10级燃气配指导书.docx

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10级燃气配指导书

燃气输配课程设计指导书

第一节负荷计算

一、燃气年需用量计算

1、居民生活用气量

居民生活的燃气用量和燃气用具的配置、气候条件、有无集中热水供应等许多因素有关，很难精确估计，通常根据实际统计资料分析而得的用气定额来计算。

根据供气区面积、人口密度、燃气热值以及用气量指标，计算出居民气化人口、年用气量及年平均日用气量。

供气区面积可选取图中有道路覆盖的区域面积。

气化率是指城市气化人口占总人口的比例，本设计规划管网覆盖整个供气区，没有涉及到城市总人口数，因此气化率可采用100％。

2、商业用户

商业用户主要是指学校、医院、饭店以及城市公共建筑等。

商业用气量与多种因素有关，比如城镇性质、职能划分、发展规模及趋势等。

襄阳各种公共商业建筑也在不断的增加，有商业购物中心、娱乐城、办公写字楼、商贸综合楼，有宾馆、酒店、职工食堂、茶馆，有医院、诊所、福利院、美容美发室，还有职校、中学、小学、幼儿园等。

这些公共或商业服务设施，有的规模庞大，有的规模较小，其热耗要求各不一样，要对其耗气量逐一分析计算是不现实的。

但是，对于整个城市来说，其城市商业用户的发展速度与其人口及经济增长率有着密切相关的联系，一般会随着人口与经济的增长成一定比例的增长。

襄阳在商业方面也较为发达，并且随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，商业用户的规模和数量也会扩大和增加。

商业用户在改用天然气后虽然会提高这部分用户的燃料成本，但环境和节能效益却是十分显著的。

考虑到商业用户的燃料成本在其经营成本中所占比例一般不高，对天然气价格有着一定的承受能力，同时随着以后环保要求的提高，继续使用燃煤生活锅炉可能会付出较高的环保成本（如烟尘处理、灰渣处理、排污费等），配合相关的政策支持，在城区内对燃煤生活锅炉逐步实行煤改气是切实可行的。

综上所述，商业用户耗气量按实际调查资料并适当考虑发展进行核算，在没有具体资料的情况下，商业用户的用气量按城市居民耗气量的一定百分比考虑，本课程设计按20%考虑。

3、工业用户

对于有承受能力、经济效益好、且环保需要整改的企业用天然气替代；对以电、柴油、重油、液化气等作为燃料的企业，如以天然气替代，将使企业燃料成本降低、产品质量提高，也计入天然气用户。

本设计直接给出了三个工业用户的耗热指标，可直接换算为用气量。

4、其它气量

其它用气量中主要包括两部分内容：

一部分是管网的漏损量；另一部分是发展过程中没有预见到的新情况而超出了原计算的设计供气量。

本设计其它用气量按总用气量的5%计算。

二、各类用户用气高峰系数

用气高峰性是城市燃气供应的重要特征，用气高峰系数包括：

月高峰系数、日高峰系数、小时高峰系数。

用气高峰系数是确定调压站、混气站、输配管网设计规模的重要参数。

1、居民及公共建筑用户用气高峰系数

居民及公共建筑用户的用气随季、日、小时的变化非常明显，其大小与城市性质、气候、供气规模、人口流动状况、居民生活水平和生活习惯等密切相关。

用气高峰系数可根据城市用气统计资料选取；对于以前基本没有管道燃气，没有管道燃气用户的用气统计资料的城市，可参照《城镇燃气设计规范》给出的用气高峰系数取值范围，结合同类城市的统计分析资料及当地的具体情况确定居民和公建用户的用气高峰系数。

（1）月高峰系数

影响居民生活及商业用户用气月不均匀性的主要因数是气候条件。

月高峰系数为计算月的平均日用气量和年平均日用气量之比。

下表为某城市的月不均匀系数，由表可得月高峰系数为Km＝1.2。

居民和商业用气月不均匀系数表1

月份

月不均匀系数

月份

月不均匀系数

1

1.163

7

0.91

2

1.2

8

0.91

3

1.15

9

0.91

4

1.05

10

0.92

5

0.96

11

0.93

6

0.93

12

0.98

合计

合计

12.00

本课程设计中，同学可在规范推荐的范围内选取一个值。

（2）日高峰系数

影响居民和商业用户用气日不均匀性主要取决与居民生活习惯。

在一周内星期一至星期五用气量变化较小，而周六、周日用气量增大。

日高峰系数为计算月中最大日用气量和该月平均日用气量之比。

下表为某城市计算月的日不均匀系数，由表可知日高峰系数为Kd＝1.18。

居民和商业用气日不均匀系数表2

星期

日不均匀系数

一

0.835

二

0.870

三

1.020

四

0.870

五

1.062

六

1.163

日

1.180

合计

7.000

本设计中，同上个指标一样，可在规范推荐的范围内选取一个值。

（3）小时高峰系数

居民和公建用户的用气小时高峰系数与供气规模密切相关，对统计资料的分析表明，用气户数越少，小时高峰系数越大，随着用气户数的增加，小时高峰系数将逐渐降低。

小时高峰系数为计算月中最大日的小时最大用气量和该日小时平均用气量之比。

小时高峰系数除在一天内受人们工作、生活作息时间变化呈现周期性变化外，与日高峰性系数类似，在一周内也呈现出较明显的周期性。

某城市计算月高峰日的小时不均匀系数见下表由表可知小时高峰系数Kh＝3.0。

居民和商业用气小时不均匀系数表3

小时段

不均匀系数

小时段

不均匀系数

0－1

0.29

12－13

0.97

1－2

0.28

13－14

0.65

2－3

0.37

14－15

0.51

3－4

0.20

15－16

0.95

4－5

0.34

16－17

1.66

5－6

1.02

17－18

2.40

6－7

1.15

18－19

1.50

7－8

1.23

19－20

0.82

8－9

1.22

20－21

0.50

9－10

1.55

21－22

0.33

10－11

3.00

22－23

0.28

11－12

2.58

23－24

0.20

合计

合计

24.00

本设计按任务书中给出的数据选取。

2、工业用户用气高峰系数

工业用户用气的高峰系数主要与其用气设备的年工作日及生产班制有关，一般情况下，工业用户的月用气及日用气是较均匀的，主要考虑其小时不均匀性。

（1）月高峰系数

工业企业的月不均匀性主要取决于生产工艺的性质，连续生产的工业企业及工业炉用气比较均匀，一般按均匀用气考虑。

即月高峰系数Km＝1.0

（2）日高峰系数

工业用户在正常工作日的日用气量变化不大，但在停产及检修期则不用气，因此，其日高峰系数主要取决于年工作日数。

本设计不考虑工业用户的日用气不均匀性，日高峰系数Kd＝1.0。

（3）小时高峰系数

工业用户用气的小时不均匀性主要与生产班制有关，在工作时间内，认为用气是均匀的，因此，小时高峰系数一般按下述数值选取：

一班制用户：

Kh=3.00

二班制用户：

Kh=1.50

三班制用户：

Kh=1.00

三、计算月平均日和高峰小时用气量

计算高峰用气量时，认为各类用户的用气高峰是重叠的，可以将各类用户的高峰用气量直接相加。

5％的其它气量按比例分摊到各类用户气量之中。

1、计算月平均日用气量

根据各类用户年用气量计算其平均日用气量；根据各类用户的年平均日用气量、月高峰系数计算其计算月平均日用气量。

2、高峰小时用气量（小时计算流量）

根据各类用户计算月平均日用气量、日高峰系数、小时高峰系数计算高峰小时用气量。

第二节管道布置

一、中压管网布置原则

根据已确定的中压管网压力级制，市区中压管网敷设，应遵循以下原则布置：

（1）根据城市总体规划，沿城市道路布置中压干管。

（2）主干管尽量靠近用气负荷集中的区域。

（3）主干管布置成环，以提高供气可靠性；但应尽量减少环密度，环内管网可采用枝状管网敷设，环枝结合敷设，在保证安全供气条件下方便维修及发展新用户。

（4）管道布置安全间距应满足《城镇燃气设计规范》、《城市工程管线综合规划》等相关规范的要求。

（5）在安全供气，布局合理的原则下，尽量减少穿跨越工程。

（6）避免与高压电缆平行敷设，以减少埋地钢质燃气管道的腐蚀。

二、管道布置及管网规划图

1、管网布线

每个城市沿城市道路布置燃气管网，并与城市气源相连。

根据城市道路分布情况，设置3～5个环路，环路分布尽量均匀。

在说明书中说明主要管线的线路走向。

2、管网规划图

在给定的城市平面图上绘制管线，用粗实线表示，并标注各管段的管径。

另外，图中气源、管线等用图例标出，标题栏中写出图名、比例等。

第三节管网水力计算

一、管道计算流量

1、管道的途泄流量

根据管网布置，将城市供气范围划分为多个地块，求出每个地块居民生活和商业的小时计算流量，即为该地块的途泄流量。

除以周边管段长度，得到该地块对应的单位长度途泄流量。

与管段相邻地块单位长度途泄流量之和，乘以管道计算长度，得到管道途泄流量。

2、确定零点

零点的确定原则是离气源点最远，这样可以使气体流量分配尽量均匀，不妨将连接工业用户的位置作为零点。

零点的数量可以有多个。

选定零点以后，相应的气流方向也可确定。

3、转输流量的计算

从零点开始，按气流的反方向推算至气源点。

校核管网流量与供气区总用气量，两者应该一致。

4、管道的计算流量

二、管道计算压力降

1、管道的总计算压力降

根据已知的起点压力及末端压力计算。

2、单位长度计算压力降

三、管径计算与平差

1、选取管径

查图表选取，注意密度修正。

对相邻管径相差太大的管段进行调整。

2、水力平差

求出平差之后的管段流量、压力平方差及节点压力，校核管网最低压力是否满足要求，否则，调整部分管道直径，重新平差计算。

3、绘制水力计算图

将管道的轮廓画出，只要保持管道之间的连接关系正确即可，不要求按比例绘制，在图中的管道上标出管道直径、长度、管道计算流量、压力降，在节点上标出节点流量、节点压力。

附录：

天然气特性参数

忠县天然气特性参数

项目

参数取值

组分，

体积百分比（％）

CH4

97.037

C2～4

0.713

CO2

1.277

H2O

0.004

N2

0.969

烃露点，℃

<-40︒C

水露点，℃

-10

气态密度，kg/Nm3

0.746

低热值，MJ/Nm3（kcal/Nm3，20︒C，1atm）

33.00（7881）

运动粘度，m2/s

14.18×10－6

华白指数，MJ/Nm3

51.71

燃烧势

38.88

中原油田液化天然气特性参数

项目

参数取值

组分，

体积百分比（％）

CH4

95.857

C2H6

2.936

C3H8

0.733

iC4H10

0.105

nC4H10

0.201

iC5H12

0.031

nC5H12

0.037

N2

0.085

其它

0.015

分子量，kg/kmol

17.3

气化温度，℃（0.3MPa）

-161.5

临界温度，℃

-82.3

临界压力，kg/cm2

45.8

液态密度，kg/m3（15.5℃）

460

气态密度，kg/Nm3

0.754

液态/气态膨胀系数，m3/m3LNG（20℃）

610

低热值，MJ/Nm3（kcal/Nm3）

36.15（8641）

运动粘度，m2/s

12.07×10－6

华白指数，MJ/Nm3

44.94

燃烧势

45.18

爆炸极限

5％～15％

新疆广汇液化天然气特性参数

项目

参数取值

组分，

体积百分比（％）

CH4

82.3

C2H6

11.2

C3H8

4.6

N2

0.08

其它

1.1

分子量，kg/kmol

19.58

气化温度，℃（常压）

-162

液态密度，kg/m3（15.5℃）

430~460

气态密度，kg/Nm3

0.872

液态/气态膨胀系数，m3/m3LNG（20℃）

600

低热值，MJ/Nm3（kcal/Nm3）

42.42（10100）

运动粘度，m2/s

11.42×10－6

华白指数，MJ/Nm3

56.91

燃烧势

42.41