第3章 城镇燃气管网系统及站场.docx

1、第3章 城镇燃气管网系统及站场第3章 城镇燃气管网系统及站场城镇燃气输配系统一般由门站、燃气管网、储气设施、调压设施、管理设施、监控系统等组成。城镇燃气输配系统设计，应符合城镇燃气总体规划，在可行性研究的基础上，做到远、近期结合，以近期为主，经技术经济比较后确定合理的方案。3.1 城镇燃气管网系统构成3.1.1 城镇燃气管网的分类燃气管网可按用途、敷设方式、输气压力、管网形状、压力级制等加以分类。1. 按用途分类 长距离输气管线 连接产量巨大的天然气田或人工燃气与用气地区的输气管线，其干管及支管的末端连接城镇或大型工业企业，作为该供气区的气源点。(2) 城镇燃气管道分配管道 在供气地区将燃气分

2、配给工业企业用户、商业用户和居民用户的管道，包括街区和庭院的燃气分配管道。用户引入管 将燃气从分配管道引到用户室内引入口处总阀门前的管道。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的管道。(3) 工业企业燃气管道工厂引入管和厂区燃气管道 将燃气从城镇燃气管道引入工厂，分送到各用气车间。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。炉前燃气管道 从支管将燃气分送给炉上各个燃烧设备。2. 按敷设方式分类(1) 埋地管道 城市中燃气管道一般采用埋地敷设，当燃气管段需要穿越铁路、公路时，有时需加设套管或管沟，因此有

3、直接埋设及间接埋设两种。(2) 架空管道 工厂厂区内或管道跨越障碍物以及建筑物内的燃气管道时，常采用架空敷设。3. 按设计压力分类燃气管道与其他管道相比，有特别严格的要求，因为管道漏气可能导致火灾、爆炸、中毒等事故。燃气管道中的压力越高，管道接头脱开、管道本身出现裂缝的可能性就越大。管道内燃气压力不同时，对管材、安装质量、检验标准及运行管理等要求也不相同。我国城镇燃气管道按燃气设计压力P（MPa）分为七级。表3-1 城镇燃气设计压力（表压）分级名称 压力 高压燃气管道 A 2.5P4.0 B1.6P2.5 次高压燃气管道 A 0.8P1.6 B0.4P0.8 中压燃气管道 A 0.2P0.4

4、B0.01P0.20 低压燃气管道 P0.01 燃气输配系统各种压力级制的燃气管道之间应通过调压装置相连。当有可能超过最大允许工作压力时，应设置防止管道超压的安全保护设备。4. 按管网形状分类（1）环状管网 管段联成封闭的环状，输送至任一管段的燃气可以由一条或多条管道供气。环状管网是城镇输配管网的基本形式，在同一环中，输气压力处于同一级制。（2）枝状管网 以干管为主管，分配管呈树枝状由主管引出。在城镇燃气管网中一般不单独使用。（3）环枝状管网 环状与枝状混合使用的一种管网形式。5. 按管网压力级制分类城镇燃气管网系统根据所采用的管网压力级制不同可分为：（1）单级系统 仅有低压或中压一种压力级别

5、的管网输配系统。（2）二级管网系统 具有两种压力等级的管网系统组成。（3）三级管网系统 由低压、中压和次高压三种压力级别组成的管网系统。（4）多级管网系统 由低压、中压、次高压和高压多种压力级别组成的管网系统。3.1.2 城镇燃气管网系统的选择及举例1. 城镇燃气管网采用不同压力级制的原因城镇燃气管网不仅应保证不间断地、可靠地给用户供气，保证系统运行管理安全，维修简便，而且应考虑在检修或发生故障时，关断某些部分管段而不致影响其他系统的工作。因此，在城镇燃气管网系统中，有选用不同压力级制的必要。具体讲有以下原因：(1) 经济性。大部分燃气由较高压力的管道输送，管道的管径可以选得小一些，管道单位长

6、度的压力损失可以选得大一些，以节省管材。如由城市的某一地区输送大量燃气到另一地区，则应采用较高的压力比较经济合理。有时对城市里的大型工业企业用户，可敷设压力较高的专用输气管线。当然管网内燃气的压力增高后，输送燃气所消耗的能量也随之增加。(2) 各类用户对燃气压力的不同需求。如居民用户和小型公共建筑用户需要低压燃气，而大多数工业企业则需要中压或次高压、甚至高压燃气。(3) 消防安全要求。在城市末改建的老区，建筑物比较密集，街道和人行道都比较狭窄，不宜敷设高压或中压A管道。此外，由于人口密度较大，从安全运行和方便管理的观点看，也不宜敷设高压或中压A管道，而只能敷设中压B和低压管道。同时大城市的燃气

7、输配系统的建造、扩建和改建过程是要经过许多年的，所以在城市的老区原先设计的燃气管道的压力，大都比近期建造的管道的压力低。2. 燃气管网系统的选择城镇燃气输配系统压力级制的选择，应根据燃气供应来源、用户的用气量及其分布、地形地貌、管材设备供应条件、施工和运行等因素，经过多方案比较，择优选取技术经济合理、安全可靠的方案。无论是旧有的城市还是新建的城市，在选择燃气管网系统时，主要应考虑的因数有： (1) 气源情况：燃气的种类和性质、供气量和供气压力；燃气的净化程度和含混量；气源的发展或更换气源的规划情况。 (2) 城市规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划以及用户的分布情况。 (3) 原有的城市

8、燃气供应设施情况。 (4) 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、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，应全面综合考虑上述诸因数，进行技术经济比较，选用技术可行、工作可靠、经济合理的最佳方案。3. 城镇燃气管网系统特点及示例(1) 单级管网系统 低压单级管网系统低压气源以低压一级管网系统供给燃气的输配方式。根据低压气源（燃气制造厂或储配站）压力的大小和城镇的用气范围，低压供应方式有利用低压储气罐的压力进行供应和由低压压缩机供应两种。低压供应原则上应充分利用储气罐的压力

9、，只有当储气罐的压力不足，以致低压管道的管径过大而不合理时，才采用低压压缩机供应。低压一级制管网系统的特点是：(a) 输配管网为单一的低压管网，系统简单，维护管理方便。(b) 无需压缩费用或只需少量的压缩费用。停电或压缩机故障，基本上不妨碍供气，供气可靠性好。(c) 对于供应区域大或供气量多的城镇，需敷设较大管径的管道而不经济。因此，低压供应方式一般只适用于供应区域小，供气范围在23km的小城镇。低压单级管网系统如图3-1所示，从气源送出的燃气先进入储气罐，最后进入低压管网。该系统随储气罐钟罩及塔节的升降，会产生0.51.0kPa的燃气压力波动，因而供气压力不稳且压力低。 中压单级管网系统 中

10、压单级管网系统如图3-2所示，燃气自气源厂（或天然气长输管线）送入城镇燃气储配站（或天然气门站），经加压（或调压）送入中压输气干管，再由输气干管送入配气管网。最后经箱式调压器或用户调压器送至用户燃具。该系统减少了管材，故投资省。由于采用了箱式调压器或用户调压器供气，可保证所有用户灶具在额定压力下工作，从而提高了燃烧效率。但该系统安装水平要求高，供气安全性也比低压单级管网差。(2) 中低压两级制管网系统低压气源厂和储气罐供应的燃气经压缩机加至中压，由中压管网输气，再通过区域调压器调至低压，由低压管道供给燃气用户。在系统中设置储配站以调节小时用气不均匀性。中低两级制管网系统的特点是：因输气压力高于

11、低压供气，输气能力较大，可用较小的管径输送较多数量的燃气，以减小管网的投资费用。只要合理设置中低压调压器，就能维持比较稳定的供气压力。输配管网系统有中压和低压两种压力级别，而且设有压缩机和调压器，因而维护管理复杂，运行费用较高。由于压缩机运转需要动力，一旦储配站停电或其他事故，将会影响正常供气。因此，中压供气及二级制管网系统适用于供应区域较大、供气量也较大、采用低压供气方式不经济的中型城镇。中压B低压二级管网系统 气源是人工燃气，用低压储气罐储气，如图3-3所示。从气源厂生产的低压燃气，经加压后送入中压管网，再经区域调压站调压后送入低压管网。设置在供气区的低压储气罐低压时由中压管网供气，高峰时

12、，储气罐内的燃气输送给中压（经加压）或低压管网。该系统特点是采用低压配气，庭院管道在低压下运行比较安全，但投资要比中压单级系统大。 中压A低压两级管网系统 气源为天然气，用长输管线末端储气。如图3-4所示。图3-4 中压A低压两级管网系统1长输管线；2门站；3中压A管网；4区域调压站；5工业企业专用调压站；6低压管网；7穿越铁路套管敷设；8穿越河底的过河管；9沿桥敷设的过河管；10工业企业天然气由长输管线经燃气分配站送入该市，中压A管道连成环网，通过区域调压站向低压管网供气，通过专用调压站向工业企业供气。低压管网根据地形条件可分成几个互不连通的区域管网。该系统特点是输气干管直径较小，比中压B低

13、压二级系统节省投资。(3) 高中低三级制管网系统高（次高）压燃气从气源厂或城镇的天然气门站输出，由高压管网输气，经区域高中压调压器调至中压，输入中压管网，再经区域中低调压器调成低压，由低压管网供应燃气用户。高中低压三级制管网系统的特点是：三级系统通常含有中低压两级，另外一级管网是高压或次高压。高（次高）压管道的输送能力较中压管道更大，所用管径更小，如果有高压气源，管网系统的投资和运行费用均较经济。因采用管道储气或高压储气罐，可保证在短期停电等事故时供应燃气。因三级制管网系统配置了多级管道和调压器，增加了系统运行维护的难度。如无高压气源，还需设置高压压缩机，压缩费用高。因此，高中低压三级制管网系

14、统适用于供应范围大，供气量也大，并需要较远距离输送燃气的场合，可节省管网系统的建设费用，用于天然气或高压制气等高压气源更为经济。次高中低三级管网系统如图3-5所示。图3-5 次高、中、低压三级管网系统1长输管线；2门站；3次高压管网；4次高中压调压站；5中压管网；6中低压调压站；7低压管网从长输管线来的天然气先进入门站经调压、计量后进入城镇次高压管网，然后经次高中压调压站后，进入中压管网，最后经中低压调压站调压后送入低压管网。该系统高压管道一般布置在郊区人口稀少地区，供气比较安全可靠。但系统复杂，维护管理不便，在同一条道路上往往要敷设两条不同压力等级的管道。(4) 多级管网系统多级管网系统见图

15、3-6所示。气源是天然气，城市的供气系统可采用地下储气库、高压储气罐站以及长输管线储气。图3-6 多极管网系统1长输管线；2门站；3调压计量站；4储气站；5调压站；6高压B环网；7次高压B环网；8中压A环网；9中压B环网；10地下储气库图3-6所示的城市管网系统的压力主要为四级，即低压（图中低压管网和给低压管网供气的区域调压站未画出）、中压B、中压A和高压B。各级管网分别组成环状。天然气由较高压力等级的管网经过调压站降压后进入较低压等级的管网。工业企业用户和大型公共建筑用户与中压B或中压A管网相连，居民用户和小型公共建筑用户则与低压管网相连。因为气源来自多个方向，主要管道均连成环网，从运行管理

16、来看，该系统既安全又灵活。平衡用户用气量的不均匀性可以由缓冲用户、地下储气库、高压储气罐以及长输管线储气协调解决。3.2 城镇燃气管网系统布置城镇燃气管网系统的布置即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，确定各管段的具体位置。3.2.1 布线原则城镇燃气干管的布置，应根据用户用量及其分布，全面规划，宜按逐步形成环状管网供气进行设计。城镇燃气管道一般采用地下敷设，当遇到河流或厂区敷设等情况时，也可采用架空敷设。地下燃气管道宜沿城镇道路敷设，一般敷设在人行便道或绿化带内。燃气管道布置时必须考虑下列基本情况：1.管道中燃气的压力；2.街道地下其他管道的密集程度与布置情况；3.街道交通

17、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情况，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量情况，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、运行和发生故障时，对城镇交通和人民生活的影响。所以，在管道布置时，要决定燃气管道沿城镇街道的平面位置和纵断位置。由于输配系统各级管网的输气压力不同，各自的功能也有区别，其设施和防火安全的要求也不同，故应按各自的特点布置。3.2.2城镇燃气管道地区等级的划分城镇燃气管道通过的地区，应按沿线建筑物的密集程度，划分为四个地区等级，并根据地区等级做

18、出相应的管道设计。城镇燃气管道地区等级的划分应符合下列规定：（1）将管道中心线两侧各200m范围内，任意划分为1.6km长并能包括最多供人居住的独立建筑物数量的地段，按划定地段内的房屋建筑密集程度，划分为四个等级。在多单元住宅建筑物内，每个独立住宅单元按一个供人居住的独立建筑物计算。（2）地区等级的划分：一级地区：有12个或12个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。二级地区：有12个以上，80个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。三级地区：有80个或80个以上供人居住建筑物的任一地区分级单元；或距人员聚集的室外场所90m内敷设管线的区域。四级地区：地上4层或4层以上建筑物普遍且占多数的任一

19、地区分级单元（不计地下室数）。（3）二、三、四级地区的边界可按如下规定调整：四级地区的边界线与最近地上4层或4层以上建筑物相距200m。二、三级地区的边界线与该级地区最近建筑物相距200m。（4）确定城镇燃气管道地区等级应为该地区的未来发展留有余地，宜按城市规划划分地区等级。3.2.3 城镇燃气管网的平面布置1. 次高压、中压管网的平面布置次高压管网的主要功能是输气。中压管网的功能则是输气并兼有向低压管网配气的作用。一般按以下原则布置：次高压燃气管道宜布置在城镇边缘或城镇内有足够埋管安全距离的地带，并应连接成环网，以提高次高压管道供气的可靠性；中压管道应布置在城镇用气区便于与低压环网连接的规划

20、道路上，但应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区的主要交通干线敷设，否则对管道施工和管理维修造成困难；中压管网应布置成环网，以提高其输气和配气的可靠性；次高压、中压管道的布置，应考虑对大型用户直接供气的可能性，并应使管道通过这些地区时尽量靠近这类用户，以利于缩短连接支管的长度；次高压、中压管道的布置应考虑调压站的布点位置，尽量使管道靠近各调压站，以缩短连接支管的长度；长输次高压管线不得与单个居民用户连接；由次高压、中压管道直接供气的大型用户，其支管末端必须考虑设置专用调压站；从气源厂连接次高压或中压管网的管道应尽量采用双线敷设；了便于管道管理、维修或接新管时切断气源，次高压、中压管道在下列地点需装设

21、阀门： 气源厂的出口； 储配站、调压站的进出口； 分支管的起点； 重要的河流、铁路两侧（枝状管线线在气流来向的一侧）； 管线应设置分段阀门，一般每公里设一个阀门。次高压、中压管道应尽量避免穿越铁路或河流等大型障碍物，以减少工程量和投资；次高压、中压管道是城镇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，尽量减少建成后改线、增大管径或增设双线的工程量，延长已经敷设的管道的有效使用年限；当次高压、中压管网初期建设的实际条件只允许布置成半环形，甚至为枝状管时，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局。2. 低压管网的平面布置低压管网的主要功能是直接向各

22、类用户配气，是城镇供气系统中最基本的管网。低压管网的布置一般应考虑以下各点：低压管道的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压管网成环时边长一般控制在300600m之间。低压管道允许枝状布置；为保证和提高低压管网的供气可靠性，给低压管网供气的相邻调压站之间的管道应成环布置。有条件时低压管道应尽可能布置在街坊内兼作庭院管道，以节省投资。低压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或输配气量较大，限于条件不允许敷设大口径管道时，可采用低压管道双侧敷设。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

23、路面下敷设。低压管道仅在调压室出口设置阀门，其余一般不设阀门。为了保证在施工和检修时互不影响，避免由于泄漏出的燃气影响相邻管道的正常运行甚至逸人建筑物内，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，见表3-2。地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距(m) 表3-2序号项目地下燃气管道低压中 压次高压BABA1建筑物的基础0.71.01.5-外墙面（出地面处）-4.56.52给水管0.50.50.51.01.53污水、雨水排水管1.01.21.21.52.04电力电缆（含电车电缆）直埋0.50.50.51.01.5在导管内1.01.01.01.01.55通

24、信电缆直埋0.50.50.51.01.5在导管内1.01.01.01.01.56其他燃气管道Dn300mm0.40.40.40.40.4Dn300mm0.50.50.50.50.57热力管直埋1.01.01.01.52.0在管沟内（至外壁）1.01.51.52.04.08电杆（塔）的基础35kV1.01.01.01.01.035kV2.02.02.05.05.09通讯照明电杆（至电杆中心）1.01.01.01.01.510铁路路堤坡脚5.05.05.05.05.011有轨电车钢轨2.02.02.02.02.012街树（至树中心）0.750.750.751.21.2从安全角度考虑地下燃气管道与建

25、筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距，有的国家规定的净距较小，而有些国家则没有规定。随着科学技术的发展，管道材质、施工质量及运行管理水平的提高，安全距离可以缩小，只考虑施工方便即可。3.2.4 管道的纵断面布置决定管道的纵断面布置时，要考虑以下几点：1. 管道的埋深地下燃气管道埋设深度，宜在土壤冰冻线以下，管顶覆土厚度还应满足下列要求： 埋设在车行道下时，不得小于0.9m； 埋设在非车行道（含人行道）下时，不得小于0.6m； 埋设在庭院（指绿化地及载货汽车不能进入之地）内时，不得小于0.3m； 埋设在水田下时，不得小于0.8m。当采取行之有效的防护措施后，上述规定均可适当降低。输送湿燃气的燃气

26、管道，应埋设在土壤冰冻线以下。2. 管道的坡度及排水器的设置在输送湿燃气的管道中，不可避免有冷凝水或轻质油，为了排除出现的液体，需在管道低处设置排水器，各排水器之间距一般不大于500m。管道应有不小于0.003的坡度，且坡向排水器。3. 地下燃气管道不得从建筑物（包括临时建筑物）下面穿过；不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越。并不能与其他管线或电缆同沟敷设。当需要同沟敷设时，必须采取防护措施。4. 一般情况下，燃气管道不得穿越其他管道，如因特殊情况需要穿过其他大断面管道（污水干管、雨水干管、热力管沟等或联合地沟、隧道及其他各种用途沟槽）时，需征得有关方面同意，同时燃气管道必须

27、安装在钢套管内。套管伸出构筑物外壁不应小于表3-2中燃气管道与该构筑物的水平净距。套管两端应采用柔性的防腐、防水材料密封。5. 地下燃气管道与其他管道或构筑物之间的最小垂直间距见表3-3。地下燃气管道与构筑物或相邻管道之间的垂直净距离（m） 表3-3序号项目地下燃气管道（当有套管时，以套管计）1给水管、排水管或其他燃气管道0.152热力管的管沟底（或顶）0.153电缆直埋0.50在导管内0.154铁路轨底1.205有轨电车轨底1.00如受地形限制无法满足表3-2和表3-3时，经与有关部门协商，采取行之有效的防护措施后，表3-2和表3-3规定的净距，均可适当缩小，但次高压燃气管道距建筑物外墙面不

28、应小于0.3m，中压管道距建筑物基础不应小于0.5m且距建筑物外墙面不应小于1m，低压管道应不影响建（构）筑物和相邻管道基础的稳固性。次高压A燃气管道距建筑物外墙面6.5m时，管道壁厚不应小于9.5mm；管壁厚度不小于11.9mm或小于9.5mm时，距外墙面分别不应小于表3-5中地下燃气管道压力为1.60MPa的有关规定。表3-2和3-3规定除地下燃气管道与热力管的净距不适于聚乙烯燃气管道和钢骨架聚乙烯塑料复合管外，其他规定均适用于聚乙烯燃气管道和钢骨架聚乙烯塑料复合管道。聚乙烯塑料管道与热力管道的净距应按国家现行标准聚乙烯燃气管道工程技术规程（CJJ63）执行。3.2.5 燃气管道穿越铁路、

29、河流等障碍物的方法1. 燃气管道穿越铁路、高速公路、电车轨道和城镇交通干道城镇燃气管道穿越铁路、高速公路、电车轨道和城镇交通干道一般采用地下穿越，而在矿区和工厂区，一般采用架空敷设。燃气管道宜垂直穿越铁路、高速公路、电车轨道和城镇主要干道。（1）燃气管道穿越高速公路、电车轨道和城镇交通干道 燃气管道穿越高速公路、电车轨道和城镇交通干道时宜敷设在套管或地沟内。见图3-7和图3-8。套管内径应比燃气管道外径大100mm以上，套管或地沟两端应密封，在重要地段的套管或地沟端部宜安装检漏管；套管端部距电车轨道不应小于2.0m；距道路边缘不应小于1.0m。（2）燃气管道穿越铁路 燃气管道穿越铁路时（图3-

30、9），套管宜采用钢管或钢筋混凝土管，套管内径应比燃气管道外径大100mm以上。套管两端与燃气管的间隙应采用柔性的防腐、防水材料密封，其一端应装设检漏管；铁路轨底至套管顶不应小于1.20m，套管端部距路堤坡脚外距离不应小于2.0m。穿越的管段不宜有对接焊缝；无法避免时，焊缝应采用双面焊或其他加强措施，须经物理方法检查，并采用特级加强防腐。穿越电气化铁路以及铁路编组枢纽一般采用架空跨越。（3）燃气管道架空敷设 室外架空的燃气管道，可沿建筑物外墙或支架敷设。中压和低压燃气管道，可沿建筑耐火等级不低于二级的住宅或公共建筑的外墙敷设；次高压B、中压和低压燃气管道，可沿建筑耐火等级不低于二级的丁、戊类生产厂房的外墙敷设。沿建筑物外墙敷设的燃气管道距住宅或公共建筑物门、窗洞口的净距：中压管道不应小于0.5m，低压管道不应小于0.3m，燃气管道距生产厂房建筑物门、窗洞口的净距不限。架空燃气管道与铁路、道路、