谈2.2万m3低压气柜直供模式下向中央空调供气

安国锋

吕梁东义集团煤气化有限公司负责的吕梁市区，于2001年送气，在2002年时只有不到5 000居民用户，十几户饭店，没有大用户，日供气量只有几千立方米。为了降低成本，我们一直使用2.2万m3低压气柜直供，不开调压器和加压机。2002年中我们收到一户燃气中央空调要求供气的要求。按照燃气中央空调供气要求，供气压力需8 000 Pa或4 000 Pa。摆在我们面前的有两条路:1)开调压器和加压机。但市区调压站选址一直与用户没有谈妥，无法按时开启，且开机后成本加大。一台燃气中央空调可增加煤气费十几万元，但可能还不够增加的调压器和加压机的运行费;2)延续目前的低压气柜直供模式，利用居民用户少，远未达规模，供气管网输送能力富裕量大的优势，向中央空调供气。经比选，我们采取了第二种模式，具体介绍如下。

1 用气要求和供气条件

1)用气要求:市区某高档酒店，建筑面积8 000多平方米，安装燃气中央空调。选用BZ100大型燃气中央空调。最大燃气供气量83.3×104kcal/h，供热量77.1×104kcal/h。使用焦炉煤气，折合最大燃气供气量198 m3/h。燃烧机可选两种规格:中压燃烧机和低压燃烧机，燃气压力要求分别是 4 000 Pa和8 000 Pa。机房建在半地下室。

2)供气条件:由于采用2.2万m3气柜直供，供气压力最高3 000 Pa(三塔)。一塔、二塔状态下供气压力分别是2 100 Pa，2 600 Pa。煤气从气柜送出后，经加压机旁通管送出厂区。由厂区送出后，经3 km φ 426中压管道送至市区。再经100 m φ 325过河管、900 m φ 325中压管到达用气设备附近与用户庭院管道接口处。用户庭院管道还需铺设120 m地下管道及安装用户专用调压器到机房。

2 供气方案

由于市区其他用户用气量很少，日耗气量约5 000 m3，集中在午饭、晚饭约2 h～3 h准备时间内，所以其他时间内φ 325中压管内供气压力基本与气柜出口压力一致。午饭、晚饭2 h～3 h准备时间内煤气压力也不小于2 000 Pa。我们采取了如下措施:

1)制定气柜运行制度，保证气柜一直在三塔运行，保证气柜后煤气压力为3 000 Pa;

2)建议用户选用低压燃烧器;

3)严格控制用户庭院管网压力降，把压降控制在1 000 Pa～1 500 Pa以内，保证开机状态下机前压力大于1 000 Pa。庭院管煤气最大流速控制在5 m/s以下。经计算庭院管道选用DN125低压流体焊接钢管，加强级防腐。煤气最大流速4.5 m/s;

4)阀门暂用油密封阀，还可选用三偏心蝶阀及平板闸阀。与市政管道碰头处设一，进机房设一;

5)建议用户调低燃烧机安全启动煤气压力;

6)用户庭院管道与中压市政管道接口，一次性安装调压设备。气柜直供期间用旁通管供气，管网升压后用调压器供气。调压器选用直燃机专用调压器。该调压器调压范围大，流量范围广，适合直燃机选用。两路并联，一开一备，加一旁通;

7)煤气表选用压降比较小的IC卡膜式煤气表。根据用气量，采用并联两块G100膜式煤气表。最大过气量2×120 m3/h，可满足要求。选用膜式煤气表，好处是压降小，一般小于400 Pa，且计量精确，不足之处是占地面积较大，且量程范围小，两台并联后管道复杂。所以并联煤气表最好不超过三台;

8)由于机房为独立半地下室，采取了以下措施:

a.燃气引入管后设紧急自动切断阀，紧急自动切断阀停电时必须处于关闭状态(常开型)。手动快速切断阀由燃烧机自带切断阀担任，否则另行设置;b.机房设置燃气浓度检测报警器并由管理室集中监视和控制;c.设置独立的机械送排风系统。选用防爆轴流风机。保证正常工作时，换气次数不小于6次/h，事故通风时，换气次数不小于12次/h。风机与燃气浓度检测报警器联动;d.设置防爆板，保证足够数量的窗户，保证不工作时换气次数不小于3次/h的自然通风量;e.除直燃机外，其他电气设备或选用防爆型，或使用难燃实心墙体与燃气设备有效隔离;f.保证直燃机燃烧所需足够的新鲜空气。应满足直燃机散失多余热量所需的空气;g.操作室单独设立，并有逃生通道;h.地下室管道采用无缝管和无缝冲压弯头;i.设置烟筒到室外，保证烟筒有足够的长度与高度，把直燃机废气直接排入室外大气;j.设置火灾自动报警系统和自动灭火系统。

3 供气效果和燃烧分析

1)供气效果。送气后，设备使用效果基本达到设计要求。除午饭、晚饭2 h准备时间外，开机状态下机前压力1 500 Pa，用户用气设备运行正常。由于燃气中央空调为间隙工作设备，短时间气压低不影响用户用气，对煤气公司来说还起到了一个平衡用气作用。此模式一直延续到吕梁东义集团煤气化有限公司把市区煤气管网压力升高为止，为公司创造了很好的经济效益。

2)煤气压力降低后燃烧分析。设计锅炉时，一般按照火炬长度，确定燃烧室的形状和容积，进而算出燃烧室容积热负荷指标qv。燃烧室容积热负荷指标qv过大，表示烧掉同样数量的燃料所需燃烧室容积小，节省锅炉投资费用，但可能发生燃烧不完全等问题;qv过小，则锅炉投资过大，但热效率容易保证。煤气压力降低时，由4 000 Pa降至 3 000 Pa，由于是湍流扩散火焰，火焰长度与煤气流量无关，只与喷口直径有关，因此可以认为火焰长度不变，燃烧室的形状不应改变。同时由于流量减少，燃烧室容积热负荷指标qv变小，降低了锅炉投资效益，延长了燃烧时间，即燃烧器工作时间，但保证了热效率。因此可以说，在保证安全的前提下，整体来看，煤气压力由4 000 Pa降至 3 000 Pa，对直燃机效率影响不大，可以作为一种临时措施使用。

[1] GB 50028-2006，城镇燃气设计规范[S].

[2] 秦裕琨.燃油燃气锅炉实用技术[M].北京:中国电力出版社，2003.

[3] 邓 渊.煤气规划设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2002.