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1、第三章 燃气供应与需求,燃气的用户类型 燃气需用工况 燃气的调峰,第一节 燃气的用户类型,一、用户类型及用气特点 一般城镇燃气主要供应居民生活、工业生产等方面。 二、供气原则 应从热效和节能、环保等方面综合考虑。 三、用气指标 又称耗气定额，是进行城镇燃气规划、设计，估算燃气用气量的主要依据。,一、用户类型及用气特点,(一)城镇居民用户 (二)商业用户 (三)工业用户 (四)其他扩展用途,(一)城镇居民用户,主要用于炊事和生活用水的加热。 用气特点是：单户用气量不大，用气随机性强。,(二)商业用户,包括居民区配套的公共建筑设施、机关、科研机构等的生产及生活用气。 用气特点是：用气量不很大，用气
2、比较有规律。,(三)工业用户,主要是将燃气用于生产工艺的热加工。 用气特点是：用气比较有规律，用气量较大，而且用气比较均衡。在供气不能完全满足需要时，还可以根据供气情况要求工业用户在规定的时间内停气或用气。,(四)其他扩展用途,(1)燃气采暖与空调 燃气采暖主要有两种形式： 1)集中采暖 2)单户独立采暖 (2)交通工具燃气化 (3)农业生产用气 (4)燃气发电 (5)化工用气,二、供气原则,(一)居民用户及商业用户的供气原则 (二)工业用户供气原则 (三)燃气采暖与空调用气 (四)其他用气,(一)居民用户及商业用户的供气原则,一般应优先满足城镇居民的炊事及生活热水用气，尽量满足与城镇居民配套
3、建设的公共建筑用户的用气。 其他公共建筑也应优先供应燃气。,(二)工业用户供气原则,(1)对于工业用户，当采用人工燃气时，一般按两种情况分别处理： 1)使用燃气后，产品产量和质量有很大提高、节能显著的中小型工业企业由城镇管网供应燃气； 2)用气量很大的工业用户(如钢铁企业等)应考虑自行产气。,(二)工业用户供气原则,(2)当采用天然气为城镇燃气气源且气源充足时，应大力发展工业用户。但不宜供应远离城镇燃气管网的工业企业用户的用气。,(三)燃气采暖与空调用气,若是人工燃气，一般不考虑发展采暖与空调用气； 若是天然气且气源充足时，可以发展燃气采暖与空调、制冷用户，但应调节季节性不均匀。,(四)其他用
4、气,当气源为天然气或液化石油气，且气源充足，可以考虑发展天然气发电、燃气汽车等。,三、用气指标,用气量指标又称为耗气定额，是进行城镇燃气规划、设计，估算燃气用气量的主要依据。 因为各类燃气的热值不同，所以，常用热量指标来表示用气量指标。,三、用气指标,(一)居民生活用气量指标 (二)商业用户用气量指标 (三)工业企业用气量指标 (四)建筑物采暖及空调用气量指标 (五)燃气汽车用气量指标,(一)居民生活用气量指标,指城镇居民每人每年平均燃气用量。 影响居民生活用气量指标的因素主要有： (1)户内燃气设备的类型 (2)能源多样化 (3)户内人口数 (4)社区配套设施的完善程度 (5)其他因素,(二
5、)商业用户用气量指标,影响商业用户用气量的因素主要有： 城镇燃气供应状况； 燃气管网布置与商业用户的分布情况； 居民使用公共服务设施的普及程度、设施标准； 用气设施的性能、效率、运行管理水平和使用均衡程度； 地区的气候条件。,(三)工业企业用气量指标,工业企业用气量指标可由产品的耗气定额或其他燃料的实际消耗量进行折算，也可按同行业的用气量指标分析确定。,(四)建筑物采暖及空调用气量指标,按国家现行的采暖、空调设计规范或当地建筑物耗热量指标确定。,(五)燃气汽车用气量指标,燃气汽车用气量指标应根据当地燃气汽车的种类、车型和使用量的统计分析确定。,第二节 燃气需用工况,一、年用气量计算 二、用气不
6、均匀情况描述 三、小时计算流量的确定,一、年用气量计算,在进行城镇燃气供应系统的规划设计时，首先要确定城镇的年用气量。 各类用户的年用气量是进行燃气供应系统设计和运行管理，以及确定气源、管网和设备通过能力的重要依据。,一、年用气量计算,(一)居民生活的年用气量 (二)商业用户年用气量 (三)工业企业年用气量 (四)建筑物采暖年用气量 (五)其他用户年用气量 (六)未预见量,(一)居民生活的年用气量,居民生活的年用气量与许多因素有关： 居民生活习惯 作息及节假日制度 气候条件 户内燃气设备的类型 住宅内有无集中采暖及热水供应 城镇居民气化率等。,(一)居民生活的年用气量,(二)商业用户年用气量,
7、一是按商业用户拥有的各类用气设备数量和用气设备的额定热负荷进行计算； 二是按商业用户用气性质、用途、用气指标及服务人数等进行计算。,(二)商业用户年用气量,商业用户年用气量与城镇人口数、公共建筑的设施标准、用气量指标等因素有关。,(三)工业企业年用气量,工业企业年用气量与其生产规模、用气工艺特点和年工作时数等因素有关。 在规划设计阶段，一般可按以下三种方法计算工业用户的年用气量：,(三)工业企业年用气量,参照已使用燃气且生产规模相近的同类企业年耗气量估算； 按工业产品耗气定额和企业的年产量确定； 在缺乏产品耗气定额资料的情况下，可按企业消耗其他燃料的热量及设备热效率，在考虑自然增长后，折算出燃
8、气耗量。,(三)工业企业年用气量,折算公式为：,(四)建筑物采暖年用气量,建筑物采暖年用气量与使用燃气采暖的建筑物面积、年采暖期长短、采暖耗热指标有关。,(五)其他用户年用气量,其他用户年用气量可根据其用气设备及耗气量等进行推算。,(六)未预见量,未预见量主要是指燃气管网漏损量和规划发展过程中的未预见供气量，一般按年总用气量的5估算。 规划设计中应将未来的燃气用户尽可能地考虑进去，未建成、暂不供气的用户不能一律划归未预见供气范围。,二、用气不均匀情况描述,用气不均匀情况可用季节或月不均匀性、日不均匀性、小时不均匀性描述。 (一)月用气工况 (二)日用气工况 (三)小时用气工况,(一)月用气工况
9、,影响月用气工况的主要因素是气候条件，一般冬季各类用户的用气量都会增加。 居民用气：随着气温的降低而增加； 工业用户：冬季炉温及材料温度降低而增加； 采暖与空调用气：只有在使用采暖与空调的季节才会用气。,(一)月用气工况,由此可见：季节性负荷对城镇燃气的季节或月不均匀性影响最大。 一年中各月的用气不均匀情况用月不均匀系数表示：,(二)日用气工况,一个月或一周中日用气的波动主要由以下因素决定：居民生话习惯、工业企业的工作和休息制度、室外气温变化等。,(三)小时用气工况,城镇中各类用户在一昼夜中各小时的用气量有很大变化，特别是居民和商业用户。 居民用户的小时不均匀性与居民的生活习惯、供气规模和所用
10、燃具等因素有关，一般会有早、中、晚三个高峰。,(三)小时用气工况,商业用户的用气与其用气目的、用气方式、用气规模等有关。 工业企业用气主要取决于工作班制、工作时数等。一般三班制工作的工业用户，用气工况基本是均匀的，其他班制的工业用户在其工作时间内，用气也是相对稳定的。,(三)小时用气工况,小时不均匀系数：,三、小时计算流量的确定,燃气供应系统管道及设备的通过能力不能直接用燃气的年用气量确定，而应按小时计算流量来选择。 根据城镇燃气设计规范(GB50028-93)中规定城镇燃气管道的小时计算流量可用两种方法确定： 不均匀系数法、同时工作系数法,(一)不均匀系数法,在规划设计阶段估算燃气管道直径及
11、设备容量时可使用不均匀系数法。 此法适用于各种压力和用途的城镇燃气分配管道的小时流量的计算。,(一)不均匀系数法,一般在做城镇燃气供应系统的规划、设计时，燃气分配管道的小时计算流量按计算月的高峰小时最大用气量确定。,(一)不均匀系数法,(一)不均匀系数法,不均匀系数法的出发点是考虑居民用户的用气目的(用于炊事，还是用于炊事及供热水等)、用气人数、人均年用气量(即用气指标)和用气规律，而没有考虑每户的人口数(可认为是使用同一燃具的人数)和户内燃具额定负荷的大小等因素。,(二)同时工作系数法,在用户的用气设备确定以后，可以用这种方法确定管道的小时计算流量。 管道的小时计算流量根据燃气设备的额定流量
12、和同时工作的概率来确定。,(二)同时工作系数法,其计算公式为：,(二)同时工作系数法,这种方法适用于居民小区、庭院及室内燃气管道的设计计算。 同时工作系效法是考虑一定数量的燃具同时工作的概率和用户燃具的设置情况，确定燃气小时计算流量的方法。 显然，这一方法并没有考虑使用同一燃具的人数差异。,第三节 燃气的调峰,一、调峰手段 二、燃气的储存方式 三、调峰储气容积的计算,一、调峰手段,通常，城镇燃气供应系统会在技术经济比较的基础上采用几种调峰手段的组合方式。 常用的调峰手段有： 1.调整气源的生产能力或设置机动气源 2.设立缓冲用户 3.利用储气设施,二、燃气的储存方式,(一)地下储气 (二)液态
13、储存 (三)管道储气 (四)储气罐储气,(一)地下储气,地下储气库储气量大，造价运行费用低，一般用于储存天然气，也可用于储存液态液化石油气。 方式： (1)利用枯竭油气田地层穴储气 (2)利用多孔含水地层储气 (3)利用岩盐地穴储气,地下多孔含水层储气库示意图,国外地下储气库的发展,世界上第一座地下储气库于1915年在加拿大韦林特县利用枯竭气藏建成； 美国第一个地下储气库于1916年利用纽约州西部伊利库东岸港口城市布法罗城附近的一个枯竭气田建设而成； 1953年至1958年在芝加哥建成世界上第一个含水层气库；,国外地下储气库的发展,前苏联第一个气库是1958年利用枯竭气田建成的，1959年出现
14、了第一个盐岩层地下气库。 到2000年，全世界已建成地下储气库554座，储存能力相当于全世界年耗气量的11%，相当于民用和商业用气的44% 进入21世纪后，地下储气库的数量仍呈上升趋势。,国内地下储气库发展,第一座地下储气库是在六十年代大庆萨尔图油田一号利用枯竭气田建设的； 第二座是天津大港大张坨地下储气库，于2000年12月建成，该储气库是利用枯竭油气田，为解决北京市的季节性负荷而建的。此后三年又建两座。 广东汕头市建成了我国第一座储存液化石油气的地下岩洞储库。,地下储气库用途,优化供气系统，减少天然气输气干线和压气站的投资，一般可节约总投资的2030； 调节季节性供需不均衡，平抑天然气价格
15、； 作为各类事故应急和国家战略储备； 在枯竭油气田上建设地下储气库还能增加油田的最终采收率。,一些国家地下储气库概况,(二)液态储存,以液态方式储存的主要有天然气和液化石油气。 天然气液化储存常采用低温常压的储存方法，液化后体积缩小600倍。 天然气液化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。,地上双层壁金属储罐示意图,(三)管道储气,利用高压长输管线(或管束)储气是平衡城镇燃气小时不均匀用气的有效办法。 长输管线末端储气 城市高压外环储气 高压管束储气,长输管线末端储气,在稳定工况下，利用长输管线末端储气是在夜间用气低峰时，将燃气储存在管道内，这时管道内压力升高；白天用
16、气高峰时，再将管道内储存的燃气送出。 输气管线末端是指长距离输气管线最后一级压气站的出口到管线末端门站为止的管段。,城市高压外环储气,城市高压外环储气就是利用敷设在城市边缘的高压燃气管线进行储气的方式。 它充分利用长输管线末端较高的燃气压力和城市中压管网的压力差进行储气调峰。 城市高压外环储气一般应用于城市规模及人口密度较大的特大型城市。,高压管束储气,高压管束储气是将一组或几组直径较小(目前一般为0.1-0.15m)、长度较长(几十米或几百米)的钢管按一定的间距排列，埋在地下或架在地上，对管内燃气加压，利用气体的可压缩性进行储气。,高压管束储气,管束储气的最大特点是由于管径小，其储气压力可以比圆筒形和球型高压储罐的储气压力更高。当管束埋入地下时几乎不占用土地。 管束储气在国外应用较早，如美国、英国，目前，我国使用很少。,(四)储气罐储气,储气罐储气与其他储气方式比较，金属耗量和投资都比较大。 储气罐除储气外，还可有四个用途。,三、调峰储气容积的计算,确定调峰储气总容量，应根据气源生产的可调能力、供气与用气不均匀情况和运行管理经验等因素综合确定。 一般应由供气方与城镇燃气管理部门协商调峰方式。,
