液化石油气简易加臭研究

液化石油气简易加臭研究

罗华庆,翟梦瑶,李鑫钰,陈雨芃

（哈尔滨石油学院 黑龙江哈尔滨 150027）

摘 要：燃气作为一种常见的清洁能源，在日常生活中被广泛使用，如做饭取暖、车用燃料、发电、工业处理制造等方面。但燃气具有高度可燃性、强烈的爆炸性且有毒性，并无色无味不易被察觉，因此，燃气附臭剂成为主动安全管理的有效手段，被广泛使用在燃气中，在燃气泄漏时可被及时发现。

关键词：城市燃气；加臭；液化石油气

Abstract：As a common clean energy, gas is widely used in daily life, such as cooking and heating, vehicle fuel, power generation, industrial processing and manufacturing. However, because gas is highly flammable, highly explosive, and toxic and colorless and tasteless, it becomes an effective means of active safety management and is widely used in gas and can be detected in time when gas leaks.

Key words: City gas; Odorization;Liquefied petroleum gas

1引言

燃气是无色无味、易燃易爆的气体，当发生燃气漏气时，很难被人们发觉的，采取对燃气加臭才能保障居民的生命和财产安全，也能及时发现并防止事故的发生。

在燃气中添附臭剂后，即使有少量的燃气泄漏，用户也能及时找到应对措施，为消除隐患，提高燃气使用的安全性。CO含量不同，气味也不同。将空气中CO含量的0.01% -0.18%作为气味标准，为避免发生中毒事故将采取适当的措施减少中毒程度[18]。

为了在液化石油气化气化的整个工程中最少检测出含量，在液化石油气中加入乙醇、水合物、无硫味的最少添加量分别需要28mgLPG、2300mgLPG和670mgLPG。为了达到本明细表中所要求的最少检出量，所添加的臭剂的量，比乙烯要多。LPG中的燃气中，无气味不适合用作臭剂。乙烯烷的蒸汽压力高，气化效果好，为了达到最少的检测量，初期添加量较少，因此最好是用LPG中的臭剂。

2 燃气加臭种类及选择

除THT以外，燃气普通附臭剂还包括乙烯，二甲烯等。EM过去在中国经常使用。但是EM比THT和TBM都容易分解，并且能与装备或金属管道内壁的金属氧化物发生化学反应，生成乙醇盐，减少或消除恶臭。使用THT作为附臭剂。

2.1 附臭剂的种类

天然瓦斯有机硫化物附臭剂要求事项及测试方法对臭剂提出以下要求，加臭剂必须有强烈的异味；与其他气味独特，常见不鲜的气味相混；闻起来不舒服，但不要太难受；当燃气被稀释成不同比例的空气时，恶臭的特性必须贯穿始终。大量有害燃烧的产物；消除气味的挥发性；（即蒸发残留水的质量分率应低于0.2%），气象和储存工程（即，没有干燥处理）充分稳定；异味浓度要低于-30℃。附臭剂无法在燃气炉和安全设备上生成沉淀物。燃气臭剂的比较见表2-1所示。

表2-1 燃气臭剂的比较

2.2 附臭剂的选择

在加臭过程中，附臭剂的选择是非常重要。对燃气加臭所采用的附臭剂需要尽可能满足以下要求：

（1）要低于-30度；

（2）燃气管道系统在温度和压力下，附臭剂不应冷凝；

（3）异味的程度要大于2%（质量百分比）；

（4）在有效期内，在常温及压力条件下的臭剂不应分解或恶化；

（5）管道运输在温度和压力条件下，臭剂必须不能与燃气发生化学反应；

（6）附臭剂燃烧后不生成固体沉淀物；

（7）臭剂和燃烧生成物对人体无害无毒，不能对材料和分配系统的腐蚀或损坏。

2.3 燃气加臭方式

燃气臭剂主要用于在燃气系统中添加微量液体臭剂。取气器采用完全封闭的工作模式，根据气体流量变化进行取气。它的主要功能是给燃气附臭，燃气泄漏时，人们可以闻到臭剂的气味，所以称之为臭剂，加臭方式：

（1）手动加入法

手动加入法的加臭方法是一种比较简单，即每隔一段时间滴入附臭剂于燃气中，这种方式的加臭方法得到的加臭量是恒定的，不能随用气量变化而变化。其优点是装置简易，使用方法简单，只适用于小规模内和在用气高峰时期内加臭。

（2）差压式加臭法

差压式加臭法的加臭精度比手动调节加入法高，且装置简单实用，适用于燃气企业初始加臭阶段，可降低运行成本。

（3）自动加臭法

自动加臭原理是人为调节工作轴往返式运动频率的大小和柱塞泵的工作轴行程大小，再通过计算机计算用气量的大小来控制柱塞泵的往返式运动频率的大小。

2.4 加臭用量确定

考虑到要满足经济和环境保护的要求，必须在无毒性气体中选择最小量的气味，并在气体中选择最小量的气味按下式计算：

式中：—末端最小附臭剂浓度（mg/m3）；

—附臭剂在空气中达到警示气味的最小浓度值（mg/m3）；

—气体在大气中的爆炸（比率）。

K值是能够达到空气中的警告气味的气味浓度，单位是mg/m3，因为它计算出气体的最小气味量。计算最低加臭浓度的K值见表2-3所示。

表2-3 计算最低加臭浓度的K值

3 加臭工艺研究

根据每个燃气供应站的特性，或根据较长的管道传送或高压，重压和低压管道的不同特性，比较其他类型的设备的长短处，检查合适的设备。

设备的加臭能力（剂输出量）是设备选型最重要的指标。

通常计算加臭设备的加臭能力可参照下面的公式：

式中：Qmax—最大燃气流量，m3/h；

S—单位燃气加臭量，mg/m3；

D—单次输入量，mg/次；

F—最高工作频率：次分。

最大的瓦斯流量和单位瓦斯臭气容量的乘积，在瓦斯最高压力下，是加臭设备的输出，而且必须保证臭剂的输出。选择气味设备容量时，可以增加1.5-2.0个百分点检查设备是否有异味，选定自动添剂装置。

检测内容如下：

（1）气味控制柜子，启动符是否启动，显示泵的工作状态和额外的气味量（16-24mg/m3）；

（2）检查泵是否运转正常，泵是否有异常的噪音；

（3）槽液等级提升，槽液等级在50米以上，并在时间内添附臭剂；

（4）压力表指示压力在0.4MPa；

（5）气味检测频率为1次/小时。

选取泵式自动添剂基本原理：

（1）计量泵的输入量可以每次调整，进程是手动调整的；

（2）计量泵的注入次数可根据气动流向自动控制，并可手动设定为定量添加气味；

（3）液位低，计量泵出故障时实现自动报警。

自动控制路径：控制器→手动控制每一个变数设定→驱动器计量泵→自动添加。

警告输出控制路径：气味等级测定→气味输出感知→警告。

4 结 论

（1）燃气的组成和燃气的性质，城市燃气的气味标准，气味的种类，加臭时应注意的问题，加臭装置的组成和工作原理，通过分析加臭种类的影响，燃气加臭工艺设计提供理论基础。

（2）针对燃气管网中四氢噻吩浓度的实际检测，分析管线末端的使用情况，浓度随着管线的延伸发生衰减。有针对性的对温度环境进行分析，提出对加臭装置选型的设计优化，其次与浓度进行对比，从而更高效的完成燃气加臭任务。

（3）通过检测得出最优改进方案，并分析改进优化后与现实数据进行对比。最终对比得出加臭装置调节的最佳优化方案，建议手动加臭调节之后，让设备根据流量自动加臭。从而得出加臭管道安全运行，高效的加臭技术方案，科学的管理方法，同时得出燃气加臭装置能在实现最大化的维护燃气管网的安全。

5 参考文献

[1] 陈炜炜.基于FLUENT的加臭燃气泄漏扩散研究[D].建筑工程, 2019:1-8.
[2] 徐磊.城市燃气管网风险评价研究[D].石油与燃气工程, 2017:8-16.
[3] 高博禹.城镇燃气关键风险识别及控制对策[J].石油工程师, 2017（8）:55-57.
[4] 宋小兵,周华银.燃气加臭别忽视的安全保障措施[J].城市燃气, 2017（510）:28-31.
[5] 王耕宇, 燃气泄漏检测的可行性分析[J].城市燃气, 2018（526）:21-23.

[6] Ma X H（2017）.Gas and energy revolution:take Sichuan and Chongqing areas as an example.Natural Gas Industry,37（2）:1-8.

依托项目：

黑龙江省大学生创新创业项目《简易液化气加臭装置》

项目编号：S202213299057

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