城镇天然气掺氢供气站设计中的关键技术问题-华北院-赵伟.pdf
这份文档是中国市政工程华北设计研究总院有限公司在城燃氢盟天然气掺氢专题研讨会上所做的报告，主题是“城镇天然气掺氢供气站设计中的关键技术问题”。报告内容主要围绕氢能研究与应用、相关技术标准、设计规范以及设计案例展开。
首先，报告介绍了氢能的研究背景。氢能作为未来国家能源体系的重要组成部分，是实现绿色低碳转型的重要载体，也是助力实现我国碳中和目标的有效途径。城镇天然气输配系统包括门站、高-次高压调压站、LNG应急储配站、CNG储配站等。相关术语定义包括“氢气站”、“供氢站”、“城镇天然气掺氢供气站”和“掺氢天然气调压站”等。
其次，报告强调了执行标准和总图布置的重要性。掺氢供气站设计应符合国家现行标准，如《燃气工程项目规范》GB55009、《城镇燃气设计规范》GB50028等，并根据具体情况，参考《氢气站设计规范》GB50177、《加氢站技术规范》GB50516等。总图布置方面，场站应位于上风侧，并注意氢气长管拖车、掺氢混气橇等设施的防火间距。
接着，报告详细阐述了工艺设计中的关键技术问题。
* **氢气管道系统：** 强调了氢脆对管材的影响，建议选用不锈钢无缝钢管或抗硫化氢开裂无缝钢管。
* **混气装置：** 介绍了静态混合器的应用，并指出国家标准《燃气掺氢混气装置》正在编制。
* **掺混气管道系统：** 建议掺氢比例不超过20%，并指出掺氢比大于10%仍需进一步研究。
* **调压设备：** 强调采取真空固溶时效处理，避免氢脆开裂。
* **阀门：** 建议选用抗氢脆性能好的材料。
* **电气设计和自控设计：** 包括可燃气体分级、甲烷含量检测、混合器出口氢气含量超限切断等，以及设置火焰探测器。
此外，报告还介绍了氢气管道焊接及压力试验方面的要求：
* **焊接：** 建议采用氩弧焊（GTAW）+焊条电弧焊（SMAW）或全氩弧焊（GTAW）工艺，焊材需注意P、S含量以及扩散氢含量的控制，对于不锈钢无缝钢管推荐ER316L焊材。
* **压力试验：** 强调了不同标准体系下管道强度试验、严密性试验和泄漏量试验的要求。
* **压力试验：** 明确了氢气管道压力试验的介质、压力和标准。
最后，报告分享了一个设计案例，展示了燃气管网掺氢示范项目的建设和运行经验，并附有工艺流程图和总图布置，以及设计图纸，加深了对实际工程的理解。
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