燃气输配 第四章-城镇燃气管网系统.ppt

第四章城镇燃气管网系统,第一节城镇燃气管网的分类及选择,一、燃气管道分类（一）根据用途分类1.长输管线末端连接城市或大型用户，是区域供气的气源点2.城镇燃气管道（1）输气管道：门站（或气源）输送至城市配气管道间的管道；（2）配气管道：将燃气分配给各类用户。配气管道包括街区的和庭院的分配管道；（3）用户引入管：室外配气支管到用户室内燃气进口管总阀门之间的管道；（4）室内燃气管道：通过用户管道从用户引入管总阀门到各用户燃具和用气设备之间的燃气管道。3.工业企业燃气管道(1)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，分送到各用气车间的管道；(2)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)的管道；(3)炉前燃气管道：从支管将燃气分送给炉上各个燃烧设备的管道。,（二）根据敷设方式分类1.地下燃气管道：一般在城市中常采用地下敷设；2.架空燃气管道：在管道通过障碍时，或在工厂区为了管理维修方便，采用架空敷设。,（三）根据输气压力分类,居民用户和小型商业用户一般直接由低压管道供气。低压管道输送天然气时，压力不大于3.5kPa；输送气态液化石油气时，压力不大于5kPa；输送人工煤气时，压力不大于2kPa；。中压管道必须通过区域调压站或用户专用调压站才能给城市分配管网中的低压和中压管道供气，或给工厂企业、大型商业用户以及锅炉房供气。当只采用中压一级系统时，应在各居民用气小区或小型商业用户设调压箱。一般由城市次高压或高压燃气管道构成大城市输配管网系统的外环网。（次）高压燃气管道不仅是给大城市供气的主动脉，而且也可作为储气设施，平衡燃气日用气不均匀。（次）高压燃气必须通过调压站才能送入中压管道、高压储气罐以及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。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，经论证确系经济合理和安全可靠时，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。随着科学技术的发展，有可能改进管道和燃气专用设备的质量，提高施工管理的质量和运行管理的水平，城镇燃气管道可采用较高的压力，降低管网的总造价或提高管道的输气能力。（一般城镇燃气管道压力0.8MPa）。,二、城镇燃气管网及其选择(一)城镇燃气输配系统的构成1构成（1）低压、中压以及高压等不同压力等级的燃气管网。（2）门站、调压站或储气站。（3）管理设施和监控系统。2.原则(1)供气安全可靠，管理维修方便(2)经济效益好，投资和运行管理综合费用低(3)站室、构筑物、设备宜采用标准化和系列化(4)能够分期建设，分期投产,(二)城镇燃气管网系统的分类根据所采用的管网压力级制不同可分为：1.一级系统：仅用一种压力级制的城镇管网系统。只用中压或低压管网分配和供给燃气。一般只适用于小城镇供气。如供气范围较大时，则输送单位体积燃气的管材用量将急剧增加。2.两级系统：用两种压力级制的城镇管网系统。一般用中压和低压或高压和中压管网来分配和供给燃气。3.三级系统：用三种压力级制的城镇管网系统。设计压力一般为高压-中压-低压、次高压-中压-低压。4.多级系统：用三种以上压力级制的城镇管网系统。燃气输配系统中各级压力级制的管道之间通过调压装置连接。,(三)采用不同压力级制的必要性1.输气的经济性燃气由较高压力的管道输送，管道的管径可以选得小一些，管道单位长度的压力损失可以选得大一些，以节省管材。如由城镇的某一地区输送大量燃气到另一地区，则采用较高的输气压力比较经济合理，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。2.合理性如居民用户和小型商业用户需要低压燃气，而大型工业企业则需要中压或高压燃气。3.安全性在城镇未改建的老区，建筑物比较密集，街道和人行道都比较狭窄，不宜敷设高压或次高压管道。此外，由于人口密度较大，从安全运行和方便管理的观点看，也不宜敷设高压或次高压管道，而只能敷设中压或低压管道。同时，大城市的燃气输配系统的建造、扩建和改建过程要经过许多年，所以在城市的老区原先设计的燃气管道压力，大都比近期建造的管道压力低。,（四）燃镇管网系统的选择气源情况：燃气的种类和性质、供气量和供气压力、气源的发展或更换气源的规划；城镇规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、建筑特点、人口密度、居民用户的分布情况；原有的城镇供气设施情况；储气设备的类型；城镇地理地形条件，敷设燃气管道时遇到天然和人工障碍物（如河流、湖泊、铁路等）的情况；城镇地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划。设计城镇燃气管网系统时，应全面考虑上述诸因素进行综合，从而提出数个方案进行技术经济比较，选用经济合理的最佳方案。方案的比较必须在技术指标和工作可靠性相同的基础上进行。,三、城镇燃气管网系统举例（一）中压A-低压二级管网系统1.天然气从东西两个方向送入城市，燃气分配站对置设置2.无储气设施，用长输管线的末端储气3.中压管网连成环4.低压管网根据地理条件连成不相通的环,居民及小型商业用户通过用户引入管由低压管网直接供气（也可以中压管道直接入户，只是需设楼栋调压箱。）工业及大型商业用户通过工业调压室或区域调压室直接从中压管网或次高压管网引入低压管网有的是低压管道成环，有的只是主干成环。低压管网只将主干管连成环网是比较合理的，而次要一些的管道可以是枝状管。大型或中型城市的低压燃气管道分成一些互不相通的区域管网。为了使压力留有余量，以保证环网工作可靠，主环各管段宜取相近的管径。不同压力级制的管网之间应由调压室相互连接，其数量多少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。不同压力等级的管网应通过几个调压站来连接，以保证在个别调压站关断时仍能正常供气。阀门设置,（二）三级管网系统该城市原为中压B-低压两级管网，气源是煤制气，低压储气罐储气随着燃气供应事业的发展，天然气送入该市,修建了压力为3.5kPa低压、0.2MPa中压B和1.6MPa的次高压A三级管网。次高压环网的作用是储气调峰，同时为中压B管网提供气源；由于设置了次高压-中压调压站，为中压B管网增加了供气点，提高了中压B管网的供气能力，满足燃气负荷增加的需要。,（三）多级管网系统气源是天然气，原有供气系统由南北方向长输管线供气，管网系统为次高压A-中压A-中压B-低压组成的四级管网系统。城市发展后，用气量增加，由东侧引入高压A天然气，并建地下储气库，形成由高压A-次高压A-中压A-中压B-低压组成五级管网系统。地下储气库平衡季节用气不均匀；高压A、次高压A管道储气平衡日和小时用气不均匀。高压A管网为次高压A管网增加了供气点，提高了系统供气能力。,第二节城镇燃气管道的布线,一、城镇燃气管道布线依据地下燃气管道宜沿城市道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。必须考虑到下列基本情况：1.管道中燃气的压力、燃气的含湿量2.管道坡度、地下管道的密集程度和布置情况，该管道是主要管道还是次要管道3.街道布置情况、街道交通量、路面结构情况、土壤性质及冰冻线深度、线路上所遇到的障碍物情况、4.用户情况（与管道相连接的用户数量及用气情况）由于输配系统各级管网的输气压力不同，其设施和防火安全的要求也不同，而且各自的功能也有所区别，故应按各自的特点进行布置,二、高压燃气管道的布置高压管网的主要功能是输气，并通过调压站向压力较低管网各环网配气。一般按以下原则布置：1.城镇燃气管道通过的地区，应按沿线建筑物密集程度划分为四个管道地区等级，并根据管道所处的地区等级做出相应的管道设计。不同地区等级地下燃气管道建筑物和构筑物之间的水平和垂直净距应符合城镇燃气设计规范（GB50028）的规定。2.宜采用埋地方式敷设，个别地段需要架空敷设时，应采取安全保护措施。3.高压燃气管道不应通过军事设施、易燃易爆仓库，国家重点文物保护单位的安全保护区、飞机场、火车站、码头。当必须通过时，必须采取安全保护措施。,地区等级：按划定地段（沿管道中心线两侧各200m范围内，任意划分为1.6km长的地段）包括最多供人居住的独立建筑物数量划分注：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。一级地区：有12个或12个以下供人居住的独立建筑物。二级地区：有12个以上，80个以下供人居住的独立建筑物。三级地区：介于二级和四级之间的中间地区。有80个或80个以上供人居住的独立建筑物但不够四级地区条件的地区、工业区或距人员聚集的室外场所90m内铺设管线的区域。四级地区：4层或4层以上建筑物(不计地下室层数)普遍且占多数、交通频繁、地下设施多的城市中心城区(或镇的中心区域等)。,三、次高压、中压、低压燃气管道的布置（一）平面布置燃气管道不得从建筑物和大型构筑物的下面穿越。燃气管道与与建筑物（构筑物）之间保持必要的水平净距和垂直净距，符合城镇燃气设计规范（GB50028）的规定。燃气管道应按规划道路布线，并应于道路轴线或建筑物前沿平行，尽量避免在高级路面下敷设。低压管网每环边长控制在300-600m;低压管网直接与用户相连，环状管网为主体环，环枝结合。低压管道尽量布置在街区兼作庭院管道。,次高压管道宜布置在城市边缘，中压管道宜布置在用气区，并且易于与低压管道相连的道路上。但应尽量避开交通干道及城市繁华街道。次高压、中压管道应布置成环网，以保障输气和配气的可靠性。次高压、中压压管道应尽量靠近调压站、靠近大型工业用户(以缩短连接支管的长度)。次高压、中压管道应尽量避免穿越河流、铁路、主要公路、其他大型障碍物。,（二）纵断面布置1.地下燃气管道埋设的最小覆土厚度（埋深）应满足下列要求：埋设在车行道下时，不得小于0.9m。埋设在非车行道下时，不得小于0.6m。埋设在机动车不可到达的地方0.3m。2.输送湿燃气的管道，应埋设在土壤冰冻线以下，管道坡度不小于0.003。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。3.在一般情况下，燃气管道不得穿过其他管道，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套管内。并符合城镇燃气设计规范（GB50028）的规定。,燃气管道外的套管,4.燃气管道穿越铁路、高速公路、电车轨道和城镇主要干道时宜与之相垂直。穿越铁路和高速公路的燃气管道应加套管；燃气管道穿越电车轨道和城镇主要干道时宜敷设在套管或地沟内；对于穿过城镇非主干道，并位于地下水位以上的燃气管道，可敷设在过街沟里。5.燃气管道通过河流时，可采用穿越河底或采用管桥跨越的形式。当条件许可也可利用道路桥梁跨越河流。穿越河底：宜采用钢管，一般双管敷设，管道至河底的覆土厚度，对不通航河流不小于0.5m；对通航河流不应小于1.0m。应有0.003的坡度，考虑稳重。穿越重要河流的管道，在河流两岸设置阀门。管桥跨越：悬索式敷设在桥梁上：跨越河流的燃气管道，其管道的输送压力不应大于0.4MPa。,燃气管道穿越铁路和道路,燃气管道穿越河流,燃气管道悬索式跨越铁路,燃气管道沿桥敷设,第三节工业企业燃气管网系统,一、工业企业燃气管网系统的构成工厂引入管厂区燃气管道车间燃气管道车间调压装置(或工厂总调压室，设在工厂引入管之后)用气计量装置(炉前管道安全控制装置燃烧设备)1.一级系统(1)特点：低压(用气量小，否则会对其他低压用户的用气工况产生影响)高、中压(2)应用条件：燃烧用具的额定压力大致在同一压力级；车间分布较紧凑，管道较短，燃烧器前燃烧压力稳定性要求不太严格,工业企业低压一级管网系统,工业企业高（中）压一级管网系统,2.二级系统(1)特点：设置总调压站和部分车间调压装置；或不设置总调压站，只在每个车间设调压装置(2)应用条件：用气设备的压力级差较大二、工业企业燃气系统的选择和布线多用架空敷设架空管：(1)分段固定，支架之间设补偿器(2)厂区燃气管道末端设放散管(3)要求三、车间燃气管网系统1.布线原则2.类型：枝状环状,工业企业两级管网系统,车间分别调压的两级管网系统,设有燃气计量装置的车间环网系统,第四节建筑燃气供应系统,建筑燃气系统是根据各类用户对燃气用量、燃气压力的要求，将燃气由城镇燃气管网（或自备气源）输送到建筑内各燃气用具的燃气管道、燃气设备等形成的系统。建筑燃气供应系统的构成，随城镇燃气系统的供气方式及供气对象的不同而不同。一、居民生活燃气系统居民生活燃气系统按用户引入管的输气压力大小可分为低压引入系统和中压引入低压供气系统；按引入管的敷设方式可分为地下引入，地上引入和室外立管引入系统。,1.低压引入系统指庭院内的低压燃气管道直接进入楼栋内，经室内燃气管道系统将低压燃气供应居民生活用户。如图所示，用户引入管1从楼前低压燃气管道接出，将燃气引入室内，再经立管4，水平干管5和用户支管6将燃气输送到各楼层的居民厨房中，通过灶具连接管9将燃气输入燃气灶具。用户支管上需安装燃气表对燃气用量进行计量。引入管末端应安装总控制阀对管道系统的供气进行控制，此外，还应设用户控制阀和灶具控制阀。室内燃气管道系统的控制阀宜采用球阀。图中所示的引入管敷设方式为地上引入，即引入管在建筑物外墙垂直伸出地面，距室内地面一定高度的位置引入室内。北方冰冻地区，冰冻线以上的引入管作保温处理。,低压引入系统,2.中压引入低压供气系统中压引入低压供气系统是指庭院内的中压燃气管道敷设至楼前或直接引入楼栋内，经调压箱(或调压器)调至低压，再经室内燃气管道输送至居民生活用户。根据调压箱(调压器)的安装位置又分楼栋调压箱式和中压直接引入式。(1)楼栋调压箱式楼栋调压箱式的中压引入低压供气系统如图4所示，埋地敷设的中压庭院支管1与设在楼栋前或悬挂固定在楼栋外墙上的调压箱2入口侧相连接，燃气经调压箱内的调压器3调至低压后，经调压箱出口侧的低压引入燃气管道系统4，经引入管5将低压燃气引入室内，由燃气立管6输送到各楼层的居民生活用户。图中7为安全阀，8为放散管。一般情况下，一个用户引入管上设一个调压箱，也可以23栋楼设一个调压箱,楼栋调压箱式管道系统,中压直接引入式管道系统,(2)中压直接引入式中压引入低压供气系统如图所示，中压庭院支管的燃气经引入管1直接引入室（楼)内，在中压引入管末端设置用户调压器(或调压箱）4，低庄燃气经室内低压燃气管道系统5输送至楼栋内各居民生活用户。图中2为总控制阀，3为活接头，引入管为地下引入式，即引入管在地下穿建筑物外墙后垂直伸出室中地面。该系统的中压燃气已经进入楼栋内，必须加强安全管理。,3.室外立管引入供气系统如图所示，这种燃气管道系统将立管1沿楼栋外墙垂直布置，从立管1上接出水平支管2穿外墙直接进入各楼层的居民厨房，即用户支管代替用户引入管。这种燃气管道系统构造简单，便于施工维修，供气安全，但北方具有冰冻期的地区，不适于输送含有冷凝水或其他冷凝液的城市燃气。,4.液化石油气的钢瓶供应系统具有区域性集中气化站的液化石油气（管道燃气）供应可以采用上述燃气管道系统，但液化石油气的主要供气方式是采用钢瓶向居民生活用户供气，有单瓶供应和双瓶供应两种方式。(1).单瓶供应如图所示，燃气灶具置于厨房内，钢瓶可放在厨房内，也可置于紧邻厨房的阳台或室外，但燃具和钢瓶等不允许安装在卧室内，没有通风设备的走廊，以及地下室或半地下室内，耐油胶管长度不得大于2m。钢瓶应与燃具、采暖炉等保持1m以上的距离。(2).双瓶供应如图所示，一个钢瓶供气，另一个钢瓶备用，若两个钢瓶中间的调压器具有自动切换功能，一个钢瓶的液化石油气用完后能自动接通备用钢瓶。室外钢瓶最好置于不可燃材料制作的柜（箱）内。双瓶供应有利于方便用户，提高液化石油气利用率。,液化石油气单瓶供应,液化石油气双瓶供应,二、商业用户燃气系统1.燃气管道系统商业用户一般采用低压引入供气系统和中压引入低压供气系统。由于商业用户一般为一个燃气管道系统供应一户，所以各部分管道的布置和作用与居民生活用户的管道系统略有区别。如图所示为小型商业用户燃气管道平面及系统图，由图可知，用户引入管2与燃气表3直接连接，燃气经水平干管5，燃气炉具连接管6、炉前管7，燃烧器控制阀8送至燃烧器9(或10，12)。系统中应设点火装置和熄火保护装置。对于多楼层的燃气管道系统可以设立管将燃气输送至各楼层。,商业用户燃气管道平面及系统图,2.液化石油气瓶库的燃气管道系统利用液化石油气钢瓶对商业用户供燃气时，因用户的用气量大，需建立储气瓶库，以瓶库为气源，通过管道系统将燃气输送至燃气炉灶。如图所示为用户在建筑物内设置瓶库的燃气管道平面图，由图可知，液化石油气通过从瓶库1接出的燃气管道系统供应该用户的各种燃气炉灶所用。,商业用户燃气管道平面及系统图,三、高层建筑燃气供应系统高层建筑燃气供应系统的特殊问题：1.补偿高