城市配气第4章

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1、天然气操作技术与安全管理 第七章 城市配气 内容提要 n 城市天然气的用量 n 天然气需用工矿 n 城市配气系统的小时计算流量 n 城市配气系统的供需平衡 n 城市天然气管网的分类及选择 n 建筑天然气供应系统 第一节 城市天然气的用量 供气对象及供气原则 按照用户特点，城市天然气供应系统分为： l居民生活用气（基本对象） 主要用于居民用户的炊事和生活用水加热。 特点是单户用气量不大，用气随机性较强。应优先安排和保证 连续、稳定的供应居民炊事和生活热水。 l公共建筑（重要对象） 包括职工食堂、饮食业、幼儿园、医院、旅馆、理发店、浴室 、机关、学校、科研院所等。 特点是用气量不很大，用气比较有规

2、律。满足其用气需求，当 城市实现全面气化时，公共建筑用户的用气应保证。 第一节 城市天然气的用量 供气对象及供气原则 l工业企业用气 主要用于生产工艺的热加工。 特点是用气比较有规律，用气量较大，用气比较均衡。城市天 然气用户包含一定量的工业用户，有利于平衡供需矛盾，减少 储气设施设置、降低输配成本，取得较好经济效益。 l其他扩展用途 天然气采暖与空调 集中采暖：利用原有燃煤和燃油集中采暖系统，将其改造或更 换为天然气锅炉。 第一节 城市天然气的用量 供气对象及供气原则 单户采暖：用户只需要一台天然气热水器，可解决生活热水和 采暖问题。 天然气汽车 与燃油汽车相比，燃气燃料价格具有明显优势，还

3、有利于减轻 城镇大气污染，减少对石油产品依赖。 天然气发电（发展方向） 天然气化工用气 用作原料气，原料气又以化肥及化肥产品气为主。 第一节 城市天然气的用量 城市天然气的年用量 用气量指标称为耗气定额，常用热量指标来表示用气量指标。 l居民生活用气指标 是指城镇居民每人每年平均天然气用气量。影响居民生活用气 量指标因素很多，因素错综复杂、相互制约，对居民生活用气 量指标影响无法精确确定。 第一节 城市天然气的用量 城市天然气的年用量 l公共建筑用气指标 影响公共建筑用气量指标因素主要有城市天然气供应情况、用 气设备性能、热效率、加工食品方式、地区气候条件等。 第一节 城市天然气的用量 城市天

4、然气的年用量 l工业企业用气量指标 可用耗气定额或其他燃料的实际消耗量折算，也可按同行用气指标分析确定。 第一节 城市天然气的用量 城市天然气的年用量 l建筑采暖及空调用气指标 可按国家现行标准城市热力管网设计规范CJJ34或当地建 筑物耗热量指标确定。 l天然气汽车用气量指标 根据当地天然气汽车种类、车型和使用量的统计数据分析确定 。 第一节 城市天然气的用量 城市天然气的年用量计算 p进行城市天然气配气系统设计时，首先要确定燃气需要量（ 年用气量）。 p年用气量是确定气源、管网、和设备燃气通过能力的依据。 p年用气量取决于用户类型、数量及各类用户用气量指标。 l居民生活年用气量 l公共建筑

5、年用气量 l工业企业年用气量 l建筑物采暖年用气量 l其他用户年用气量 l未预见量 第二节 天然气需用工矿 月用气工矿 影响居民生活及月用气工矿主要因素是气候条件。 工业企业用气不均匀性主要取决于生产工艺性质。 建筑物采暖与空调用气属于季节性负荷，与气候有关。 第二节 天然气需用工矿 日用气工矿 日用气量波动主要由：居民生活习惯（居民生活和公共建筑 ）、工业企业的工作和休息制度（工业企业）、室外气温变化 （建筑物采暖与空调）等决定。 小时用气工矿 居民生活小时用气工矿与居民生活习惯、供气规模、所用燃 具以及居民职业类别等因素有关。一般分为早、中、晚三个用 气高峰。 工业企业用户小时用气工矿一般

6、波动较小。 第三节 城市配气系统的小时计算流量 城市天然气分配管道的计算流量 l在城市配气系统的规划设计阶段，城市天然气分配管道的小 时计算流量按计算月的高峰小时最大流量确定。计算公式如下 ： l此外，居民生活及公共建筑小时最大流量还可采用供气量最 大利用小时数来计算。 供气量最大利用小时数：即假设把一年中总的天然气用量，按 一年中最大小时用气量连续均匀地在n小时内使用完。 第三节 城市配气系统的小时计算流量 城市天然气分配管道的计算流量： l供气量最大利用小时数计算式： 第三节 城市配气系统的小时计算流量 城市天然气分配管道的计算流量： l结论：不均匀系数越大，则供气量最大利用小时数越小；

7、l最大利用小时数随用气居民数和用气公矿等因素变化而变化。 l用气人口数越多或天然气使用途径越多，用气高峰系数越小，用气 越均匀，则最大利用小时数n越大。 第三节 城市配气系统的小时计算流量 室内和庭院天然气管道的计算流量： 第四节 城市配气系统的供需平衡 供需平衡的方法 为了解决均匀供气与不均匀耗气之间的矛盾，保证不间断 向用户供应足够流量和正常压力天然气，必须采取合适方法使 天然气配气系统供需平衡。其方法有： l改变气源生产能力和设置机动气源 必须考虑气源运转、停止的难易程度、气源生产负荷变化的可 能性和变化的幅度。还考虑供气安全可靠和技术经济合理性。 l利用缓冲用户和发挥调度作用。 l利用

8、储气设施 利用储气设施平衡供需矛盾是天然气配气系统中常用方法。 第四节 城市配气系统的供需平衡 供需平衡的方法 地下储气 主要有利用枯竭油气田地层穴储气，利用多空含水地层储气及利用岩盐地 穴储气。是平衡城镇配气季节不均匀性，平抑用气峰值波动的最合理、有 效途径，社会效益和经济效益都很显著。 液态储存 储存方式有：冻土地穴储存、预应力钢筋混凝土储罐、地上金属储罐等。 建设费用高，一般为建设地下储库的4-10倍，日常运行费用和维护管理费 用也比较高。 第四节 城市配气系统的供需平衡 供需平衡的方法 管道储气 高压天然气管束储气及长输干管末端储气，是平衡小时不均匀 用气最有效方法。 利用长输干管末端

9、的管段容积及其压力变化储存天然气，是调 节配气系统供需平衡一种手段。 储罐储气 目前采用最多储气方式，用来平衡部分日布均匀用气及小时不 均匀用气。但金属耗量和投资较大。 第四节 城市配气系统的供需平衡 储气容积计算 储罐主要功能： 随天然气小时用气量变化，补充来气管道或城市门站所不能 及时供应的部分气量。 当停电、维修管道、门站或配气设备发生暂时事故抢修，保 证一定程度的供气。 用于调节平衡天然气气质要求，使城市天然气的成分和发热 值稳定均匀。 使配气管网的供气点分布均匀合理，改善管网运行工况，优 化配气管网的技术经济指标。 第四节 城市配气系统的供需平衡 储气容积计算 l确定储罐储气容积主要

10、根据日用气总量、工业与民用的用气 比例、供气与用气布均匀情况和运行管理经验的那个因素综合 确定。 例题：某城市计算月最大用气量为325000m3/d，假设气源在一 日内连续均匀供气。每小时用气量占日用气量百分比已知，试 确定城市配气系统所需的储气容积。 解：气源在一日内连续均匀供气，设每日气源供气量为100， 每小时平均供气量为：100/24=4.17% 在计算4-8表计算容积，在第五项找出最大值和最小值，两个 数值绝对值之和即为所需储气容积。 （7.66+5.10）%*325000m3=41470m3 第四节 城市配气系统的供需平衡 储气容积计算 第四节 城市配气系统的供需平衡 储气容积计算

11、 第五节 城市天然气管网的分类及其选择 天然气管网分类 城市配气管网是将门站（接收站）的天然气输送到各储气点、 调压站、天然气用户，并保证沿途输气安全可靠。 l按管网形状分类 枝状管网 环状管网 环枝状管网 l按管网压力级制分类 我国城市输配管网按输气压力表分为7级。 第五节 城市天然气管网的分类及其选择 天然气管网分类 l按敷设方式分类 埋地管道 架空管道 l按用途分类 长距离输气管线 城市管道（分配管道、用户引入管、室内管道） 工业企业管道 第五节 城市天然气管网的分类及其选择 城市配气管网及其选择 l城市配气系统的组成 配气站（门站） 配气管网 各类型的储气设施和储气库 各类调压站 第五

12、节 城市天然气管网的分类及其选择 城市配气管网及其选择 l城市配气系统的选择 城市天然气管道系统 单级系统 二级系统 三级系统 多级系统 第五节 城市天然气管网的分类及其选择 城市配气管网及其选择 l城市配气系统的选择 选择城市天然气管网系统应考虑的因素 气源情况； 城市规模、远景规划情况、建筑特点等； 储气、压送、调压等设备供应、生产情况、运行管理费用； 城市的地理环境等； 城市地下管线和地下建筑物现状、改建和扩建等。 第五节 城市天然气管网的分类及其选择 城市配气管网及其选择 l城市配气系统的选择 城市天然气管网系统举例 低压供气方式和低压单级管网系统。 特点：系统简单，管理维护方便； 供

13、气安全可靠，无需压缩费用， 运行费用低； 若供气区域较大，则需敷设较大 管径，不经济； 第五节 城市天然气管网的分类及其选择 城市配气管网及其选择 中压供气方式和中压低两级管网。 第五节 城市天然气管网的分类及其选择 城市配气管网及其选择 中压供气方式和中压低两级管网。 第五节 城市天然气管网的分类及其选择 城市配气管网及其选择 高压供气方式和高中压低两级管网特点： 第五节 城市天然气管网的分类及其选择 城市配气管网及其选择 多级管道系统： 第六节 建筑天然气供应系统 建筑天然气供应系统组成 l建筑天然气供应系统组成 由用户引入管、立管、水平干管、 用户支管、天然气计量表、 燃具连接管和天然气用具组成。 第六节 建筑天然气供应系统 高层建筑天然气供应系统 补偿高层建筑的沉降 克服高程差引起的附加压头 影响 补偿温差产生的变形