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1、燃气输配系统（条文说明） 城镇燃气设计规范 GB50028作者：中华人民 文章来源：中华人民共和国建设部 点击数： 2502 更新时间：2007-3-2 21:37:31 6.1 一般规定6.1.1 城镇燃气管道压力范围是根据长输高压天然气的到来和参考国外城市燃气经验制定的。据西气东输长输管道压力工况，压缩机出口压力为10.0MPa，压缩机进口压力为8.0MPa，这样从输气干线引支线到城市门站，在门站前能达到6.0MPa左右，为城镇提供了压力高的气源。提高输配管道压力，对节约管材，减少能量损失有好处；但从分配和使用的角度看，降低管道压力有利于安全。为了适应天然气用气量显著增长和节约投资、减少能
2、量损失的需要，提高城市输配干管压力是必然趋势；但面对人口密集的城市过多提高压力也不适宜，适当地提高压力以适应输配燃气的要求，又能从安全上得到保障，使二者能很好地结合起来应是要点。参考和借鉴发达国家和地区的经验是一途径。一些发达国家和地区的城市有关长输管道和城市燃气输配管道压力情况如表23。表23 燃气输配管道压力(MPa)城市名称长输管道地区或外环高压管道市区次高压管道中压管道低压管道洛杉矶5.937.173.171.380.1380.410.002温哥华6.623.451.20.410.0028或0.0069或0.0138多伦多9.651.904.481.20.410.0017香港3.5A、
3、0.40O.70B、0.24O.400.00750.240.0075或0.0020悉尼4.506.353.451.050.210.0075纽约5.507.002.80.100.400.002巴黎6.80(一环以外整个法兰西岛地区)4.00(巴黎城区向外1015km的一环)0.41.9A.0.40B0.04(老区)0.002莫斯科5.520.31.2A.0.10.3B. 0.0050.10.0050东京741.02.0A.0.31.0B.0.010.30.0100从上述九个特大城市看，门站后高压输气管道一般成环状或支状分布在市区外围，其压力为2.04.48MPa不等，一般不需敷设压力大于4.0M
4、Pa的管道，由此可见，门站后城市高压输气管道的压力为4.0MPa已能满足特大城市的供气要求，故本规范把门站后燃气管道压力适用范围定为不大于4.0MPa。但不是说城镇中不允许敷设压力大于4.0MPa的管道。对于大城市如经论证在工艺上确实需要且在技术、设备和管理上有保证，在门站后也可敷设压力大于4.0MPa的管道，另外门站前肯定会需要和敷设压力大于4.0MPa的管道。城镇敷设压力大于4.0MPa的管道设计宜按输气管道工程设计规范GB 50251并参照本规范高压A(4.0MPa)管道的有关规定执行。6.1.3 “城镇燃气干管的布置，宜按逐步形成环状管网供气进行设计”，这是为保证可靠供应的要求，否则在
5、管道检修和新用户接管安装时，影响用户用气的面就太大了。城镇燃气都是逐步发展的，故在条文中只提“逐步形成”，而不是要求每一期工程都必须完成环状管网；但是要求每一期工程设计都宜在一项最后“形成干线环状管网”的总体规划指导下进行，以便最后形成干线环状管网。6.1.4、6.1.5 城镇各类用户的用气量是不均匀的，随月、日、小时而变化，平衡这种变化，需要有调峰措施(调度供气措施)。以往城镇燃气公司一般统管气源、输配和应用，平衡用气的不均匀性由当地燃气公司统筹调度解决。在天然气来到之后，城镇燃气属于整个天然气系统的下游(需气方)，长输管道为中游，天然气开采净化为上游(中游和上游可合称为城镇燃气的供气方)。
6、上、中、下游有着密切的联系，应作为一个系统工程对待，调峰问题作为整个系统中的问题，需从全局来解决，以求得天然气系统的优化，达到经济合理的目的。6.1.4条所述逐月、逐日的用气不均匀性，主要表现在采暖和节假日等日用气量的大幅度增长，其日用量可为平常的23倍，平衡这样大的变化，除了改变天然气田采气量外，国外一般采用天然气地下储气库和液化天然气储库。液化天然气受经济规模限制，我国一般在沿海液化天然气进口地附近才有可能采用；而天然气地下库受地质条件限制也不可能在每个城市兴建，由于受用气城市分布和地质条件因素影响，本条规定应由供气方统筹调度解决(在天然气地下库规划分区基础上)。为了做好对逐月、逐日的用气
7、量不均匀性的平衡，城镇燃气部门(需气方)，应经调查研究和资料积累，在完成各类用户全年综合用气负荷资料(含计划中缓冲用户安排)的基础上，制定逐月、逐日用气量计划并应提前与供气方签订合同，据国外经验这个合同在实施中可根据近期变化进行调整，地下储气库和天然气气井可以用来平衡逐日用气量的变化，如果地下储气库距离城市近，还可以用来平衡逐小时用气量的变化，这些做法经国外的实践表明是可行的。6.1.5条所述平衡逐小时的用气量不均匀性，采用天然气做气源时，一般要考虑利用长距离输气干管的储气条件和地下储气库的利用条件、输气干管向城镇小时供气量的允许调节幅度和安排等，本规范规定宜由供气方解决，在发挥长距离输气干管
8、和地下储气库等设施的调节作用基础上，不足时由城镇燃气部门解决。储气方式多种多样，本条强调应因地制宜，经方案比较确定。高压罐的储气方式在很多发达国家(包括以前采用高压罐较多的原苏联)已不再建于天然气工程，应引起我们的重视。6.1.6 本条规定了城镇燃气管道按设计压力的分级1 根据现行的国家标准管道和管路附件的公称压力和试验压力GB 1048，将高压管道分为2.5P4.0MPa；和1.6P2.5MPa两档，以便于设计选用。2 把低压管道的压力由小于或等于O.005MPa提高到小于0.01MPa。这是考虑为今后提高低压管道供气系统的经济性和为高层建筑低压管道供气解决高程差的附加压头问题提供方便。低压
9、管道压力提高到小于0.01MPa在发达国家和地区是成熟技术，发达国家和地区低压燃气管道采用小于0.01MPa的有：比利时、加拿大、丹麦、西德、匈牙利、瑞典、日本等；采用0.00700.0075MPa有英国、澳大利亚、中国香港等。由于管道压力比原先低压管道压力提高不多，故仍可在室内采用钢管丝扣连接；此系统需要在用户燃气表前设置低一低压调压器，用户燃具前压力被稳定在较佳压力下，也有利于提高热效率和减少污染。3 城镇燃气输配系统压力级制选择应在本条所规定的范围内进行，这里应说明的是：1)不是必须全部用上述压力级制，例如：一种压力的单级低压系统；二种压力的：中压B一低压两级系统；中压A低压 两级系统；
10、三种压力的：次高压B中压A低压系统；次高压A中压A低压系统；四种或四种以上压力的多级系统等都是可以采用的。各种不同的系统有其各自的适用对象，我们不能笼统地说哪种系统好或坏，而只能说针对某一具体城镇，选用哪种系统更好一些。2)也不是说在设计中所确定的压力上限值必须等于本条所规定的上限值。一般在某一个压力级范围内还应做进一步的分析与比较。例如中压B的取值可以在0.0100.2MPa中选择，这应根据当地情况做技术经济比较后才能确定。6.2 燃气管道计算流量和水力计算6.2.1 为了满足用户小时最大用气量的需要，城镇燃气管道的计算流量，应按计算月的小时最大用气量计算。即对居民生活和商业用户宜按第6.2
11、.2条计算，对工业用户和燃气汽车用户宜按第6.2.3条计算。对庭院燃气支管和独立的居民点，由于所接用具的种类和数量一般为已知，此时燃气管道的计算流量宜按本规范第10.2.9条规定计算，这样更加符合实际情况。6.2.4 燃气作为建筑物采暖通风和空调的能源时，其热负荷与采用热水(或蒸汽)供热的热负荷是基本一致的，故可采用城市热力网设计规范CJJ 34中有关热负荷的规定，但生活热水的热负荷不计在内，因为生活热水的热负荷在燃气供应中已计入用户的用气量指标中。6.2.5、6.2.6 本条以柯列勃洛克公式替代原来的阿里特苏里公式。柯氏公式是至今为世界各国在众多专业领域中广泛采用的一个经典公式，它是普朗特半
12、经验理论发展到工程应用阶段的产物，有较扎实的理论和实验基础，在规范的正文中作这样的改变，符合中国加入WTO以后技术上和国际接轨的需要，符合今后广泛开展国际合作的需要。柯列勃洛克公式是个隐函数公式，其计算上产生的困难，在计算机技术得到广泛应用的今天已经不难解决，但考虑到使用部门的实际情况，给出一些形式简单便于计算的显函数公式仍是需要的，在附录C中列出了原规范中的阿里特苏里公式，阿氏公式和柯式公式比较偏差值在5 %以内，可认为其计算结果是基本一致的。公式中的当量粗糙度K，反映管道材质、制管工艺、施工焊接、输送气体的质量、管材存放年限和条件等诸多因素使摩阻系数值增大的影响，因此采用旧钢管的K值。对于
13、我国使用的焊接钢管，其新钢管当量粗糙度多数国家认定为K=0.045mm左右，1990年的燃气设计规范专题报告中，引用了二组新钢管实测数据，计算结果与K=0.045mm十分接近。在实际工程设计中参照其他国家规范对天然气管道采用当量粗糙度的情况，取K=0.1mm较合适。取K=0.1mm比新钢管取K=0.045mm，其值平均增大10.24。考虑到人工煤气气质条件，比天然气容易造成污塞和腐蚀，根据1990年的燃气设计规范专题报告中的二组旧钢管实测数据，反推当量粗糙度K为0.140.18mm。本规范对人工煤气使用钢管时取K=0.15mm，它比新钢管 K=0.045mm，值平均增大18.58 %。6.2.
14、8 本条所述的低压燃气管道是指和用户燃具直接相接的低压燃气管道(其中间不经调压器)。我国目前大多采用区域调压站，出口燃气压力保持不变，由低压分配管网供应到户就是这种情况。1 国内几个有代表性城市低压燃气管道计算压力降的情况见表24。燃具额定压力Pn为800Pa时，燃具前的最低压力为600Pa，约为Pn的600800=75。低压管道总压力降取值：北京较低、沈阳较高、上海居中。这有种种原因，如北京为1958年开始建设的，对今后的发展留有较大余地；又如沈阳是沿用旧的管网，由于用户在不断的增加，要求不断提高输气能力，不得不把调压站出口压力向上提，这是迫不得已采取的一种措施；上海市的情况界于上述两城市之
15、间，其压力降为900Pa，约为Pn的1.0倍。表24 几个城市低压管道压力降(Pa) 2 原苏联建筑法规燃气供应、室内外燃气设备设计规范对低压燃气管道的计算压力降规定如表25，其总压力降约为燃具额定压力的90。表25 低压燃气管道的计算压力降(Pa)3 从我国有关部门对居民用的人工煤气、天然气、液化石油气燃具所做的测定表明，当燃具前压力波动为0.5Pn1.5Pn时，燃烧器的性能达到燃具质量标准的要求，燃具的这种性能，在我国的家用燃气灶具标准GB 16410中已有明确规定。但不少代表提出，在实际使用中不宜把燃具长期置于0.5Pn下工作，因为这样不合乎中国人炒菜的要求，且使做饭时间加长，参照表24的情况，可见取O.75Pn。是可行的。这样一个压力相当于燃气灶热负荷比额定热负荷仅仅降低了13.4，是能基本满足用户使用要求的，而且这只是对距调压站最远用户而言，在一年中也仅仅是在计算月的高峰时出现，对广大用户不会产生影响。综上所述燃气灶具前的实际压力允许波动范围取为0.75Pa1.5Pn是比较合适的。4 因低压燃气管道的计算压力降必须根据民用燃气灶具压力允许的波动范围来确定，则有1.5Pn0.75Pn=0.7
