CN2494917Y

CN2494917Y - 新型天然气调峰装置

Info

Publication number: CN2494917Y
Application number: CN 01252963
Authority: CN
Inventors: 姜小敏; 王财友; 钱尚源
Original assignee: Shanghai University of Engineering Science
Current assignee: Shanghai University of Engineering Science
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2002-06-12
Anticipated expiration: 2011-08-09

Abstract

本实用新型涉及一种新型天然气调峰装置,它包括天然气高压储气罐调峰装置,其特征是还包括由阀门、连接管、喷管、吸入室、混合管、扩压管等部件组成的天然气引射升压装置,该装置属于燃气设备领域,是一种天然气输配调峰新技术,可有效地提高天然气高压储气罐的利用率,也可以使现有的低压煤气储气罐用于天然气输配调峰,由此可节省巨额投资费用,该装置结构简单、占地面积小,具有较高的经济性和可靠性。

Description

新型天然气调峰装置

技术领域：

本实用新型涉及一种新型天然气调峰装置，它属于燃气设备领域。

背景技术：

近年来，我国天然气资源开发进展很快，我国西部地区和近海海域已全面开发了油气田，为国民经济建设提供了优质能源，随着国家天然气“西气东输”工程的实施，液化天然气的引进，我国将进入大规模使用天然气的新时期。

天然气是一种气体商品，用户一但使用上天然气必须得到长期可靠、稳定的气源保证，即需要有足够的流量和一定的压力提供使用。上游天然气的产量是相对均匀的，但天然气用气量是不均匀的(中午和傍晚为用气高峰，用气量很大，半夜时，用气量很少)，务必采用合适的调峰方法，使天然气输配***保持供需平衡。如图1所示，我国常用的调峰方式是建造一些大型天然气高压储气罐4，由天然气高压储气罐4和进气管道1、出气管道2、阀门31，32，33、减压阀5组成天然气高压储气罐调峰装置，在用气低谷时，把多余的天然气充入天然气高压储气罐4储存起来，在用气高峰时，将天然气高压储气罐4内存储的天然气放出来弥补供气量的不足。建造这些天然气高压储气罐4需花费巨额资金(例如在上海某天然气储配站，建造了十个3000M³的天然气高压储气罐4，约投资2亿元人民币)，调峰过程中，例如在上海某天然气储配站，天然气高压储气罐4的压力只能从1.5MPa(表压)降至0.8MPa(表压)，储存在天然气高压储气罐4内的天然气不能够全部放出投入调峰，因而天然气高压储气罐4的利用率不高。为满足调峰要求，只得投巨资再建造比较多的天然气高压储气罐4，造成国家财源的巨大浪费。

此外，我国一些大、中型城市燃气目前多以人工煤气为主，已发展具有一定的规模，建有调峰用的低压煤气储气罐群，设计压力一般为1～6kPa(表压)，而天然气输配和使用压力比人工煤气高，天然气低压管网压力一般为30～50kPa(表压)，因此，在人工煤气转换天然气后，原有调峰用的低压煤气储气罐群或废弃或需投入大量的资金对其进行重大改造。

发明内容：

针对现有技术的缺陷和问题，经过大量的计算分析和试验研究，本实用新型解决技术问题的技术方案如图3所示，本实用新型首次提出利用进气管道1输入的高压天然气作为动力源，在原有天然气高压储气罐调峰装置的基础上，采用引射升压器A抽吸天然气高压储气罐4内的天然气并提升其压力再输入出气管道2进行天然气调峰的新构思。

如图2所示，引射升压器A由喷管7、吸入室8、混合管9和扩压管10组成，其工作原理是，它能使两股不同压力的天然气相互混合并产生能量交换，形成一股压力居中的混合气体。进气管道1输入的高压天然气G₁通过喷管7降压增速，将压力能转化为动能，超音速气流从喷管7喷出，形成一股射流，进入吸入室8，把吸入室8内来自天然气高压储气罐4的压力较低的天然气卷吸走，被卷吸的天然气称为被引射气体G₂，G₁和G₂两股天然气在混合管9内混合，混合过程中，高速气体将一部分动能传递给低速气体，于是，高速气体的流速逐渐降低，而低速气体的流速逐渐升高，两者的流速逐渐趋于一致，并伴有压力升高。大致混合均匀的气体进入扩压管10，进一步减速增压直至出口达到设计压力。输出的混合天然气G₃由出气管道2输出。随着上述过程的不断进行，天然气高压储气罐4内的天然气不断被引射(抽吸)，天然气高压储气罐4内的压力逐渐降低到比较低的压力值。这样，便可以经济有效地提高大型天然气高压储气罐4的利用率，同样也可以使原有的用于人工煤气调峰用的低压煤气储气罐不需大的改造就可应用于天然气输配调峰***。

如图3、图4所示，本实用新型构思的一种新型天然气调峰装置，它包括天然气高压储气罐调峰装置，其特征是还包括由管道上的阀门34，35，36、连接管6，它的左端通过法兰11和阀门34与进气管道1相连，右端焊接在带孔压盖12上、喷管7，它的左端通过带孔压盖12和垫圈13与连接管6相连并支撑在吸入室8左端套筒14上、吸入室8，它的左端焊接着套筒14并通过螺栓与带孔压盖12相连，右端通过焊接与混合管9相连、混合管9，它的左端通过焊接与吸入室8右端部相连，右端通过焊接与扩压管10相连、扩压管10，它的左端通过焊接与混合管9右端相连，右端通过法兰11’与阀门36相连组成的天然气引射升压装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

研究结果表明，采用新型天然气调峰装置进行天然气调峰，是一种非常经济实用的天然气输配调峰新技术，可大大提高天然气高压储气罐4的利用率，从而可减少天然气高压储气罐4的数量，大大降低投资费用；也能够使原有的低压煤气储气罐无需大的改造，便可应用于天然气输配调峰***。引射升压器A是一种结构简单的流体设备，无任何运动部件，设备投资小，维修成本很低，占地面积也比较小，运行时也不需要消耗额外的能量，具有较高的经济性和可靠性。

附图说明：

图1为现有天然气储气罐调峰装置示意图

图1中，1-进气管道，2-出气管道，31、32、33-阀门

4-天然气高压储气罐，5-减压阀。

图2为引射升压器A工作原理示意图

图2中，G₁-输入的高压天然气，G₂-被引射天然气，

G₃-输出的混合天然气，7-喷管，8-吸入室，

9-混合管，10-扩压管。

图3为新型天然气调峰装置示意图

图3中，1-进气管道，2-出气管道，

31、32、33、34、35、36-阀门，4-天然气高压储气罐，

5-减压阀，A-引射升压器。

图4为引射升压器A结构示意图

图4中，6-连接管，7-喷管，8-吸入室，9-混合管，

10-扩压管，D₁-喷管7进口直径，

D₁’-喷管7喉部直径，D₁”-喷管7出口直径，

D₂-吸入室8进口直径，D₂’-吸入室8出口直径，

D₃-混合管9出口直径，D₄-扩压管10出口直径，

11、11’-法兰，12-带孔压盖，13-垫圈，

14-套筒，15-凹凸法兰。

具体实施方式：

参见图3和图4，在用气低谷时，打开阀门31，此时，阀门32、34、35、36关闭，让多余的天然气充入天然气高压储气罐4储存起来，在用气高峰时，先打开阀门32，此时，阀门31、34、35、36关闭，天然气高压储气罐4存储的天然气自行放出直至天然气高压储气罐4的压力降低到出气管道2中的天然气压力为止，然后，关闭阀门32、33，同时打开阀门34、35、36，来自进气管道1输入的高压天然气全部通过引射升压器A并引射(抽吸)天然气高压储气罐4内的天然气，其混合天然气的流量为来自进气管道1输入的高压天然气流量与从天然气高压储气罐4内抽吸的天然气流量之和，通过阀门36输送到出气管道2中去，直至天然气高压储气罐4的压力降低到较低水平为止。例如在前述的上海某天然气储配站，天然气高压储气罐4的压力即可从1.5MPa(表压)降至0.4MPa(表压)，使天然气高压储气罐4的利用率大大提高。由此可见，这一新构思可以经济有效地提高大型天然气高压储气罐4的利用率。被引射的天然气流量与来自进气管道1中的天然气流量之比可达到2.0-0.1，随着天然气高压储气罐4的压力降低而下降。

新构思下的另一实施方式是在现有的调峰装置不是采用上述的天然气高压储气罐调峰装置，而是采用低压煤气储气罐调峰装置时，同样可采用包括上述的天然气引射升压装置，共同构成新型天然气调峰装置，这样就可使原有调峰用的低压煤气储气罐不需要大的改造即可满足天然气输配调峰需求。

天然气引射升压装置的设计参数范围：

进气管道1中的天然气压力：P₁＝0.4～2.5MPa(表压)

进气管道1中的天然气流量：Q₁＝100～100000NM³/h

喷管7进口直径： D₁＝25～300mm

喷管7喉部直径： D₁’＝4～100mm

喷管7出口直径： D₁”＝5～120mm

被引射天然气压力： P₂＝0.001～0.8MPa(表压)

被引射天然气流量： Q₂＝10～200000NM³/h

吸入室8进口直径： D₂＝50～500mm

吸入室8出口直径： D₂’＝10～200mm

混合管9出口直径： D₃＝10～200mm

扩压管10天然气出口压力： P₃＝0.03～0.8MPa(表压)

扩压管10天然气出口流量： Q₃＝110～300000NM³/h

扩压管10出口直径： D₄＝25～350mm

引射系数： u＝0.1～2.0

本实用新型的连接管6呈园筒形，它的左端通过法兰11和阀门34与进气管道1相连，右端焊接在带孔压盖12上、喷管7呈双锥筒形，它的左端通过带孔压盖12和垫圈13与连接管6相连并支撑在吸入室8左端套筒14上、吸入室8身部为双园筒形，端部为锥筒形，身部和端部通过凹凸法兰15和螺栓相连，身部的左端焊接着套筒14并通过螺栓与带孔压盖12相连，右端通过焊接与混合管9相连、混合管9呈园筒形，它的左端通过焊接与吸入室8右端部相连，右端通过焊接与扩压管10相连、扩压管10呈喇叭形，它的左端通过焊接与混合管9右端相连，右端通过法兰11’与阀门36相连。

本实用新型的喷管7、吸入室8、混合管9、扩压管10均采用钢质材料。

Claims

1.一种新型天然气调峰装置，它包括天然气高压储气罐调峰装置，其特征是还包括由管道上的阀门(34)，(35)，(36)、连接管(6)，它的左端通过法兰(11)和阀门(34)与进气管道(1)相连，右端焊接在带孔压盖(12)上、喷管(7)，它的左端通过带孔压盖(12)和垫圈(13)与连接管(6)相连并支撑在吸入室(8)左端套筒(14)上、吸入室(8)，它的左端焊接着套筒(14)并通过螺栓与带孔压盖(12)相连，右端通过焊接与混合管(9)相连、混合管(9)，它的左端通过焊接与吸入室(8)右端部相连，右端通过焊接与扩压管(10)相连、扩压管(10)，它的左端通过焊接与混合管(9)右端相连，右端通过法兰(11’)与阀门(36)相连组成的天然气引射升压装置。

2.根据权利要求1所述的新型天然气调峰装置，其特征是所述的连接管(6)呈园筒形，喷管(7)呈双锥筒形，吸入室(8)身部为双园筒形，端部为锥筒形，混合管(9)呈园筒形，扩压管(10)呈喇叭形。

3.根据权利要求1或2所述的新型天然气调峰装置，其特征是所述的喷管(7)进口直径D₁＝25～300mm，喷管(7)喉部直径D₁’＝4～100mm，喷管(7)出口直径D₁”＝5～120mm，吸入室(8)进口直径D₂＝50～500mm，吸入室(8)出口直径D₂’＝10～200mm，混合管(9)出口直径D₃＝10～200mm，扩压管(10)出口直径D₄＝25～350mm。

4.根据权利要求3所述的新型天然气调峰装置，其特征是所述的喷管(7)，吸入室(8)，混合管(9)，扩压管(10)均采用钢质材料。

5.根据权利要求1所述的新型天然气调峰装置，它包括低压煤气储气罐调峰装置，其特征是还包括天然气引射升压装置。