{电气工程管理}第二章城市燃气需用量及供需平衡

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1、第2章 城市燃气需用量及供需平衡,1,第二章,供气对象及供气原则 供气对象及其用气特点 供气原则 城市燃气需用量的计算 各类用户的用气量指标 城市燃气年用气量计算,2.1 城市燃气需用量,城市燃气需用量及供需平衡,2,第二章,2.1.1 供气对象及供气原则 1. 供气对象及其用气特点 居民生活用户 炊事、生活用热水；单户用气量不大，但用气随机性强。 商业用户 公共建筑设施、机关、科研机构等；用气量不很大，用气较规律。 工业企业用户 生产工艺热加工燃料或原料；用气规律、量大、用气较均匀、可要求工业用户在规定的时间内停气或用气。 其他用户 采暖空调、汽车燃料、农业生产、燃气发电等。,城市燃气需用量

2、及供需平衡,3,第二章,基本原则： 涉及国家的能源政策及环保政策，并与当地具体情况、条件密切相关应从高效、节能、环保方面考虑。 （1）民用用户供气原则 优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气。 尽量满足托幼、医院、学校、旅馆、食堂和科研等公共建筑的用气。,城市燃气需用量及供需平衡,2. 供气原则,4,第二章,(2)工业用户供气原则,根据城市气源情况确定。 人工燃气： 靠近燃气管网、用气量不很大，但在工艺上使用燃气后，可使产品产量及质量有很大提高的高、精、尖工业，且生产工艺必须使用煤气，且节能显著的中小型工业企业应优先供应。 用气量很大的工业用户自行产气。 天然气：城镇天然气充足时，应大力发展工

3、业企业。,城市燃气需用量及供需平衡,5,第二章,(3) 工业与民用供气的比例,城市燃气在气量分配时应兼顾工业与民用。 比例的确定： 城市燃气供应和需求的具体情况出发 考虑发展一定数量的工业用户（用气比较均匀）。 有利于平衡城市燃气使用的不均匀性，减少燃气储存容量。 为了平衡城市燃气供应的季节不均匀性及节日高峰负荷，可发展一定数量的工业用户作为缓冲用户。,城市燃气需用量及供需平衡,6,第二章,（4）燃气采暖与空调用户供气原则,人工燃气：不发展燃气采暖与空调； 天然气：充足时，可发展燃气采暖与空调。,（5）其他户供气原则,气源为天燃气或液化石油气：气源充足时，发展天然气发电、燃气汽车等。,城市燃气

4、需用量及供需平衡,7,第二章,2.1.2 城市燃气需用量的计算,1. 各类用户的用气量指标 (即用气定额) (1) 居民生活用气量指标q,城市燃气需用量及供需平衡,注：1. 本表系指:户装一个燃气表的居民用户,在住宅内做饭和热水的用气量.不适用于瓶装液化石油气的居民用户. 2. 采暖系指非燃气采暖。 3. 燃气热值按低热值计算。,城镇居民生活用气量指标MJ/人年,8,第二章,影响因素 用气设备是否齐全 公共生活服务网是否发达 居民的生活水平、生活习惯 地区的气象条件 燃气的价格 住宅内是否集中采暖和供热水,城市燃气需用量及供需平衡,9,第二章,(2)商业用户用气量指标,常用指标：见表2-2。

5、影响因素: 用气设备效率 食品加工方式 气候条件等， 注：居民生活和商业的用气量指标：应根据当地居民生活和商业用气量的统计数据分析确定。,城市燃气需用量及供需平衡,10,第二章,燃气规划时：居民生活和商业用户用气指标的确定,调研 + 参考（规范和城市用气情况）确定， 随时间推移修订、补充和完善。 结合参考其他专业指标来确定, 采暖和制冷用气指标、汽车用气指标等； 新用户新用气指标, 新型用户的增加城市用气结构就会变化, 其总的用气规律也会随之发生变化。 不同类型用户, 其月、日、时的用气变化千差万别, 这些变化直接影响城镇天然气输配系统的建设和天然气用量的预测。,城市燃气需用量及供需平衡,11

6、,第二章,(3)工业企业用气量指标,产品的耗气量定额或其他燃料实际耗量折算的用气指标。,如在编制上海临港新城天然气管网规划时： 结合目前在上海实际运行的工业区，如：宝山工业区、嘉定工业区、漕泾化工区及金桥工业区等多个以工业为主的区域的实际用气情况，对比工业性质，对于一般工业用户按照8000m3/dkm2考虑；对于用气量较大的、相对比较集中的工业用户(主要在重装备园区中)，按照一般工业用气的2.5倍(20000m3/dkm2)考虑。由此根据工业用户的规划占地面积，基本预测出临港新城远期各城区的工业用气量。,城市燃气需用量及供需平衡,12,第二章,（4）建筑采暖与空调用气量指标,可按国家现行标准城

7、市热力网设计规范或当地建筑物耗热量指标确定。,应根据当地燃气汽车种类、车型和使用量的统计数据分析确定。 当缺乏用气量的实际统计资料时，可按已有燃气汽车城镇的用气量指标分析确定。,（5） 燃气汽车用气量指标,城市燃气需用量及供需平衡,13,第二章,表2 为北京用户的用气负荷指标为北京市的规划、设计和运行调度提供比较可靠的依据, 也为其他城市的工程提供参考。,14,第二章,2. 城市燃气年用气量计算,(1) 居民生活年用气量 m3/a 式中：N：居民人数 (规划应考虑人口的增长) k：气化率 (用气人口数占用城镇总人口数的百分数) 与城市结构、房屋结构、居住分布有关。在目前我国现有的条件下，不管气

8、源是否充足，可以说每个城市的气化率都小于100%。,城市燃气需用量及供需平衡,15,第二章,(2)商业用户年用气量 式中：M各类用气人数占总人口数的百分数。 公共建筑的数量，在做规划时，应根据一定的公建设施标准。 无准确数据资料：按居民生活用气量的10%-30%估算。,城市燃气需用量及供需平衡,16,第二章,(3)工业企业年用气量,已知工业产品用气定额时： 年用气量=用气定额年产量 已知企业其他燃料的年用量时： 其他燃料的低热值、设备效率 参考已用燃气且生产规模相近的同类企业年耗气量估算。,城市燃气需用量及供需平衡,17,第二章,(4)建筑物供暖年用气量 F：使用燃气供暖的建筑面积（m2） q

9、f: 民用建筑物的热指标(kW/m2) n: 供暖最大负荷利用小时数（燃气用户连续以最大小时用气量耗尽其年用气量的小时数），,城市燃气需用量及供需平衡,18,第二章,（5）其他用户年用气量 根据用气设备种类、耗气量来推算。 （6）末预见量 考虑管网燃气的漏损及发展过程中的未预见供气量，一般为总量的5-7% 。 城市年用气总量 城市的年用气量为各类用户的年用气量之和。,城市燃气需用量及供需平衡,19,第二章,2.2 燃气需用工况,用户的用气工况：月用气工况、日用气工况、小时用气工况。 与下列因素有关: 气候条件； 居民生活水平及生活习惯； 工业企业的生产工艺性质、用气设备的工作情况(连续式还是间

10、歇式)、生产班次(二班制还是三班制)； 各类用户用气量在城市总用气量中的比例分配。,城市燃气需用量及供需平衡,20,第二章,2.2.1 月用气工况,居民和商业用户：月用气工况基本相同，影响因素主要是气候条件。 工业企业：月用气可以近似认为是均匀的，影响因素主要是生产工艺性质。 建筑采暖：月用气不均匀性很突出，影响因素主要是当地气候。 月不均匀性的表示方法：,城市燃气需用量及供需平衡,21,第二章,月不均匀系数值最大的月，称为计算月。 k1max一般取1.1 1.3。年负荷图 冬夏燃气耗量比例（燃气采暖） ：冬季燃气耗气量更是成倍增加。 法国、加拿大冬夏燃气消耗量为4：1； 巴黎地区：7比1；

11、一般说来耗气量冬季为夏季的2-3倍，个别高寒地区高达11倍。 我国北方：一些城市居民用户用煤炉采暖，并兼作热水或炊事冬季的用气量反而比夏季的用气量少。,城市燃气需用量及供需平衡,22,第二章,2.2.2 日用气工况,居民和商业用户：日用气工况最不稳定，取决于居民生活习惯、气温变化等。 工业企业：日用气工况变化不大，除节假日及轮休日外。 采暖用户：采暖期内日用气量变化不大。 日不均匀性的表示方法： 该月的k2max：该月的日高峰系数，一般取1.051.2。 一年中的月高峰系数和日高峰系数均在同一个月。 月（周）负荷图,城市燃气需用量及供需平衡,23,第二章,2.2.3 小时用气工况,居民和商业用

12、户 一天中的用气不均匀性最显著 主要取决于居民生活习惯、用户数量、职业差别等。 每日有早、中、晚三个用气高峰。 工业用户 小时用气不均匀性不明显， 与工作班制、工作时数有关。 采暖用户 若为连续供暖，则小时用气波动小; 若为间歇供暖，则小时用气波动大。 小时用气不均匀性的表示方法： 该日小时高峰系数k3max， 一般取2.23.2 。,城市燃气需用量及供需平衡,24,第二章,居民炊事用气日负荷,25,第二章,两类商业用户用气日负荷,26,第二章,27,第二章,某城市小时不均匀系数,城市燃气需用量及供需平衡,一个月中：小时高峰系数和日高峰系数在同一日。 日负荷图,28,第二章,2.3 燃气输配系

13、统的小时计算流量,定义：是指某城市一年中用气量最大的那个小时的燃气流量。 作用：决定系统中管径、设备的通过能力使系统满足所有用户需要。 意义：正确计算小时计算流量，将会使燃气输配系统更为经济、可靠。 方法：同时工作系数法、不均匀系数法,城市燃气需用量及供需平衡,29,第二章,1、 室内和庭院燃气管道的小时计算流量,同时工作系数法： (Nm3h) kt不同类型用户的同时工作系数。缺乏资料时，可取1。 k0相同燃具或燃具组合的同时工作系数。 N 同一类型燃具的数目； Qn同一类型燃具的额定流量(Nm3h) 特点：考虑了一定数量的燃具同时工作的概率、用户燃具设置情况；没考虑使用同一燃具的人数差异。

14、适用：庭院（包括独立居民小区）燃气支管和室内燃气管道计算流量的确定。,城市燃气需用量及供需平衡,30,第二章,31,第二章,2、 城市燃气分配管道的计算流量,（1）不均匀系数法 (Nm3h) 特点： 考虑：居民用户用气目的、气化总人数、人均年用气量、用气规律； 没考虑：居民每户人口数、户内燃具的额定流量等因素对小时计算流量的影响。 适用： 城镇燃气系统规划、设计阶段确定居民生活和商业燃气分配管道的小时计算流量。,城市燃气需用量及供需平衡,32,第二章,（2）供气量最大利用小时数法 其中： 供气量最大利用小时数n： 是假设把全年8760h所使用的燃气，按一年中最大小时用量(即最大需用条件下) 连

15、续大量使用所能延续的小时数。,供气量最大利用小时数n,负荷乘数1/n,33,第二章,计算流量中高峰系数k的确定 居民和商业用户： 据该城镇各类用户燃气用量的变化情况，编制成月、日、小时用气量资料，经分析研究确定。 无资料时按下列范围选取： k1max=1.11.3； k2max=1.051.2；K3max=2.23.2 工业企业和燃气汽车用户： 宜按每个独立用户生产的特点和燃气用量的变化情况，编制成月、日、小时用气量资料确定。,城市燃气需用量及供需平衡,34,第二章,3、采暖、通风和空调用户的小时计算流量,按国家现行标准中有关规定、并考虑燃气采暖、通风和空调的热效率折算确定。 采暖的燃气小时计

16、算流量： 通风空调的： 小区生活热水的：,35,第二章,2.4 燃气输配系统的供需平衡,燃气的供需平衡：是燃气的生产和使用的平衡。 原因 一方面燃气用户的用气不均匀性 另一方面是燃气生产部门供气的相对均匀性。 为了解决均匀供气和不均匀用气的矛盾；同时使供气设施的利用率达到最高值，以获得最佳的经济效益；须采取合适的方法满足输配系统的供需平衡。,城市燃气需用量及供需平衡,36,第二章,2.4.1 供需平衡方法,1. 改变气源的生产能力和设置机动气源 2. 利用缓冲用户和发挥调度的作用 3. 利用储气设施,城市燃气需用量及供需平衡,37,第二章,1. 改变气源的生产能力和设置机动气源 必须考虑： 气源启、停的难易程度， 气源生产负荷变化的可能性和变化幅度， 供气的经济性、安全可靠性。 作用：可平衡月(