摘要：针对因抢险等作业影响供气时确保用户连续供气的要求，提出了中压干管应急气源、小区应急气源、楼栋应急气源方案。
关键词：天然气；应急气源；橇装设备
Scheme of Emergency Gas Source for LNG Middle Pressure System
LIu Jian-hui，ZHOU Wei
(Shenzhen Gas Group Co．，Ltd．，Shenzhen 518040，China)
Abstract：Aimed to the requirement for assuring continuous gas supply to consumers when gas supply is affected by urgent repair and other works，the schemes of emergency gas source for middle pressure main pipeline，residential area and buildings are put forward．
Key words：LNG；emergency gas source；skid-mounted device
在供应气态管道液化石油气时，深圳市燃气集团在抢险或维修时采用提供多种临时气源的方式，确保用户的连续供气，这是深圳市燃气集团多年来优质服务举措之一。随着广东LNG项目的投产，深圳市管道燃气的用户将陆续使用上天然气。为此，在新的气源情况下，已运行的天然气中压管网因抢险维修或转换安排而不能正常供气时，采用何种应急气源以保证用户的连续供气[1]，是我们当前迫切需要解决的问题。
1 应急气源分类
  根据深圳市燃气系统的实际情况，天然气中压系统应急气源可分为下列3种形式：
    ①中压干管应急气源(大型)
    接驳在市政道路的中压干管上。
    ②小区应急气源(中型)
    接驳在小区庭院管上，确保该片小区供气。小区户数可设为500、1000、2000户3种。
    ③楼栋应急气源(小型)
    接驳在楼栋上升立管的放散管上。每栋户数可设为50、100、300户3种。
2 中压干管应急气源(大型)
    该系统接驳于城市中压干管，因此要求储气量相对较大，补气速度也应较快。由于中压管网l临近交通干道，交通便利，场地开阔，因此可采用CNG储罐橇装车[2]。
    ①工艺流程
    由于CNG为高压，需降至中压管网压力方可使用，且在降压过程中吸热，考虑到深圳的高压管网天然气压力为4.0MPa的实际情况，建议CNG储罐压力也为4.0MPa。
    配置4.0MPa、50m3的CNG储罐作为气源，调压装置1套，可装配在一个橇上。CNG储罐与调压装置通过高压管连接，CNG经调压装置减压后通过高压软管(带快装接头)输入中压干管，供气压力为0.1～0.4MPa，可调。调压装置采用2+1结构(一开一备一旁通)，需要时可两路同时开。
    ②储气设备及储气量
    采用50m3、4．0MPa的CNG储罐，长约12m。储气量为2000m3。
    ③供气规模
    系统配置大流量调压器，可保证系统以极快的速度(储罐压力为1.0MPa时，流量仍不低于5000m3／h)向中压管网供气。
    ④安全保护
    调压器自带切断阀，调压后设置安全放散阀，保证系统安全。
    ⑤连接方式
    每台橇均配置高压软管，用于装卸天然气，软管为DN 50mm，压力等级为6.4 Pa，为方便接驳，长度设为10m，含快装接头。
    ⑥车辆配置
    储罐调压橇带行走机构，长约12m。利用汽车拖头连接行走机构运送到现场。
    ⑦系统特点
    优点：城市门站取气，无需压缩机；市政干道旁输气，操作空间大。
    缺点：由于储罐体积较大，且为压力容器，可能涉及消防安全间距问题。
   ⑧费用估算
   储罐(带行走机构)为40×104元，拖车车头65×104元，调压装置25×104元，共计130×104元。
3 小区应急气源(中型)
    小区应急气源需进入小区道路，为此需具备体积小巧、通行灵活等特点。根据小区规模，一般可设为500户、1000户、2000户3个档次，其他档次可根据规模大小相应组合，如3000户可由1个1000户和1个2000户组合予以解决。
    结合深圳市的具体情况，应先确定应急气源的类别，可采用小型CNG储罐橇装车(储罐与气化调压系统组装在一部车上)或橇装LNG瓶组供气车两种方式。
3．1 小型CN6储罐橇装车
    采用4.0MPa的CNG储罐。经了解储罐生产厂家，4.0MPa的CNG储罐有15m3规格，几何尺寸较小，可作为500户、1000户和2000户的应急气源使用。
    ①工艺流程
    500户、1000户和2000户用应急气源设备采用CNG气源，CNG罐式集装箱与调压装置集成在一部拖车上，CNG经减压后接人小区庭院管的放散管管1：3，供气压力为0．1～0．4 MPa，可调。调压装置采用2+1结构(一开一备一旁通)。
    ②储气设备及储气量
    采用15 m3、4.0 MPa的CNG储罐，长约6 m。储气量为600 m3。
    ③供气规模及连续供应时间
    考虑同时工作系数，供气户数为500户时，连续供应时间为6 h；供气户数为1000户时，连续供应时间为3h；供气户数为2000户时，连续供应时间为2 h。
    ④安全保护
    调压器自带切断阀，调压后设置安全放散阀，保证系统安全。
    ⑤连接方式
    每台橇均配置高压软管，用于装卸天然气，软管为DN 50 mm，压力等级为6.4 MPa，为方便接驳，长度设为10 m，含快装接头。
    ⑥车辆配置
    将整体橇设置在拖板8 m长的车上。
    ⑦系统特点
    优点：该方案无须气化，设备简单。
    缺点：由于CNG储罐储量有限，供应时间受限。
    ⑧费用估算
储罐25×104元，调压装置15×104元，平板拖车20×104元，合计60×104元。
3．2 LNG瓶组橇装车
    LNG瓶组橇装车，可以根据规模不同，采用瓶组与气化调压系统分装两个橇[3]。由于供气对象为下游终端用户(庭院或区域管网)，对于橇箱出口与现有管道的接驳以及对应的压力等级都应充分考虑。由于庭院管网管径较小，因此橇装供气出口应与之适应，采用小1：3径(DN 25 mm)多出口的方案(一般3个出口)，并配备高压软管3条，以便在不同位置接驳庭院管网。
    ①工艺流程
    LNG经气化、调压后直接接入小区庭院管的放散管管13，供气压力为0．1～0．4 MPa，可调。调压装置采用一开一备配置。LNG钢瓶组与气化调压装置分装在两部车上。
    ②储气设备
    175L低温LNG钢瓶8个。储气能力(折合为气态天然气)为800m3。钢瓶数可根据需求适当增减。
    ③供气规模及连续供应时间
    考虑同时工作系数，供气户数为500户时，连续供应时间为6 h；供气户数为1000户时，连续供应时间为3h；供气户数为2000户时，连续供应时间为2 h。
    ④安全保护
    调压器自带切断阀，调压后设置安全放散阀，保证系统安全。
    ⑤连接方式
    每台橇均配置高压软管，用于卸天然气，软管为 DN 50 mm，压力等级为6.4 MPa，为方便接驳，长度设为10 m，含快装接头。
    ⑥车辆配置
    钢瓶组橇及气化调压装置橇可分别设置在拖板4 m长的车上(如庆铃1.75 t单排加长车)。
    ⑦系统特点
    优点：a．采用模块化装配式设计，紧凑实用。b．利用货车进行运载，快速便利。C．通过连续更换钢瓶可延长供气时间。
    缺点：由于需汽车运载，若道路狭窄转弯不太灵活，且空温式气化器高度较高，易受限制。
    ⑧费用估算
目前，我公司已委托有关厂家制造LNG瓶组橇装车，系统配置为8个LNG钢瓶，空温式气化器流量为200 m3／h，钢瓶组橇与气化调压橇分装在两部1.75 t单排加长货车上。钢瓶橇14×104元，气化调压橇16×104元，车辆两部26×104元(车辆平时还可作为日常生产使用)，合计为56×104元。
4 楼栋应急气源(小型)
  　楼栋应急气源直接接驳于楼栋上升立管的放散管，采用LNG钢瓶供气。结构为手推车式，便于进出楼间小路。
  　①工艺流程
  　50、100、300户用应急气源设备均采用LNG气源，配置带自身气化的手推车式LNG低温钢瓶， LNG经钢瓶自带气化装置气化后供气。由于此时天然气为低温气态，需加热到低于环境温度约10℃时方可供用户使用，因此需通过加热器加热，再经调压器调压后给楼栋供气。供气压力为2～3kPa。加热器与调压器系统可集成为一个橇体，方便运输。
    ②储气设备及供气能力
    175 L低温LNG钢瓶单个钢瓶储气能力为100m3。单个钢瓶气化能力为9m3/h，钢瓶数可根据楼栋的户数适当增减，50户时1个，100户时2个，300户时4个。
    ③连续供应时间
    考虑同时工作系数，根据户数确定相应的钢瓶数，连续供应时间为11h。
  　④安全保护
  　调压器自带切断阀，调压后设置安全放散阀，保证系统安全。
  　⑤连接方式
  　系统与管网之间均采用快装接头连接。钢瓶与钢瓶之间采用汇管方式连接。
  　⑥移动方式
  　采用手推车式运送单个钢瓶。加热器与调压装置集成在一个橇体(带手推行走机构)。
  　⑦系统特点
  　优点：a．手推式设计，方便灵活。b．钢瓶数量可按需组合，可满足不同的供气户数及供气时间。
    缺点：单个钢瓶气化能力有限，当用户集中用气时，可能不能满足要求。
    考虑到统一配置，钢瓶数根据户数不同机动组合。加热器与调压装置橇规格按50m3/h统一制造。
  　⑧费用估算
  　单个钢瓶(带推车)1．6×104元，加热器与调压装置橇(带手推行走机构)8×104元。