城市燃气管网系统_1

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1、1,第四章 城市燃气管网系统,气源厂,用户,门站,用户,液化石油 气储配站,用户,2,城市燃气管网的分类及其选择 城市燃气管道的布线 建筑燃气供应系统,第四章 城市燃气管网系统,3,第一节 城市燃气管网的分类及其选择,燃气管道的分类 城市燃气管网及其选择,4,一、燃气管道的分类,按用途分类 按敷设方式分类 按输气压力分类 按管网形状分类,5,(一)按用途分类,长距离输气管线 其干管及支管的末端连接城市或大型工业企业，作为该供应区的气源点。 城市燃气管道 分配管道在供应地区将燃气分配给工业企业用户、公共建筑用户和居民用户，主要指街区干管。 庭院管道 用户引入管将燃气从庭院管道引到用户室内管道引入

2、口处的总阀门。 室内燃气管道通过用户管道引入口的总阀门将燃气引向室内，并分配到每个燃气用具。,6,工业企业燃气管道 工厂引入管和厂区燃气管道将燃气从城市燃气管道引入工厂，分送到各用气车间。 车间燃气管道从车间的管道引入口将燃气送到车间内各个用气设备（如窑炉）。包括干管和支管。 炉前燃气管道从支管将燃气分送给炉上各个燃烧设备。,7,(二)按敷设方式分类,地下燃气管道 直接埋设 间接埋设 架空燃气管道 在工厂区，方便管理，施工与检修方便。,8,(三)按输气压力分类,以往我国城市燃气管道根据输气压力（MPa）一般分为： 高压A 0.8P1.6MPa 高压B 0.4P0.8MPa 中压A 0.2P0.

3、4MPa 中压B 0.005P0.2MPa 低压 P0.005MPa,分类原因 1、对燃气管道气密性有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故。燃气管道中的压力越高，管道接头脱开或管道本身出现裂缝的可能性和危险性也越大。 2、当管道内燃气的压力不同时，对管道材料、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。,9,国家建设部颁发的城镇燃气设计规范2002年修改版： 1）高压A 2.5P4.0MPa 2）高压B 1.6P2.5MPa 3）次高压A 0.8P1.6MPa 4）次高压B 0.4P0.8MPa 5）中压A 0.2P0.4MPa 6）中压B 0.01P0.2MPa 7）低压 P

4、0.01MPa,城市的郊区环线,在城市未改建的老区，只能敷设中压和低压管道。,10,(四)按管网形状分类,环状管网 管道连成封闭的环状，是城市输配管网的基本形式，在同一环中，输气压力处于同一等级。 枝状管网 以干管为主管，呈放射状由主管引出分配管而不呈环状。在城市管网中一般不单独使用 环枝状管网 环状与枝状混合使用的一种管网形式，是工程设计中常用的管网形式。,11,二、城市燃气管网及其选择,城市燃气输配系统的构成 城市燃气管网系统的分类 采用不同压力级制的原因 燃气管网系统的选择,12,（一）城市燃气输配系统的构成,不同压力等级的燃气管网 配气站或压气站、各种类型的调压站或调压装置 储配站 监

5、控与调度中心 维护管理中心,13,（二）城市燃气管网系统的分类,分类依据,管网压力级制不同组合形式,分 类,单级系统,两级系统,三级系统,多级系统,14,1、单级系统,定义：只有一个压力级制，即仅用一级压力的管网输送、分配和供应燃气的系统 过去多指低压单级系统,15,单级系统示例,16,优点: (1)供应系统简单，维护管理方便。(2)不需要压送设备，输配费用小。 缺点：(1)由于供气压力低，致使管道直径较大，一次投资费用较高。(2) 用户压力波动大。,适用范围：用气量较小，供气范围为23公里的城镇和地区。当供应范围较大时，必须采用很大口径的管网，这就使输送单位体积燃气的投资和金属耗量急剧增加，

6、是不经济的。,17,2、两级系统,定义：具有两个压力级制的管网系统 两级管网系统一般是指中压和低压两种压力的管网系统。 分类： 中压B、低压系统 中压A、低压系统,18,中压B、低压系统示例,气源：人工燃气 低压储气罐储气,特点：供气范围比单级系统大，压力较低。 一般适用于人口密集、街道狭窄的老城区。,19,中压A、低压系统,气源：天然气 长输管线末段储气,适用范围：对于街道宽阔、建筑物密度较小的大中城市均可采用。,20,3、三级系统,天然气 加压气化煤气 高压储气罐储气,由高、中、低压三级管网级制构成。,21,优点: 供气比较安全可靠 次高压管道可以储存一定量的天然气 缺点: （1）系统复杂

7、，维护管理不便。 ()投资大。在各种输配管网系统中,以三级系统造价最高。三级系统管道总长度大于一、二级系统。 适用范围： 通常只有在大城市、并要求供气有充分保证时才考虑选用。,22,4、多级系统,气源：天然气 储气: 地下储气库、高压储气罐站以及长输管线储气 这种管网系统一般用在居民人口众多的特大型城市，如北京、上海。,23,24,上述各种管网系统，均设有低压管网。采用区域调压站向低压环网供气。 目前，低压管网主要针对于以固体燃料干馏煤气为气源的城市。此时，多采用中压B-低压两级管网。 当原有人工燃气输配系统改输天然气时，原有人工燃气大多采用中低压系统且为中压 B 级，一般加以改造后可予以利用

8、，天然气经区域中低压调压站调压后进入低压分配干管、低压庭院管与室内管。,特点：低压管网覆盖面大，有的街道可能同时出现中压管道和低压管道，区域调压站供应户数比较多，用户燃具前压力波动范围大。,25,对于新建城市天然气输配系统，多采用高-中压两级系统及中压单级输配管网。前者适用于较大城市，其中高压管道可兼作储气装置，而具有输、储双重功能。后者适用于中小城市。 此两系统中的中压管道供气至小区调压装置（箱）或楼栋调压箱，天然气实现由中压至低压的调压后进入低压庭院管和室内管。各小区或楼栋设调压柜或设楼栋调压箱。 也可中压管道直接进入用户调压器调压，用户燃具前的压力更为稳定。（某些国家允许）,26,1,2

9、,3,4,5,1-长输管线；2-城市燃气分配站；3-中压B输气环状干管； 4-中压B分配管；5-用户调压器,中压B一级管网系统,27,长输管线,门站储配站,城市中压管道,调压装置,用户管道,计量表,用气设备管道,用具,中压一级系统供气的工艺流程,28,29,（三）、采用不同压力级制原因,管网采用不同的压力级制比较经济 各类用户所需要的燃气压力不同 消防安全要求,30,（四）燃气管网系统的选择,1、应考虑因素 a、气源情况 种类及性质 供气量和供应压力 气源的发展或更换气源的规划 b、城市 城市规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、建筑特点、人口密度、用户的分布情况,31,c、原有的城市燃

10、气供应设施情况 d、对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型用户对燃气压力的要求 e、用气的工业企业的数量和特点 f、储气设备的类型,32,h、城市地理、地形条件，天然和人工障碍物的情况 i、城市地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划。 j、大型燃气用户的数目和分布。,选择城市管网系统时，应全面考虑上述诸因素，进行综合分析，从而提出多套方案，作技术经济比较，选用经济合理方案。,33,针对长输管线来的天然气：,a、具有压力高的特点，应充分利用该压力。,b、对于大中型城市，由于用气量多面广，为安全供气，在城市周边设置高压或次高压环线或半环线，经多个调压站向城市供气，该高压或次高压管道

11、往往兼作储气，即具有输、储双重功能。,34,c、当天然气压力大于2.0MPa时，因储罐运行压力一般为1.6MPa，采用管道储气较储罐储气经济。 长输管道末段储气 高压管道 管束储气,由于四级地区地下燃气管道压力不宜大于1.6MPa，高压管道一般设置在中心城区边缘。 对于要求供气压力较高的用户（如发电厂）可由高压或次高压管道直接供气。,35,d、对于中小城市，中压单级管网系统为首选。 e、当部分城区因道路、建筑等状况，特别是未经改造的旧城区，从安全考虑可局部采用中低压输配系统。 f、原有人工燃气中低压输配系统改输天然气时需经改造，但压力级制不变，大多为中压B与低压。因此同一城区有可能存在两种压力

12、级制。,36,城镇燃气输配系统方案设计示例：,示例1 大型城市 远期规划人口 980 万人；气化人口 784 万人； 由四条长输管线从四个气源供应天然气，来气压力6.0MPa以上； 有需高压的大型工业用户及电厂； 部分城区存在人工燃气中低压系统； 年用气量：,远期平衡日与时不均匀性所需储气量为 272x104m3,37,输配系统方案：,共设四个门站； 城市输配系统为高中压与高中低压系统，后者主要为原人工燃气已形成的中低压系统转供天然气； 储气设施采用高压管道；,高压管道由内外两半环线构成，近期建设内环，远期建设外环。高压内环线长 123 . 52km 设计压力 2 . 5MPa ，高压内环的储

13、气能力为 89104m3。大型工业用户由高压内环直接供气。高压外环全长 195km ，考虑储气功能须对运行压力进行技术经济分析。,38,中压管网具有两种压力级制，即中压 A ( 0.4MPa ）与中压 B （0.15MPa ) ，后者为原有人工燃气中压管网。新建中压 A 管网管径不大于 DN400 时采用 ERW 直缝焊接钢管、管径大于 DN400 时采用螺旋缝埋弧焊接钢管.,39,40,示例2 中型城市 气化人口 34 万人，居民气化率为80%； 由天然气长输管线向门站供气；,月调峰所需储气量为 563 .4104m3 ，占年用气量的4.5% ，其由上游供方解决。 日与小时所需储气量为 12

14、0670m3 ，占计算月平均日用气量的30%。,41,输配系统方案：,采用单级中压系统； 在门站内设球罐储气。,中压管网运行压力采用0.3MPa ，为留有输配潜力，设计压力为 0.4MPa ，中压管网末端压力不低于 0.05MPa 。,42,43,第二节 城市燃气管道的布线,布线依据 高、中压管网的平面布置原则 低压管网的平面布置原则 管道的纵断面布置原则 燃气管道穿越铁路、河流等障碍物的方法,管网系统在原则上选定之后，决定各管段的具体位置 路由 管道平面 纵、横断面管位 穿越障碍物,44,一、布线依据,采用地下敷设，宜沿城市道路、人行便道或在绿化地带内。,管道中的燃气压力； 街道及其他地下管

15、道密集程度与布置情况； 街道交通量和路面结构情况，及运输干线分布情况； 所输送燃气含湿量，必要的管道坡度，街道地形变化情况。,45,与该管道连接的用户数量及用气量情况，该管道是主要管道还是次要管道； 线路上所遇到的障碍物情况； 土壤性质、腐蚀性能、冰冻线深度； 该管道在施工、运行和万一发生故障时，对城市交通及人民生活的影响。,在布线时，要决定燃气管道沿城市街道的平面布置与纵断面布置。 由于输配系统各级管网的输气压力不同，其设施和防火安全的要求也不同，而且各自的功能也有所区别，故应按各自的特点进行布置。,46,二、 高、次高压管网的平面布置原则,1、高压、次高压输气管网的功能,输气、储气双重功能

16、，并通过调压站向中压管网各环网配气。,2、布置的原则, 服从城市总体规划，遵守有关法规与规范，考虑远、近期结合，分期建设。 结合门站与调压站选址管道沿城区边沿敷设，避开重要设施与施工困难地段。不宜进入城市四级地区，不宜从县城、卫星城、镇或居民区中间通过。 尽可能少占农田，减少建筑物等拆迁。除管道专用公路的隧道、桥梁外，不应通过铁路或公路的隧道和桥梁。,47, 对于大型城市可考虑高压管道成环，以提高供气安全性，并考虑其储气功能。 为方便运输与施工，管道宜在公路附近敷设。 应作多方案比较，选用符合上述各项要求，且长度较短、原有设施可利用、投资较省的方案。,48,三、中压管网的平面布置原则,1、中压输气管网的功能,在高（次高）-中压或单级中压输配系统中都是输气主体。向数量众多的小区调压箱