城市燃气需用量

三、城市燃气需用量及供需平衡（一）城市燃气需用量1、供气对象按照用户的特点，城市燃气供气对象一般分为下列三个方面：①居民生活用气居民用户是城市供气基本对象，也是必须保证连续稳定供气的用户。②公共建筑用气公共建筑包括职工食堂、饮食业、幼儿园、托儿所、医院、旅馆、理发店、浴室、洗衣房、机关、学校和科研机关等，燃气主要用于炊事和生活用热水，对于学校和科研机关，燃气还用于实验室。③工业企业生产用气工业企业用气主要用于生产工艺。此外，城市燃气也可用作供暖、空调及汽车的能源。2、供气原则燃气是一种优质燃料，应力求经济合理地充分发挥其使用效能，燃气的供气原则不仅涉及国家的能源政策及环保政策，而且与当地具体情况、条件密切相关，首先应该从提高热效率和节约能源方面考虑，由于我国气源尚不丰富，城市燃气应优先供给居民生活用户。因为小煤炉的热效率很低，只有15%-20%，但采用燃气后，热效率可高达55%-60%。燃气供应可大量节约燃料。对于大量的、分散的小用户，即居民生活用户及公共建筑用户来说，使用燃气还可有效地防止环境污染、节约劳动力以及减轻城市交通运输量。①居民用气供气原则a.优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气。b.尽量满足托幼、医院、学校、旅馆、食堂和科研等公共建筑的用气。c.人工煤气一般不供应采暖锅炉用气，如天然气气量充足，可发展燃气供暖和空调。②工业用气供气原则a.应优先考虑在工艺上使用燃气后，可使产品产量及质量有很大提高的工业企业。b.使用燃气后能显著减轻大气污染的工业企业。c.作业缓冲用户的工业企业。③工业与民用供气的比例城市燃气在气量分配时应兼顾工业与民用，工业企业具有用气比较均匀的特点，占在一定比例用气量的工业企业用户有助于平衡城市燃气使用的不均匀性，减少燃气储存容量，也可以作为缓冲用户，平衡城市燃气供应的季节不均匀性及节日高峰负荷。3、城市燃气需用量计算：①居民生活用气量指标：影响居民生活用气量指标的因素很多，不同地区，不同生活习惯等造成用气量指标的不同。表2—2列出了我国一些地区和城市的居民生活用气量。城镇居民生活气量指标[MJ/（人.年）]城镇地区有集中供暖地用户无集中供暖用户东北地区2303-27211884-2303华东、中南地区2093-2303北京2721-31402512-2931成都2512-2931上海2303-2512②公共建筑用气量指标：影响公共建筑用气量指标的重要因素是用气设备的性能、热效率、加工仪器的方式和地区的气候条件等。几种公共建筑用气量指标类别单位用气量指标职工食堂MJ/（人.年）1884-2303饮食业MJ/（座.年）7955-9211MJ/（人.年）MJ/（人.年）1884-2512半托MJ/（人.年）1256-1675医院MJ/（床位.年）2931-4184招待所旅馆有餐厅MJ/（床位.年）3350-5024无餐厅MJ/（床位.年）670-1047高级宾馆MJ/（床位.年）8374-10467理发MJ/（人.次）3.35-4.19城市燃气各类用户年用气量的计算，见有关国家标准部分。（二）燃气用户的用气规律城市燃气年总用气量是规划城市燃气管钢和计算设备通过能力的重要依据，但是由于用户对燃气的使用和需求是不均匀的，一年之中各月是不均匀的，一月之中各日是不均匀的，一日之中各时是不均匀的，因此我们不能得意地用气总用气量除以时间求得瞬时通过量来确定管道的直径和设备的能力，为解决这一问题，就必须研究各类用户的用气规律。1、月不均匀性居民生活和公共建筑用气量月不均匀性最为显著，其主要因素是气候条件。一般气温低则用气量增加。冬季，居民用户一般习惯吃热食，加上水温低所以制备食物和热水的燃气量相对增加。特别是一些发达国家使用燃气采暖，冬季燃气耗气量更是成倍增加，如法加冬夏燃气消耗量为4比1。而巴黎地区却高过7比1。一般说来耗气量冬季为夏季的2-3倍，个别高寒地区高达11倍。但是我国北方一些城市，有的居民用户用煤炉采暖，并兼作热水或炊事，这样，冬季的用气量反而比夏季的用气量少。公共建筑用气量的季节或月均匀情况与居民生活用气量季节或月不均匀情况基本相似。工业企业一般是连续生产的，月用气量比较均匀，但是随着冬季室外气温、水温的降低，用气量也有所增加。建筑物采暖用气量更是造成城市燃气用气量季或月不均匀性的重要原因，采暖期的用气量则取决于气候条件。根据各类用户年用气量的月不均匀性，可编制出年用气量图表，它对制订供气和贮气计划方案、安排管道和设备的季节维修计划有着实际意义。一年中各月的用气量不均匀情况用月不均匀K1表示，按照字面上的意义，它应该是各月的用气量与全年平均月用气量的比值，但由于每个天数是在28-31d范围内变化的，因此月不均匀系数K1值按下式确定：该月平均日用气量K1=------------------全年平均日用气量12个月平均日用气量最大的月，即：不均匀系数值最大的月，称为计算月。并将该月的最大不均匀系数K1max称为月高峰系数.2、日不均匀性一个月或一周中用气的波动主要由下列因素决定：居民生活习惯、化共建筑营业服务的高峰、工业企业的工体制度、室外气温的变化等。实测资料表时：我国一些城市的居民生活和公共建筑用气，除了包含法定节日休息的一些周外，波动和影响几乎是一样的。平日用气量变化较少，星期五略有增加，星期六、星期日用气量明显增加，即：节假日中用气量比较大。工业企业用气量的日不均匀性平日波动不大，只是轮体日或节假日波动较大。采暖期间，采暖用气量的日不均匀性不明显。一月中的各日的用气量的不均匀情况用日不均匀系数K2表示：该月中某日的用气量K2=------------------该日平均日用气量该月中日最大不均匀系数K2max称为该月的日高峰系数。图2-5居民和公共建筑气量变化曲线图2-6居民和公共建筑气量变化曲线3、小时不均匀性居民生活的公共建筑的小时用气不均匀性最为显著，它与居民生活习惯，气化住宅的数量以及居民的职业类别等因素有关，每日有早、中、晚三个用气高峰。其中早晨高峰最低，由于生活习惯和作息时间不同，有的城市晚上高峰低于中午高峰，周六、周日等休息日小时用气的波动与一周中其它各日又相同，一般仅中午、晚上两个高峰。工业企业小时不均匀性不那么明显，对于有集中采暖的用户，若为连续采暖，则小时用气量变化不大，一般晚间稍高些，若为间歇采暖，则波动较大。一日中的各小时用气量的不均匀情况用气时不均匀系数K3表示：图2-7居民和公共建筑小时用气量变化曲线图2-8各类用户小时总用气量变化曲线该日平均小时用气量该日中小时不均匀系数最大值K3max称为该日的小时高峰系数。（三）燃气输配系统的供需平衡城市燃气的需用工况是不均匀的，随月、日、时而变化，但一般燃气气源的供应量是均匀的，不可能完全随需用工况而变化。为了解决均匀供气与不均匀耗气之间的矛盾，不间断地向用户供应燃气，保证各类燃气用户有足够流量和压力的燃气，必须采取合适的方法使燃气输配系统供需平衡。供需不平衡方法1、改变气源的生产能力和设置机动气源采用改变气源的生产能力和设置机动气源，必须考虑气耕牛运转停止和难易程度、气源生产负荷变化的可能性和变化的幅度，同时应考虑供气的安全可靠和技术经济合理性。直立式连续炭化炉煤气的产量可以有少量的变化幅度，主要是通过改变投料量、干馏时间等手段来实现，而焦炉的产量，通常是不能改变的，因为受焦炭生产的限制。上述两种炉的停炉和开炉都不能在短时间内实现。油制气、发生炉煤气及液化石油气混空气等气源具有机动性，设备启动和停产比较方便，负荷高速范围大，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。当用气城市距天然气产地不太远时，可采用调节气井供应量的办法平衡部分月不均匀用气。2、利用缓冲用户和发挥调度的作用一些大型的工业企业、锅炉房等都可作为城市燃气供应的缓冲用户，夏季用气低峰时，把余气供给他们燃烧，而冬季高峰时，这些缓冲用户改烧固体燃料或液体燃料。用此方法平衡季节不均匀用气及一部分日不均匀用气。可采用调整大型工业企业用户厂休日和作息时间，以平衡部分日不均匀用气。此外，还采用计划调配用气的方法，随时掌握各工业企业的实际用气和计划用气量。对居民生活用户和公共建筑用户则设一些测点，在测点装置燃气部计量表，掌握用气情况。根据工业企业、居民生活及公共建筑的用气量和用气工况，制定调度计划，通过调度计划调配供气量。3、利用储气设施①地下储气地下储气库储气量大，造价和运行费用省，可用以平衡季节不均匀用气和一部分日不均匀用气。但不应该用来平衡日不均匀用气及小时不均匀用气，因为急剧增加采气强度，会使储库投资和运行费用增加，很不经济。我国第一座地下天然气储气库，就用来平衡季节不均匀用气，夏季注气，冬季采气，储气量约为10×106m3。②液态储存天然气的主要成分甲烷，在0.056MPa、-1610C时即液化，可以储存在储罐中，储罐必须保证绝热良好，储罐的压力较低，比较安全，将大量天然气液化后储存于特别的低温储罐或冻穴储气库中，用气高峰时，经气化后供出。采用低温液态储存，通常储存量很大，适于调节各种不均匀用气。国外设有液化天然气的“卫星站”和“调峰全能站，站内有储存和再气化装置”。“卫星站”构造简单、可拆可装、还可用汽车拖载。“卫星站”有三个用途：第一、作为中小城市调峰用气的手段；第二、作为设备大修过程或事故处理过程中保证安全供气的措施；第三、“调峰全能站”的容量比“卫星站”还大，可作为天然气管道沿未到达的小城镇之燃气气源，这种站设在长输干管的末端，并有液化储存和再气化的装置。③管道储气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办法。高压管束储气是将一组或几级钢管埋在地下，对管内燃气加压，利用燃气的可压缩性及其高压下和理想气体的偏差（在16MPa、15.60C条件下，天然气比理想气体的体积小22%左右），进行储气。利用长输干管储气是在夜间用气低峰时，燃气储存在管道中，这时管内压力增高，白天用气高峰时，再将管内储存的燃气送出。④储气罐储气储气罐只能用来平衡日不均匀用气及小时不均匀用气，储气罐储气与其他储气方式相比，金属耗量和投资都较大。第三部分城市燃气供应一、城市燃气用户的类型（一）居民生活用户燃气主要用于居民炊事和日常生活用热水，是城市燃气供应的基本用户，城市燃气应优先供给城市居民生活使用，因为小煤炉的热效率太低，只有15%-20%，而燃气热效率可高达55%-60%，供应燃气后可大量节约燃料。居民生活用户数量之多，分布之广泛，致使小煤炉的煤烟和炉渣对城市造成了严重污染，使用燃气可有效地防止环境污染，改善居民生活条件，节约劳动力，以及减轻城市交通运输量。（二）公共建筑用户公共建筑包括职工食堂、餐饮业、幼儿园、托儿所、医院、旅馆、饭店、理发店、娱乐场所、商店、洗衣房、浴室、国家机关和科研单位等部门。公共建筑用户的燃气供应主要用于种类仪器和饮料的热加工制作过程、生活用热水及饮用水。公共建筑用户中有的属于公共福利性质，有的属于商业性质，因此，在燃气供价格上应有所差别、公共建筑用户在城市中大而分散，也是城市燃气供应的基本用户。（三）工业企业用户是指在生产工艺中必须使用燃气的工业企业，对于供应燃气后可使产品质量大大改善和产量是很大提高的工业企业应优先供应。工业企业用户具有用气量比较均匀的特点，所以工业企业用气量在城市总用气量中占有一定比例，将有利于平衡城市燃气储存设施的投资。工业企业使用城市燃气的费用一般比自建燃气站经济，燃气费用可计入产品的耗能成本，因此燃气售价应有别于民用和公共建筑用户。（四）建筑物采暖用户是指以燃气作为冬季采暖热源的用户，由于采暖锅炉燃煤与使用燃气的热效率相差不大，在城市燃气气源紧张的条件下，一般不供应建筑物采暖，只有通过技术经济论证，确认为供应燃气后经济效益高，社会效益好，且气源充足时可考虑供应燃气，建筑物采暖用燃气集中于冬季，具有突出的季节性不均匀用气的特点。二、居民生活用户的燃气供应设施（一）燃气管道系统居民生活用户的燃气管道系统按用户引入管的输气压力大小可分为低压引入系统和中压引入低压供气系统，按引