后,向用戶供氣的。由于空混氣的露點(diǎn)比相應(yīng)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(dá)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(jí)壓力系統(tǒng)的供氣方式較多,如果以二次調(diào)壓的位置來(lái)區(qū)別,可分為中壓分戶調(diào)壓和中壓樓棟集中調(diào)壓;如果以用戶管網(wǎng)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(lái)的這些供氣方式各有特點(diǎn)。
一、分戶調(diào)壓的供氣方式
氣源 --- 一次調(diào)壓 --- 中壓輸氣管網(wǎng) --- 中壓配氣支管 --- 室外中壓立管 --- 室內(nèi)中壓支管 --- 閥門 --- 用戶調(diào)壓器 --- 二次調(diào)壓 --- 低壓水平支管 --- 煤氣表 --- 單頭嘴 --- 燃具
分戶調(diào)壓即中壓進(jìn)戶調(diào)壓,在我國(guó)對(duì)于人工煤氣、天然氣、液化石油氣等都具有許多成功的試點(diǎn),在國(guó)外這已是一種十分成熟的供氣方式。根據(jù)用戶管網(wǎng)的環(huán)通方式不同,分戶調(diào)壓又有上飼式的分戶調(diào)壓和下飼式的分戶調(diào)壓,對(duì)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(diào)壓的供氣方式。
中壓進(jìn)戶的最大優(yōu)點(diǎn)在于調(diào)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(lái)的壓力波動(dòng)不明顯。而且調(diào)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(yùn)行工況較佳。其次它最大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(dá)到節(jié)省管材的目的。分戶調(diào)壓同低壓供氣系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性比較在許多方面都有較詳細(xì)的報(bào)道。再有由于對(duì)中壓管道較多地采用無(wú)縫鋼管焊接,施工較為簡(jiǎn)單,特別是對(duì)于高層建筑對(duì)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(wǎng)的環(huán)通形式,即所謂的上飼式或下飼式,對(duì)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(zhì)同空氣的重度差所產(chǎn)生的附加壓頭,來(lái)達(dá)到克服幫助的目的,那么對(duì)于空混氣來(lái)說(shuō),假設(shè)它供應(yīng)一棟20層高60m的大樓,它所產(chǎn)生的附加壓頭為:
這個(gè)數(shù)值對(duì)于調(diào)壓器入口壓力為0.07Mpa的中壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō),它影響的效果體現(xiàn)得并不明顯。所以中壓進(jìn)戶的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)于管網(wǎng)的環(huán)通形式要求不高,一般對(duì)于多層建筑來(lái)說(shuō),選擇上飼式的分戶調(diào)壓方式是較經(jīng)濟(jì)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(duì)屋頂平臺(tái)的利用。但對(duì)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(diào)壓的供氣方式。
二、 樓棟集中調(diào)壓
氣源 --- 一次調(diào)壓 --- 中壓輸氣管網(wǎng) --- 中壓配氣支管 --- 室外樓棟調(diào)壓器 --- 低壓環(huán)管 --- 分支低壓立管 --- 室內(nèi)低壓支管 --- 閥門 --- 煤氣表 --- 單頭嘴 --- 燃具
由于樓棟調(diào)壓器的通過(guò)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?xì)夤?yīng)。根據(jù)樓棟調(diào)壓器位置的不同,可分為地面調(diào)壓和樓頂調(diào)壓兩種。地面調(diào)壓指調(diào)壓器布置在地面,中壓系統(tǒng)通過(guò)調(diào)壓后,經(jīng)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(diào)壓。而屋頂調(diào)壓則是由一根中壓上升立管到屋頂,調(diào)壓器調(diào)壓后,經(jīng)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(diào)壓。
無(wú)論是何種的樓棟調(diào)壓,它的燃具的灶前壓力要受到其它用戶的干擾,無(wú)法保證處在額定壓力下工作。其次樓棟調(diào)壓的立管處在低壓范圍內(nèi),為了克服阻力損失,它的平均管徑相對(duì)較大。如果從施工方向來(lái)看,既有中壓的焊接又有低壓的絲扣連接,施工較復(fù)雜,同時(shí)低壓所采用絲扣連接,對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō),它的連接可靠性不如焊接好。同時(shí),前面中壓進(jìn)戶調(diào)壓所忽略考慮的附加壓頭,對(duì)于樓棟調(diào)壓的供氣,就必須考慮了。
根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)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(dá)到116.7Pa,約占允許壓力損失的46.7%,這個(gè)數(shù)值說(shuō)明樓棟調(diào)壓方式供氣應(yīng)該注意到用戶管網(wǎng)的環(huán)通方式。由計(jì)算可知,上飼式的樓棟調(diào)壓供氣方式對(duì)于10層以上的高層住宅,往往無(wú)法克服附加壓頭帶來(lái)的壓力阻力,這時(shí)就必須選擇下飼式的樓棟調(diào)壓,利用中壓系統(tǒng)的壓力來(lái)克服附加壓頭損失,以達(dá)到穩(wěn)定供氣的目的。
樓棟式調(diào)壓的這兩種供氣方式都具有局限性,下飼式供氣針對(duì)空混氣、液化石油氣能較好地克服附加壓頭損失,達(dá)到較好的供氣工況。但如果過(guò)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(qiáng)。而且對(duì)于用戶較多的高層住宅,受調(diào)壓器通過(guò)能力的限制,往往需較多臺(tái)的調(diào)壓器,這就使得中壓的上升立管數(shù)目增加,屋頂調(diào)壓器的布置和水平環(huán)管的布置較為困難,當(dāng)樓棟式調(diào)壓器的質(zhì)量不是很好時(shí),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(dòng)較大,且無(wú)法解決高層住宅用戶的用氣。
三、 比較上飼式分戶調(diào)壓和下飼式樓棟調(diào)壓(見表1)
供氣方式
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上飼式分戶調(diào)壓
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下飼式樓棟調(diào)壓
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供氣效果
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分戶調(diào)壓,用戶均處在額定壓力下
工作、運(yùn)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(dòng) |
管材利用
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平均管徑較小,節(jié)省管材
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平均管徑較大,增加了總上升中壓
力管,浪費(fèi)管材 |
施工
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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(duì)于液化石油氣、煤制氣和天然氣
都可適用,變換簡(jiǎn)便 |
對(duì)于天然氣、煤制氣須考慮到
附加壓頭的作用,通用性較差 |
調(diào)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(jiǎn)單 |
事故的影響較大,為一棟或數(shù)棟樓
用戶,由于調(diào)壓裝置在屋頂,所以維 修較不方便 |
四、 結(jié)論:
1.通過(guò)以上的分析比較,對(duì)于空混氣供氣系統(tǒng)應(yīng)該優(yōu)先選擇上飼式分戶調(diào)壓的供氣方式特別是針對(duì)某些氣源過(guò)渡性區(qū)域,即目前使用煤制氣,過(guò)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(zhì)變損所帶來(lái)的矛盾,提供較好的燃燒效果。
2.對(duì)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(diào)壓供氣方式。
參考資料
1.《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》 50028--93
2.《燃?xì)夤こ碳夹g(shù)手冊(cè)》 姜正侯
3.《深圳特區(qū)煤氣建設(shè)與管理》 賴元楷