5 沼气输送及应用


5.0.1 沼气输配管网应根据沼气用户的用气量及分布、施工和运行等因素,经多方案比较,择优选取技术经济合理、安全可靠的中、低压供气方案;并宜按逐步形成环状供气管网进行设计。
5.0.2 管网供气压力可采用低压供气(小于0.01MPa)或中压供气(大于0.01MPa且小于0.2MPa),并应符合下列规定:
    1 当采用低压供气时,管网供气压力应满足下式要求:
当采用低压供气时,管网供气压力计算公式
    式中:P——管网供气压力(Pa);
               P n——低压燃具额定工作压力(Pa);
               △P y——储气装置到最远端燃具管道的沿程阻力损失(Pa);
               △P j——储气装置到最远端燃具管道的局部阻力损失(Pa)。
    2 当管网供气压力不满足式(5.0.2)要求时,应设置增压机。
    3 当采用中压供气时,应使用增压机升压,增压机的工艺设计应符合本规范第4.6.14条和第4.6.15条的规定。
5.0.3 中压供气宜设调压装置,调压装置的工艺设计应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028的有关规定。
5.0.4 沼气管道的计算流量、水力计算、管材选择、与其他管道的安全间距等应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028的有关规定。
5.0.5 沼气管道宜采用聚乙烯管道,并应符合现行行业标准《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63的有关规定。
5.0.6 沼气管道的阀门的设置应符合下列规定:
    1 沼气管道出站后应设置阀门;
    2 沼气支管的起点处应设置阀门;
    3 中压沼气管道上应设置分段阀门,并宜在阀门两侧设置放散管。
5.0.7 民用低压用气设备的额定压力宜为1.6kPa,允许的压力范围应为0.8kPa~2.4kPa。
5.0.8 民用集中供气的室内沼气管道、沼气计量、用气设备的设计应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028的有关规定。
5.0.9 供发电的沼气热值、水露点、硫化氢浓度应符合本规范第3.0.3条的规定;温度、压力、压力波动、含尘量等其他参数应符合选用的发电机组的技术要求。
5.0.10 供发电和提纯压缩的沼气进口管道上应设置快速切断阀。切断阀的安装位置应便于发生事故时能及时切断气源。

条文说明

5.0.1 对于民用沼气工程,出于安全考虑首选低压供气;对于输送沼气量大的管路可选用中压供气,配备相应的增压机,经管路输送进入小区或村落前设置调压装置,达到调压或稳压的作用。对于传统的枝状供气管网,一处发生问题,将会影响下游所有用户,甚至需全线停气修复,并且首端与末端压力差别较大;而采用环状管网供气,则可避免以上问题。
5.0.2 低压供气,指压力小于0.01MPa;中压供气指压力大于0.01MPa且小于0.2MPa。本条款推荐了民用供气的室外管路压力不大于0.2MPa,一是因为目前有些沼气工程采用联村供气,输送的沼气量较大,距离较远,采用中压供气可以使输气管道的管径减小,从而降低管网投资;二是随着技术装备的发展,近年来一些新建工程采用了低压双膜气柜,根据用户分布情况及距离远近,采用增压机升压的方法进行沼气的输送。经过调研,市场上成熟的沼气增压风机为三叶罗茨鼓风机,流量范围为0.49m³/min~191.76m³/min,升压范围为9.8kPa~78.4kPa,压力大于低压,在中压之内;而市场上用于沼气输送的离心式鼓风机的排气压力在0.15MPa~0.2MPa之间,其压力范围正好适于中压供气管网压力宜小于0.2MPa的要求。
    为保证距气柜远端的用户用气,设计人员根据实际情况,正确选择管材、管径、计算全程阻力损失并达到公式(5.0.2)的要求。
5.0.5 用于输送沼气用的管道一般为埋地管道。近年来新建的沼气工程大多采用聚乙烯管道,因为埋地解决了聚乙烯管道的不耐候(紫外线)性,而且不用防腐,施工方便。因此推荐使用该种材质管道。
5.0.6 阀门设置原则是在某段管线出现故障时,能用阀门将故障段隔离,便于维修,同时不影响其他管段的正常运行。
5.0.7 当燃具前压力波动为0.5P n~1.5P n的范围内(P n为燃具的额定压力),燃烧器的性能达到燃具质量标准的要求,在现行国家标准《家用燃气灶具标准》GB16410中已明确。
    根据现行国家标准《家用沼气灶》GB/T3606的规定,灶具前的沼气额定压力规定为800Pa或1600Pa。经实践证明,1600Pa的灶具具有燃烧稳定性好,不易出现黄焰和回火的现象,燃烧效率高,安全性好。
5.0.9 沼气的性质对发电机的效率至关重要,表9、表10分别是德国MWM和GE Jembacher对进入发电机机组的沼气的技术要求。
表9 德国MWM沼气发电机组对沼气的主要要求
表9 德国MWM沼气发电机组对沼气的主要要求
表10 GEJembacher沼气发电机组对沼气的主要要求
表10 GEJembacher沼气发电机组对沼气的主要要求
5.0.10 切断阀的设置是在事故状态下的一种保护措施,以避免事故的扩大造成对后端的设备产生危害。快速切断阀的安装地点既要在事故情况下便于操作,又要离开事故多发区,并且能快速切断气源。

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