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第3章城市燃气管网系统3.1燃气输配系统组成及分类3.2燃气供应方式和管网压力级制3.3燃气管网系统布置3.4燃气管道及其附属设备3.5燃气输配系统的运行管理3.1燃气输配系统组成及分类燃气输配系统的构成1、门站（citygatestation）2、高、中、低压管网系统4、调压站（调压装置distributionstation）5、监控系统和调度中心3、储配站（storageanddistributionstation）①接收气源②计量，质量检测③调节控制压力、流量④净化1、按用途分类（1）长距离输气管线1）工厂引入管（servicepipeline）2）厂区燃气管道（plantpipelinesystem）3）车间燃气管道（workshoppipelinesystem）4）炉前燃气管道（2）城市燃气管道1）分配管道（gasdistributionpipeline）2）用户引入管（undergroundservicepipe）3）室内燃气管道（internalgaspipe）（3）工业企业燃气管道二、燃气管道•长输管线:气田（天然气厂）—城市门站俄中天然气管道海上天然气管道引入管一引入管二室内立管加设固定支撑总阀门计量表取样短管放散管厂区管道炉前管道车间管道工厂引入管2、按输气压力(表压)分类名称MPaA2.5P≤4.0高压燃气管道B1.6P≤2.5A0.8P≤1.6次高压燃气管道B0.4P≤0.8A0.2P≤0.4中压燃气管道B0.01≤P≤0.2低压燃气管道P0.01国外燃气输配管道压力（表压）(MPa)城市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5.93~7.173.171.380.138~0.410.0020温哥华6.623.451.200.410.0028or0.0069多伦多9.651.90~4.481.200.410.0017香港/3.50A.0.4~0.7B.0.24~0.40.0075~0.240.0075or0.002悉尼4.5~6.353.451.050.210.0075纽约5.5~7.02.80.1~0.40.002巴黎6.84.00.4~1.9A.≤0.4B.≤0.040.002莫斯科5.52.00.3~1.2A.0.1~0.3B.005~0.1≤0.005东京741~2A.≤0.4B.≤0.040.013、按敷设方式分类架空和埋地固定支架活动支架补偿器（expansionjoint）直接和间接埋设直埋燃气管燃气管桥4、按管网形状分类(topology)•矩形•狭长形•分区形•主区-卫星区1、功能①储气②混合气（使燃气性质均匀）③供气点分布合理（减小供气半径，进而减小管径）④加压2、设置（个数、布局、规模）技术经济比较原则：供气可靠，安全适用，经济①小城市-气源厂或气源厂附近②大城市-两个或两个以上，对称布置三、燃气储配站3、组成及工艺流程低压储配站①低压储存，中压输送②低压储存，低中压分路输送高压储配站一级调压二级调压压气站低压储气罐计量中压压气站低压储存，中压输送1个为电动闸阀，需经常开启低压储气罐计量中压电动闸阀低压低压储存，低中压分路输送压气站压气站高压储配站，一级调压压缩机计量冷却器油气分离高压储配站西安市输配系统设计方案供气方式：次高压管道和一期、二期储配站高压球罐储气调峰，次高压管道兼输气，通过高中压调压站调至中压，由中压管网配气。输配系统方案：次高压管道输气中压管网配气高压球罐储气压力级制（1）门站、储配站•最高工作压力：＜1.6MPa•设计压力：2.0MPa（2）次高压管道•工作压力：＜1.6MPa•设计压力：1.6MPa用气低峰工艺流程框图用气高峰工艺流程框图燃气的储存门站、储配站工艺流程----用气低峰方框图燃气的储存门站、储配站工艺流程----用气高峰方框图4、总图布置(分区布置)①储罐区-最小风向上风向②加压调压设备区③辅助生产设施区④生活区四、燃气调压站1、功能①按运行要求和设计规定将输配管网的压力调配到下一级管网或用户所需的压力②当系统的负荷发生变化时，将调节后的压力保持稳定在运行或设计要求的范围之内③控制燃气的流量2分类①按调压级别分类：高中压调压器高低压调压器中低压调压器②按用途分类：区域调压器（管网之间）用户调压器（调压箱）专用调压器③按设置方式分类：地上地下（已不采用）3选址•负荷比较集中或大用户位置→减少输配管网•避开繁华地段，远离火灾及一些重要的建筑物•个数、布置要考虑调压室的最佳作用半径R3.2燃气供应方式和管网压力级制一分类1、按供应方式分类：低压，中压，高压2、按压力级制分类B、两级管网系统（tow-stagesystem）C、三级管网系统（three-stagesyste）D、多级管网系统（multi-stagesystem）A、一级管网系统（single-stagesystem）采用不同级制的原因？经济性；用户的需求不同；安全性低压—中压A两级管网系统天然气沿桥铺设一次围堰施工平面示意图交替围堰低压—中压B两级管网系统压气站低压储气站低压储气站低压储气站三级管网系统储气站郊区高压管道煤制气厂天然气多级管网系统地下储气库外环高压管网储气站中压A中压B次高压B调压计量站二、压力级制的选择1、原则—安全可靠，经济合理（投资、运行、技术合理性）1、气源情况2、城市规划情况3、原有城市供气、储气设施情况4、供气方针（确定级制）2、选择系统时需要考虑的因素5、城镇地理条件6、设备材料的供应情况3.3燃气管网系统布置一、管网的平面布置1、高中压管网Æ布置成环Æ安全可靠2、高压管网——城市边缘地区或有足够安全距离的地带中压管网——避开闹市区、繁华地带3、高中压管网尽量靠近调压室4、高中压管网尽量避开大型障碍物5、低压管网——尽量布置成环，也可采用枝状6、低压管网如果成环，则成环边长300-600m（现在稍大些）7、低压管网应尽量布置在街坊内，兼做庭院管道8、对于低压管网，一般沿街一侧铺设特殊：沿街两侧铺设–有轨电车–宽度20m–横穿街道的管道过多–单侧管径如不能太大，则选双侧9、不能铺设在大型建筑物或易燃易爆区域的下面10、与其他建筑物的水平安全距离地下燃气管道与建筑物、构建物或相邻管道之间的水平净距m地下燃气管道中压次高压项目基础外墙面BABA建筑物的直埋在导管内0.7—1.0—1.5——4.5—6.5给水管0.50.50.51.01.5排水管1.01.21.21.52.0电力电缆低压0.51.00.51.00.51.01.01.01.51.5通讯电缆直埋在导管内0.51.00.51.00.51.01.01.01.51.5地下燃气管道与建筑物、构建物或相邻管道之间的水平净距(m续表)地下燃气管道中压次高压项目低压BABA通讯照明电杆1.01.01.01.01.5铁路钢轨5.05.05.05.05.0有轨电车钢轨2.02.02.02.02.0街树0.750.750.751.21.2直埋1.01.01.01.52.0热力管在管沟内1.01.51.52.04.011、高中压管网：①气源厂出口要加阀门②储配站、调压室进、出口要加阀门③分支管起点要有阀门④河流、道路的两侧要有阀门⑤要有一定的分段阀门（检修）低压管网：调压室出口要有阀门，其他地方一般不设阀门，可以采用其他方法解决，例如用橡胶球堵塞。二、管网的立面设计原则1、管道埋深•昀小覆土厚度（路面到管顶）①车行道下≥0.9m②非车行道下≥0.6m③庭院内≥0.3m④水田≥0.8m•埋在冻土层下面2坡度•凝水缸设置①低处②≤500m，设置一个凝水缸③坡度≥0.003，坡向凝水缸3昀小垂直净距地下燃气管道与建筑物、构建物或相邻管道之间的垂直净距m项目地下燃气管道（有套管按套管计）给水管、排水管或其他燃气管道0.15热力管的管沟底0.15铁路轨底1.20有轨电车轨底1.0直埋0.5电缆在导管内0.15•城市燃气输配管线布局中主要注意的问题–服务半径问题（中压管道及其调压站）–安全问题（高中压管道）郑州燃气管道爆炸太原燃气管道爆炸目录3.1燃气输配系统组成及分类3.2燃气供应方式和管网压力级制3.3燃气管网系统布置3.4燃气管道及其附属设备（自学）3.5燃气输配系统的运行管理目录3.1燃气输配系统组成及分类3.2燃气供应方式和管网压力级制3.3燃气管网系统布置3.4燃气管道及其附属设备（自学）3.5燃气输配系统的运行管理3.5燃气输配系统的运行管理一、燃气管道的运行管理（一）燃气管道试压1、强度试验2、严密性试验（二）管道的吹扫与清洗1、吹扫2、清洗（三）城市管网的维护与管理1、检漏2、抢修（GPS）（四）燃气管道的投产与置换（五）停气降压施工强度试验1、试验目的：检查明显缺陷2、试压介质：压缩空气3、试压标准钢管工作P5.1Pa5103×不小于铸铁管工作P5.1~1.1Pa5105.1×不小于中压Pa5100.1~5.0×低压4、试压持续时间hour1≥严密性试验1、试验目的：检查系统的气密性2、试压介质：压缩空气3、试压标准试压对象试验压力稳压时间试压时间允许压降Pa高压A8×105Pa高压B3×105Pa中压1.5×105Pa钢管低压1×105Pa中压1~1.5×105Pa6~24h铸铁管24h低压0.2×105Pa)()(40mhP管内径持续时间×=Δ管内径持续时间×=Δ5.6P燃气管道吹扫1．吹扫介质为燃气；2．吹扫顺序由干管到支管；3．吹扫压力应不大于吹扫管段的设计工作压力；4．吹扫的污物和杂物严禁进入设备和吹扫过的管道；5．放散口取样分析，含氧量（1%则为吹扫合格）；6．所有暂时拆除的管道附件、仪表应复位安装合格；7．吹扫干净的管段，其吹扫口应立即安设封头封闭吹扫干净的管段，以防杂物再进入管道。清洗1、对象：管内杂质、焦油和冷凝水2、探测方法：测压差、钻孔或发低频弹性波3、清洗城市干管：50m一段切割，钢丝刷拉动或喷入溶剂4、清洗长输管线：清管器检漏1、地上或室内：嗅觉或燃气报警器2、地下燃气管道阀井内检测钻孔检测观测植物生长情况仪器检漏•半导体检漏仪•热触媒检漏仪GPS卫星定位系统调控燃气应急抢修GlobalPositionSystem太空部分用户部分地面控制部分主控站3个注入站5个监控站1）间接置换法2）直接置换法2换气压力的确定(1)用燃气置换空气其昀高压力不能超过0.49MPa;(2)中压管道采用0.098~0.196MPa的压力置换;(3)低压燃气管可直接用原有低压管道的燃气工作压力置换。3放散管的数量、口径和放散点位置的确定1）严防“盲肠”管道内空气无法排放;2）放散管安装于远离居民住宅及明火的位置;3）放散孔口径的确定.1置换方式的选择（1）各岗位人员就位；（2）开启气源阀门，即进入置换放散阶段;（3）逐一开启排水器；（4）各放散点进入放散阶段；（5）“试样”及判断方法。a点火试样b测定气体含氧量2211QZQZZ+=4投产置换的实施fWKVT3600=ρpnW2=5管道换气时间的估算二、储气罐管理3、储气罐管理中应注意的问题2、储气罐的气体置换(1)惰性气体置换法(2)水置换法(3)燃气直接置换法控制低压湿式罐的升降位置储罐基础的不均匀性防腐补漏喷入蒸汽和涂防冻油脂1、球罐开罐检查强度和严密性试验气体置换三、计算机在燃气输配系统中的应用就地式仪表测量集散控制系统SCADA系统（监控及数据采集系统）MTURTU集中器PLCPLC：ProgrammableLogiccontrollerRTU：RemoteTerminalunitSCADA：supervisorycontrolanddataacquisition(system)