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《燃气输配》《Gastransmission&distribution》第一章燃气的分类及其性质§1.1燃气的分类§1.2天然气的基本性质§1.3城镇燃气的质量要求§1.1燃气的分类燃气的概念为何对燃气进行分类如何对燃气进行分类§1.1燃气的分类一、按气源分类天然气人工燃气液化石油气生物气（沼气）天然气纯天然气低发热值约为33360～36300kJ／m3石油伴生气低发热值约为41900kJ／m3凝析气田气低发热值约为48360kJ／m3矿井气低发热值约为18840kJ／m3人工燃气固体燃料干馏煤气固体燃料气化煤气油制气高炉煤气焦炉煤气连续式直立炭化炉煤气立箱炉煤气压力气化煤气水煤气发生炉煤气重油蓄热热裂解气重油蓄热催化裂解气二、按燃烧特性分类分类华白指数（MJ/m3）典型燃气一类燃气17.8～35.8人工燃气二类燃气L族H族35.8～53.735.8～51.651.6～53.7天然气三类燃气71.5～87.2液化石油气国际煤气联盟(IGU)燃气分类§1.2天然气的基本性质天然气的性质天然气的主要成份是甲烷，是一种无色无味、易燃、易爆、比空气轻的可燃气体，天然气热值较高（约为9500千卡/m3），在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。主要用于天然气发电、天然气化工工业、城市燃气事业、压缩天然气汽车等。天然气燃烧后无废渣、废水产生，工业生产中相较于煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、洁净等优势。天然气比空气轻，在野外容易向空中散发，但在封闭的室内或阴雨低气压气候环境下，会因散发不畅天然气在泄漏点周围区域积聚，导致区域的空气中含氧量低，如果有人员进入低含氧量区域，有可能造成人员缺氧窒息事故；同时当天然气泄漏并使空气中天然气浓度到其爆炸极限(5—15%)时，哪怕是拉一下电灯开关、启动排风扇产生的微小火花，甚至穿脱衣服时产生的静电火花，也会产生爆炸；当空气中天然气浓度超过其爆炸上限（15%）时，遇明火会燃烧，若燃烧点周围有建构筑物或易燃物，有可能引发火灾事故。所以，要特别防止燃气泄露，您使用的天然气经过特殊处理，具有特定的臭味，一旦发现漏气不要慌张，要切记杜绝火种，关闭气源阀门，打开门窗通风，在安全的地方打报警电话报告天然气公司迅速抢修。使用天然气时，必须是先点火、后通气（电子打火除外），燃烧时应注意查看，防止火焰被风吹熄或被汤、水淋熄造成事故。爆炸极限可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。在这种混合物中当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量，称为可燃气体的爆炸下限，而当可燃气体含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称为爆炸上限。概念：§1.3城镇燃气的质量要求一、人工燃气及天然气中的主要杂质及允许含量指标二、城镇燃气的质量标准三、城镇燃气的加臭一、人工燃气及天然气中的主要杂质及允许含量指标人工燃气中的主要杂质：焦油与灰尘、萘、硫化物、氨、一氧化碳、氧化氮天然气中的主要杂质：烃类凝析液、冷凝水、夹带的岩屑粉尘、硫化氢等。在输送天然气时都需要去除。二、城镇燃气的质量标准城镇燃气的发热量和组分的波动应符合城镇燃气互换的要求。城镇燃气偏离基准气的波动范围宜按国家标准《城市燃气分类》GB/T13611的规定采用，并应适当留有余地。采用不同种类的燃气做城镇气源时，还应符合相关规定。三、城镇燃气的加臭城镇燃气是具有一定毒性的爆炸性气体，又是在压力下输送和使用的。由于管道及设备材质和施工方面存在的问题和使用不当，容易造成漏气，有引起爆炸、着火和人身中毒的危险。因此，当发生漏气时应能及时被人们发觉进而消除燃气的泄漏。所以需要对没有臭味的燃气进行加臭。第二章城市燃气需用量及供需平衡§2-1城市燃气需用量§2-2燃气的需用工况§2-3燃气的小时计算流量§2-4燃气输配系统的供需平衡§2-1城市燃气需用量用户类型供气原则用气量居民生活用户主要是用于日常的炊事和生活热水商业用户如饮食业、浴室、洗衣房、医院、幼儿园、托儿所、机关、学校和科研机关等工业企业生产用户主要是用于生产工艺采暖通风和空调用户燃气汽车用户其他用户包括管网的漏损量和未预见量用户类型供气原则优先发展民用用气，即居民生活用气和商业用气，它们是城市燃气供应的基本对象，其中，又应优先供给居民生活用户。在发展民用用户的同时，也要发展一部分工业用气，二者应兼顾。采暖通风和空调用气量，在气源充足的条件下，可酌情纳入。燃气汽车用气量仅指以使用天然气和液化石油气为气源时才考虑纳入。用气量居民生活用户用气量商业用户用气量工业企业用户用气量采暖通风空调用户和燃气汽车用户用气量其他用气量居民生活用户用气量居民生活用户用气量取决于居民生活用户用气量指标（用气定额）、气化百分率及城市居民人口数。nqQＱ——居民生活用户用气耗热量，MJ/年；q——居民生活用户用气量指标，MJ/人·年；η——气化百分率，%；n——城市居民总人口数，人。式中:影响居民生活用户用气量指标的因素很多，如住宅燃气器具的类型和数量，住宅建筑等级和卫生设备的设置水平，采暖方式及热源种类，居民生活用热习惯及生活水平，居民每户平均人口数，气候条件，公共生活服务设施的发展情况，燃气价格等。气化百分率是指城镇居民使用燃气的人口数占城镇居民总人口数的百分数。商业用户用气量商业用户用气量取决于商业用户用气量指标（用气定额）、城市居民人口数及商业设施标准。niiinBqQ1Ｑ——商业用户用气耗热量，MJ/年qi——某一类用途的用气量指标，MJ/人（或床位、座等）·年Bi——某一类商业设施标准，人（或床位、座等）/千n——城市居民总人口数，千人式中:影响商业用户用气量的因素很多，主要有城市燃气的供应状况，燃气管网布置情况，商业的分布情况，居民使用公共服务设施的程度，用气设备的性能、热效率、运行管理水平和使用均衡程度以及地区的气候条件等。商业设施标准，例如：居民每一千人中入托儿所、幼儿园的人数，居民每一千人应设置的医院、旅馆床位数等。工业企业用户用气量1.工业产品有用气量指标niiimqQ1式中Ｑ——工业企业用户用气耗热量，MJ/年；qi——某一项工业产品用气量指标，MJ/件；mi——某一项工业产品的年产量，件/年。2.工业产品缺乏用气量指标当工业产品缺乏用气量指标时，可按原用燃料的用量折算：niiiiiHmqQ11——工业企业用户用气耗热量，MJ/年——某一项工业产品原用燃料量，kg（或度）/件——某一项工业产品的年产量，件/年——某一项工业产品原用燃料的低发热值，MJ/kg（或度）——某一项工业产品原用燃料燃烧设备热效率，%——燃气燃烧设备热效率，%。式中:QiqiHimi采暖通风空调用户和燃气汽车用户用气量计算设计用气量时一般不包括这两项。如需要计算时，采暖通风空调用户用气量指标可按现行的标准《城市热力网设计规范》CJJ34或当地建筑物耗热量指标确定。其他用气量包括管网的漏损量和未预见量，一般其他用气量按总用气量的3~5%计算。§2-2燃气的需用工况月不均匀性日不均匀性时不均匀性月不均匀性影响居民生活月用气不均匀性的主要因素是气候条件。商业用户用气的月不均匀性与各类用户的性质有关，一般与居民生活月用气的不均匀性情况基本相似。工业企业用气在生产区域内一般按均匀考虑。工业企业用气的月不均性主要取决于生产工艺的性质以及气候条件。每月的用气不均匀情况用月不均匀系数Km表示。全年平均日用气量该月平均日用气量1K一年十二个月中，平均日用气量最大的月，即月不均匀系数最大的月称为计算月，并将该月的月不均匀系数Km称为月高峰系数。日不均匀性影响日用气不均匀情况的因素主要是居民生活习惯、工业企业的工作和休息制度及气象条件等。前两个影响因素比较有规律。一个月（或一周）的日用气不均匀情况用日不均匀系数Kd表示。可按下式计算：计算月中平均日用气量计算月中某日用气量2K计算月中，日最大不均匀系数Kd称为日高峰系数。时不均匀性各类用户小时用气不均匀情况各不相同，居民生活用户和商业用户用气的时不均匀性最显著，这主要与居民的生活习惯、气化住宅的数量、居民的职业以及工作休息制度等因素有关。一天中每个小时的用气不均匀性可用小时不均匀系数Kh表示：小时用气量计算月中最大日的平均时用气量计算月中最大日的某小3K计算月中，最大日的小时最大不均匀系数Kh称为小时高峰系数。城市燃气输配系统的管径及设备通过能力不能直接用燃气的年用气量来确定，而应按燃气计算月的小时最大流量进行计算。如何确定？太大则增加投资太小则影响正常用气不均匀系数法同时工作系数法§2-3燃气的小时计算流量一、不均匀系数法由年用气量和用气不均匀系数求得，计算公式如下：max3max2max124365KKKQQy如何确定计算所需的这些参数呢？式中：Q燃气管道计算流量yQ年用气量，Nm3/amax1K月高峰系数max2K日高峰系数max3K小时高峰系数用气高峰指标可参考相关手册，也可按下列范围选用：max1max2max31.11.31.051.22.23.2KKK不均匀系数法适用于规划、设计阶段确定居民生活和商业燃气小时计算流量。各类用户的用气量和用气不均匀性取决于很多因素，参数的选取原则如气候条件、居民生活水平及生活习惯，机关作息制度和工业企业的工作班次，建筑物内装置用气设备的情况等，因此在进行参数选取时要结合当地的具体情况综合考虑。一般供应用户多时，小时高峰系数取偏小的数值。对于个别的独立居民点，当总用户数少于1500户时，作为特殊情况，可取3.3～4.0室内和庭院燃气管道的计算流量一般按燃气用具的额定耗气量和同时工作系数K0来确定。其计算公式如下：式中：Q=kt（∑kNQn）Qn——同一类型燃具的额定流量，m3/hQ——燃气管道的计算流量，m3/hkt——不同类型用户的同时工作系数，当缺乏资料时，可取kt=1；k——燃具的同时工作系数，居民生活用燃具可按表2-6确定，商业和工业用具可按加热工艺要求确定N——同一类型燃具的数目二、同时工作系数法同时工作系数K0反映燃气用具集中使用的程度，它与用户生活规律、燃气用具的种类、数量的因素密切相关。燃具的用气定额指标及同时工作系数可参考相关手册。同时工作系数法适用于独立居民小区、庭院燃气支管和室内燃气管道计算流量的确定。§2-4燃气输配系统的供需平衡调节供需平衡的方法储气容积的确定tQo供气量用气量为了解决均匀供气和不均匀耗气之间的矛盾，必须采取合适的方法使燃气输配系统供需平衡。一、调节供需平衡的方法改变气源的生产能力和设置机动气源•须考虑气源运转、停止的难易程度、气源生产负荷变化的可能性和变化幅度。同时应考虑供气的安全可靠和技术经济合理性。可以调节季节性或日用气不均匀性，甚至可以平衡小时用气不均匀性。利用缓冲用户进行调节•主要利用一些大型的工业企业和锅炉房等作为缓冲用户，用此方法平衡季节不均匀用气及部分日不均匀用气。利用储气设施进行调节地下储气（储气量大，造价和运行费用低，可平衡季节不均匀用气和部分日不均匀用气）液态储存（负荷调节范围广，可调节各种不均匀用气）管道储气（包括高压燃气管束储气及长输干管末端储气，是平衡小时不均匀用气的有效方法）储气罐储气（可用来平衡日不均匀用气和小时不均匀用气，是最实用也是最常用的方法）二、储气容积的确定储气罐的主要功能储气罐所需储气量的计算方法举例说明储气罐的主要功能•随燃气用量的变化，补充制气设备所不能及时供应的部分燃气量。•停电、管道设备发生故障或维修时，保证一定程度的供气。•掺混不同组分的燃气，使燃气性质均匀。储气罐所需储气量的计算方法•确定该周内燃气供应总量当气源产量能够根据需用量改变一周内各天的生产工况时，储气容积以计算月最大日燃气供需平衡要求确定，否则应按计算月平均周的燃气供需平衡要求确定。•计算一周内逐日、逐小时的燃气供应量累计