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1、目 录,第一章 燃气的分类与性质,第二章 城镇燃气需用量及供需平衡,第三章 城镇燃气管网系统,第四章 燃气管道及其附属设备,第五章 天然气长输管线,第一章 燃气的分类与性质,燃气的分类 燃气质量 燃气的基本性质,一、燃气按气源分类,第一节 燃气的分类,燃气,天然气,人工燃气,液化石油气,生物气(沼气),（一）天然气,天然气的主要成分是甲烷，另外含有少量的乙烷、丙烷、丁烷以及二氧化碳、氧、氮、硫化氢、水分等。 天然气的分类方法很多，可根据来源、烃类组成、酸气含量进行分类。,（二）人工燃气,可燃成分：氢、甲烷、一氧化碳、乙烷、丙烷、丙烯等。,不可燃成分：氧、氮以及二氧化碳。,人工燃气,干馏煤气,气
2、化煤气,油制气,液化石油气的主要组分为丙烷、丙稀、丁烷、丁烯等石油系轻烃类。,从液态转变成气态其体积扩大 倍。,气、液两相共存,是液化石油气的特征。,液化石油气可进行管道输送，也可加压液化罐瓶。 液化石油气也是城镇燃气的重要气源之一。,（三）液化石油气,250,（四）生物气（即沼气）,此外，尚有少量的氢、氧、一氧化碳等。,甲烷 （约60%）,二氧化碳（约35%）,沼气工作原理,生猪及其他养殖业,饲料作物,沼液、沼渣,沼气池,沼气,照明、煮饭,果品保鲜,农作物,果园,鱼塘,厕所,确定城镇输配系统的压力级制、管径、燃气管网设施及防护和管理措施，都与燃气的种类有关。,燃气可根据热值分为三个等级：,二
3、、燃气按热值不同分类,一、城镇燃气的质量要求,热值高 毒性小 杂质少,第二节 城镇燃气的质量,二、城镇燃气的加臭,1、加臭量的要求,无毒燃气,泄漏到空气中，达到爆炸下限的20时,应能察觉。,有毒燃气,泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度时,应能察觉。,2、城镇燃气加臭剂的要求,加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味；,加臭剂不应对人体、管道或与其接触的材料有害；,加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀 或伤害与此燃烧产物经常接触的材料；,加臭剂溶解于水的程度不应大于2.5(质量分数)；,加臭剂应有在空气中应能察觉的加臭剂含量指标。,第三节 燃气的基本性质,一、燃气的物理化学性质,物
4、理化学性质,组成,分子量,密度,状态参数,粘度,含湿量、露点,（一）燃气的组成,（二）燃气的分子量,容积组成 质量组成 摩尔组成,通常用 来表示燃气的分子量。,平均分子量,（三）燃气的密度,通常用 来表示燃气的密度。,相对密度,平均密度,工程中，经常用 来进行计算。,（四）状态参数,1、气体基本状态参数,是燃气气体的三个基本状态参数。,温度,、比容,、压力,绝对温度（T）=摄氏温度（t）+273.15K。,（1）温度T：,（2）压力P,国际单位:Pa。 KPa、MPa、bar、kgf/cm2。,1MPa=1000KPa=106Pa= 10kgf/cm2 =10bar 1atm=101300Pa
5、=101.3KPa=0.1013MPa =1.033kgf/cm2=10.33mH2O=760mmHg,（3）比容V,（四）状态参数,2、临界状态参数,临界温度：Tpc 临界压力：Ppc 临界比容：Vpc,（五）粘度,粘度是气体或液体内部摩擦引起的阻力。 粘度越大，阻力越大，气体流动就越困难。,（六）含湿量和露点,含湿量是指1Nm3（或1kg）干燃气中所含的水蒸气质量。 饱和状态下的温度就是气体的露点。,二、燃气的燃烧特性,（一）燃气组成的稳定性,华白指数,华白指数的波动范围一般不超过5%。,燃烧势,（二）燃气燃烧涉及的几个燃烧概念,热值：,着火温度,着火极限（爆炸浓度极限）,空气中，天然气爆
6、炸极限为 。 液化石油气的爆炸极限为 。,5-15%,2-9%,单位为KJ/Nm3或KJ/kg。,第二章 城镇燃气需用量及供需平衡,城镇燃气需用量 燃气需用工况 燃气输配系统的小时计算流量 燃气输配系统的供需平衡,第一节 城镇燃气需用量,一、燃气用户分类,居民生活用气,商业用气（公共建筑用户）,工业企业生产用气,采暖通风和空调用气,燃气汽车用气,发电用气,化工原料用气,二、供气原则,1.居民用气供气原则,2.工业企业用气供气原则,a.满足工艺要求，提高产品产量及质量。 b.减轻大气污染。 c.缓冲用户。,a.满足居民生活用气。 b.满足公共建筑的用气。 c.气量充足，可发展燃气供暖和空调。,3
7、.工业与民用供气的比例,三、各类用户的用气量指标,1.居民生活用气量指标 MJ/人.年,2.商业用气量指标 MJ/人.年 MJ/台.年,3.采暖通风和空调用气量指标,4.燃气汽车用气量指标,1.居民生活用户的年用气量Q1 Q1=N1.q1.a1 Q1：居民用户年用气量； N1：规划范围内总人数； q1：居民生活用气量指标； a1：规划范围内居民气化百分率； 2. 公共建筑用户的年用气量Q2 Q2=N2.q2.K1.K2 Q2:公共建筑用户年用气量； N2:规划范围内商业用户总户数； q2:公共建筑单位用气量指标； K1:规划范围内商业气化百分率； K2:系数查资料所得；,四、城镇燃气年用气量的
8、计算,3.工业企业年用气量Q3,四、城镇燃气年用气量的计算,Qa:年用气量（Nm3/a）; Ga:其它燃料年用量（t/a）; Hi:其它燃料低发热值（KJ/kg）; Hi:燃气低发热值（KJ/Nm3）; :其它燃料燃烧设备热效率（%）; :燃气燃烧设备热效率（%）;,四、城镇燃气年用气量的计算,4.建筑采暖年用气量Q4,Qa：年用气量（Nm3/a）; F：采暖面积（m2）; qf：民用建筑物的热指标（KJ/m2.h）; n：采暖最大负荷利用小时数（h）; ：采暖系统热效率（%）; Hi ：燃气低发热值（kJ/Nm3）;,四、城镇燃气年用气量的计算,5.未预见量,包括管网的燃气漏损量和发展过程中
9、未预见的供气量。,按以上四类用户总用气量的 计算。,6.城镇总的年用气量,Q总=( Q民+Q商+ Q工+Q暖)105%,5%8%,第二节 燃气需用工况,表示用气工况的指标（用气不均匀性）按时间单位不同相应的可分为三种：,月不均匀性,时不均匀性,日不均匀性,一、月不均匀性（季节不均匀性）,月最大不均匀系数K1max，称为 。,月高峰系数,二、日不均匀性,该月中日最大不均匀系数K2max， 称为该月的 。,日高峰系数,三、小时不均匀性,该日中小时最大不均匀系数K3max， 称为该日的 。,小时高峰系数,第三节 燃气输配系统的小时计算流量,确定燃气小时计算流量的两种方法： 不均匀系数法 同时工作系数
10、法,一、不均匀系数法,Qh:最大小时计算流量(m3/h) Qa:年用气量(m3/a) K1max=1.11.3 K2max=1.051.2 K3max=2.23.2,适用于城镇燃气分配管道的计算。,二、同时工作系数法,根据所有燃气具的 及其 确定。,Qh:庭院及室内管道的小时计算流量(Nm3/h）； K:相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数； q:相同燃具或相同组合燃具的额定流量(Nm3/h）; N:相同燃具或相同组合燃具的个数;,额定流量,同时工作系数,适用于庭院和室内燃气管道的设计计算。,第四节 燃气输配系统的供需平衡,改变气源生产能力和设置机动气源 利用缓冲用户和发挥调度作用 利用储气设
11、施,供需平衡方法：,1.改变气源生产能力和设置机动气源,主要用于 。,2.利用缓冲用户和发挥调度作用,3.利用储气设施,加压储存,液化储存,主要用来 。,地下储存,低压储气柜储存,天然气液化后，气体将缩小为原来的 。,调节季节性或月用气不均匀性,平衡季节不均匀用气及一部分日不均匀用气,1/600,第三章 城镇燃气管网系统,燃气管网的分类与构成 燃气输配管网的布线,第一节 城镇燃气管网的分类与构成,城镇燃气管道的分类 城镇燃气管网系统的构成与选择,一 、城镇燃气管道的分类,燃气管道可以根据用途、敷设方式和输气压力分类。,根据用途分类,根据敷设方式分类,根据设计压力,低压燃气管道 长输管线 架空燃
12、气管道 中压燃气管道 城市燃气管道 次高压燃气管道 地下燃气管道 工业企业燃气管道 高压燃气管道,根据设计压力分为7级： 1.低压燃气管道 压力 P10kPa (即1000mmH2O); 2.中压B燃气管道 压力为 10kPaP0.2MPa； 3.中压A燃气管道 压力为 0.2P0.4MPa； 4.次高压B燃气管道 压力为 0.4P0.8MPa； 5.次高压A燃气管道 压力为 0.8P1.6MPa； 6.高压B燃气管道 压力为 1.6P2.5MPa； 7.高压A燃气管道 压力为2.5P4.0MPa；,维护管理中心。,1.城镇燃气管网系统的构成：,二、城镇燃气管网系统的构成与选择,不同压力等级的
13、燃气管网。,城镇燃气门站、分配站、压气站或高压装置。,储配站。,各种调压、计量设施。,监控与调度中心。,2.城镇燃气管网系统的分类,二、城镇燃气管网系统的构成与选择,根据所采用的 可分为不同的系统：,管网压力级制不同,一级系统,两级系统,三级系统,多级系统,系统各种压力级别的燃气管道之间应通过 相连。,调压装置,两级系统,低压-中压B管网系统,1-气源厂 2-低压管道 3-压气站 4-低压储气站 5-中压B管网 6-区域调压 7-低压管网,优点：输气干管直径较小， 节省投资，用气低峰时， 可以用于调峰。,缺点：安全距离要求较高， 采用钢管，折旧费用高。,1-长输管线 2-门站 3-高压管网 4
14、-高-中压调压站 5-中压管网 6-中-低压调压站 7-低压管网,高-中-低压三级管网系统,优点： 供气较安全可靠，用气 低谷时可以用于调峰。,三级系统,缺点： 系统复杂，需要建设大量中 低压调压站，维护管理不便， 投资大。,多级系统,优点：供气可靠。,多级管网系统,缺点： 系统复杂，维护管 理不便，投资较大。,1-长输管线 2-门站 3-调压计量站 4-储气站 5-调压站 6-高压B环网 7-次高压B环网 8-中压A环网 9-中压B环网 10-地下储气库,3. 采用不同压力级制的原因,4. 选择燃气管网系统的原则,气源情况 城市规模规划 原有的城镇燃气供应、输配系统设施情况 城市气化政策 工
15、业企业用户的数量和特点。 储气设备类型和数量。 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。 地理地形环境和条件 发展城镇燃气事业所需的材料及设备的生产、供应情况。,第二节 城镇燃气输配管网的布线,布线依据 管网的平面布置 管网的纵断面布置,1.管道中燃气的压力。 2.街道其他地下管道的布置情况。 3.街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况。 4.所输送燃气的含湿量，必要的管道坡度，街道地形变化情况。 5.与该管道相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。 6.线路上所遇到的障碍物情况。 7.土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度。 8.该管道在施工、运行和万一发生故障时，对城市交通和人民生活的 影响。,一、布线依据,（一）高、
