储气罐增压过程研究论文

空气压缩机和储气罐的工作原理

一般和空压机配套使用，具有稳定气压，缓解脉冲对用气设备的冲击，同时也能够很好地沉淀空气中的水、油污、粉尘等等。使用储气罐，能够很好地提高设备输出气体的联系性和稳定性，减少压缩机的频繁启动，延长压缩机的寿命。

储气罐气罐(压力容器)一般由筒体、封头、法兰、接管、密封元件和支座等零件和部件组成。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。为了保证储气罐使用的安全性和使用寿命，很有必要来了解一下储气罐的分类及操作规程。

天然气加气站工程监理论文具体内容是什么，下面中达咨询为大家解答。1天然气发展方向天然气具有低碳、环保、资源广泛、热值高、价格低廉的特性，在国家政策的扶持下，深受建设单位青睐，从立项、审批、选址筹建到土建、设备订购、安装、投入运营，加气站项目建设方兴未艾，成为今后能源的开发趋势，客运车、货运车、出租车、私家车等机动车燃气，机关、企事业单位、厂矿以及自然村落燃气取暖、洗漱、厨房热源用气等等，推动着天然气热源的蓬勃发展。从2010年至今，我项目部有幸参与到这些项目的工程建设中来。完成天然气自然村进户工程6个，管线工程50余千米，正在建设当中的加气站有5个:阳盂路加气站、307国道娘子关加气站、平定南外环合建站、平定两郊加气站、昔阳新源合建站等等。2工程性质、特点、工程监理人员现状天然气(甲烷80%)属易燃、易爆的压缩气体和液化气体，主要储存在压力容器LNG储气罐内，内筒温度为－196℃;CNG为压缩气体，靠压缩机25MPa压缩至储气井内，加气站建成并投入运营后，其场所站区是一个较大危险园区，整个站区的防火、防雷、防静电的级别要求相当高，天然气的生产、经营、储存、运输使用必须遵守《危险化学品安全管理条例》，所以天然气加气站工程的建设给我们参建各方提出了更高的要求。类似工程我们介入短短两年，工程由于其特殊性，项目选址独立，多为远离市区和城镇，可谓前不着村，后不挨店，交通工具常不能抵达，生活工作条件简陋，无办公、休息场所，用餐也极其不便。监理机构工作环境异常艰苦，这就要求我们的监理人员必须有吃苦耐劳的心理准备，克服严寒酷暑，路途疲劳，还要有高度责任感和敬业精神，有安全意识，风险意识。目前，我们中心相关专业或接近相关专业的工程监理人员不够用，通过面向社会招贤纳才，吸收进来通过监理培训上岗。3加气站工程监理质量控制措施1)施工安装单位资质审查(单位资质、人员资质)。由于设备工程专业性较强，对专业设备(成套设备由厂家组装完成运至安装场地)的安装，安装企业自身的施工技术标准、质量保证体系、质量控制及检验制度都要求高，因此资质审查是重要环节，其企业资质经营范围应满足工程要求，其焊工必须持有效的合格焊工证，持证焊工操作必须在其考试合格项目认可范围内。2)材料、构配件的进场验收。a．管材:管材分为三种:介质温度在－196℃～－20℃，管道选用标准为GB/T14976—2002输送流体不锈钢无缝钢管的不锈钢管，其材质为0Cr18Ni9;介质温度在－20℃～60℃的管道，选用GB/T8163—2008输送流体用无缝钢管的碳钢管，其材质为20号钢消防水管和用镀锌管，设计有特殊要求的管道采用真空管。管道进场必须有产品合格证，材料标准代号、生产批号、检验印签标志、生产单位名称及材料相关数据，外观检验无缺陷。b．阀门:低温阀门和常温阀门。低温阀门原则上均采用焊接连接，常温阀门原则上采用法兰连接。阀门的订购安装按《阀门订货技术要求》，常温阀门在安装前需按SH3064石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收的要求，逐个进行温度试验和严密性试验。安全阀和压力表需经相关技术质量监督部门进行校验。c．管件:管件生产厂家必须有压力管道制造许可证，管道生产标准执行GB12459—2005钢制对焊无缝钢管中Ⅱ系统。d．法兰紧固件:LNG低温设备配对的法兰、螺栓、螺母、垫片及地脚螺栓由设备生产厂统一配套供应。e．真空管道:按设计要求，厂家的生产标准验收。3)安装质量控制。a．管道防腐。质量控制:除锈、防腐、检漏。质量控制内容:埋地敷设的碳钢工艺管道采用挤压聚乙烯三层结构加强防腐，架空碳钢管道除锈后先涂两道与环氧漆配套的防腐底漆，再涂两道外用环氧漆;不锈钢管和真空钢管不用防腐。b．焊接。质量控制要点:焊工资格、焊接环境、焊缝外观质量、焊缝检测一次合格率。质量控制内容:焊工必须取得特殊设备作业人员证书。所焊设备满足焊接工艺要求，检查焊接设备上所有计量仪表是否在检定的有效期内。检查管材、焊材是否符合焊接工艺规定，焊接材料在保管时符合产品的说明书上的规定。c．无损检测。质量控制要点:焊缝检测单位资质审查。质量控制内容:焊缝外观、X射线检测、超声波检测。d．吹扫、试压。质量控制要点:计量表检定、安装检测合格、压力等级、稳压时间及压降。质量控制内容:按业主、监理批准的《吹扫、试压方案》试压用压力表必须经计量检定部门检定合格并在检定有效期内，且压力表精度必须符合规范要求。e．管道的保冷及预冷。质量控制要点:外观质量应严格执行设计要求和GB50126—2008工业设备及管道施热工程施工中有关规定。f．电气仪表安装。站内的储罐区、加气区、装卸区及放散管等属于爆炸危险区:设计危险环境的工艺生产装置区。除设备区独立设避雷针外，全站防雷、防静电、接地保护共用接地装置，接线系统采用TN-S系统实地测试接地电阻要求不大于1Ω。第一，盘、柜及二次回路。质量控制要点:母带搭接、二次回路接线。质量控制内容:执行GB50171电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范，母带搭接必须搪锡，并均匀涂抹电力复合脂，二次回路接线紧密无松动。第二，电缆、接地装置。质量控制要点:接地体顶面埋深、电气装置接地。质量控制内容:执行GB50169电气装置工程、接地装置施工及验收规范，接地体顶面埋深达0．6m，焊接部位必须做防腐处理;电气装置接地必须以单独接线与接地干线相连接，不得采用串联方式。第三，防爆电气安装。质量控制要点:接线盒、接线箱、电缆线路穿过不同危险区、保护钢管的连接。质量控制内容:执行GB50257电气装置安装工程、爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范，接线盒、接线箱的防爆面上无砂眼和机械伤痕，电缆线路穿过不同危险区，在交界处的电缆沟内填干砂，保护两端管口用玻璃纤维布堵塞严密并填塞密封胶泥，保护钢管内的连接以及钢管与电气设备、钢管附件之间的连接用螺纹连接方式，丝扣处涂电力复合脂。第四，仪表安装。质量控制要点:调试校验，电缆电线与绝缘试验，仪表设备外壳保护接地。质量控制内容:执行SH3521石油化工仪表工程施工技术规程，安装前须进行校验合格，电缆电线在敷设前须进行导通与绝缘试验，仪表设备外壳、仪表盘(箱)、接线箱等保护接地。g．报警系统。质量控制要点:可燃气体检测器，报警装置。质量控制内容:第一，加气站、加气合建站应设置可燃气体检测报警系统;第二，加气站、加气合建站内设置LNG设备的场所和设置CNG设备(罐、瓶、泵、压缩机)罩棚下应设置可燃气体检测器;第三，可燃气体检测器一般报警设定值应不大于可燃气体爆炸下限的25%;第四，LNG储罐应设置液位上限、下限报警装置和压力上限报警装置;第五，报警器要设置在控制室内或值班室内;第六，报警系统应配有不间断电源;第七，可燃气体检测器和报警器的选用和安装，应符合现行GB50493石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范的有关规定;第八，LNG泵应设置超温、超压、自动停泵保护装置。h．紧急切断系统。质量控制要点:应急切断系统、启动开关、操纵关闭。质量控制内容:加气站应设置紧急切断系统，该系统能在事故状态下迅速切断LNG泵、CNG升缩机电源和关闭CNG，LNG管道阀门，并应有失效保护功能。第一，LNG泵、CNG压缩机的电源和加气站管道上的紧急切断阀，应能由手动启动的过程控制，切断系统操纵关闭;第二，紧急切断系统应在下列位置设置启动开关:距加气站卸车点5以内;在加气站现场工作人员容易接近地位;在控制室内或值班室内;第三，紧急切断系统应能手动复位。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

压空属于物理储能方式的一种，它与抽水蓄能齐名，无论是存储时间、放电功率、还是运行寿命，都有着卓越的表现，但它同样有着自身的缺点，比如系统复杂，比如受地域影响等。 一 压缩空气原理 压缩空气的基本原理很简单，在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式，原理如下图所示。若需要更近一步解释，你只需锁定储气罐内的空气即可，两个动作，充气时储存能量，膨胀时释放能量。 然而，如果你在此处宣布已经掌握了压空技术，为时过早。要知道，原理不能解决任何问题，需要在原理的基础上舔砖加瓦，优化利用，才能达到合理的应用标准。于是，压空的各种变异横空出世，为了便于理解，我温度、压力、容积等方面着手，一步步深入介绍。 温度 我先强调一点：温度是一种能量。对于压缩机而言，压缩过程温度越低，耗费电能越少；与之相反，对于膨胀机而言，膨胀起始点温度越高，膨胀过程中得到的有用功越多。所以，降低压缩温度，或者提高膨胀进气温度，是提高系统效率的一种重要而有效的手段。请看下图变异1，在压缩机的出口增加了冷却器，以回收压缩热，在膨胀机（或涡轮机）的入口增加回热器，以提高进气温度。回热器的热量可由冷却器供给，如果必要，涡轮机的出口废弃也可以进一步回收，这取决于废弃的温度品味。该系统叫称为回热式系统。 相较于原理型系统，回热系统储电效率有所增加，然而它的不足在于，冷却器和回热器分开设置，在热量回收过程中存在较大热损失。为解决这一问题，有人提出绝热压缩空气系统，变异2，参照下图。将压缩过程中产生的热量存储起来，然后在发电过程中用这部分热量预热压缩空气，冷却器和回热器合为一体，对外进行绝热处理，业内称作先进绝热压缩空气储能系统（AA-CAES），该系统面临的最大挑战是如何经济、有效地设计和制造出压力工作范围大的压缩机、涡轮机和除热器。 一切比较完美，但还忽略一点，即使100%回收利用，压缩过程中产生的热量不足以使涡轮机持续长时间稳定运行，换句话说，只靠自身的热回收很难保持系统抵抗外部负荷波动。热量不够怎么办？引进额外热源，天然气，将天然气与来自储气罐的高压空气混合燃烧，推进涡轮机旋转发电。请看下图，变异3。对比以上系统，它的可靠性最高，稳定性最强，灵活性最优，所以在德国1978年建造首套压空储能电站时，果断采用这种方案。然而，变异3的引发的问题在于：消耗化石能源，增加温室气体排放。于是在国内做压空系统的高校研究所想方设法消除对外在热源的利用，比如清华大学的卢强院士，推非补燃压空系统。此处必须加句评论，难度都很大，不用补燃，系统复杂程度会提高，可靠性也会有波动，平衡各个功能单元，是一件技术含量很高的工作。 2 压力 谈到这里，如果你站起来宣布掌握了压空技术，我会告诉你又早了。除了温度之外，还有一个参数没有讲，压力！与温度相比，压力的影响更加多元。压缩阶段，压力越高，同等温度下空气密度越大，同等体积的储罐储存的空气量更多，储能密度更高；膨胀阶段，初始入口压力越高，出口压力越低，有用功输出越高。 现在的问题来了，能不能只使用一台压缩机，比如从1个大气压直接压缩到100个atm？膨胀过程从40个atm膨胀到1atm？我可以负责任的告诉你，理论上可以，但如果你真敢这么做，保证系统电-电转换效率会低的让你下不来台！如何解决这一问题？热力学给出的指引是多级压缩，中间冷却，可显著降低压缩过程中的电力消耗；多级膨胀，中间加热，可显著增加膨胀过程中的发电量，综合起来，储电效率必然显著提高。 下图为非补燃多级压缩系统图，可以看出，在每台压缩机后加装热回收器，通过回热系统将热量传递到各级膨胀机的入口处。 当系统采用绝热压缩时，综合多级压缩和多级膨胀，组成的系统如下图所示。 采用燃气补热的系统，多级压缩阶段与非补燃一致，不同的是在各级膨胀机入口加装燃烧室，详见下图。 容积 压空系统的技术痛点在于气体的密度太低，常压下空气密度为，即使在10Mpa高压下密度也只有100kg/m3左右，相比水的1000kg/m3，差了足足十倍，这意味在相同储存质量下，空气的罐子要比水大十倍。要解决大规模空气存储的方法至少有3个，方法一，就地取材，寻找废弃的矿井，进行密封承压方面的改造，然后将空气压入其中，这种方法既经济又可靠，而且储量惊人，比如德国的Huntorf压空电站可储存30万立方的空气，但是，这种方式受制于地形限制，灵活性差，比如我想在南京建一座压空电站，即使金坛的溶洞再优越，我也用不上。方法二，高压储气罐，该方式操作灵活，完全不受地域地形限制，比如中科院在廊坊的示范项目，采用2个直径，长10m的储罐，每个储存45m3的高压空气，储罐压力10Mpa，储罐设备属于特种设备范畴，无论从制造，安装还是运行，都要经过严格的检查，成本相对较高。方法三，空气液化。为了进一步减小储罐体积，有专家想到了变态，将气体液化，密度将增加上百倍，于是体积减少上百倍，通过设计，使膨胀机出口的空气温度低于（℃）时，空气被液化，系统流程见下图，这种系统的特点是体积小，管路复杂，效率低。我在一次讲座上跟东大热能所的肖睿教授聊天时得知，他测算过液化压空储能的理论效率60%，实际效率能打七折就已经很不错了。 冷热电三联供 在储能领域，压空算是个另类，不能用传统的评价标准衡量它，比如只追求电-电存储效率，压空肯定毫无优势，非补燃机组能达到40%已算很不错了。但它在发电的同时，还能兼顾供冷和供热，俗称冷热电三联供，其实原理没有任何改变，只是将压缩过程产生的热量用于供热，膨胀机出口的低温空气用于制冷，膨胀产生的有用功用于发电，详见下图。冷热电三联供的特点是能源利用效率高，若以热能利用为基础测算，系统效率可达70-85%。 二 系统特点 在储能家族中，压空和抽水蓄能属于一个阵营，即是一种可以大功率，长时运行的物理储能技术，各种技术对比见下图（CAES），技术特点如下： （1）输出功率大（MW级），持续时间长（数小时）； （2）单位建设成本低于抽水蓄能，具有较好的经济性； （3）运行寿命长，可循环上万次，寿命可达40年； （4）环境友好，零排放。 三 系统结构 一套完整的压空系统五大关键设备组成：由压缩机、储气罐、回热器、膨胀机以及发电机，结构详图如下。 压缩机 压缩机是一种提升气体压力的设备，见下图。压缩机的种类和压缩方式各不相同，但设计者会更关心它的进出口压力参数，表征为四个参数，一是工作压力区间，二是压缩比，即进出口压力比值，三是进出口温度或绝热效率，四是压缩功率与流量。清华大学卢强院士的500kw压空系统中所用其中一台压缩机参数为：进气压力1atm，25℃，排气压力，143℃，压缩比，轴功率。 储气罐 储气罐是高压空气的出厂场所，说白了就是一个岩洞或者一个罐子。这里还是要强调，温度是一种能量，60℃和20℃条件下，空气的能量大不一样，所以有必要对储罐进行保温处理，尽量维持罐内温度一致，减小对流损失。尺寸与耐压等级等制造问题，交给工厂。 回热器 回热器是热交换器的统称，包括预热器，冷却器，换热器等等，回热器的功能是通过温差传热回收热量，达到节能效果。 膨胀机 膨胀机的英文名字叫“turbine”，又叫透平，也有叫涡轮机的，它的功能是通过膨胀，将空气的内能转化为动能，推动与之相连的发电机，又将动能转化为电能，见下图。标定膨胀机的参数有进出口压力与温度，膨胀系数等。 发电机 发电机是一种发电设备，将各种形式的能量转化成电能，此处略过。 四 压空系统应用领域 （1）调峰与调频。大规模压空系统最重要的应用就是调峰和调频，调峰的压空电站分为两类，独立电站以及与电站匹配的压空系统。 （2）可再生能源消纳。压空系统可将间断的可再生能源储存起来，在用电高峰期释放，可显著提高可再生能源的利用率。 （3）分布式能源。大电网和分布式能源系统结合是未来高效、低碳、安全利用能源的必然趋势。由于压空具备冷热电联供的优点，在分布式系统中将会有很好的应用。 五 性能评价指标 为了更清楚表达工作过程的能量传递，我借用了哈佛大学Azziz教授论文中的一张图，见上图。其中W为电功，Q为热量，箭头向内代表进入系统，向外表示系统输出，流程箭头代表空气流向。一目了然，比如压缩机工作消耗的电能来自于电网，膨胀时向电网输出电能，都能直观看到，并且判断：系统用电越小越好，回收的热量越多越好，向外输出的电能越大越好。 在我看来，表征系统性能的参数主要有两个，一个是电能存储效率，另一个是系统能量效率。电能存储效率是电能输出与输入的比值，这对电网运营至关重要；系统能量效率是输出的电能+热能与输入之比，表征整个系统的总效率，这对压空系统至关重要。 六 国内外压空项目 德国Huntorf Huntorf是德国1978年投入商业运行的电站，目前仍在运行中，是世界上最大容量的压缩空气储能电站。机组的压缩机功率60MW，释能输出功率为290MW。系统将压缩空气存储在地下600m的废弃矿洞中，矿洞总容积达×105m，压缩空气的压力最高可达10MPa。机组可连续充气8h，连续发电2h。该电站在1979年至1991年期间共启动并网5000多次，平均启动可靠性。电站采用天然气补燃方案，实际运行效率约为42%，扣除补燃后的实际效率为19%。 美国McIntosh 美国Alabama州的McIntosh压缩空气储能电站1991年投入商业运行。储能电站压缩机组功率为50MW，发电功率为110MW。储气洞穴在地下450m，总容积为×105m，压缩空气储气压力为。可以实现连续41h空气压缩和26h发电，机组从启动到满负荷约需9min。该电站由Alabama州电力公司的能源控制中心进行远距离自动控制。与Huntorf类似的是，仍然采用天然气补燃，实际运行效率约为54%，扣除补燃后的实际效率20%。 日本上砂川盯 日本于2001年投入运行的上砂川盯压缩空气储能示范项目，位于北海道空知郡，输出功率为2MW，是日本开发400MW机组的工业试验用中间机组。它利用废弃的煤矿坑（约在地下450m处）作为储气洞穴，最大压力为8MPa。 中国 我国对压缩空气储能系统的研究开发开始比较晚，大多集中在理论和小型实验层面，目前还没有投入商业运行的压缩空气储能电站。中科院工程热物理研究所正在建设先进压缩空气储能示范系统，该系统为非补燃方案，理论效率41%，实际运行效率33%。 在建的项目有江苏金坛压缩空气储能电站，利用盐穴储气，占地平方公里，最大容腔体积32万㎡。 七 国内企业和机构 中科院热物理所 中科院工程热物理所在10MW先进压缩空气储能系统研发与示范方面，已完成10MW先进压缩空气储能系统和关键部件的设计，基本完成宽负荷压缩机、高负荷透平膨胀机、蓄热（冷）换热器等关键部件的委托加工，正在开展关键部件的集成与性能测试；全面展开示范系统的集成建设，于2016年6月完成。 清华大学电机系 清华大学电极控制理论与数字化研究室，由卢强，梅生伟等带头，该团队主要研究智能微电网，压缩空气储能等，压空方面的主要路线为非补燃型压缩空气储能技术。 澳能（毕节） 澳能集团有限公司简称澳能工业，成立于2011年，是在与中国科学院工程热物理所合作开发超临界压缩空气储能技术，利用电网负荷低谷期的余电或可再生资源发电不能并网的废电将空气压缩到超临界状态并存储压缩热，利用系统过程存储的冷能将超临界空气冷却液化存储（储能）；在发电过程中，液态空气加压吸热至超临界状态（同时液态空气中的冷能被回收存储），并进一步吸收压缩热后通过涡轮膨胀机驱动发电机发电（释能）。通过系统热能和冷能的存储、回收，实现系统效率的提高。超临界压缩空气储能利用空气的超临界特性，同时解决了传统压缩空气储能依赖大型储气室和化石燃料的两个技术瓶颈。关于微控新能源 深圳微控新能源技术有限公司（简称微控或微控新能源）是全球物理储能技术领航者。公司全球总部位于深圳，业务覆盖北美、欧洲、亚洲、拉美等地区，凭借“安全、可靠、高效”的全球领先的磁悬浮能源技术，产品与服务广泛受到华为、GE、ABB、西门子、爱默生等众多世界500强企业的信赖。 面向未来能源“更清洁、高密度、数字化”的三大趋势，公司持续致力于为战略性新兴产业提供能源运输、储存、回收、数据化管理提供系统解决方案。