毕业设计

摘 要

摘 要

城市燃气化是城市现代化的重要标志，燃气工程是城市重要的基础设施之一。随着天然气的大规模利用，城市对天然气的需求将持续、快速增长。天然气逐渐成为城市发展不可或缺的资源。发展燃气事业，推广天然气的利用，是合理有效利用能源，保护城市环境，防止大气污染、促进生产和改善人民生活条件的重要措施。在新世纪，我国天然气工业已进入了一个新的发展时期。

本设计是U市燃气工程总体规划设计、燃气输配系统中各构筑物设计及某建筑单体燃气供应设计。U市城市面积12平方公里，城市人口36万人，气化率90%。此次城市天然气工程的总体规划共设计了两套方案。

方案一：设计门站储气，高、中压二级管网。长输管线的进气压力为1.6Mpa，天然气经过一级调压到0.8Mpa直接送入次高压管网，在用气低峰时，多余燃气再送入储罐；用气高峰时，储罐出气经二级调压到0.8Mpa再送入高压管网补充用气不足。方案中共设有四座区域调压站和一座几何容积6000m3储配站。工程造价总计2505万元。

方案二：设计门站储气，中压管网供气。长输管线的进气压力为1.6Mpa，燃气经过一级调压到0.45Mpa直接送入中压管网，在用气低峰时，多余燃气再送入储罐；用气高峰时，储罐出气经二级调压到0.45Mpa再送入高压管网补充用气不足。方案中设有一座几何容积4000m3储配站。工程造价总计2338万元。

经过对方案一、二的技术和经济的比较后，选择方案一。

关键词：天然气，输配系统，储配站，区域调压站，建筑单体

Ⅰ-1

重庆大学本科学生毕业设计（论文）

Ⅰ-2

ABSTRACT

ABSTRACT

City natural Gas is an important symbol of urban modernization, the project of city natural gas is one of the importantt infrastructure. With the large-scale utilization of natural gas, the demand of city natural gas will gradually and rapidly grow Natural gas is becoming an integral part of urban development resources. Developing gas industry, and promoting the using of natural gas, it can take use of energy rationally and efficiently, improve and protect urban environment, prevent air pollution, and promote production and improve living conditions of the important measures. In the early 21st century, the development and production of natural gas is at its peak in china.

It is a design of U city’s gas project planning, gas transmission and distribution system. The urban area of U City is 12 square kilometers, and the urban population 360,000 people. There are two plans for the city.

Option 1: Gas transports in pipe networks by two different levels. The pressure of the gas in Long-distance pipelines is 1.6 Mpa. And it directly goes to the high-pressure pipeline network after decompression to 0.8 Mpa. In the low-gas, extra gas into the tank ; Gas Summit, Tank Export the gas to 0.8 Mpa further into the high-pressure gas pipeline network added inadequate. The programme has five regional distribution stations and a reservoir station with the geometry volume of 6000 m3 .And this plan totally costs 25.05 million yuan.

Option 2: Gas transports in middling pressure pipe network. The pressure of the gas in Long-distance pipelines is 1.6 Mpa. And it directly goes to the high-pressure pipeline network after decompression to 0.45 Mpa. In the low-gas, extra gas into the tank ; Gas Summit, Tank Export the gas to 0.45 Mpa further into the high-pressure gas pipeline network added inadequate. The programme only has a reservoir station with the geometry volume of 4000 m3 .And this plan totally costs 23.38 million yuan.

Through the technical and economic comparison, Option 1 seems better.

Key words: nature gas, transmission system, reservoir station, regional distribution station,

building

Ⅱ-1

重庆大学本科学生毕业设计（论文）

Ⅱ-2

目 录

目 录

中文摘要 ...................................................................................................... Ⅰ

ABSTRACT ...................................................................................................... Ⅱ

1 绪论 .......................................................................................................... 1

1.1 国内外发展现状分析 .................................................................................... 1 1.1.1 全球发展现状分析 ................................................................................... 1 1.1.2 国内发展现状分析 ................................................................................... 2 1.2 设计说明 ................................................................................................... 3 1.2.1 设计原始资料 ............................................................... 错误！未定义书签。

2 城市燃气需用量及供需平衡 .................................................................. 6

2.1 燃气基本参数计算 ........................................................................................ 6 2.1.1 混合气体的平均分子量 ............................................................................. 6 2.1.2 混合气体的运动粘度 ................................................................................ 7 2.1.3 混合气体的平均密度和相对密度................................................................. 8 2.1.4 混合气体的低热值 ................................................................................... 8 2.1.5 混合气体的临界参数 ................................................................................ 9 2.1.6 混合气体基本参数计算汇总 ..................................................................... 10 2.2 城市燃气用供气量计算 ............................................................................... 10 2.2.1 城市燃气年用气量计算 ........................................................................... 10 2.2.2 城市燃气月用气量计算 ........................................................................... 13 2.2.3 城市燃气日用气量计算 ........................................................................... 14 2.2.4 城市燃气小时用气量计算 ........................................................................ 14 2.3 储气方式初步设计 ..................................................................................... 15 2.3.1 储气方式设计 ....................................................................................... 15 2.3.2 储气容积计算 ....................................................................................... 16 2.3.3 储气罐选择 .......................................................................................... 17

Ⅲ-1

1 绪论

1 绪论

能源作为人类社会和经济发展的基本条件之一，历来为世界所瞩目。在现代城市人民生活和工业生产中，燃气是一种重要能源，同时也是城市现代化必备条件之一，它有着众多的优点：符合当前社会环保的要求，符合当前人们对能源的要求等。因此合理、科学、经济的燃气利用规划应当作为城市规划的一个重要组成部分，并应在城市现代化进程中逐步的实施和完善。

天然气作为优质、洁净的燃料和原料，越来越引起人们的重视。如今天然气作为城市气源发展较快，是应该优先使用的一种城市燃气气源。天然气生产、运输、使用方面的安全性都很好，便于安全管理。天然气燃点为650摄氏度,比汽油高230多度；爆炸极限为5%--15%，比汽油高34.7倍；气态的相对密度为0.675,比空气轻,稍有泄漏就会立即分散，不易低空聚集引起爆炸。与汽油、酒精等燃料相比，20年来天然气有着最好的安全记录。加快天然气工业的发展，已成为当今世界的趋势。因此利用天然气已经成为城镇发展的一个重要因素，而城镇的燃气利用规划则是燃气利用的第一步。制定天然气利用计划，主要是根据国民经济发展及人民生活水平提高对天然气的需求，以及环境保护的要求，充分考虑资源供给的可能性，研究近期和远期应用的主要领域和数量，提出目标和任务，规划主要基础设施，包括长输干线和城市管网。

1.1 国内外发展现状分析

1.1.1全球发展现状分析

天然气与煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱。战后尤其是70年代一来，在全国范围内得到了普遍发展，20世纪70年代第一次石油危机后，由于国际油价猛涨，有关国家开始积极发展天然气项目和天然气利用技术，天然气的开发及技术研究进入一个高潮。

天然气的蕴藏量和开采量都很大，过去十年，世界天然气消费量迅速增加，远远超过石油和煤炭的消费量。它除了是廉价的化工原料外，主要作为燃料使用，它不仅作为居民的生活燃料，而且还被用作汽车、船舶、飞机等交通运输工具的燃料。由于天然气热值高，燃烧产物对环境污染少，被认为是优质洁净燃料。20世纪70年代以来，在煤炭、石油、天然 气三大能源中，天然气需求增长率最高，达到60％以上

1

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1.1.2国内发展现状分析

天然气的开发利用是今后一个时期我国能源发展的重要领域，这项规划将纳入我国能源发展规划以及国民经济和社会发展计划。加快开发和利用燃气的步伐，提高天然气在能源消费中的比重，是坚持可持续发展战略、优化能源结构、保护环境的重要措施。制定城市燃气利用规划，主要是根据国民经济发展和人民生活水平提高对天然气的需求以及环境保护的要求；充分考虑资源供给的可能性，研究近期和远期情况；我国利用燃气资源的主要领域和利用数量，提出燃气利用的目标和任务，确定城市燃气利用方案和重大建设项目，提出促进利用燃气资源的 主要政策措施。

21世纪我国天然气发展进入黄金期。1998年全国天然气产量223亿立方米，天然气消费量221亿立方米，在能源消费结构中仅占2.1%。2001年产量增加到303亿立方米，在能源消费结构中比列提高到2.96%。预计到2020年，化工领域对天然气的需求量将达325亿立方米。

多种气源供给，是中国城市燃气发展的特点。在相当长一段时间，中国的城市燃气的发展遵循着“多种气源，多种用途，因地制宜，合理利用资源”的方针。到目前气源资源依然是煤、石油、天然气和LPG，在燃气构成中，人工煤气呈下降趋势，天然气和LPG呈增加趋势。国际上价格最低的是天然气，近几年来天然气作为城市气源发展较快，是应该优先使用的一种城市燃气气源。中国具有较丰富的天然气资源，2001年我国天然气产量为303.18亿m3，居世界第19位，目前从资源来看69个大盆地可采储量为38万亿M陆上约为75％，主要分布于中部地区四川盆地，鄂尔多斯盆地，西部地区柴达木盆地、塔里木盆地及东北松辽、华北渤海湾盆地，陕甘宁地区。近海大陆架约占25％，主要分布于南海和东海海域。 世界天然气消费量以每10年5000亿m3的速度递增，2001年世界天然气消费量已 达到2.4049万亿m3。人均天然气消费量由1974年的0.27t油当量提高到2001 年的0.36t油当量，美国和俄罗斯人均天然气年消费量已超过2t油当量。2001年世 界天然气占一次能源消费比例的23.7％，美国、加拿大、意大利、英国、 俄罗斯等 国家的天然气消费所占比例均超过此数，俄罗斯最高达到52.2％。

大力开发和利用天然气，对缓解石油、化工和燃料需求增长的压力，改善环境具有非常重要的意义。面对国内外天然气生产消费现状和发展，正视国外天然气进口和投资的新挑战，我国应多方面考虑利用国外天然气，形成有益于长远发展的应对措施。就目前状况，到2010年我国天然气缺口将达数百亿立方米。俄罗斯和我国签 署了天然气供应初步协议，俄罗斯东西伯利亚林斯克Chayadin气田的天然气有望于 2015年通过3009km管道输送到我国沈阳、北京、大连，该气田天然气储量约为1.24 万亿m3，年输气量可达200亿m3。土库曼斯坦(或俄罗斯西

2

1 绪论

西伯利亚)至上海的天然 气干线也有望进入规划之中。总投资200亿美元的“西气东输”工程天然气资源已基本落实。西气东输管道西起新疆轮南、东至上海市白鹤镇，途径新疆、甘肃、陕西、宁夏、山西、河南、安徽、江苏、浙江、上海共九省一市66个县，线路全长4000公里。2001 年底作为 该工程主供气源的塔里木盆地气田获国家储委批准的探明天然气地质储量为5267亿 m3，可采储量为3725亿m3，为西气东输工程年供气120亿m3，稳定供气20 年提供了保障。

1.2 设计说明

本设计为U市天然气工程规划及站场设计计算。U市总面积约12平方公里，总人口约36万，市西南方有河将全市分为三块，分别位于东北，西北，西南（以下简称1，2，3区）。1区为市中心，用气量较大，面积约8.3平方公里，2区面积约为1.5平方公里，3区面积约为1.9平方公里。U市门站位于1区郊外东北方。

图1.1 U市城市规划图

3

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1.2.1设计原始资料

⒈城市原始资料

（1）城市规划平面图1张；

（2）某住宅平面及立面建筑图各1张；

（3）城市总体规划资料 （包括人口、工业规划、公建规划数据）； 2.城市能源供应的有关资料

目前U市工业和民用均以煤为主要燃料，规划将实现天然气气化；天然气将从长输管线由城市东北角方向的门站进入城市，天然气进城市门站的压力为1.6Mpa（表压）； 3.天然气容积成份见下表

天然气容积成份表

表1.1

城市 U市

CH4（%） C2H6（%） C3H8（%） C4H10（%） CO2（%） N2（%） 91.0

5.5

1.5

1.0

0.4

0.6

⒋用气类型

（1）居民生活用气定额参考《城镇燃气设计规范GB50028-2006》；

（2）公共建筑用气定额详见参考《城镇燃气设计规范GB50028-2006》； 城市公共建筑福利设施与城市规划标准参考表1.2。

居住区公共建筑定额指标

表1.2

序号 1 2 3 4 5 6

项目 医院 饭店 快餐店 面食店 理发店 幼儿园

千人指标

3～3.75床位，建筑面积129～169m，

3～3.2座 1.9～4.4座 1.6～3座 10座位 20～25床位

2

备注 分散设置 分散设置 分散设置 分散设置 分散设置 分散设置

（3）大型工业企业用气负荷：

4

1 绪论

灯泡厂 10000Nm3/天(三班制） 食品厂 5000Nm3/天 (二班制） （4）大型公共建筑用气负荷：

高级宾馆（共一处） 200Nm3/h (三班制） 宾馆（共三处） 160Nm3/h (二班制）

（5）车用CNG用气量

天然气汽车耗气量指标参考表1.3

天然气汽车耗气量指标

表1.3

车辆种类 公交汽车 出租汽车

耗气量指标（NM3/km）

0.20 0.10

日行驶里程（km/d）

150－300 200－350

5

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2 城市燃气需用量及供需平衡

2.1 燃气基本参数计算

燃气各组分的基本性质由《燃气输配》教材表1-2、1-3查得并列入表2.1：

燃气组分基本参数表

表2.1

气体 分子量M 成分比（﹪） 摩尔容积VM(Nm/kmol)

密度ρ (Kg/ Nm) 临 界 温 度 TC（K） 临界压力 PC（MPa） 临界密度 ρC（Kg/ Nm） 低发热值 Hl（MJ/Nm） 动力粘度u×106

（Pa×S）

3333

CH4 16.0430 91.4 22.3621

C2H6 30.0700 5.1 22.1872

C3H8 44.0970 2.5 21.9362

C4H10 58.1240 0.39 21.5036

CO2 44.0098 0.21 22.2601

N2 28.0134 0.4 22.403

0.7174 1.3553 2.0102 2.7030 1.9771 1.2504

191.05 305.45 368.85 425.95 304.2 126.2

4.6407 4.8839 4.3975 3.6173 7.3866 3.3944

162 210 226 225 468.19 310.91

35.902 64.397 93.240 123.649 0 0

10.395 8.600 7.502 6.835 14.023 16.671

2.1.1混合气体的平均分子量

混合气体的平均分子量按下式计算，

M?

1?y1M1?y2M2????ynMn?100 （2.1）

式中 M——混合气体平均分子量；

y1，y2??yn——各单一气体容积成分（％）； M1，M2??Mn——各单一气体分子量。

6

M??1?yiMi1002 城市燃气需用量及供需平衡

1(91.0?16.0430?5.5?30.07?1.5?44.097?1.0?58.124?0.4?44.0098?0.6?28.0134)混合气体的平均分子量： 100?17.7942.1.2混合气体的运动粘度

由前面计算得：

?yMii?1779.4

（1）将容积成分换算成质量成分

若以yi和Mi分别表示混合气体中I组分的容积成分%和分子量，gi表示混合气体中i组分的质量分数%，则换算公式为

gi?

yimi?100?yimi （2.2）

按换算公式，各组分的质量成分为

91.0?16.043gCH4??100?81.821779.4 5.5?30.07gC2H6??100?9.271779.4 1.5?44.097gC3H8??100?3.711779.4 1?58.124gCH10??100?3.261779.4 0.4?44.0098gCO2??100?0.991779.4 0.6?28.0138gN2??100?0.941779.4

（2）混合气体的动力粘度

混合气体的动力粘度可以近似地按下式计算： g?g???gn??g1g2gn12?????1?2?n

（2.3）

式中 ?——混合气体在0oC时的动力粘度（Pa·S）；

g1，g2??gn——各组分的质量成分；

?1，?2???n——相应各组分在0oC时的动力粘度（Pa·S）。

混合气体的动力粘度

g???g??iii

7

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100?10?6?81.829.273.713.260.990.94?????10.3938.67.5026.83514.02316.671 ?10.99 ?10-6 ?Pa?S?

（3）混合气体的运动粘度

混合气体的运动粘度按下式计算：

υ?μ? （2.4）

?10.99?10?6υ???13.74?10?6?m2/s??0.79997

2.1.3混合气体的平均密度和相对密度

（1） 混合气体的平均密度

混合气体的平均密度按下式计算：

1?y1?1?y2?2????yn?n?100 （2.5）

??

式中 ?——混合气体的平均密度；

y1，y2??yn——各单一气体容积成分（％）；

?1，?2???n——个单一气体的密度（kg/Nm3）。 ??1?100?yi?i

1(91.0?0.7174?5.5?1.3553?1.5?2.0102?1?2.7030100 ?0.4?1.9771?0.6?1.2504)

?0.79997Kg/Nm3

?? （2） 混合气体的相对密度

混合气体的相对密度按下式计算：

S??1.293?S??0.79997?0.61861.2931.293

（2.6）

2.1.4混合气体的低热值

混合气体的低热值按下式计算：

8

2 城市燃气需用量及供需平衡

Hl?1y1Hl1?y2Hl2????ynHln100 （2.7）

??式中 Hl——混合气体的低热值；

y1，y2??yn——各单一气体容积成分（％）；

Hl1，Hl2??Hln——各燃气组分的低热值。 1Hl??yiHli100

?1(91.0?35.902?5.5?64.397?1.5?93.240?1.0?123.649)100?38.85(MJ/Nm3)

2.1.5混合气体的临界参数

混合气体的平均临界压力和平均临界温度按下式计算：

Pm.c?1?y1Pc1?y2Pc2????ynPcn?100 （2.8）

Tm.c?1y1Tc1?y2Tc2????ynTcn100 （2.9）

??式中 Pm.c、Tm.c——混合气体的平均临界压力和平均临界温度；

Pc1、Pc2??Pcn——各组分的临界压力； Tc1、Tc2??Tcn——各组分的临界温度；

y1、y2??yn——各组分的容积成分（%）。

（1）混合气体的平均临界压力

Pm.c?1?yipci100 1?(91.0?4.6407?5.5?4.8839?1.5?4.3975?1?3.6173100

?0.4?7.3866?0.6?3.3944) ?4.6437?MPa?

（2） 混合气体的平均临界温度

T?1?yiTci100 1?(91.0?191.05?5.5?305.45?1.5?368.85?1?425.95100

?0.4?304.2?0.6?126.2)

?202.21?K?

9

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（3）混合气体的平均临界密度

混合气体的平均临界密度按下式计算：

?m.c?1?y1?c1?y2?c2???yn?cn?100 （2.10）

式中 ?m.c——混合气体的平均临界密度；

y1、y2??yn——同上；

?c、?c???c——各组分的临界密度。

12n混合气体的平均临界密度

?m.c?1?100?yi?ci

1（91.0?162?5.5?210?1.5?226?1?225100 ?0.4?468.19?0.6?310.91）

?168.35Kg/Nm3??

2.1.6混合气体基本参数计算汇总

混合气体的基本参数计算汇总见表2.1：

燃气基本参数计算汇总表

表2.1

成分 分子量 密度 0.79997 相对密度 0.62 运动粘度 热值 临界温度（K） 202.11 临界压力临界密度3（MPa） （Kg/Nm） 4.643682 168.35 天然气 17.794 0.13738?106 38851

2.2 城市燃气用供气量计算

2.2.1城市燃气年用气量计算

1.居民生活年用气量

Qy?

NkqHl （2.11）

Qy——居民生活年用气量（Nm3/a）

N——居民人数（人）

k——气化率(%)

a) (参照城镇燃气设计规范q——居民生活用气定额（kJ/人·

GB50028-2006取2700 MJ/人·a)

Hl——燃气低热值（MJ/m3）

10

2 城市燃气需用量及供需平衡

U市居民生活年用气量为Qy?36000?0.9?2700/38.851?22516795

居民年用气量汇总表

表2.2

城市 U市

城市面积（km2）

12

城市人口（万）

36

气化率

0.9

年用气量（m/a）

22516795

3

2.小型公建年用气量

Qy?MNq/Hl （2.12）

Qy——小型公建年用气量

N——居民人数（人）

M——各类用气人数占总人口的比例数

q——各类公共建筑用气定额（参照《燃气输配》建筑工业出版社

及毕业设计指示书）

Hl——燃气低热值

由《城镇燃气设计规范》（GB50028-93）查得几种公共建筑用气量指标和千人指数并列入表2.3：

公共建筑的千人指数及用气量指标表

表2.3

类别 饮食业饭店 幼儿园（全托） 医院 旅馆 招待所 有餐厅 无餐厅 千人指数 3～3.2座 20～25人 3～3.75床位 － － － 10次/人.年 单位 MJ/(座.年) MJ/(人.年) MJ/(床位.年) MJ/(座位.年) MJ/（座位.年) MJ/(床位.年) MJ/(人.次) 用气量指标 7955～9211 1884～2512 2931～4187 3350～5024 670～1047 8374～10467 3.35～4.19 高级宾馆 理发店 医院年用气量为Qy?36000?0.35?3500/38.851?11430497

小型公建年用气量汇总表

表2.4

11

重庆大学本科学生毕业设计（论文）

用户类型 医院 饭店 快餐店 面食店 理发店 253804

182421

355

幼儿园 314922

总计 12427871

年用气量（m3/a） 11430497 245872

3.大型公建年用气量

Qy?qn （2.13）

Qy——大型公建年用气量

q——大型公建每天用气量

n——大型公建年用气天数

高级宾馆年用气量为Qy?200?24?365?1752000

大型公建年用气量计算表

表2.5

大型公建 建筑数量 高级宾馆 宾馆

1 3

用气负荷(Nm3/h) 200 160

用气时间 （小时/天）

24 16

用气天数/年

360 360

年用气量

总计

（Nm3） （Nm3） 1752000 2803200

4555200

4.工业年用气量

Qy?qn （2.14）

Qy——工业年用气量

q——工业每天用气量

n——工业年用气天数

灯泡厂年用气量为Qy?10000?365?1752000

工业用户年用气量计算表

表2.6

工业用户 灯泡厂 食品厂

用气负荷(Nm3/天) 用气时间（小时/天）

10000 5000

365 365

年用气量（Nm3） 3650000 1825000

总计（Nm3） 5475000

5.车用CNG年用气量

Qy?lNLq （2.15）

Qy——车用CNG年用气量

N——居民人数（人）

12

2 城市燃气需用量及供需平衡

l——各类车辆占总人口的比例数

L——各类车辆日行驶里程数

q——耗气量指标（M/km）

考虑到公交车一年中轮休特殊情况，一年中工作天数按360天计算。 公交汽车年用气量为Qy?36000?0.001?0.2?225?300?4860000

CNG年用气量计算表

表2.7

车用CNG 耗气量指标（m/km） 日行驶里程（km/d） 数量 年用气量（m） 总计（m） 公交汽车 出租汽车

0.2 0.1

150－300 200－350

360 360

4860000 2970000

7830000

3

3

3

3

6.未预见用气量

未预见用气量由两部分内容组成，一部分是管网的漏损量；另一部分是因为发展过程中出现没有预见的新情况而超出了计算的设计供气量，文献资料介绍未预见用气量一般情况下取总用气量的5%。

因U市为南方城市，所以不考虑供暖用气 7.U市总年用气量

U市总年用气量见表2.2

年用气量汇总表

表2.8

用户类型 居民生活 公共建筑 年用气量

22516795 12427871

工业用户 大型公建 5475000

4555200

车用CNG

为预见量 总用气量

7830000 2779203 55584069

2.2.2城市燃气月用气量计算

影响居民生活及公共建筑用气月不均匀的主要因素是气候条件。气温降低则用气量增大，因为在冬季一些月份水温低，故用气量较多，又因为在冬季，人们习惯吃热食，制备食品需要的燃气量增多，需用的热水也较多。反之，在夏季用气量将会降低。公共建筑用气的月不均匀规律及影响因素，与各类用户的性质有关，但与居民生活用气的不均匀情况基本相似。

工业企业的月不均匀规律主要取决于生产工艺的性质。连续生产的大工业企业以及工业炉用气比较均匀。夏季由于室外气温和水温较高，这类用户的用气量也会适当降低。

居民用气和小型公建月用气量计算公式如下：

13

重庆大学本科学生毕业设计（论文）

Q?Qyk1max/12 （2.16）

Q——最大月用气量 Qy——年用气量

k1max——月高峰系数（参照《燃气输配》建筑工业出版社

取1.2）

居民生活月用气量为Q?2251679?1.2/12?2251679 工业企业和大型公建的月用气量按照均匀用气计算。 高级宾馆月用气量为Q?1752000/12?146000

U市月用气量计算表

表2.9

用户类型 居民生活 公共建筑 工业用户 年用气量

2251679 1242787

456250

大型公建

379600

车用CNG

652500

未预见量 总用气量 277920 5260737

2.2.3城市燃气日用气量计算

影响日用气量波动的主要因素为：居民生活习惯，工业企业的工作和休息制度，室外气温变化等。居民生活和公共建筑用气工况主要居民生活习惯。平时和节假日日用气的规律各不相同。

居民用气和小型公建日用气量计算公式如下：

Q?Qyk2maxk1max/365 （2.17）

Q——最大日用气量 Qy——年用气量

k1max——月高峰系数（参照《燃气输配》建筑工业出版社取1.2） k2max——日高峰系数（参照《燃气输配》建筑工业出版社取1.1）

居民生活日用气量为Q?22516795?1.2?1.1/365?81431 工业企业和大型公建的日用气量按照均匀用气计算。 高级宾馆日用气量为Q?1752000/365?4800

U市日用气量计算表

表2.10

用户类型 居民生活 公共建筑 工业用户 年用气量

81431

44945

15000

大型公建

12480

车用CNG

21452

未预见量 总用气量

10051

185358

2.2.4城市燃气小时用气量计算

1.居民生活和公共建筑小时用气量

14

2 城市燃气需用量及供需平衡

城市燃气管网系统的管径及设备，均按计算月小时最大流量计算的。 城市中各类用户的小时用气工况均不相同，居民生活和公共建筑用户的用气不均匀性最为显著。居民生活用户小时用气工况与居民生活习惯、气化住宅的数量以及居民职业类别等因素有关。每日早、午、晚三个用气高峰，早高峰最低。由于生活习惯和工作休息制度不同等情况，有的城市晚高峰低于午高峰，另一些城市则晚高峰会高于午高峰。

max该月中日最大不均匀系数K2称为该月的日高峰系数。该市日高峰系数的范max围在1.05~1.2之间，本设计取日高峰系数K2?3.2。

居民用气和小型公建日用气量计算公式如下：

QR?QR?K3max/24 （2.18）

QR——小时用气量

QY——日用气量

K3max——小时高峰系数（参照《燃气输配》建筑工业出版社表

2-7）

居民生活日用气量为Q?81431?3.2/24?10857.41 工业企业和大型公建的日用气量计算公式如下：

Q?QR/h （2.19）

QS——小时用气量

QR——日用气量

h ——日用气小时数

高级宾馆日用气量为Q?4800/24?200

U市小时用气量计算表

表2.10

用户类型 居民生活 公共建筑 工业用户 年用气量

10857

5993

729

大型公建

680

车用CNG 未预见量

1341

419

总用气量

20019

2.3 储气方式初步设计

2.3.1储气方式设计

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

15

重庆大学本科学生毕业设计（论文）

部分日不均匀用气。但不应该用来平衡日不均匀用气和小时不均匀用气，因为急剧增加采气强度，会使储库的投资和运行费用增加，很不经济。 2液态储气

天然气的主要成分甲烷，在0.056MPa，-161℃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，通常储存量都很大，否则经济上是不合算的。 液化天然气气化方便，负荷调节范围广，适于调节各种不均匀用气。 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。高压管束输气是将一组或几组钢管埋在地下，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、15.6℃条件下，天然气比理想气体的体积缩小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。

U市平衡小时用气不均匀性选用高压球罐储气。

2.3.2储气容积计算

储气容积计算表

表2.11

小时

燃气供应的累加值 该小时内用气量 用气量累加值 燃气的储存量 小时

燃气供应的累加值 该小时内用气量 用气量累加值

0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12

4.17 8.33 12.50 16.67 20.83 25.00 29.17 33.33 37.50 41.67 45.83 50.00 1.85 1.59 1.51 1.96 1.64 2.54 4.52 5.17 5.24 5.26 6.02

6.09

1.85 3.44 4.96 6.91 8.55 11.09 15.61 20.78 26.02 31.28 37.30 43.39 2.31 4.89 7.54 9.76 12.29 13.91 13.56 12.55 11.48 10.38 8.53

6.61

12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 54.17 58.33 62.50 66.67 70.83 75.00 79.17 83.33 87.50 91.67 95.83 100.00 5.05 4.99 4.95 4.95 5.68 6.89 5.91 4.83 4.76 3.93 2.45

2.24

48.44 53.43 58.38 63.32 69.00 75.89 81.80 86.63 91.39 95.32 97.76 100.00

16

3 城市燃气管网系统

燃气的储存量 5.73 4.90 4.12 3.34 1.83 -0.89 -2.64 -3.29 -3.89 -3.65 -1.93 0.00

储气容积：（13.91+3.89）×185358=32996.7701

2.3.3储气罐选择

储罐的有效储气容积可按下式计算

V?VCP?PCP0 （2.19）

V ——储罐的有效容积 （Nm3） VC ——储罐几何容积 （Nm3）

P ——储罐的最高工作压力 （MPa）

PC ——储罐的最低允许压力 （MPa）

P0 ——大气压（MPa）

方案一储罐几何容积大小为Q?32996.77?0.1/(1.5?0.85)?5076

储罐容积计算对照表

表2.12

方案 方案一 方案二

进气压力（MPa) 1.5 0.85

出气压力（MPa) 1.5 0.5

储气容积（m3) 32996.77 32996.77

计算几何容积 5076.43 3299.68

储罐大小 3000 2000

储罐个数

2 2

3 城市燃气管网系统

3.1 燃气管道的分类

燃气管道根据用途、敷设方式和输气压力分类。

17

重庆大学本科学生毕业设计（论文）

3.1.1根据用途分类

1.长距离输气管线 其干管及支管的末端连接城市或大型工业企业，作为该供应区的气源点。

2城市燃气管道

（1） 分配管道 在供应地区将燃气分配给工业企业用户、公共建筑用 户和居民用户。分配管道包括街区的和庭院的分配管道。

（2） 用户引入管 将燃气从分配管道引到用户室内管道引入口处的总阀门。

（3） 室内燃气管道 通过用户管道引入口的总阀门将燃气引向室内，并分配到每个燃气用具 3工业企业燃气管道

（1） 工厂引入管和厂区燃气管道 将燃气从城市燃气管道引入工厂，分送到各用气车间。

（2） 车间燃气管道 从车间的管道引入口将燃气送到车间内各个用气设备（如窑炉）。车间燃气管道包括干管和支管。

（3） 炉前燃气管道 从支管将燃气分送给炉上各个燃烧设备。

3.1.2根据敷设方式分类

1.地下燃气管道 一般在城市中常采用地下敷设。

2.架空燃气管道 在管道通过障碍时，或在工厂区为了管理维修方便，采用架空敷设。

3.1.3根据输气压力分类

燃气管道之所以要根据输气压力来分级，是因为燃气管道的气密性与其他管道相比，有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故。燃气管道中的压力越高，管道接头脱开或管道本身出现裂缝的可能性和危险性也越大。当管道内燃气的压力不同时，对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。

我国城市燃气管道根据输气压力一般分为： 1. 低压燃气管道：P≤0.01MPa

2. 中压B燃气管道：0.01MPa≤P≤0.20MPa 3. 中压A燃气管道：0.20MPa≤P≤0.40MPa 4. 次高压B燃气管道：0.40MPa≤P≤0.80MPa 5. 次高压A燃气管道：0.80MPa≤P≤1.60MPa 6. 高压B燃气管道：1.60MPa≤P≤2.50MPa 7. 高压A燃气管道：2.50MPa≤P≤4.00MPa

18

3 城市燃气管网系统

居民用户用户和小型公共建筑用户一般直接由低压管道供气。低压管道输送人工燃气时压力不大于2kPa；输送天然气时，压力不大于3.5kPa；输送气态液化石油气时，压力不大于5kPa。

中压B和中压A管道必须通过区域调压站或用户专用调压站才能给城市分配管网中的低压和中压管道供气，或给工厂企业、大型公共建筑用户以及锅炉房供气。

一般由城市高压B燃气管道构成大城市输配管网系统的外环网。高压B燃气管道也是给大城市供气的主动脉。高压燃气必须通过调压站才能送入中压管道、高压储气罐以及工艺需要高压燃气的大型工厂企业。

高压A输气管通常是贯穿省、地区或连接城市的长输管线，它有时也构成大型城市输配管网系统的外环网。

城市燃气管网系统中各级压力的干管，特别是中压以上压力较高的管道，应连成环网，初建时也可以是半环形或支状管道，但应逐步构成环网。

城市、工厂区和居民点可由长距离输气管线供气，个别距离城市燃气管道较远的大型用户，经论证确系经济合理和安全可靠时，可自设调压站与长输管线连接。除了一些允许设专用调压器的、与长输管线相连接的管道检查站用气之外，单个的居民用户不得与长输管线连接。

在确有充分必要的理由和安全措施可靠的情况下，并经有关上级批准之后，城市里采用高压的燃气管道也是可以的。同时，随着科学技术的发展，有可能改进管道和燃气专用设备的质量，提高施工管理的质量和运行管理的水平，在新建的城市燃气管道系统和改建旧有的系统时，燃气管道可采用较高的压力，这样能降低管网的总造价或提高管道的输气能力。

3.2 城市燃气管网及其选择

3.2.1城市燃气输配系统的构成

现代化的城市燃气输配系统是复杂的综合设施，通常由下列部分构成： 1. 低压、中压以及高压等不同压力等级的燃气管网。 2. 城市燃气分配站或压气站、各种类型的调压站或调压装置。 3. 储配站。 4. 监控与调度中心。 5. 维护管理中心。

输配系统应保证不间断的、可靠的给用户供气，在运行管理方面应是安全的，在维修检测方面应是简便的。还应考虑在检修或发生故障时，可关断某些部分管段而不致影响全系统的工作。

19

重庆大学本科学生毕业设计（论文）

在一个输配系统中，宜采用标准化和系列化的站室、构筑物和设备。采用的系统方案应具有最大的经济效益，并能分阶段地建造和投入运行。

3.2.2城市燃气管网系统

城市输配系统的主要部分是燃气管网，根据所采用的管网压力级制不同可分为：

1.一级系统：仅用低压或中压管网来分配和供给燃气，一般只适用于小城镇

的供气，如供气范围较大时，则输送单位体积燃气的管材用量将急剧增加。

2.两级系统：由两级压力不同的管道组成 3.三级系统：包括低压、中压和高压的三级管网 4.多级系统：由4种及以上不同压力的管道组成

3.2.3燃气管网系统的选择

无论是旧有的城市，还是新建的城市，在选择燃气输配管网系统时，应考虑许多因素，其中最主要的因素有：

1.气源情况：燃气的种类和性质、供气量和供气压力、气源的发展或更换气源的规划。

2.城市规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、建筑特点、人口密度、居民用户的分布情况。 3.原有的城市燃气供应设施情况。

4.对不同类型用户的工期方针、气化率及不同类型用户对燃气压力的要求。 5.用气的工业企业的数量和特点。 6.储气设备的类型。

7.城市地理地形条件，敷设燃气管道时遇到天然和人工障碍物（如河流、 湖泊、铁路等）的情况

8.城市地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划。 设计城市燃气管网系统时，应全面考虑上述诸因素进行综合，从而提出数个方案进行技术经济比较，选用经济合理的最佳方案。方案的比较必须在技术指标和工作可靠性相同的基础上进行。

3.3 U市城市管网初步设计方案

3.3.1城市燃气管道布线原则

布置各种级别的城市燃气管网，应遵循的一般原则是：

①应结合城市总体规划和有关专业规划进行。在调查了解城市各种地下设施的现状和规划基础上，才能布置燃气管网。不遵守这一原则，将造成所布线路要做较大的调整与改动。若所安布线路实施，必将使处理线路障碍的费用增加。

20

3 城市燃气管网系统

②管网规划布线应按城市规划布局进行，贯彻远近结合，以近期为主的方针。规划布线时，应提出分期建设的安排，以便于设计阶段开展工作。

③应尽量靠近用户，以保证用最短的线路长度，达到同样的供气效果。 ④应减少穿、跨越河流、水域、铁路等工程，以减少投资。

⑤煤气管网应避免与高压电缆平行敷设，否则由于感应地电场对管道会造成严重腐蚀。

⑥为确保供气可靠，一般各级管网应成环路布置。 ⑦对各级管网应按如下原则布线：

高压、中压管网.高压、中压A管网的功能在于输气。由于其工作压力高，危险性大，布线时应确保长期安全运行，为此应做到：

a.为保证应有的安全距离，高压、中压A管网宜布置在城市的边缘或规划道路上，高压管网应避开居民点。

b.对高压、中压A管道直接供气的大用户，应尽量缩短用户支管的长度。 c.连接气源厂（或配气站）与城市环网的枝状管网，一般应考虑双线，可近期敷设一条，远期再敷设一条。

d.长输高压管线一般不得连接用气量很小的用户。 中压管网：

a.中压管网是城区内的输气干线，网路较密。为避免施工安装和检修过程中影响交通，一般宜将中压管道敷设在市内非繁华的干道上。

b.应尽量靠近调压站，以减少调压站支管长度，提高供气可靠性。 c.连接气源厂与城市环网的支管宜采用双线布置。 d.中压环线的边长一般为2－3公里。 低压管网：

低压管网是城市的配气管网，遍及全市大街小巷。对于道路网较稀疏的城市，几乎每条街道均要敷设低压管道。布置低压管网时，主要考虑网路的密度。一般低压管网的边长以300米左右为宜，道路网较稀的将随道路网格大小布线。

3.3.2地下燃气管网布线依据和平面布置

①地下燃气管网布线依据：

地下燃气管道宜沿城市道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。在决定城市中不同压力燃气管道的布线时，必须考虑到下列基本情况：

1）管道中燃气的压力；

2）街道及其他地下管道的密集程度与布置情况；

3)街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况； 4)所输送燃气的含湿量，必要的管道坡度，街道地形变化情况；

21

重庆大学本科学生毕业设计（论文）

5)该管道相连接的用户数量及用气情况，该管道是主要管道还是次要管道； 6)线路上所遇到的障碍物情况； 7)土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度；

8)管道在施工、运行和万一发生故障时，对交通和人民生活的影响； 9)布线时，要决定燃气管道沿城市街道的平面与纵断面位置。 ②高、中压管网的平面布置：

高压管网的主要功能是输气，中压燃气管道的主要功能是输气或配气，并通过调压站向低压管网各环网配气。因此，高压管和中压管的平面布置有共同点，也有不同点。一般按以下原则布置：

1）高压管道宜布量在城市边缘或市内有足够埋管安全距离的地带，并应成环，以提高供气的可靠性；

2)中压管道应布置在城市用气区便于与低压环网连接的规划道赂上，但应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区的交通线敷设，否则对管道施工和管理维修造成困难；

3)中压管道应布置成环状，以提高其输气和配气的安全可靠性；

4)高、中压管道的布置，应考虑调压站的布点位置和对大型用户直接供气的可能性，应使管道通过这些地区时尽量靠近各调压站和这类用户，以缩短连接支管的长度；

5)从气源厂连接高压或中压管道的连接管段应采用双线敷设；

6)由高、中压管道直接供气的大型用户，其用户支管末端必须考虑设置专用调压站的位置；

7)高、中压管道应尽量避免穿越铁路等大型障碍物，以减少工程量和投资； 8)高、中压管道是城市输配系统的输气和配气主要干线，必须综合考虑近期建设与长期规划的关系，以延长已经敷设的管道的有效使用年限，尽量减少建成后改线、增大管径或增设双线的工程量；

9)当高、中压管网初期建设的实际条件只允许布置半环形、甚至为枝状管网时，应根据发展规划使之与规划环网有机联系，防止以后出现不合理的管网布。

③低压管网的平面布置

低压管网的主要功能是直接向各类用户配气。据此特点，低压管网的布置一般应考虑下列各点：

1)低压管道的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压管网的每环边长一般宜控制在300m到600m之间；

2)低压管道直接与用户相连．而用户数量随着城市建设发展而逐步增加，故低压管道除以环状管网为主体布置外，也允许存在枝状管道；

22

3 城市燃气管网系统

3)有条件时低压管道宜尽可能布置在街区内兼作庭院管道，以节省投资； 4)低压燃气管道可以沿街道的一侧敷设，也可以双侧敷设。在有轨电车通行的街道上，当街道宽度大于20m、横穿街道的支管过多时，低压管道可采用双侧敷设。

5)低压管道应按规划道路布线，并应与道路轴线或建筑物的前沿相平行，尽可能避免在高级路面下敷设。

6)为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于漏出的燃气影响相邻管道的正常运行，甚至逸入建筑物内，地下燃气管道与建筑物、构筑物以及其他各种管道之间应保持必要的水平净距，符合相关规范的要求。

④管道的纵断面布置

1)地下燃气管道埋设深度，宜在士壤冰冻线以下。管顶覆土厚度坯应满足下列要求：

埋设在车行道下时，不得小于0.8m； 埋设在非车行道下时，不得小于0.6m；

2)输送湿燃气的管道，不论是干管还是支管，其坡度一般不小于0.003。布线时，最好能使管道的坡度和地形相适应。在管道的最低点应设排水器。

3)燃气管道不得在地下穿过房屋或其他建筑物，不得平行敷设在有轨电车轨道之下，也不得与其它地下没施上下并置。

4)在一般情况下，燃气管道不得穿过其他管道本身，如因特殊情况要穿过其他大断面管道（污永干管、雨水干管、热力管沟等）时，需征得有关方面同意，同时燃气管道必须安装在钢套管内。

5)燃气管道与其他各种构筑物以及管道相交时，应按规范规定保待一定的最小垂直净距。如受地形限制，按有关规范要求以及埋没深度的规定布线有困难，而又无法解决时，要与有关部门协商，采取行之有效的防护措施，保证湿燃气中的冷凝物不致冻结，管道也不致遭受机械损伤，则可适当降低标准；

通常采用的防护措施是将管道敷设在套管内。套管是比燃气管道稍大的钢管，直径一般大100mm，其伸出长度，从套管端至与之交叉的构筑物或管道的外壁不小于lm。也可采用非金属管道作套管。套管两端有密封填料，在重要套管的端部可装设检漏管。检漏管上端伸入防护罩内，由管口取气样检查套管中的燃气含量，以判明有无漏气及漏气的程度。穿越铁路、电车轨道、公路、峡谷、沼泽以及河流的燃气管道，应用钢管。可以采用地上跨越（即架空敷设），也可采用地下穿越，需视当地条件及经济合理性而定。在城市，只有在得到有关单位同意的情况下，才能采用地上跨越。在矿区和工厂区，一般应采用地上跨越。

⑤还应遵循的原则：

23

重庆大学本科学生毕业设计（论文）

1）避免穿越矿藏区，风景名胜区，需要灌溉的种植园； 2）避免不良工程地质地段；

3）避免穿越大型河流和大面积湖泊水网区、沼泽区、沟壑、盐碱区、坍塌地段，水淹地段等；

4）尽量靠近现有公路，避免新修公路，少占用良田好地；

5）尽量靠近含气构造和储气构造以及工业区和城镇，以利于把燃气纳入输气干线和进行储气；

6）线路力求取直，其转折角不应于120°；

7）输气管线压气站、燃气分配站至建（构）筑物的距离应遵守有关规定； 8）通过天然或人工障碍物，应视具体情况敷设单线或复线；当穿越重要铁路和公路时，平行的燃气管道之间的距离应不小干30m，通过水域障碍时为30-50m；与埋地电力电缆交叉时，其垂直净距不应小于0.5m，与其他管线的交叉垂直净距不应小于0.2m;

9）管线中心线两侧各5m划定为“输气管线防护地带”，防护地带内严禁种植深根植物，严禁修建任何建筑物或构筑物，严禁进行采石、取土和建筑安装工作；

10）燃气管穿越铁路或公路时，管线中心线与铁路或公路中心线交角一般不得小干60°

11）为方便管线的维修，每隔一定距离设置阀室，以在事故和抢修时及时切断气源，一般为20-30km。对于沿线人口稠密、交交通频繁和工矿企业较多地区，其间距可缩短为20-25km；山区、旷野地区为25-30km；

12）阀室位置应选择在地形开阔、地势较高、便于施工和管理的地方，同时应尽量能与阴极保护站位置结合；

13）阀室分地上式和半地下式两种。地上式阀室具有通风良好、操作检修方便和室内无积水等优点；半地下阀室则有工艺管线简单的优点，但应防止地下水渗漏。也可将阀门直接埋地敷设，地面上的操作装置及仪表等应用围护结构保护；

14）要进行清管工艺的线路、阀室，必须采用直通球阀，而不准采用闸板阀； 15）干管引出的每个支管处要设置阀门。当穿越河流及铁路干线时要在两侧设置阀门。为排空两个阀门之间管段中的气体，在阀门的上下游均设有放散管。放散管管径一般为主管直径的l/4-1/2倍。放散管应选在阀室的下风口，并离开阀室和附近建筑物至少40m。放散管的应高于附近的建筑物，并不低于3m。放散管管口不允许加装弯头，最好切成45°的斜口，以减少噪声；

16）直接埋地敷设的高压球阀可直接焊在输气管上，以防漏气。管道上设有旨在便于阀门开启的压力平衡管，以使阀门两侧压力逐渐平衡。在平衡管两侧应装压力表；

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3 城市燃气管网系统

17）输送未经脱水净化处理的天然气，为排除管道中的水分，在管线的最低点应设置排水器；

18）管线穿越铁路和重要公路时，需设保护套管。套管可用钢管或钢筋混凝土管，钢套管要防腐绝缘。套管内径至少比输气管外径大200mm。套管两端与输气管之间要用填料密封。

19）穿越一般公路时，套管可不设放散管。穿越铁路时应在套管一端装设放散管。

综合上述，本次设计把中压管线沿道路布置在城市的主道路上，使其构成一个大环。对于中压管线均沿着道路布置。管道布置均按照城市燃气布线原则来布置管线，以下为本次设计所提出的两个初步方案。

3.3.3方案一

本方案根据地形和风向，设计门站储气，高、中压二级管网。长输管线的进气压力为1.6Mpa，天然气经过一级调压到0.8Mpa直接送入次高压管网，在用气低峰时，多余燃气再送入储罐；用气高峰时，储罐出气经二级调压到0.8Mpa再送入高压管网补充用气不足。

供气方式主要采用次高压输气，居民用气和小型公建采用中压配气，楼栋调压，低压进户，工业用气和大型公建设专用调压室。高、中压燃气管网分别成环布置，采用区域调压站。城市共设计两个CNG加气站，CNG站由次高压环供气。

3.3.4方案二

本方案根据地形和风向，设计门站储气，设一级系统，长输管线的进气压力为1.6Mpa，燃气经过一级调压到0.45Mpa直接送入中压管网，在用气低峰时，多余燃气再送入储罐；用气高峰时，储罐出气经二级调压到0.45Mpa再送入高压管网补充用气不足。

供气方式居民用气和小型公建采用中压配气，楼栋调压，低压进户，工业用气和大型公建设专用调压室。中压燃气管网成环布置。城市共设计两个CNG加气站，CNG站由次中压环供气。

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4 燃气管道及其附属设备

4 燃气管道及其附属设备

4.1 管材

用于输送燃气的棺材种类很多，必须根据燃气的性质、系统压力及施工要求来选用，并满足机械强度、抗腐蚀、抗震及气密性等各项基本要求。

4.1.1钢管

常用的钢管有普通无缝钢管和焊接钢管，具有承载应力大，可塑性好、便于焊接的优点。与其他管材相比，壁厚较薄、节省金属用量，但耐腐蚀性较差，必须采取可靠的防腐措施。

4.1.2铸铁管

铸铁管抗腐蚀性能很强。用于燃气输配管道的铸铁管，一般采用铸模浇铸或离心浇铸方式制造出来。灰铸铁管的抗拉强度、抗弯曲、抗冲击能力和焊接性能均不如钢管好，但由于其抗腐蚀性能较好，在城市的中、低压燃气管道中仍被广泛采用。

4.1.3塑料管

塑料管具有耐腐蚀、质轻、流体流动阻力小、使用寿命长、施工简便、可盘卷、抗拉强度较大等一系列优点。近四十年来，经济发达国家相继在天然气输配系统中使用中密度聚乙烯和尼龙-11等各种材质的塑料管。目前用于燃气管道上的塑料管道上的塑料管的最大工作压力为0.4Mpa。

4.1.4其他管材

有时还使用有色金属管材，如铜管和铝管。由于铜管和铝管价格昂贵而不能广泛应用于燃气输配管道上。在室内管道上海空运使用铝质软连接管和铝管、钢塑复合管，在有些方面有更优于塑料管的特性。

U市0.4MPa及以下埋地管道选用塑料管，0.4MPa以上埋地管道及地上管道选用钢管。

4.2 钢制燃气管道的防腐

方案一中次高压埋地钢管，采用牺牲阳极保护站进行管道的防腐。

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重庆大学本科学生毕业设计（论文）

5 燃气管网的水力计算

5.1 各类用户用气压力的确定（压力均为表压）

5.1.1各类用户所需压力

①居民。民用燃气用具前的燃气压力大于等于2000Pa。天然气的供应方式为中压配气，然后楼栋调压，最后低压进户。

②公共建筑。餐饮业这类的公共建筑，属于低压用户，其使用的额定压力为2000Pa,对于一些设备如热水锅炉，直燃机组这类中压用户，所需的压力应根据各个用气设备而定。天然气的供应方式采用中压配气，用户调压的方式。

③工业企业。当高中压管网与中压引射式燃烧器连接时，燃气压力需保证这种燃烧器的正常工作。考虑到有的工业用户使用中压引射式燃烧器，所以工业用户和大型公建必须保证燃气用具前的燃气压力>=5000Pa。

5.1.2各级管网压力降的确定

①次高压管网

采用的压力等级为次高压B，起点压力为P1=0.8Mpa,即次高压环网的最高工作压力，最低压力为零点。在确定次高压环网的压力降时，应考虑到区域调压室的最低允许进气压力，还应考虑到高压用户的最低允许进气压力。

设计为中压管网的起点压力为0.4Mpa,高中压的区域调压室的最小压力降按照0.05～0.1Mpa考虑，因此次高压的最低压力P2=0.5Mpa。总之，次高压管网的最高压力P1=0.8Mpa,最低压力P2=0.5Mpa。

②中压管网

从区域调压室进入中压管网的压力为0.4Mpa,也是中压管网的最高工作压力。在确定最低压力时要考虑到庭院支管压降，中压管网的最高压力P1=0.4Mpa,最低压力P2=0.25Mpa。

5.2 方案一水力计算

5.2.1水力简图

计算简图如下：

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5 燃气管网的水力计算

图5.1 方案一水力计算简图

5.2.2各环途泄流量计算

本环途泄流量按下式计算：

Q0?

Q?SS0 （5.1）

Q0——本环途泄流量 Q——总途泄流量 S——城市总用气面积 S0——本环负责区域面积

B环途泄流量为Q0?17268.8?1564479/11826022?2285 环单位长度途泄流量按下式计算：

Q1?

Q0L0 （5.2）

Q1——环单位长度途泄流量 Q0——本环途泄流量

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重庆大学本科学生毕业设计（论文）

L0——本环周长

B环单位长度途泄流量为Q0?2285/4836?0.4724

方案一途泄流量计算表

表5.1

环号 面积m2 本环途泄流量m/h 本环周长m 环单位长度途泄流量m3/hm

0.4724

0.4298

0.4148

0.4689

0.5766

0.6172

0.3852

0.2894

0.4474

3

B环 1564479 2285 4836

C环 1338643 1955 4548

D环 1173799 1714 4132

E环 1116987 1631 3479

F环 1484753 2168 3760

G环 1633348 2385 3864

H环 943888 1378 3578

I环 1021346 1491 5153

J环 1548779 2262 5055

5.2.3各管段计算流量计算

管段单位长度途泄流量按下式计算：

QL?Q1A?Q1B （5.3）

QL——管段单位长度途泄流量

Q1A——管段所属环（设为环A）的单位长度途泄流量 L1B——管段所属环（设为环B）的单位长度途泄流量

（若管段只属于一个环，则该管段单位长度途泄流量等于该环单位长度途泄流量）

9—10管段单位长度途泄流量为Q0?0.4727 管段途泄流量Q1按下式计算：

Q1?QL?L （5.4）

Q1——管段途泄流量 QL——管段单位长度途泄流量 L——管段长度

9—10管段途泄流量为Q0?0.4727?85.23?40.26 管段转输流量：处于该管段下游的所有流量 管段计算流量：

Q?0.55Q1?Q2

（5.5）

Q——管段计算流量

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