燃气输配复习资料

燃气的分类：天然气、人工燃气、液化石油气、沼气（详读各类基本性质）

混合气体平均密度P5

临界温度：温度不超过某一数值，对气体加压可以使气体液化，而在该温度之上无论怎样加压都不能使气体液化，这个温度即为临界温度。

临界压力：在临界温度下，使气体液化所必需的压力即为临界压力。

实际气体状态方程：Pv=ZRT Z——压缩因子，随温度和压力变化。

对比温度Tr：工作温度T与临界温度Tc的比值。

对比压力Pr：工作压力P与临界压力Pc的比值。

沸点：指1.01325KPa压力下液体沸腾时的温度。

露点：饱和蒸汽经冷却或加压，立即处于过饱和状态，当遇到接触面或凝结核便液化成露，这时的温度成为露点。（单一气态碳氢化合物在某一蒸汽压力时的露点也就是液体在同一压力时的沸点）

注：当用管道输送气体碳氢化合物时，必须保持其温度在露点以上，以防凝结阻碍输气 液态碳氢化合物的容积膨胀系数很大，在灌装容器时必须考虑由温度变化引起的容积增

大，留出必需的气相空间容积

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 爆炸下限：在这种混合物中当可燃气体含量减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量 爆炸上限：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

水化物：如果碳氢化合物中的水分超过一定含量，在一定温度压力条件下，水能与液相和气相的C1、C2、C3、C4生成结晶水化物CmHn xH2O

在湿气中形成水化物的主要条件：压力、温度。次要条件：含有杂质、高速、紊流、脉动，急剧转弯等因素。

危害：会缩小管道的流通断面，甚至堵塞管线、阀件和设备

水化物的防止：1、采用降低压力、升高温度、加入可以使水化物分解的反应剂。（醇类注入

量为所输送液化石油气体积的0.1%~0.5%）

2、脱水，使气体中水分含量降低到不致形成水化物的程度。

人工燃气及天然气中的主要杂质：1、焦油与灰尘<10mg 2、萘冬<50mg夏<100mg 3、硫化物<20mg 4、氨<50mg 5、一氧化碳<10% 6、氧化氮 7、水

城市燃气加臭原因：城市燃气时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，当发生漏气时能及时被人们发觉继而消除漏气是很必要的。要求对没有臭味的燃气加臭。

供气对象：1、居民生活用气 2、商业用气 3、工业企业生产用气4、采暖制冷用气 5、燃气汽车用气

民用用气供气原则：1、优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气 2、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 3、人工煤气一般不供应采暖锅炉用气 城镇燃气年用气量的组成：1、居民生活年用气量 2、公共建筑年用气量 3、工业企业年用气量 4、建筑物供暖年用气量 5、未预见量（按总用量5%计算） 6、燃气汽车年用气量 月不均匀系数Km=该月平均日用气量/全年平均日用气量

日不均匀系数Km=该月中某日用气量/该月平均日用气量

小时不均匀系数Kh=该日某小时用气量/该日平均小时用气量

管道的计算流量P39(不均匀系数法、同时工作系数法)

供需平衡方法:1、季节性供需平衡方法：地下储气、液态储存 2、日供需平衡方法：管道储气、储气罐储气

长距离输气系统的构成P47 图

燃气分配站的作用：除尘、调压、计量、加臭

对燃气加臭剂的要求：1、气味强烈、独特、有刺激性，还应持久且不易被其它气味所掩盖。

2、加臭剂及燃烧产物对人体无害。3、不腐蚀管线及设备。4、沸点不高且易于挥发，在运行条件下有足够的蒸汽压 5、其蒸气不溶于水和凝析液不与燃气组分发生反应，不易被土壤吸收。6、价格低廉而不稀缺

经常使用的加臭剂：四氢噻吩THT、乙硫醇C2H5SH、三丁基硫醇TBM等

燃气管道按输气压力分类：P55

城镇燃气输配系统管网采用不同压力级制的必要性：1、管网采用不同压力级制是比较经济的。2、各类用户需要的燃气压力不同，3、消防安全要求

城镇燃气管道的布线原则：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。5、与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、该管道在施工、运行和万一发生故障时，对交通和人民生活的影响。 建筑燃气供应系统的构成：用户引入管、立管、水平干管、用户支管、燃气计量表、用具连接管、燃气用具。

对于高层建筑的室内燃气管道系统还应考虑三个特殊的问题：1、补偿高层建筑的沉降。2、克服高程差引起的附加压头的影响。3、补偿温差产生的变形。

常用的管材及其连接方式：P73

腐蚀：金属在周围介质的化学、电化学作用下引起的一种破坏。可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，杂散电流对钢管的腐蚀、细菌作用引起的腐蚀。

腐蚀原因：

化学腐蚀：金属直接和周围介质如氧、硫化二氧化碳的接触发生化学作用，在金属表面形成相应的化合物。用金属材料构成的燃气管道上所出现的化学腐蚀，常常会发生在管道内壁和外壁，因为管道输送的流体中通常含有少量的氧或硫化物以及二氧化碳水等，直接对管道的内壁产生腐蚀。

电化学腐蚀：金属燃气管道的电化学腐蚀在管道的内外壁都会产生。当燃气含有水时，水在管道的内壁形成一层亲水膜，而燃气中的所含有的硫化物、二氧化碳、氧等溶于水中便会成为电解质，形成了原电池腐蚀的条件。

燃气管道的防腐蚀方法：（绝缘层防腐法、电保护法）

一、对于架空管道通常在钢管外壁涂上油漆覆盖层

二、对于埋地管道：1、采用耐腐蚀的棺材 2、增加金属管道和土壤之间的过渡电阻，减小腐蚀电流 3、采用电保护法

决定燃气流动状态的参数：压力p、密度ρ、流速w，均沿管长随时间变化，他们是距离x和时间τ的函数。

计算图表的绘制条件：1、燃气密度按ρ0=1kg/Nm3 2、运动粘度：人工燃气ν=25×10㎡/s天然气ν=15×10㎡/s 3、取钢管的当量绝对粗糙度Δ=0.00017m

局部阻力损失：当燃气流经三通、弯头、变径管、阀门等管道附件时，由于几何边界的急剧改变，燃气流线的变化，必然产生额外的压力损失，称之为局部阻力损失。

在城镇燃气管网的水力计算时，官网的局部阻力损失一般不逐项算出，可按燃气管道摩擦阻力损失的5%~10%进行估算。对于街坊内庭院管道和室内管道及厂、站区域的燃气管道，由于管路附件较多，局部阻力损失所占比例较大，常需逐一算出。

为进行变负荷管段的水力计算，可以找出一个假想不变的流量Q，使它产生的管段压力降与

实际压力降相等。这个不变的流量称为变负荷管段的计算流量。

燃气分配管道的计算流量公式：Q=0.55Q1+Q2 Q1——途泄流量 Q2——转输流量

途泄流量计算步骤：1、将供气范围划分为若干小区 2、分别计算各小区的燃气用量 3、计算各管段单位长度途泄流量q=Q1/L 4、求管段的途泄流量

枝状管网水力计算特点：1、枝状管网由输气管段和节点组成。任何形状的枝状管网，其管段数P和节点数m的关系：P=m-1 2、每一管段只有唯一的流量值 3、枝状管网水力计算中各管段只有直径d与压力降ΔP两个未知数。

枝状管网水力计算步骤：1、对官网的节点和管段进行编号 2、确定气流方向，从主干线末梢的节点开始，利用∑Qi=0的关系，求的管网各管段的计算流量。3、根据确定的允许压力降，计算管线单位长度的允许压力降 4、根据管段的计算流量及单位长度允许压力降预选管径 5、根据所选定的标准管径，求摩擦阻力损失和局部阻力损失，计算总的压力降 6、检查计算结果。若总的压力降超出允许的精度范围，则适当变动管径，直至总压力降小于并趋近于允许值为止。

用户处的压力及其波动范围取决于如下三个因素：1、计算压力降的大小和降压利用程度 2、系统负荷的变化情况 3、调压器出口压力调节方法

高、中压环网的水力不可靠。低压环网水力可靠

任何输配系统的方案，均可用下列指标来评价：投资费用和运行费用，后者决定燃气输配成本。

方案比较方法：1、静态评价方法：没有考虑投资回收以后方案寿命期间内的经济效益情况及项目的赢利能力，也没有考虑资金的时间价值，但是由于计算简便、直观，在实际工作中应用较广，尤其适用于建设工期短、见效快的工程项目。

2、动态评价方法：指对方案的经济效果进行分析计算时，必须考虑资金时间价值的一种技术经济评价方法。优点是考虑了方案在其经济寿命期限内投资、成本和收益随时间而发展变化的真实情况，能够体现真实可靠的技术经济评价。

3、不确定性分析

为什么存在最佳作用半径？

随着调压站数目的增加，低压管网的造价降低，但提高了调压站本身的造价，并由于连接调压站的中压或高压管道长度的增加，也提高了中压或高压管网的造价。因此存在一个最经济的调压站作用半径R，这时管网系统的年计算费用为最小。

调压站配置系数α：其数值等于供气点到零点的燃气管路长度R’与调压站作用半径R的比值。

调压站工作原理P158

调压站的分类：直接作用式（只依靠敏感元件所感受的出口压力的变化移动调节阀门进行调节）和间接作用式（压力的变化使操纵机构动作，接通能源使调节阀门移动）（多用于流量比较大的区域）

按用途或使用对象：区域调压器、专用调压器、用户调压器。按进出口压力：高高压、高中压、高低压调压器，中中压、中低压和低低压调压器。按结构：浮筒式和薄膜式调压器。 防止出口压力过高的安全装置有：安全阀、监视器装置和调压器并联装置。工作原理P175 调压站的分类P176

调压站的选址：只有当受到地上条件限制，且燃气管道进出口压力不大于0.4MPa时，可设置在地下构筑物内。但气态液化石油气的调压装置不得设在地下构筑物中。因为液化石油气的密度比空气大，如有漏气不易排出。 地上调压站的设置应尽可能避开城市的繁华街道。可设在居民区的街坊内或广场、公园等地。调压站应力求布置在负荷中心或接近大用户处 燃气的计量：容积式流量计、速度式流量计、差压式流量计（基于流体通过突然缩小的管道

断面时，使流体的动能发生变化而产生一定的压力降，压力降的变化和流速有关，此压力降可借助于压差计测出）

容积式流量计：膜式燃气表、湿式流量计、腰轮气体流量计

压缩机按其工作原理可分为两大类：容积型压缩机（活塞式、回转式）、速度型压缩机（离心式）

活塞式压缩机的优缺点：立式：机身形状简单、重量轻、基础小、占地面积少。但厂房高、稳定性差。 卧式：管理维护方便，安装、拆卸较容易。但是惯性力不能平衡，转速受到限制，导致压缩机、原动机和基础的尺寸及重量较大，占地面积大。

回转式压缩机（螺杆式气体压缩机）特点：排气连续，没有脉动和喘振现象；排气量容易调节；可以压缩湿气体和有液滴的气体。在构造上由于没有金属的接触摩擦和易损件，因此，转数高、寿命长、维修简单、运行可靠。但该压缩机构造复杂，制造较困难，噪声较大。 离心式压缩机优点：输气量大而连续，运转平稳，机组外形尺寸小，占地面积少；设备重量轻，易损部件少，使用年限长，维修工作量小；由于转速很高，可以用汽轮机直接带动，比较安全；缸内不需要润滑，气体不会被润滑油污染；实现自动控制比较容易。

缺点：高速下的气体与叶轮表面有摩擦损失，气体在流经扩压器、弯道和回流器的过程中也有摩擦损失，因此效率比活塞式压缩机低，对压力的适应范围也较窄，有喘振现象。

喘振P201

燃气的储存：低压储存（低压湿式罐、低压干式罐），高压储存（高压储气罐）

湿式罐：是在水槽内放置钟罩和塔节，钟罩和塔节随着燃气的进出而升降，并利用水封隔断内外气体来储存燃气的容器。罐的容积随燃气量而变化。

低压湿式罐存在的问题：1、在北方采暖地区冬季要采取防冻措施，因此管理较复杂，维护费用高。2、由于塔节经常浸入、升出水槽水面，因此必须定期进行涂漆防腐。3、直立罐耗用金属较多，尤其是在大容量时更为显著。螺旋罐和干式罐金属用量比较相近。容积越大，干式罐越经济。

干式储气罐不像湿式那样设有水槽，故可以大大减少罐的基础荷载，这对于大容积储气罐的建造时非常有利的。干式储气罐的最大问题是密封问题。

高压储气罐因其几何容积固定不变，而是靠改变其中燃气的压力来储存燃气的，故称为定容储罐。

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