天然气是如何接收的?

天然气在“城市天然气计量站”接收,这些计量站也称为城市边缘站或分支站,位于干线和配气管网之间(图6.2)。天然气输送到城市燃气计量站时,往往需要经过净化装置去除液体和粉尘。城市燃气计量站的主要功能之一是计量(测量)进口天然气的体积。大多数城市供气计量站使用孔径表来计量天然气。当然,也可以使用其他类型的仪表或与其他类型的仪表结合使用。

图6.2城市燃气计量站

天然气高压输送到城市燃气计量站,是管道输气所必需的,但天然气的配气站需要较低的气压。因此,城市燃气计量站的另一个重要作用是降低输气压力。一种叫做压力调节器的机械装置,可以降低空气压力,控制气体流量,保证天然气在整个配气系统中的合理压力。随着压力的下降,天然气的温度也大大下降。为此,可以加热天然气,以防止雾、冰和类似冰的水合物在管道内形成,并且还防止霜在管道外形成。

输送到气体分配系统的天然气由特殊系统监控。许多公司使用先进的控制和数据采集(SCADA)系统,该系统可以提供在线数据并快速反映气体分配系统中的条件变化。

天然气经过气田处理后,一般无色无味,因此加臭是配气系统处理中非常重要的过程,也是联邦安全法所要求的。如果管道输送的天然气气味较弱,从城市燃气计量站外输前必须进行加臭处理。添加的气味多为气体,可用于检漏,可检出浓度极低的未燃天然气。这样,可以在泄漏气体的浓度达到有害水平之前警告用户。当空气中天然气浓度超过5% ~ 15%时,就会发生爆炸。出于安全考虑,当加臭天然气在空气中的浓度不超过1%时,可以检测到加臭天然气。

补充气体

虽然大部分天然气都是管道输送,但是天然气配送公司会自己留一部分储备气。补充气通常在最大需求高峰(用气高峰)时输送,如寒冷的冬季。相反,对天然气的正常需求称为基本供气。这些储备气体的生产和分配被称为“峰值调节”。虽然调峰气比管道气贵很多,但还是比热季提前购买额外的天然气便宜很多。

峰值调节气体的两个重要来源是液化天然气(LNG)和液化石油气(LPG)。因为这些燃料是液态的,所以比气态的天然气体积小,更容易储存。液化石油气的主要成分是乙烷和丙烷。在天然气配送公司的LPG调峰装置中,乙烷和丙烷被加热汽化,与空气混合后注入配送系统的天然气蒸汽中。与空气混合使液化石油气适合于用户的天然气使用。

在LNG工厂中,液化天然气储存在极低温(超低温)储罐中,以保持其液态。当必须满足峰值气体消耗时,LNG被加热和蒸发。一些液化天然气厂有自己的天然气液化装置,以便在用气量较低时液化管道输送的天然气,而另一些液化天然气厂只有储罐和汽化设备。液化天然气从供应商那里购买,然后运输到低温储罐工厂。在美国,并非所有的液化天然气都是中国制造的。从海外购买的液化天然气被装在专门设计的集装箱里,运到美国沿海地区,在那里储存起来,然后提供给用户。

在20世纪70年代,美国经历了一段天然气短缺时期,许多天然气分销公司转向使用石脑油(炼油厂的副产品)生产替代天然气(SNG)的工厂。该SNG用于为一些大用户提供基本的天然气供应。然而,SNG的生产成本很高,这些工厂不再供应基本的天然气。