城市燃气工程系统规划复习课程

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1、第三章 城市燃气工程系统规划,1 燃气工程系统规划的主要任务和内容 2 燃气概述 3 城市燃气负荷预测与计算 4 城市燃气气源规划 5 城市燃气输配系统规划,（一）主要任务 结合城市和区域燃料资源状况，选择城市燃气气源,进行城市燃气气源规划;确定各种供气设施的规模、容量；选择并确定城市燃气管网系统；科学布置气源厂、气化站等产、供气设施和输配气管道；制定燃气管道的保护措施。,一.主要任务与内容,（二）主要内容 1.总规燃气工程规划内容： （1）预测城市燃气负荷； （2）选择城市气源种类； （3）确定气源厂和储配站的数量、位置和容量； （4）选择城市燃气输配管网的压力级制； （5）布局城市输气干管

2、。,一.主要任务与内容,（二）主要内容 2.分区规划燃气工程规划内容： （1）确定燃气输配设施的分布、容量和用 地； （2）确定燃气输配管网的级配等级，布局输 配干线管网； （3）估算分区燃气的用气量； （4）确定燃气输配设施的保护要求。,一.主要任务与内容,（二）主要内容 3.详规燃气工程规划内容： （1）计算燃气用量； （2）布局燃气输配设施，确定其位置、容量和用地； （3）规划布局燃气输配管网； （4）计算燃气管网管径。,一.主要任务与内容,（一）燃气的定义与分类 定义：燃气一般是若干种气体组成的混合气体，其中有可燃气体和不可燃气体，主要成分是一些可燃气体，如甲烷等烃类、氢、一氧化碳，另

3、外也含有一些不可然气体，如二氧化碳、氮和氧等。 分类： 1.按气源分 2.按热值分 3.按燃烧特性分,二.燃气概述,1.按来源分: 大体上分为天然气和人工燃气两大类；而人工燃气中的液化石油气和生物气与人工煤气在生产和输配方式上有较大不同，因此习惯上将燃气分为四类：天然气 、人工煤气 、液化石油气 、生物气。 天然气：在地下多孔地质构造中自然形成的烃类气体和蒸汽的混合气体，有时也含有一些杂质，常与石油伴生，其主要成分是低分子烷烃。主要包括4种：气田气、油田伴生气、凝析气田气以及矿井气。,二.燃气概述,1.按来源分: 人工煤气：由固体燃料或液体燃料加工所产生的可燃气体。主要成分是甲烷、氢和一氧化碳

4、。根据制气原料与加工方式，可以产生多种人工煤气，主要有干馏煤气、气化煤气、油煤气和高炉煤气等。 液化石油气是石油开采和炼制过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。其主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等石油系轻烃类，常温下呈气态，加压或冷却后很容易液化，液化后体积仅为气态时的1/250。,二.燃气概述,1.按来源分: 生物气：是有机物质在适宜条件下受发酵微生物作用而生成的气体。主要可燃部分是甲烷。 2.按热值分: 燃气的热值是1Nm3（标准立方米）燃气燃烧所放出的热量，单位是kJ/Nm3 。有低热值和高热之之分。对于液化石油气，热值单位也可以为kj/kg （1）高热值燃气：热值在30MJ/Nm

5、3以上，天然气、部分油制气和液化石油气都是高热值燃气。 （2）中热值燃气：热值在20MJ/Nm3左右，以干馏煤气为代表。 （3）低热值燃气：例如气化煤气，12-13MJ/Nm3之间，或更低。,二.燃气概述,3.按燃烧特性分（两个指标：华白数、燃烧势） 影响燃烧特性的参数主要有燃气的热值、相对密度以及火焰传播速度（燃烧速度）。 华白数是一个热值与相对密度的综合系数。 燃烧势燃烧速度指数。,二.燃气概述,（二）燃气种类的选择 1.燃气质量要求（教材p8081） 城市燃气可燃、易爆，某些种类燃气有毒，因此质量有一些要求： （1）城市燃气的质量指标： 低热值大于14.65MJ/Nm3； 杂质允许含量（

6、mg/m3）：焦油与灰尘应小于10，硫化氢小于20，氨小于50，萘小于50（冬季）或小于100（夏季） 含氧量小于1%； 限制一氧化碳含量（我国为10%以内，美国5%以内）,二.燃气概述,（二）燃气种类的选择 1.燃气质量要求（教材p8081） （2）城市燃气组分变化的要求 燃气的华白指数波动范围一般不超过5； 燃气燃烧性能的所有参数指标，应与用气热备燃烧性能的要求相适应。 （3）加臭程度要求 有毒燃气在达到有害浓度前应能察觉； 无毒燃气在相当于爆炸下限20%的浓度时，应能察觉；,二.燃气概述,（二）燃气种类的选择 2.不同燃料的折算 与标准煤的吨数或公斤数折算。 3.燃气的爆炸极限 可燃气体

7、和空气的混合物遇明火引起爆炸的可燃气 体浓度范围。,二.燃气概述,（二）燃气种类的选择 4.燃气气种选择 大多数国家的主要气种经历了煤制气、油制气至天然气的使用过程。天然气被确立为许多国家主要气种之后，各国也未完全放弃对人工煤气的制取和供应系统的建设和研究。（什么原因？） 选择气种要考虑多方面的因素，最基本条件是燃料资源状况，城市环境也是选择的主要依据，此外包括城市规模、交通条件、经济实力、人民生活水平、气候条件等因素。,二.燃气概述,（二）燃气种类的选择 4.燃气气种选择 我国城市燃气发展方针：发展城市燃气必须从本地区和资源条件出发，发展完善煤制气，优先使用天然气，合理利用液化石油气，大力回

8、收利用工业余气，在难以实现全国统一供气体系情况下，建立因地制宜，多气互补的灵活的燃气供给体系。,二.燃气概述,（三）城市燃气的互换与混配 1.燃气互换 主要是指不同性质燃气对于燃烧器使用的可替换性。燃气的互换性由华白数和燃烧势指标决定。 2.燃气的混配 由于需气量的增长、能源资源条件变化、调节燃气热值和调峰的需要等，城市可采取多种起源。 为了保证拥护能够继续使用原有燃具，需要对各气种进行混配，以产生一种各项指标与原气种相近的使用燃气。,二.燃气概述,（四）供气范围和供气原则 1.供气范围 一般为城市建成区，取决于气源和管网的供气能 力。 2.供气对象 居民生活、公建、工业企业。,二.燃气概述,

9、（四）供气范围和供气原则 3.供气原则: 民用优先 （1）居民和公建的供气原则 优先满足城镇居民炊事和生活热水用气； 应尽量满足幼托、医院、学校、旅馆、食堂等公共建筑用气； 人工煤气一般不供应锅炉用气。天然气气量充足时，可以发展燃气采暖，但是要有调节季节不均匀用气的手段。,二.燃气概述,（四）供气范围和供气原则 3.供气原则: 民用优先 （2）工业企业用户的供气原则 优先满足工艺上必须使用煤气，但用气量不大，自建煤气发生站又不经济的企业； 对临近管网，用气量不大的其他工业企业，如使用燃气后可提高产品质量，改善劳动条件和生产条件的，可考虑供应燃气； 可供应使用燃气后能显著减轻大气污染的工业企业；

10、 可供应作为缓冲用户的工业企业。（平衡不均匀性）,二.燃气概述,（一）燃气负荷的组成 居民生活用气量、公建用气量、房屋供暖用气量、工业企业用气量、未预见用气量。 （二）年用气总量计算 1.生活用气量计算 人均用气指标规划期末人口 2.公建用气量计算 各类公建用气量的总和 某类公建用气量=该类公建数量(面积)该类公建用气量指标,三.燃气负荷预测与计算,（二）年用气总量计算 3.工业企业用气量计算（新教材p174 ） 4.总用气量 （1）各项之和（未预见用气量按总用气量的 35%算） （2）比例估算法 先计算生活用气和公建用气，再根据两者占总用气量的比例推算总用气。,三.燃气负荷预测与计算,（三）

11、指导燃气设计的燃气用气量计算 1 燃气的需用工况（用气的变化规律） 用气的不均匀性与确定气源生产规模、调峰手段和输配管网管径有很密切关系。 月不均匀性 日不均匀性 小时不均匀性,三.燃气负荷预测与计算,月不均匀系数（月不均匀性） 月不均匀系数=该月平均日用气量/全年平均日用气量 计算月指逐月平均的日用气量中出现最大值的月份，计算月的月不均匀系数称为月高峰系数。 影响月不均匀性的主要因素是气候条件。一般情况下，居民与公建用气的月高峰系数可以在1.1-1.3范围内选用。我国“三北”地区宜选用较低值，因为该地区居民冬季常用火炉采暖。,三.燃气负荷预测与计算,日不均匀系数（日不均匀性） 日不均匀系数=

12、该月某日用气量/该月平均日用气量 该月中最大日不均匀系数称为日高峰系数。 生活用气在周末和节假日有所增加，而工业企业用气在周末和节假日有所见减少，一般情况下可按均衡用气考虑。居民用气日高峰系数的取值一般为1.05-1.2。,三.燃气负荷预测与计算,小时不均匀系数（小时不均匀性） 小时不均匀系数=该日某小时用气量/该日平均小时用气量 该日中最大小时不均匀系数称为小时高峰系数。 居民生活用气在早、中、晚三个时间段有用气高峰，而工业企业用气小时用气量波动较小，可按均匀用气考虑。居民用气小时高峰系数的取值一般为2.2-3.2。当用户较多时，宜取低值，用户较少时宜取高值。,三.燃气负荷预测与计算,（三）

13、指导燃气设计的燃气用气量计算 2.燃气计算用气量 燃气的日用气量和小时用气量是确定燃气气源、输配设施和管网管径的主要依据。因此，燃气用气量的预测与计算的主要任务是预测计算燃气的日用量与小时用量。 以小时计算流量作为燃气设施的计算用气量，它是燃气管网、设备通过能力和储配设施规模的确定依据。,三.燃气负荷预测与计算,四.城市燃气气源规划,气源：指向城市燃气输配系统提供燃气的设施。在城市中主要有煤气制气厂、天然气门站、液化石油气供应基地及煤气发生站、液化石油气气化站等设施。 气源规划：就是要选择适当的气源，确定其规模，并在城市中合理布局气源。,四.城市燃气气源规划,（一）气源设施 1.人工煤气气源设

14、施 在我国目前尚无条件大规模推广天然气之前，煤气制气厂将是城市的主要气源。 煤气厂按工艺设备的不同，可分为炼焦制气厂、直立炉煤气厂、水煤气型两段炉煤气厂和油制气厂。,四.城市燃气气源规划,（一）气源设施 2.液化石油气气源设施 液化石油气供气范围、供气方式异常灵活，适用于各类城市和地区。气源种类多，但是供气能力有限，可作为中小城市主气源和大城市片区气源，也可作调峰的机动气源。 包括储存站、储配站、灌瓶站、气化站和混气站等，其中前三者可统称为液化石油气供应基地。,四.城市燃气气源规划,（一）气源设施 2.液化石油气气源设施 （1）液化石油气供应基地 液化石油气供应基地是液化石油气储存站、储配站和

15、罐瓶站的总称。 一般情况下，当储罐设计总容量小于3000m3的时候，储存站与罐瓶站可以合设成为储配站，否则应该分开设置。,四.城市燃气气源规划,（一）气源设施 2.液化石油气气源设施 （2）气化站与混气站 由于液化石油气的瓶装供应对居民用户来说较为不便，因此近年来液化石油气气化后管道供应成为一种较流行的供气方式。 这种方式布局灵活，方便居民，有利于分期建设。液化石油气气化后可直接供给用户，也可掺混空气或热值较低的燃气后供给用户，其气源分别是气化站与混气站。,四.城市燃气气源规划,（一）气源设施 2.液化石油气气源设施 （2）气化站与混气站 气化站与混气站都是小型气源，主要供应居民，因此布局应尽

16、量靠近负荷中心，用地也有一定限制。气化站一般为1000-3000m2不等,混气站更大一些。 1个供应1400户居民的气化站，其面积为1500m2。1个供应6000户居民的气化站，面积为2500m2.一个混气能力为4.1万m3/天的混气站，3500m2.,四.城市燃气气源规划,（一）气源设施 3.天然气气源设施 生产、储存设施大多远离城市，供应是通过长输管线对城市供气。天然气长输管线的终点配气站称为天然气门站，是城市天然气输配管网的气源站。 其任务是接收长输管线输送的天然气，在站内进行净化、调压、计量后，进入城市燃气输配管网。在城市近郊，天然气的储存基地可视为城市气源。,四.城市燃气气源规划,（二）气源规划 1.气源种类的选择原则（教材p90） （1）遵照国家能源政策和燃气发展方针，因地制宜，根据本地区燃料资源状，选择技术上可靠、经济上合理的气源。 （2）根据城市地质、水文、气象等条件和水、电、热的供给情况。 （3）应合理利用现有气