广州市科学技术奖突出贡献类,城市燃气工程设计 2014年6月,广州市科学技术奖突出贡献类,主要内容： 1.燃气的性质 2.燃气需用量及供需平衡 3.城镇燃气输配管网的选择及布置 4.小区及室内管网设计 5.调压站设计,广州市科学技术奖突出贡献类,一、燃气的性质,广州市科学技术奖突出贡献类,燃气是由多种可燃气体和不可燃气体组成的 混合气体。其中可燃气体有碳氢化合物、氢和一 氧化碳等，不可燃气体有二氧化碳、氮和氧等。 随着燃气工业的发展，城镇燃气的种类越来 越多。而确定城镇输配系统的压力级制、管径、 燃气管网构筑物及防护和管理措施，都与燃气的 种类有关；同时燃烧设备是按某一特定的燃气组 分设计、制造的，虽然燃具能够适应燃气组分在 一定范围的变化，但总有一个限度，若燃气的组 分差异很大时，将引起燃烧特性的变化。,广州市科学技术奖突出贡献类,燃气加臭 加臭剂最小量标准 无毒燃气（不含CO，比如天然气）： 燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20 时，应能够察觉； 有毒气体（一般指含CO，比如人工煤 气）：该燃气泄漏到空气中，达到对人体 允许的有害浓度时，应能够察觉（CO： 0.02）。,广州市科学技术奖突出贡献类,加臭剂种类：乙硫醇（C2H5SH）、硫醚、二甲硫、二乙基硫；四氢噻吩（THT）。 加臭地点：加臭装置可以设置在起点站、城市分配站（门站、调压站）。 装置类型：滴入式、吸收式。 加入乙硫醇的量：（一年平均值） 天然气：1620mg/m3; 20CO有毒燃气：230mg/m3。,广州市科学技术奖突出贡献类,城镇燃气是具有一定毒性的爆炸性气 体，又是在压力下输送和使用。由于管道及 设备材质和施工方面存在问题和使用不当，容 易造成漏气，有引起爆炸、着火和人身中毒 的危险。因此，当发生漏气时应能及时被人们 发觉进而消除燃气的泄露。所以需要对没有臭 味的燃气进行加臭。,广州市科学技术奖突出贡献类,作为城镇燃气的气源，如干馏煤气、水煤 气、油制气、天然气和液化石油气多数含有硫 化物，因此其本身都具有臭味。仅部分地区使用 的天然气，有时不含硫化物，要求经过加臭后才 进行输配使用。,广州市科学技术奖突出贡献类,二、燃气需用量及供需平衡,广州市科学技术奖突出贡献类,供气对象 （1）城镇居民用户 （2）商业用户 （3）工业用户 （4）其他扩展用途 （5）燃气发电 （6）化工用气,广州市科学技术奖突出贡献类,居民生活用户用气量 居民生活用户用气量取决于居民生活用户用气量指标（用气定额）、气化百分率及城市居民人口数。 影响居民生活用户用气量指标的因素很多，如住宅燃气器具的类型和数量，住宅建筑等级和卫生设备的设置水平，采暖方式及热源种类，居民生活用热习惯及生活水平，居民每户平均人口数，气候条件，公共生活服务设施的发展情况，燃气价格等。,广州市科学技术奖突出贡献类,燃气输配系统的供需平衡 城市各类用户对燃气的使用情况是随着月、日、时发生不均匀变化的，这决定了城市燃气的供应也应随着月、日、时发生不均匀变化。但气源的燃气生产量不可能完全按用户用气量的变化而变化，因而燃气输配系统应具有维持燃气供需平衡的能力。,广州市科学技术奖突出贡献类,三、城镇燃气输配管网的选择及布置,广州市科学技术奖突出贡献类,城市燃气输配系统 基本方式：管道输配、容器输送。 介质：天然气、LPG。 管输系统组成：接收站（门站）、输配管网、储 气设施、调压设施、运行管理设施、监控系统等。 管网类型：环状管网、枝状管网、环枝状管网。,广州市科学技术奖突出贡献类,燃气管网系统的选择 根据技术经济比较合理的最佳方案选择采用中压A 一级管网系统。该系统以天然气为气源，采用储气罐 储气。 城镇燃气管道的布线原则 城镇里的燃气管道均采用地下敷设。城镇燃气管道的 布线，是指城镇管网系统在原则上选定之后，决定各管段 的具体位置。,广州市科学技术奖突出贡献类,管线布置依据 地下燃气管道宜沿城镇道路、人行便道敷 设，或敷设在绿化带内。 由于输配系统各级管网的输气压力不同， 其设施和防火安全要求也不同，而且各自的功 能也有所区别，故应按各自的特点进行布置。,广州市科学技术奖突出贡献类,管网输配流程： 居民用户 庭院低压燃气管网 楼栋调压箱 门站 中压燃气管网 专用调压柜 工业用户,广州市科学技术奖突出贡献类,第四章 小区及室内管网的设计,广州市科学技术奖突出贡献类,室内燃气管道 本工程居民燃气入户采用外立管，新建供 气管道经调压箱调压后，沿住宅楼外墙一层板 顶处架空敷设。 楼栋供气干线设计管D603.5。 每户供气分支管道沿住宅厨房外墙壁敷设 至楼顶，设计管径DN25；每户从外立管分支 引入厨房，经燃气表计量后送至炉灶。穿墙引 入管为DN20，之后居民住宅厨房入户管设计 管径DN15。,广州市科学技术奖突出贡献类,15小区管道布置 地下燃气管道与建筑物，构筑物或相邻管道之 间的水平距离有一定的要求。在实际工程中，地下 燃气管道与建筑物间距以筑物楼前散水为界，在本 设计中，地下低压管道与各楼平行时间距为1m， 中低压管道间距为3 m。,广州市科学技术奖突出贡献类,室内管道的设计 室内管道的组成 室内燃气管道系统的组成，随着城镇燃气系统 的供气方式不同而有所变化，一般由用户引入管， 立管、用户支管、燃气计量表、用具连接管和燃气 用具所组成。这样的系统构成是因为用气建筑直接 连接在城镇的低压管道上，现在一些城市也采用中 压进户表前调压的系统。,广州市科学技术奖突出贡献类,引入管的设计 引入管是指室外燃气管道与室内燃气管道的连 接管。无论是低压还是中压（即自设调压箱的用户） 燃气引入管，其布置原则基本相同，一般可分为地 下引入法和地上引入法两种，地上引入法又分为低 立管入户和高立管入户。,广州市科学技术奖突出贡献类,燃气引入管穿过建筑物基础、墙或管沟时， 均应设在套管内，并考虑沉降的影响，必要时采 取补偿措施。可以在进户管上设置挠性和波纹管 等补偿装置，以免管道变形影响住户使用并减少 隐患。 在新建小区的燃气工程通常考虑到建筑的整 体美观，采用低立管入户；但在改造工程中，为 了给住户尽可能减少施工带来的不便，通常采用 高立管入户。在本设计中，采用低立管入户。,广州市科学技术奖突出贡献类,室内燃气管道水力计算 在进行室内燃气管道水力计算时，应首先根据 建筑物的平面图和剖面图，选定和布置用户燃气用 具，画出管道系统图。 （1）设计流量计算 室内燃气管道计算方法有两种：不均匀系数法 和同时工作系数法。由于居民住宅使用燃气的数量 和使用时间变化较大，故室内燃气管道的计算流量 一般都按燃气用具的额定耗气量和同时工作系数来 确定。,广州市科学技术奖突出贡献类,（2）燃气管道的管段计算长度确定 管段的计算长度由两部分组成：实际管段长 度和当量长度。 局部阻力损失的计算可以用将各种管件折成相 同管径管段的当量长度，乘以单位管长阻力损失的 方法。 （3）管段阻力损失计算 管段的总压力损失值即为管段的计算长度与经 过密度修正的单位长度管道阻力损失之积。,广州市科学技术奖突出贡献类,（4） 各管段的附加压头计算 由于燃气与空气的密度不同，当管段始末端存 在标高差时，在燃气管道中将产生附加压头，在计 算室内燃气管道时，必须将该值计入管道阻力损失 之内。 （5）室内燃气管道的总压力降，天然气计算压力 降一般不超过200Pa。 以15小区三号楼室内燃气立管为例进行室内燃 气管道的设计计算及核算。,广州市科学技术奖突出贡献类,管段流量的计算 计算步骤如下： （1） 管段按顺序编号，凡管径变化或流量变化处 均应编号，并标上各计算管段的实际长度L1。 （2） 求出各管段的额定流量，并按同时工作系数 法，即式（7.1）计算各管段的计算流量。 （3） 根据计算流量设定各管段的管径（用户支管 最小管径为DN15）。 （4） 查表得各管段局部阻力系数，求出当量长 度L2，从而可得管道的计算长度L=L1+L2。,广州市科学技术奖突出贡献类,（5）根据燃气种类、密度和运动粘度选择水力计 算图确定管段单位长度的压降值。 （6） 由式计算各管段的附加压力， （7） 求各管段的实际压力损失， （8） 求室内燃气管道的总压力降。 （9） 将室内燃气管道的总压力降与允许的压力降 进行比较，如不合适，则可调整个别管段的管径。,广州市科学技术奖突出贡献类,调压站设计 燃气输配系统包括有不同压力等级的输配管 网，并连接有不同使用压力要求的用户，因此要使 输配系统终端使用压力不随用气量的变化而保持稳 定值，必须根据使用压力要求设置压力调节装置。,广州市科学技术奖突出贡献类,调压站的组成 调压站在城市燃气管网系统中是用来调节和稳 定管网压力的设施，通常由调压器、阀门、过滤器、 安全装置、旁通管及测量仪表等组成。有的调压站 还装有计量设备，除了调压以外，还起计量作用， 通常将这种调压站叫做调压计量站。 调压站的选址 调压站应尽量避开城市繁荣地段及主要道路、 密集的居民楼、重要建筑物及公共运动场所，距明 火或散发火花的地点不得小于30m。,广州市科学技术奖突出贡献类,调压站的布置 调压站内部的布置，要便于管理及维修，设备 布置紧凑，管道及辅助管线力求简短。 各种调压站通常布置成一字形、形及L形。现在 有些城市多采用形布置，将进出口阀门设置在一 个阀门井内，便于施工和操作管理。,广州市科学技术奖突出贡献类,总结 燃气在城市居民生活中必不可少，城市燃气管 道网络的普及是现代化城市的一个重要衡量标准， 确保城市燃气管网的安全将是燃气行业安全工作的 重中之重。 一个城市燃气管网的设计与规划，不但可以有效的降 低燃气管网铺设过程输管网，而且还能有效的节约铺设城 市燃气管网的成本。 如何更完善的做好燃气管网的管理及养护工作，还需 要我们不断的思考，研究出更好的规划管理措施。这就要 求我们在对城市燃气管道网络进行设计时，需要综合考虑 各方面的要求，使燃气管道网络能够满足城市居民的需 求，从而提高城市居民的生活水平，为构建和谐社会做出 贡献。,广州市科学技术奖突出贡献类,广州市科学技术奖突出贡献类,广州市科学技术奖突出贡献类,广州市科学技术奖突出贡献类,广州市科学技术奖突出贡献类,谢谢！,