建筑大学市政燃气

燃气绪论1能源能源是人类社会和经济发展的基本条件之一能源是指能够转换为机械能、热能、电磁能、化学能等各种能量的资源。能源发展的三个阶段我国能源：我国能源资源储量比较丰富，但资源质量及资源勘探程度不很高。主要表现为：煤炭资源储量比较丰富，石油、天然气等优质能源探明储量有限。加之我国人口众多，人均能源占有量相对比较低。在过去的几十年里，终端能源消费结构中，煤炭一直占据主导地位。以煤为主的传统工业投资大、环保问题突出。我国常规能源的合理利用方面的主要问题是缺乏严格的、科学的能源管理，能量利用率比较低，能源消费系数比较高。2燃气可以作为燃料的气体，它通常是以可燃气体为主要成分的、多组分的混合气体。燃气的优势：可以改善能源结构、减轻大气污染、保护生态环境，减少固体燃料及废渣的堆放和运输量。使用燃气可改善居民生活条件，缩短家务劳动时间；在某些工业生产中使用燃气，可以明显提高产品的产量及质量，提高生产过程的自动化程度和劳动生产率，进而取得良好的经济效益。由于气体燃料洁净度高，燃烧稳定、完全，火焰容易控制，因此，在使用过程中有电、热和其它燃料无法替代的优势。总之，发展燃气，可以明显地取得节能效益、环保效益和服务效益。燃气行业发展历程：1.以发展煤制气为主，取得了普及用户、增加燃气供应量的成绩。2.液化石油气和天然气得到了很快的发展，形成了煤制气、液化石油气和天然气等多种气源并存的格局。3.天然气时代已经来临。我国城镇燃气事业需要解决的问题：城镇燃气的气化率在发达地区比较高，不发达地区比较低；许多地方的燃气管道及设施才刚刚开始建设；天然气等优质燃料与清洁能源在整个能源消费结构中所占比例还很低；由于燃气气源供应的不足，也影响了燃气应用技术的发展。我国天然气利用的总体规划西气东输2.俄气南供3.液化天然气进口4.近海天然气利用5.煤层气开发利用第一章燃气的种类：1天然气2人工燃气3液化石油气(LPG)：C3C44其他燃气例：天然气水合物（可燃冰）生物气（人工沼气）燃气的基本性质：燃气的组成（1）表示方法：容积成分yi质量成分gi分子成分xi（2）平均分子量（3）平均密度和相对密度（4）临界参数与气体状态方程（5）粘度（6）饱和蒸汽压和相平衡常数（7）沸点和露点（8）体积膨胀（9）气化潜热和凝结热（10）热值：高热值低热值（11）着火温度（12）爆炸极限城镇燃气的质量要求：气源选择依据：气源资源城镇条件我国燃气发展方针：优先发展天然气、扩大液化石油气供应、慎重发展人工煤气城镇燃气的基本要求：1.热值高燃气热值过低，输配系统的投资和金属耗量就会增加。燃气低发热值一般应大于14.7MJ/m3。人工燃气热值不应低于11.7MJ/m3。2.毒性小3.杂质少燃气中杂质及有害物的影响1）焦油与灰尘2）硫化物3）萘4）氨5）一氧化碳6）氧化氮7）水燃气的加臭：（1）燃气中含臭剂量的标准1）对于有毒燃气，如果泄漏到空气中，要求在达到对人体有害的浓度之前，一般人应能察觉；2）对于无毒燃气，如果泄漏到空气中，在达到其爆炸下限的20%浓度时，一般人应能察觉；3）当短期利用加臭剂寻找地下管道的漏气点时，加臭剂的加入剂量可以增加至正常使用量的10倍；4）新管线投入使用的最初阶段，加臭剂的加入剂量应比正常使用量高2～3倍，直到管壁铁锈和沉积物等被加臭剂饱和加臭剂应具有以下特性：1）在正常使用浓度范围内，加臭剂不应对人体、管道或与其接触的材料有害；2）应具有持久、难闻且与一般气体气味有明显区别的特殊臭味；3）有适当的挥发性；4）能完全燃烧，燃烧产物不应对人体呼吸系统有害，并不应腐蚀或伤害与燃烧产物经常接触的材料；5）不与燃气的组分发生化学反应；6）加臭剂溶解于水的程度不应大于2.5％（质量成分）；7）价格低廉。我国目前常用的加臭剂主要有四氢塞吩（THT）和乙硫醇(EM)等。加臭一般采用滴入式和吸收式两种方式第二章燃气的用户类型：1.城镇居民用户。特点：单户用气量不大，用气随机性较强。2.商业用户。特点：用气量不很大，用气比较有规律。3.工业用户。特点：用气比较有规律，用气量较大，而且用气比较均衡。4.其它扩展用途。（1）燃气采暖与空调（2）交通工具燃气化（3）农业生产用气（4）燃气发电（5）化工用气供气原则：（1）居民及商业用户：一般应优先满足城镇居民的炊事及生活热水用气，尽量满足与城镇居民配套建设的公共建筑用户（如托幼园所、学校、医院、食堂、旅馆等）的用气。其它公共建筑（如宾馆、饭店、科研院所、机关办公楼等）也应优先供应燃气。（2）工业用户：当采用人工燃气为城镇燃气气源时，一般按两种情况分别处理：1）靠近城镇燃气管网，用气量不很大，但使用燃气后产品的产量及质量都会有很大提高的工业企业，可考虑由城镇管网供应燃气；应合理发展高精尖工业和生产工艺必须使用燃气，且节能显著的中小型工业企业等。2）用气量很大的工业用户（如钢铁企业等）应考虑自行产气。当采用天然气为城镇燃气气源、且气源充足时，应大力发展工业用户。但不宜供应远离城镇燃气管网的工业企业用户的用气。（3）采暖与空调用气气源为人工燃气，一般不考虑发展采暖与空调用气；当气源为天然气且气源充足时，可发展燃气采暖与空调、制冷用户，但应采取有效的调节季节性不均匀用气的措施。（4）其他用气当气源为天然气或液化石油气，且气源充足时，应从燃气的合理利用、环境保护与经济发展等方面考虑发展天然气发电、燃气汽车等用气大户。用气指标用气量指标又称为耗气定额，常用热量指标来表示用气量指标。居民生活用气量指标影响因素：1.户内燃气设备的类型2.能源多样化3.户内人口数4.社区配套设施的完善程度5.其它因素商业用户用气量指标商业用户用气量指标与用气设备的性能、热效率、地区气候条件等因素有关。燃气需用工况：年用气量计算1.居民生活的年用气量2.商业用户年用气量3.工业企业年用气量4.建筑物采暖年用气量5.未预见量1.居民生活的年用气量居民生活的年用气量与许多因素有关：居民生活习惯、作息及节假日制度、气候条件、户内燃气设备的类型、住宅内有无集中采暖及热水供应、城镇居民气化率等。laHNkqQ式中Qa—居民生活年用气量，m3/a；N—居民人数，人；k—城镇居民气化率，％；q—居民生活用气量指标，MJ/人·a；Hl—燃气低热值，MJ/m3。2.商业用户年用气量laHMNqQQa—商业用户的年用气量，m3/a；N—居民人口数，人；M—各类用户用气人数占总人口的比例数，％；q—各类商业用户的用气量指标，MJ/人·a；Hl—燃气的低热值，MJ/m3。3.工业企业年用气量(1)参照已使用燃气、生产规模相近的同类企业年耗气量估算；(2)按工业产品的耗气定额和企业的年产量确定；(3)折算法liyaHHGQ''1000式中Qa—工业用户的年用气量，m3/a；Gy—其它燃料年用量，t/a；Hl′—其它燃料的低发热值，MJ/kg；η′—其它燃料燃烧设备的热效率，％η—燃气燃烧设备的热效率，％；Hl—燃气低热值，MJ/m3。4.建筑物采暖年用气量lHaHnFqQ式中Qa—采暖的年用气量，m3/a；F—使用燃气采暖的建筑面积，m2；qH—建筑物的耗热指标，MJ/m2·h；n—采暖负荷最大利用小时数，h/a；η—燃气采暖系统的热效率，％；Hl—燃气低热值，MJ/m3。31211tttt.nn式中n—采暖负荷最大利用小时数（h）；n1—采暖期（h）（北京3024h）；t1—采暖室内计算温度(℃)（北京18℃）；t2—采暖期室外平均温度(℃)（北京-1.65℃）；t3—采暖室外计算温度(℃)（北京-9℃）。5.未预见量aaQQ05.1'式中Qa′—城镇燃气年用气量总和，m3/a；Qa—城镇各类用户的年用气量，m3/a。用气不均匀情况描述：第三章城镇燃气输配系统一般由门站、储配站、输配管网、调压站以及运行管理操作和控制设施等共同组成。燃气输管网分类2.按敷设方式分类（1）埋地管道（2）架空管道3.按用途分类（1）长距离输气管线（2）城镇燃气管道：1）分配管道2）用户引入管3）室内燃气管道（3）工业企业燃气管道：1）工厂引入管和厂区燃气管道2）车间燃气管道3）炉前燃气管道4.按管网形状分类（1）环状管网（2）枝状管网（3）环枝状管网5按管网压力级制分类（1）单级系统（2）二级管网系统（3）三级管网系统（4）多级管网系统城镇燃气管网的布线：布线原则：1）应结合城市总体规划和有关专业规划进行2）应尽量靠近用户，以保证用最短的路线，达到同样的供气效果3）为确保供气可靠，高中压管网主干线应尽量成环4）燃气管网应满足与其他管线和建筑物、构筑物的安全防护距离布线需考虑因素：（1）气源情况:种类、性质、气源点位置、供应量等（2）城镇情况：规模、建筑物特点、平面布局、发展规划；地理地形条件及障碍情况、地下设施情况等（3）城镇道路现状及规划情况（4）燃气用户情况：种类、用气负荷、压力要求等（5）施工及材料设备供应情况：费用及供应可能性等燃气输配管道的布线：1.燃气管道与建（构）筑物及其他管线之间的距离，应符合《城镇燃气设计规范》GB50028的有关规定。2.地下燃气管道埋设的最小覆土厚度（路面至管顶）应符合下列要求埋设在机动车道下时，不得小于0.9m；埋设在非机动车道（含人行道）下时，不得小于0.6m；埋设在庭院（指绿化地及载货汽车不能进入之地）内时，不得小于0.3m；埋设在水田下时，不得小于0.8m。3.输送湿燃气的燃气管道，应埋设在土壤冰冻线以下。燃气管道坡向凝水缸的坡度不宜小于0.003。燃气管道穿越铁路、河流等障碍物的方法（一）燃气管道穿越铁路、高速公路、电车轨道和城镇主要干道时应符合下列要求：1.穿越铁路和高速公路的燃气管道，其外应加套管；2.穿越铁路的燃气管道的套管，应符合下列要求：套管埋设的深度：铁路轨底至套管顶不应小于1.20m，并应符合铁路管理部门的要求；套管宜采用钢管或钢筋混凝土管；套管内径比燃气管道外径大100mm以上；套管两端与燃气管的间隙应采用柔性的防腐、防水材料密封，其一端应装设检漏管；套管端部距路堤坡脚外距离不应小于2.0m。（二）燃气管道穿越河流（1）水下穿越：1）沟埋敷设2）裸管敷设3）顶管敷设（2）沿桥架设为保证安全，燃气管道随桥梁跨越河流时，其输送压力不应大于0.4MPa（3）管桥跨越高压燃气管道布置1）管道不宜进入四级地区2）应与建筑物、构筑物等保证一定的水平距离3）不应通过军事设施、易燃易爆仓库、文物保护区、机场、火车站、海河港码头等地4）宜采用埋地方式敷设，架空敷设时应采取各种安全防护措施第四章燃气供应规划的编制城镇燃气供应系统是城镇建设的重要组成部分之一，是城镇公用事业的主要设施。该系统主要由燃气气源、燃气输配设施和燃气用户用气设备等部分组成。具体实施城镇燃气供应系统的工程项目的几个阶段1.编制合理的城镇燃气供应系统规划，在规划的指导下，编制可行性研究报告，并报主管部门批准。2.由具有燃气工程设计资格的设计单位按扩大初步设计和施工图设计两阶段进行设计；对重大或特殊的工程、技术复杂而又缺乏设计经验的项目，要进行初步设计、技术设计和施工图设计三阶段。3.根据设计要求，安排工程项目的建设、组织工程施工。燃气供应规划的主要任务1.根据国家能源政策、资源情况和燃气事业发展方针选择和确定燃气气源及规划方案；2.根据需要与可能，确定供气规模、供气原则、主要供气对象，调查用户类型及用气规律，预测各类用户的用气量；3.选择合理的燃气输送与分配系统、调峰方式，确定储配设施容量；4.根据城镇道路及其它地下管线与设施规划、燃气用户分布等情况规划、布置燃气管线，并进行燃气管网水力计算；5.根据设备材料的供应情况与可能的投资到位资金量，选择燃气供应系统的材料、设备；6.提出规划实施期限及分期、分部实施的计划；7.估算各阶段的建设投资及主要材料、设备的数量；8.估计征用土地面积与劳动定员等；9.提出采用新技术、新工艺、新设备和新材料的建议与意见；10.分析规划实现后的效益，对规划方案做技术经济分析与评价；11.对规划中存在的主要问题提出解决意见。燃气供应