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1、第四章 城市燃气管网系统学习提示：（1）了解城镇燃气输配系统的组成（2）掌握城镇燃气管网系统（3）了解城镇燃气管网的布线（4）了解工业企业燃气管网系统（5）了解建筑燃气供应系统（6）了解燃气管道和附属设备（7）理解钢质燃气管道的防腐（8）了解监控及数据采集系统城镇燃气输配系统的组成燃气输配系统是一个综合设施，它承担向用户输送燃气的使命。一般由门站、储配站（包括储气设施）、输配管网、调压设施、运行管理设施及监控系统等共同组成，如图4-1所示。燃气输配系统主要包括：门站（或气源厂）、储配站（或其它调配设施）、过滤调压计量、若干级输气管网、分区分段控件阀件、调压设施、用户管网、用户计量、用气设备等。
2、门站负责接收气源（包括煤制气厂、天然气、煤层气及有余气可供应用的工厂等）供城镇使用的燃气，进行计量、质量检测，按城镇供气的输配要求，控制并调节向城镇供应的燃气流量与压力，必要时还需对燃气进行净化、加臭。长输管道的末站和城镇接收门宜安排在城镇的外围。储配站作用：储存一定量的燃气以供用气高峰时调整；当上游输气设施发生故障或维修管道时，保证一定程度的供气，对使用的多种燃气进行混合，使其组分均匀；将燃气加压（或降压）以保证输配管网或用户燃具前燃气的压力。输配管网是将储配站（包括门站）的燃气输送至各储气点、调压站及燃气用户，并保证输气安全可靠。管网布置应尽量靠近用户，以保证用最短的线路长度，达到同样的供
3、气效果。调压站是将输气管网的压力调压至下一级管网或用户所需的压力，并使调节后的燃气压力保持稳定。城镇燃气调压设施的布局，应根据管网布置及调压站的作用半径确定。监控及数据采集系统，即SCADA系统。该系统具有数据采集、生产调度自动化、营业收费自动化及决策支持等功能。维护与管理中心主要负责燃气管网系统的日常运行、维护以及收费，一般燃气企业需要设置燃气维修所。维护与管理中心的布局，应满足其服务半径的需要，保障燃气输配系统正常运行。 城市燃气管网系统按输气压力、燃气形状、用途及敷设方式等进行分类。 1.根据输气压力分类 名 称 压力（MPa） 高压燃气管道A2.5P4.0B1.6P2.5次高压燃气管道
4、A0.8P1.6 B0.4P0.8 中压燃气管道A0.2P0.4B0.01P0.20低压燃气管道 P0.01居民用户和小型公共建筑用户一般宜由低压管道供气。低压管道输送人工燃气时，压力不大于2kPa；输送天然气时，压力不大于；输送气态液化石油气时，压力不大于5kPa。中压管道必须通过区域调压站或用户专用调压站才能给城市分配管网中的低压和中压管道供气，或给工厂企业、大型公共建筑用户以及锅炉房供气。一般由城市次高压B燃气管道构成大城市输配管网系统的外环网。次高压B燃气管道也是给大城市供气的主动脉。高压燃气必须通过调压站才能送入中压管道、高压储气罐以及工艺需要高压燃气的大型工厂企业。高压A输气管通常
5、是贯穿省、地区或连接城市的长输管线，它有时也构成大型城市输配管网系统的外环网。 城市燃气管网系统中各级压力的干管，特别是中压以上压力较高的管道，应连成环网。初建时也可以是半环形或枝状管道，但应逐步构成环网。城市、工厂区和居民点可由长距离输气管线供气，个别距离城市燃气管道较远的大型用户，经论证确系经济合理和安全可靠时，可自设调压站与长输管线连接。除了一些允许设专用调压器的、与长输管线相连接的管道检查站用气外，单个的居民用户不得与长输管线连接。在确有充分必要的理由和安全措施可靠的情况下，并经有关上级批准之后，城市里采用高压的燃气管道也是可以的。 2.按管网形式分A环状管网B枝状管网C环枝状管网 3
6、.根据用途分类 (1)长输管线，用于城市间的输气。例如：陕北北京长输管道及西气东输管道。 (2)城市燃气管道（分配管、引入管、庭院或室内管） 城市输气干管：中间无途泄 配气管道：接自输气干管，将燃气分配给用户的管道，分街区配气管和住宅庭院配气管。室内燃气管道：建筑物内部的燃气管道。室内燃气管道是通过引入管与庭院配气管相接。 (3)工业企业管道（引入管、厂区管、车间管、炉前管）4.根据敷设方式分类 (1)地下燃气管道 (2)架空燃气管道 一般城镇燃气管道不允许架空，少数城镇庭院管，因地下敷设有难度时，才允许架空敷设。工厂区内部燃气管道通常架空敷设，以方便运行管理和检修。城市燃气管网系统形式的选择
7、 1.城市燃气输配系统的构成 构成：(1)不同压力等级的燃气管网(2)城市燃气分配站或压气站、调压站、储配站(3)监控与调度中心、维护管理中心原则：(1)供气安全可靠，管理维修方便(2)经济效益好，投资省，运行管理费用低(3)站室、构筑物、设备宜采用标准化和系列化(4)能够分期建设，分期投产 2.城市燃气管网系统的分类 据系统所采用的压力级制 一级系统：仅用低压管网来分配和供给燃气(只适用于小城镇)二级系统：由低压和中压两级管道组成三级系统：由低压、中压和高压三级管道组成多级系统：由低压、中压、次高压，高压，管道组成 3.采用不同压力级制的必要性经济性(高中压输气的可节约管网投资)用户需要(居
8、民和公共建筑用低压；工业用高中压)安全性(老城区人口密度大，街道窄，宜用中低压） 4.燃气管网的选择 气源情况：燃气的种类和性质、供气量和供气压力、气源的发展或更换气源的规划；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、居民用户的分布情况；原有的城市供气设施情况；对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型的用户对燃气压力的要求；用气工业企业的数量和特点；储气设备的类型；城市地理地形条件，敷设燃气管道时遇到天然和人工障碍物（如河流、溯泊、铁路等）的情况；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。 城市燃气管网系统举例1.低压单级管网系统如图4-2。从气源送出
9、的燃气先进入储气罐，经稳定后进入低压网。该系统随储气罐钟罩及塔节的升降，会产生的燃气压力波动，因而供气压力不稳且压力低，致使输送管道管道直径较大。但当储气罐容积较小时，也可不设稳压器。该系统简单，供气安全，运行费用低，适用于用气量小，供气范围1-3km的小城镇2中压单级管网系统图4-3。燃气自气源厂（或天然气长输管线）送入城镇燃气储配站（或天然气门站），经加压（或调压）送入中压输气干管，再由输气干管送入配气管网。最后经箱式调压器或用户调压器送入用户燃具前。减少管材、投资省，比中-低压二级管网系统节省管网投资20%左右。箱式调压器或用户调压器可稳定燃前压力。运行费用相对较高，安装水平较高，供气安
10、全性比低压单级管网差。3 3. .低压低压中压中压A A两级管网系统两级管网系统天天然然气气从从东东西西两两个个方方向向送送入入城市，配气站对置设置城市，配气站对置设置无无储储气气设设施施，用用长长输输管管线线的的末端储气末端储气 中压管网连成环中压管网连成环低压管网连成不相通的环低压管网连成不相通的环 城市：三个区城市：三个区气源：天然气气源：天然气储气：末端储气储气：末端储气城市燃气分配站：城市燃气分配站：2 2个（东、个（东、西）西） 中压管网：中压管网：1 1个环；个环； 有有9 9个个区区域域调调压压站站：向向低低压压管管网网供供气气（民民用用、公公建建、小小工业）；工业）； 3 3
11、个专用调压站：工业用户。个专用调压站：工业用户。4.低压中压B两级管网系统人工燃气，低压储气，压气站加压后送入中压管网，再经区域调压室调压后送入低压管网 低压储气罐低峰时向中压管网供气，高峰时向中、低压管网同时供气 5.三级管网系统高压储气罐储气，并用高压管道将储气罐连成整体；通过高中压调压站、中低压区域调压站将高压管道、中压管道、低压管道连接 。6.多级管网系统 气源分布均匀，储气方式多样，采用地下储气库、高压储气罐、长输管线储气各级管网均成环 城市燃气管道的布线 城镇燃气管道，一般采用地下敷设。高压输气管道通常应采用埋地方式敷设，特殊地段也可采用土堤、架空等形式敷设。城市燃气管道布线原则（
12、一）布线依据 地下燃气管道宜沿城市道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。在决定城市中不同压力燃气管道的布线时，必须考虑到下列基本情况：（1）管道中燃气的压力；（2）街道及其他地下管道的密集程度与布置情况；（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）该管道相连接的用户数量及用气情况，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）管道在施工、运行和万一发生故障时，对交通和人民生活的影响；（9）布线时，要决定燃气管道沿城市街道的平面与纵断面位置。 二、高中压管网
13、的平面布置 （二）高、中压管网的平面布置 高压管网的主要功能是输气，中压燃气管道的主要功能是输气或配气，并通过调压站向低压管网各环网配气。因此，高压管和中压管的平面布置有共同点，也有不同点。一般按以下原则布置：（1）高压管道宜布量在城市边缘或市内有足够埋管安全距离的地带，并应成环，以提高供气的可靠性；（2）中压管道应布置在城市用气区便于与低压环网连接的规划道赂上，但应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区的交通线敷设，否则对管道施工和管理维修造成困难；（3）中压管道应布置成环状，以提高其输气和配气的安全可靠性；（4）高、中压管道的布置，应考虑调压站的布点位置和对大型用户直接供气的可能性，应使管道通过这
14、些地区时尽量靠近各调压站和这类用户，以缩短连接支管的长度； （5）从气源厂连接高压或中压管道的连接管段应采用双线敷设；由高、中压管道直接供气的大型用户，其用户支管末端必须考虑设置专用调压站的位置；（6）高、中压管道应尽量避免穿越铁路等大型障碍物，以减少工程量和投资；（7）高、中压管道是城市输配系统的输气和配气主要干线，必须综合考虑近期建设与长期规划的关系，以延长已经敷设的管道的有效使用年限，尽量减少建成后改线、增大管径或增设双线的工程量；（8）当高、中压管网初期建设的实际条件只允许布置半环形、甚至为枝状管网时，应根据发展规划使之与规划环网有机联系，防止以后出现不合理的管网布。 不同地区等级地下
15、燃气管道与建筑物之间的水平净距不应小于表4-2和表4-3的规定。与构筑物或相邻管道之间的净距同次高压A，见表4-4。（三）、低压管网的平面布置 低压管网的主要功能是直接向各类用户配气。据此特点，低压管网的布置一般应考虑下列各点：低压管道的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压管网的每环边长一般宜控制在300600m之间；低压管道直接与用户相连而用户数量随着城市建设发展而逐步增加，故低压管道除以环状管网为主体布置外，也允许存在枝状管道；有条件时低压管道宜尽可能布置在街区内兼作庭院管道，以节省投资； 低压燃气管道可以沿街道的一侧敷设，也可以双侧敷设。在有轨电车通行的街道上，当街道宽度大于20
16、m、横穿街道的支管过多时，低压管道可采用双侧敷设。低压管道应按规划道路布线，并应与道路轴线或建筑物的前沿相平行，尽可能避免在高级路面下敷设。为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于漏出的燃气影响相邻管道的正常运行，甚至逸入建筑物内，地下燃气管道与建筑物、构筑物以及其他各种管道之间应保持必要的水平净距，符合相关规范的要求。 工程管线在庭院内建筑线向外方向平行布置的次序，应根据工程管线的性质和埋设深度确定，其布置次序为：电力、电信、污水排水、燃气、给水、热力，地下敷设燃气管道与其他设施的水平净距要求。地下燃气管道与建筑物、构筑物基础或相邻管道之间的水平净距不应小于表4-4的规定。低压管道应不影响建筑物和相邻管道基础的稳固性，中压管道距建筑物基础不应小于0.5m,且距建筑物外墙不应小于1m，次高压燃气管道距建筑物外墙面不应小于3m。其中次高压燃气管道距建筑物外墙面时，管道壁厚不应小于，距建筑物外墙面3m时,管道壁厚不应小于。有效的防护措施：增加钢管管壁厚度（对于聚乙烯管、球墨铸铁管和钢骨架聚乙烯塑料复合管可不采取增加厚度的办法）；提高防腐等级，减少接口数量；加强检验（100%无损探伤）
