某开发区进行燃气管网的规划设计能源工程专业毕业设计毕业论文.doc

摘 要城镇燃气化是城市现代化的重要标志之一。城镇燃气在发展生产、 提高人民生活水平、节约能源、减轻污染、改善环境等方面起着重要作用。本设计主要是针对开发区进行燃气管网的规划，该设计采用天然气为气源，燃气管道主要采用钢管。首先根据城市的面积及人口情况对开发区的燃气需用量进行确定，然后根据用气量及规划要求进行管网设计。在设计燃气管网时，应全面考虑经济、技术等方面因素，选择经济合理的最佳方案。因此本设计选用了中压一级管网系统。根据管网的布置和流量，经过水力计算的一系列步骤确定管径；再将管径作为已知条件，再选取调压设施以及用户燃具后满足供应的压力要求，设计具有一定的技术性和经济性。关键词：天然气 管网 用气量 管径AbstractUniversality of Gas in city is an important sign of the modernization of city. In the development and production of city, improving living standards, energy conservation, reducing pollution and improving the environment, gas plays as an important role. The theme of this paper is to design the gas network in the development zone, taking the natural gas as the gas source, the steel pipe as the main gas pipeline. Firstly, according to the city area and the demographic situation of the development zone to determine the amount of gas needed; and secondly to design the network according to the gas consumption and the requirements of the plan. In the design of gas pipeline network, the economic, technological and other factors should be considered Comprehensively; finally, choose the best economical solution. therefore this design has selected center presses level of pipe networks systems.In the above pipe network system, used the region to adjust the pressure to stand to the region air feed way. According to pipe network arrangement and current capacity, process water power computation a series of steps definite caliber; Again the caliber took the datum, after selects the accent to press the facility as well as the user again burns has satisfies the supply the pressure request. The design has the very good technical nature and the efficiency.Keywords: The Natural gas The pipe network Gas consumption Diameter 目 录 第一章 绪 论11.1 概述11.2 自然地理环境概况11.2.1 地理位置11.2.2 气候条件21.3 设计原始资料21.3.1 城市面积21.3.2 燃气用户21.4 设计范围2第二章 燃气的性质计算32.1 气源32.2 气体性质32.2.1 平均分子量32.2.2 平均密度和相对密度42.2.3 粘度42.2.4 爆炸极限52.2.5 混合物的热值62.2.6 华白数72.3 燃气质量要求及燃气的加臭72.3.1 城镇燃气质量要求72.3.2 城镇燃气的加臭8第三章 燃气需用量及供需平衡93.1 用户类型及供气原则93.2 城市用气量103.2.1 居民生活用户用气量103.2.2 商业用户用气量113.2.3 工业企业用户用气123.2.4 其他用气量133.3 各类用户用气量计算汇总133.4 计算流量133.5 燃气输配系统的供需平衡143.6 储气罐153.6.1 所需储气量153.6.2 高压球型储气罐容积的确定17第四章 输配系统方案的选择184.1 城镇燃气输配系统的组成184.2 燃气管网系统的选择18第五章 输配管网的布置205.1 城镇燃气管道的布线原则205.1.1 管线布置依据205.1.2 高、中压管网的平面布置205.1.3 低压管网的平面布置215.1.4 管道的纵断面布置225.2 燃气管道穿越障碍物的设计245.2.1 跨越工程的设计考虑245.2.2 燃气管道穿越公路245.2.3 穿越道铁路设计245.2.4 燃气管道穿（跨）越河流255.3 燃气管道的防腐方法265.3.1 绝缘层防护法265.3.2 燃气管道的阴极保护方法26第六章 输配管网的水力计算286.1 开发区输配系统选择及管网布置286.1.1 开发区燃气管网系统的选择286.1.2 开发区管网输配流程286.1.3 管网系统压力参数296.2 中压环网水力计算296.2.1 计算各环单位长度途泄流量296.2.2 各管段的计算流量306.2.3 确定各管段的管径306.2.4 校正计算316.2.5 零点移动336.3 中压枝网水力计算33第七章 小区及室内管网设计357.1 工程概况357.2 小区燃气管道布置及水力计算357.2.1 确定管材357.2.2 花园小区管道布置357.2.3 小区水力计算357.4 室内燃气管道的布置及水力计算367.4.1 室内设计资料367.4.2 室内管道的设计367.4.3 画出水力计算图（系统图或立面图）377.4.4 室内燃气管道水力计算377.2.5 管段流量的计算38第八章 调压站设计408.1 调压站的分类408.1.1 按使用性质分类408.1.2 按建筑形式分类408.1.3 按调解压力范围分类418.2 调压站的选址418.3 调压站的组成418.4 调压站的布置438.4.1 区域调压站438.4.2 专用调压站448.4.3 楼栋调压箱44第九章 工程概预算459.1 安装工程预算的组成459.1.1 安装工程预算的构成459.1.2 直接费459.1.3 间接费469.1.4 利润及税金469.2 室内民用燃气工程工程量计算479.2.1 民用燃气管道、管道附件及常用燃气用具安装479.2.2 工程量计算规则及定额套用489.2.3 管道工程量计算49致 谢51参 考 文 献5254河南城建学院本科毕业设计（论文）参 考 文 献第一章 绪 论1.1 概述城市燃气是现代化城市人民生活和工业生产的重要能源。发展城市燃气可以节约能源，减轻城市污染，提高人民生活水平，促进工业生产，提高产品质量，对加速建设现代化城市，改善城市的生态环境和投资环境具有重要意义，其社会综合效益显著。城市燃气的发展水平也是城市现代化水平的重要标志之一，是建设现代化城市的必要条件。随着社会的发展进步，人类对生存环境的要求越来越受到重视，传统的以燃煤为主的燃料消费结构对环境造成的巨大影响，也越来越被人类所共识，治理环境刻不容缓。增加优质能源在城市能源消费结构中所占的比重，特别是加大城市燃气的利用，可以大大减少主要大气污染物二氧化硫、烟尘的排放量，是减少大气污染物对人体损害，提高人民生活质量的最为直接、有效的方式。城市燃气燃烧后的废气中二氧化硫、氮氧化物的含量远低于其它燃料。发展城市燃气，具有较好的社会效益、经济效益。利用城市气作为工业用燃料，可以提高工业产品质量和设备利用效益，节约能源；可以完善城市市政公共设施，改善城市的投资环境，社会效益和经济效益显著。随着我国城镇居民生活水平的提高，人民对生活的舒适性有了更高的要求，经济性不再是消费者追求的唯一目标。大力发展利用城市燃气，可以减轻城市居民生活的劳动量及劳动强度、改善家居环境，降低或消除液化石油气在运输、储存、销售、使用等环节上的安全隐患。使用天然气在经济上比使用液化石油气及电能具有一定的优势。“我国天然气大发展时代已经到来”。随着社会的发展和生产、生活文明程度的提高，要求天然气工业有较快的发展，以改善能源结构，保护大气环境。实现城市民用燃料气体化是城市现代化的重要标志之一，城市燃气使用采用管道供应是现代化城市的发展趋势，也是城市燃气使用事业的发展方向。1.2 自然地理环境概况1.2.1 地理位置新乡市地处河南省北部，南临黄河，与省会郑州、古都开封隔河相望；北依太行，与鹤壁、安阳毗邻；西连煤城焦作，与晋东南接壤；东接油城濮阳，与鲁西相连，是豫北的经济和交通中心，是中原城市群重要城市之一。1.2.2 气候条件新乡地处北纬3518，东经11354属暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬寒夏热，秋凉春早，年平均气温14；7月最热，平均27.3C ；1月最冷，平均0.2C ；最高气温42.7，最低气温-21.3。年均湿度68%，最大冻土深度280mm。 1.3 设计原始资料1.3.1 城市面积由平面图计算得出，城市面积为24.5平方公里，人口密度为8000人/平方公里。城市气化率：气化率为90。1.3.2 燃气用户三大类用户，分别为居民用户，商业用户和工业企业用户，不考虑采暖通风和空调用气量，燃气汽车用气量。 1.4 设计范围设计范围：门站围墙外阀门起至楼栋调压器的全部中压管道及所有庭院低压管道。第二章 燃气的性质计算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。所以从燃气输配、燃烧应用和燃气互换性方面考虑，为了使燃气输配企业和燃烧设备制造厂都遵守一个共同的准则，必须将燃气进行分类。按燃气气源的种类通常可把燃气分为天然气、人工燃气、液化石油气和生物气等。2.1 气源本设计气源选择天然气，其组分如下：成分百分比90.5%2.8%2.4%1.5 %2.8%2.2 气体性质2.2.1 平均分子量混合气体的平均分子量按下式计算 （2.1） 式中 混合气体平均分子量； 各单一气体容积成分（%）； 各单一气体分子量。2.2.2 平均密度和相对密度 混合气体的平均密度按下式计算 (2.2) 混合气体的相对密度 (2.3)式中 混合气体平均密度（）;标准状态下各单一气体密度（）；混合气体相对密度（空气为1）；标准状态下空气的密度。2.2.3 粘度混合气体的粘度与气体中各组分的质量分数有关，而各组分的质量成分可由式求得。 （2.4） 式中 各单一气体容积成分（%）；相应各组分在0时的动力粘度（Pas）。则可求得设计中所用燃气中各组分的质量成分。各成分的质量分数计算如下： 动力粘度按照式（2.5）计算 （2.5） 式中 混合气体动力粘度（）；各组分的质量成分（%）；相应各组分的动力粘度（）。运动粘度按照式（2.6） （2.6）式中 混合气体的运动粘度（）；混合气体动力粘度（）； 混合气体平均密度（）2.2.4 爆炸极限可燃气体与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。其有爆炸上限和爆炸下限之分。其计算公式如下： （2.7）式中 含有惰性气体的混合气体的爆炸下(上)限(体积)；由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在混合气体中的容积成分()；由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在该混合比时的爆炸极限()；未与惰性气体组合的可燃气体成分在混合气体中的容积成分()；未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限(体积)。将组分中的惰性气体按要求与可燃气体进行组合，即： 由图查得混合组分在上述混合比时的爆炸极限相应为5%16%和4%16%按下式计算该天然气的爆炸极限为： 式中 爆炸下限（%）；爆炸上限（%）。2.2.5 混合物的热值可燃气体与空气完全燃烧时放出的放出的热量称为可燃气体的热值，根据燃烧产物中水分的形式可分低发热值和高发热值。其计算公式如下： （2.8）则设计中所用燃气的高发热值为 设计中所用燃气的低发热值为式中 燃气高低热值();各单一气体低热值()；各单一气体容积成分（%）。2.2.6 华白数燃气性质中影响燃烧特性的参数主要有燃气的热值H、相对密度s及火焰传播速度(即燃烧速度)。为此导出与热值和相对密度有关的综合系数，即华白指数。 华白指数 (2.9) 式中 华白指数（）；燃气低热值() ；混合气体相对密度（空气为1）。2.3 燃气质量要求及燃气的加臭2.3.1 城镇燃气质量要求城镇燃气质量指标应符合下列要求：1.城镇燃气（应按基准气分类）的发热量和组分的波动应符合城镇燃气互换的要求；2.城镇燃气偏离基准气的波动范围宜按现行的国家标准城市燃气分类GB/T13611的规定采用，并应适当留有余地。3.采用天然气做气源时，天然气的质量指标：（1）天然气的发热量、总硫量和硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准天然气GB17820的一类气或二类气的规定；（2）在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的烃露点应比最低环境温度低5；天然气中不应有固态、液态或胶状物质。主要规定叙述如下：1)天然气的高热值大于31.4；2）总硫量小于270；3）硫化氢含量小于20；4）二氧化碳含量小于3%（体积）；5）无游离水。2.3.2 城镇燃气的加臭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。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。城镇燃气中加臭剂的最小量：一是无毒燃气（一般指不含一氧化碳、氰化氢等有毒成分的气体）泄露到空气中，达到爆炸下限的20%时，应能察觉；二是有毒燃气（一般指含一氧化碳、氰化氢等有毒成分的气体）泄露到空气中，达到对人体允许的有害浓度时，应能察觉。对于以一氧化碳为有毒成分的燃气，空气中一氧化碳含量达到0.02%（体积分数）时，应能察觉。加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味，不应对人体、管道或与其接触材料有害，其燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料。常用的加臭剂有四氢噻吩（THT）、三丁基硫醇、乙硫醇、乙硫醚、甲硫醚等。第三章 燃气需用量及供需平衡在设计燃气输配系统时，需要首先确定燃气管网的计算流量，而计算流量的大小又取决于燃气需用量和需用的不均匀情况。城市燃气需用量取决于用户类型、数量和用气量指标。3.1 用户类型及供气原则城市燃气用户包括以下几种类型：1、居民生活用户；2、商业用户；3、工业生产用户；4、其他用户。居民生活用户用气主要是用于日常的炊事和生活热水。商业用户是与城镇居民生活密切相关的一类用户，包括职工食堂、饮食业、旅馆、理发店、浴室、洗衣房、医院、幼儿园、托儿所、机关、学校和科研机关等。燃气主要是用于炊事和热水供应。工业企业用户主要是用于生产工艺。其他用气主要包括两部分，一部分是官网的漏损；另一部分是因发展过程中出现没有预见的新情况而超出了原计算流量。供气原则不仅涉及到国家的能源政策，而且和当地的具体情况、条件密切相关。在确定用气量分配时，一般优先发展民用用气，即居民生活用气和商业用气，它们是城镇燃气供应的基本对象，其中，又应优先供给居民生活用户。居民生活用户和商业用户数量多，而且分散，把燃气优先供给这些用户可以提高热效率， 节约能源，改善大气和环境污染，节约劳动力，减少城市交通运输。在发展民用用户的同时，也要发展一部分工业用气，二者兼顾，这有利于提高气源生产企业的经济效益，减少储气容积，增加售气收费，有利于用气负荷的平衡等。对于工业用户，应优先供给工艺上必须使用燃气，用气量又不大，自建煤气发生站又不经济的企业。3.2 城市用气量3.2.1 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。各种影响因素对居民生活用户用气量指标的影响无法精确确定，通常根据居民生活用户用气量实际统计资料，经过综合分析和计算得到用气量指标。当缺乏用气量的实际统计资料时，可根据当地的实际燃料消耗量、生活习惯、燃气价格、气候条件等具体情况，按表3.1确定。表3.1 城镇居民生活用气量指标城 镇 地 区有集中采暖的用户无集中采暖的用户东 北 地 区2 3032 7211 8842 303华东、中南地区2 0932 303北 京2 7213 1402 5122 931成 都2 5122 931注： 本表系指一户装有一个燃气表的居民用户，在住宅内做饭和热水的用气量。不适用于瓶装液化石油气居民用户。“采暖”系指非燃气采暖。 燃气热值按低热值计算。气化百分率是指城镇居民使用燃气的人口数占城镇居民总人口数的百分数。一个城镇的气化百分率很难达到100%，因为有一部分房屋结构不符合安装燃气设备的条件或居民点远离城市燃气管网。居民生活用户用气量：新乡经济开发区的人口密度为8000人/平方公里，该区的面积为24.5平方公里，人口为15万人左右，气化百分率为90%。根据居民生活用气定额、居民人数、气化百分率即可计算出居民生活年用气量 （3.1）式中 居民生活年用气量（）； 居民人数（人）; 居民生活用气定额,查表定为2100 ; 气化百分率（%）； 燃气低热值（）。本设计中开发区居民年用气量为：3.2.2 商业用户用气量商业用户用气量取决于商业用户用气量指标（用气定额）、城市居民人口数及商业设施标准。影响商业用户用气量的因素很多，主要有城市燃气的供应状况，燃气管网布置情况，商业的分布情况，居民使用公共服务设施的程度，用气设备的性能、热效率、运行管理水平和使用均衡程度以及地区的气候条件等。应按商业用户用气量的实际统计资料分析确定用气量指标。当缺乏用气量的实际用气量统计资料时，也根据当地的实际燃料消耗量、生活习惯、燃气价格、气候条件等具体情况。参照新乡经济开发区的标准及燃气工程技术手册确定用气量指标表3.2商业用气量指标表序号用户类别用气量指标q商业设施标准Bi1职工食堂2000MJ/人.a400人/千人2饮食业8500MJ/座.a50座/千人3托儿所、幼儿园（全托）2000MJ/人.a100人/千人4旅馆、招待所有餐厅4000MJ床位.a2人/千人无餐厅800MJ/床位.a1床位/千人5医院4000MJ/床位.a5床位/千人6高级宾馆9500MJ/床位.a10床位/千人7学校1500MJ/人.a90/千人商业用户年用气量可按下式计算： （3.2）式中 公共建筑年用气量（）；某一类商业设施标准；居民人口数（人）；某一类用途的用气量指标；燃气低热值（）。本设计中开发区商业用户年用气量为： =4.7210 6 m3/a3.2.3 工业企业用户用气工业企业燃气用户主要用于生产工艺。工业企业生产用气设备的燃气用量，应根据热平衡计算确定；或参照同类型用气设备的用气量确定；或由原有加热设备使用其他燃料的消耗量折算确定，根据实际情况确定工业企业用户用气量。开发区使用天然气的工业用户有：华宇铝业 三班制企业 3000Nm/天 3000350=105 太行振动 三班制企业 2500Nm/天 2500350=87.5 合力焊剂 两班制企业 2000Nm/天 2000350=70 轻研材料厂 两班制企业 1800 Nm/天 1800350=63 本设计中开发区工业企业用户用气量为： =（105+87.5+70+63） =3.25 3.2.4 其他用气量包括管网的漏损量和未预见量，一般其他用气量按总用气量的3%5%计算。本设计中开发区其它用气量为：=（7.6+4.72+3.25）1065% =0.78 3.3 各类用户用气量计算汇总新乡经济开发区年总用气量为：=（7.6+4.72+3.25+0.78）=16.35 3.4 计算流量在设计燃气输配系统时，需用到燃气的计算流量。计算流量的大小，直接关系到燃气输配系统的经济性和可靠性。计算流量偏大，输配系统的金属耗量和基建投资都会增加；偏小，又会影响用户的正常、可靠用气，因而应合理确定燃气的计算流量。 城镇燃气管道的计算流量，应按计算月的高峰日小时最大用气量计算。确定方法有：不均匀系数法和同时工作系数法。根据实际统计资料及参考资料，本设计确定新乡经济开发区城镇居民和商业用户的用气不均匀系数为： =1.3； =1.2； =3.0居民生活和商业用户燃气小时计算流量(0和101.325kPa)，宜按下式计算： （3.3）式中 燃气小时计算流量(m3h)；年燃气用量(m3a)；月高峰系数；日高峰系数；小时高峰系数。总用气量 =7028.8Nm/a其中居民和商业用户小时流量为=6581.9 Nm/a每人每小时的用气量 Nm/(人小时)3.5 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。目前，用以调节用气不均匀性的有效方法有：1改变气源的生产能力和设置机动气源改变气源的生产能力和设置机动气源，应考虑气源的运转和启停的经难易程度以及气源生产负荷变化的可能性和变化的幅度，还应考虑供气的安全行、可靠性、和技术经济的合理性。经机动气源调整掺混后的燃气应符合城市燃气的质量要求和互换性要求。2利用缓冲用户进行调节城市燃气供应的缓冲用户是一些大型的工业企业和锅炉房等可使用多种燃料的设备。在夏季用气处于低谷时，可将多余燃气供应给这些缓冲用户使用，而在冬季用气高峰时，这些缓冲用户可改用其他燃料。这样可以调节季节性不均匀和一部分日用气不均匀。3利用储气设施进行调节输配系统的储气罐、高压燃气管束储气及长输干管末端储气，都可用于调节日和小时的用气不均匀性，但不能调节月用气的不均匀性。3.6 储气罐3.6.1 所需储气量本工程采用储气罐来调节燃气供需平衡。计算月最大日用气量为7万，每小时用气量占日用气量的百分数如表3.3所示：表3.3 每小时用气量占日用气量的百分数时间0112233445566778每小时用气量占用气量的百分数（%）1.951.501.412.001.602.914.105.06时间8-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-16每小时用气量占用气量的百分数（%）5.205.216.306.444.904.814.764.75时间16-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24每小时用气量占用气量的百分数（%）5.807.626.154.584.483.222.802.45储气罐用于调节日用气不均匀性，按每日气源供气量为100%，气源均匀供气，则每小时平均供气量为从零时起，计算燃气供气量累计值与用气量累计值，两者的差值即为该小时的燃气储存量。计算结果如表3.4所示。 在燃气储存量中找出正、负的最大值，即13.70%和-4.03%，取绝对值相加得13.70%+4.03%=17.73%。所需的储气量为 表3.4 储气量计算表小时燃气供应量的累计值用气量燃气的储存量该小时内累计值014.171.951.952.22128.341.53.454.892312.51.414.867.643416.6726.869.814520.841.68.4612.3856252.9111.3713.636729.174.115.4713.77833.345.0620.5312.818937.55.225.7312.0791041.675.2130.9410.73101145.846.337.248.61112506.4443.686.32121354.174.948.585.59131458.344.8153.394.95141562.54.7658.154.35151666.674.7562.93.77161770.845.868.72.141718757.6276.32-1.32181979.176.1582.47-3.3192083.344.5887.05-3.71202187.54.4891.53-4.03212291.673.2294.75-3.08222395.832.897.55-1.7223241002.4510003.6.2 高压球型储气罐容积的确定按公式（3.4） (3.4)式中 储气罐的有效储气容积（）； 储气罐的几何容积（）； 储气罐的最高工作压力（）； 储气罐的最低工作压力，()； 生产调度安全系数（设为1.8）。则本设计中开发区所需储气罐容积为：选择储气罐的容积为1000，即本设计需要两个高压球形储气罐。第四章 输配系统方案的选择4.1 城镇燃气输配系统的组成管道输配系统一般由接受站(或门站)、输配管网、储气设施、调压设施以及运行管理设施和监控系统等共同组成。 高压燃气必须通过调压站才能送入中压管道、工艺需要高压燃气的大型工厂企业。城镇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枝状管道，但应逐步构成环网。燃气管网多数呈环状连接，环状管网与枝状管网的主要区别在于：（1）环状管网由一些管道封闭成环，可同时由一条或几条管道给某管段输送燃气，而枝状管段只能由一条管道供气。（2）燃气管道成环连接，是为了保证管网工作的可靠性，当管网中任一管段出现问题而不能正常供气时，可由其他管段负责其负荷的输送，从而对管网工作的影响达到最小。（3）枝状管道中变更某一管段的直径时，不影响其他管段的流量分配，只导致管道起点压力的改变；环状管网中变更某一管段的直径，就会引起所有其他管段流量的重新分配，并改变管段管网内各点的压力值。城镇、工厂区和居民点可由长距离输气管线供气，个别距离城镇燃气管道较远的大型用户，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外，单个的居民用户不得与长输管线连接。4.2 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单级管网系统。该系统以天然气为气源，采用储气罐储气。燃气自气源厂送入城镇燃气储配站，经调压送入中压输气干线，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入用户燃具前。该系统减少了管材，故投资省，比中、低压二级管网系统节省管网投资20%左右。由于采用了箱式调压器或用户调压器供气，可保证所有用户炤具在额定压力下工作，从而提高了燃烧效率。但该系统运行维护费用较高，安装水平要求高，供气安全性比低压单级管网差。街道狭窄、房屋密度大的老城区和不能保证安全距离的地区不宜采用，新城区和安全距离可以保证的地区应优先采用。由于新乡经济开发区属于新城区且安全距离可以保证，所以选择该系统。高压、中压燃气干管上，应设置分段阀门，在其支管上的起点处，也应设置阀门，在调压站的进出管上、过河燃气管道的两端与铁路和公路干线相交的两侧均应设置阀门。阀门应设置在非常必要的地方，以便在检修、处理故障或进行改建扩建时，可关断个别管段而避免出现大片用户停气的情况。当然，每增加一个阀门，既增加了投资，也增加了漏气的可能性。区域调压站的主要设备是调压器，调压器将压力较高的燃气降压，并保证其出口具有给管网供气的压力。区域调压站的数量应由技术经济计算决定。调压站宜布置在其供气区的中心，并应靠近管道的汇交点。调压站一般应设在地上单独的建筑物内。特殊情况下，也可设在地下但应便于地上维修。第五章 输配管网的布置5.1 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。5.1.1 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。在决定城镇中不同压力燃气布线问题时，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）道路现状和规划。（4）街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况。（5）所输送燃气的含湿量、必要的管道坡度、街道地形变化情况。（6）与该管段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。（7）线路上所遇到的障碍物情况。（8）土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度。（9）该管道在施工、运行和发生故障时，对交通和人民生活的影响。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。在布线时，要决定燃气管道沿城镇街道的平面和纵断面位置。5.1.2 高、中压管网的平面布置高、中压管网的主要功能是输气，并通过调压站向低压各环网配气。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高中压管道可连接成环状管网、也可布置成枝状管网，但要保证供气安全可靠。2高压管道宜布置在城镇边缘或有足够安全距离的地带，尽量避免在车辆来往频繁或闹市区的主要干线敷设，否则对施工和管理、维修造成困难。3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。4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。5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。6高、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。7高、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，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。8地下燃气管道不得从建（构）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；不能与其它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。9为了便于管理、维修或接新管时切断气源，高中压管道在下列地点需设阀门：（1）气源厂的出口；（2）储配站、调压室的进出口；（3）分支管的起点； （4）重要的河流、铁路两侧(单支线在气流来向的一侧)；（5）管线分段阀门，一般每公里设一个阀门。5.1.3 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。2低压管道直接与用户相连，而用户数量随着城镇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。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低压管道一般可以沿街道的一侧敷设，在遇到下列情况可双侧敷设：（1）在有轨电车通行的街道上；（2）街道宽度大于20m；（3）横穿街道的支管过多；（4）输气量大，而道路条件限制不允许敷设大口径管道。 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为保证和提高低压管网供气可靠性，低压管网的相邻调压室之间连通管道的管径应大于相邻管网的低压管道管径。7地下燃气管道与建筑物、构筑物基础或相邻管道之间的水平净距不应小于表5.1的规定，当采取行之有效的防护措施后，表的规定可适当降低。 表5.1 地下燃气管道与建（构）筑物基础或相邻管道之间的水平净距（m）序 号项 目地 下 燃 气 管 道低压中 压次 高 压BABA1建（构）筑物基础0.711.5外墙皮（出地面处）4.56.52给水管0.50.50.511.53污水、雨水排水管11.21.21.524电力电缆（含电车电缆）直埋0.50.50.511.5在导管内11111.55通讯电缆直埋0.50.50.511.5在导管内11111.56其它燃气管道DN300mm0.40.40.40.40.4DN300mm0.50.50.50.50.57热力管直埋1111.52在管沟内11.51.5248电杆（塔）的基础35kV1111135kV222559通讯照明电杆（至电杆中心）1111110铁路路堤坡脚5555511有轨电车钢轨222225.1.4 管道的纵断面布置在决定纵断面布置时，要考虑下列各点：（1）管道埋深 地下燃气管道埋设深度主要考虑地面动负荷，特别是车辆重负荷的影响，并在土壤冰冻线以下。管道覆土厚度（路面至管顶）应遵守下列规定：埋设在车行道下时，不得小于0.9m；埋设在非车行道下时，不得小于0.6m；埋设在庭院内时，不得小于0.3m；埋设在水田下时，不得小于0.8m。随着干天然气的广泛使用以及管道材质的改进，埋设在人行道、次要街道、草地和公园的燃气管道可采用浅层敷设。（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。排水器之间距离，一般不大于500m。（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，也不得与其他地下设施上下并置。（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（污水干管、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，应按规范规定保持一定的最小垂直净距见表5.2。如受地形限制，燃气管道按有关规范要求以及埋设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，在保证输送的湿燃气中的冷凝物不致冻结，管道也不致遭受机械损伤的情况下，则可适当降低标准。表5.2 地下燃气管道与建（构）筑物基础或相邻管道之间的垂直净距（m） 序号项 目地下燃气管道（当有套管时，以套管计）1给水管、排水管或其它燃气管道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1.005.2 燃气管道穿越障碍物的设计5.2.1 跨越工程的设计考虑首先考虑确保管道与穿跨越处的交通设施的安全性,并对运输,防洪,河道形态,生态环境,以及水工构筑物,码头,桥梁等不构成不利影响,管道穿跨越应服从线路总体走向，线路布局应服从穿跨越位置的选定。选定穿跨越位置应考虑地形及地质条件，具有合适的施工现场与方便交通条件。在此基础上进行穿跨越工程位置多方案的选择。应对整个工程方案的技术经济比较，采用可行技术，节约投资。一般情况穿越方式优于跨越方式。在管道穿跨越工程设计应取得相关主管部门的同意后，方可进行。5.2.2 燃气管道穿越公路燃气管道在穿越一、二、三级公路或城镇主干道时，宜敷设在套管或地沟内。套管直径应比燃气管道直径大100mm以上，保护套管端部伸出长度距路堤坡脚距离不应小于1.0m。套管或地沟两端应密封，在重要地段的套管或地沟端部应装检漏管。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。穿越一般公路或城镇次要道路时，可以不用保护套管或地沟，采用直接埋设。5.2.3 穿越道铁路设计燃气管道穿越铁路时要垂直穿越。燃气管道在铁路，应敷设在钢套管或钢筋混凝土套管内。穿过铁路干线时，应敷设在涵