《燃气管网系统》PPT课件.ppt

第四章城市燃气管网系统 第一节城市燃气管网的分类及其选择第二节城市燃气管道的布线第三节工业企业燃气管网系统第四节建筑物燃气供应系统 第一节城市燃气管网的分类及其选择 一 燃气管道的分类二 城市燃气管网系统的分类三 燃气管网系统的选择四 城市燃气管网系统举例 一 燃气管道的分类 一 根据用途分类1 长距离输气管线2 城市燃气管道 1 输气干管 承担整个城市燃气的输送任务 2 分配管道 将燃气分配给各类用户 包括街区分配管 庭院分配管 3 用户引入管 将燃气从庭院管引向用户室内管 4 室内燃气管道 包括立管 水平管 下垂管等 将燃气分配给各个燃具 3 工业企业燃气管道工厂引入管 厂区燃气管道 车间燃气管道 炉前燃气管道 一 燃气管道的分类 二 根据敷设方式分类1 地下燃气管道城市中普遍采用的方式 2 架空燃气管道工厂内普遍采用的方式 城市小区内有时采用 一 燃气管道的分类 三 根据输气压力分类1 低压燃气管道 P0 01MPa2 中压B燃气管道 0 01 0 2MPa3 中压A燃气管道 0 2 0 4MPa4 次高压B燃气管道 0 4 0 8MPa5 次高压A燃气管道 0 8 1 6MPa6 高压B燃气管道 1 6 2 5MPa7 高压A燃气管道 2 5 4 0MPa 一 燃气管道的分类 四 燃气管道根据压力分类的原因 因为燃气泄漏可能导致火灾 爆炸 中毒等事故 与其它管道相比 燃气管道的气密性要求高 管道内燃气压力不同 对管道材质 安装质量 检验标准等要求不同 一般来说 管道内压力越高 管道漏气的可能性越大 对管道的质量要求越高 但采用较高压力的管道 可以减少整个管网的投资 二 城市燃气管网系统 一 城市燃气输配系统的构成1 低压 中压 高压等不同压力等级的燃气管网及附属设施2 燃气调压站 调压箱等调压设施3 燃气储气设施4 监控与调度中心5 城市门站 二 城市燃气管网系统 二 城市燃气管网系统的分类根据管网的压力机制分为 1 一级系统 只含有一种压力等级的管道 有中压一级系统 低压一级系统 2 二级系统 含有两个压力等级的燃气管道 3 三级系统 含有三个压力等级的燃气管道 4 多级系统 含有三个以上压力等级的燃气管道 二 城市燃气管网系统 三 燃气管网系统的选择选择燃气管网系统时 应考虑以下因素 1 气源情况 燃气种类 供气压力等2 城市性质 规模及城市地理条件3 已有城市燃气设施情况4 用户类型 分布情况5 储气设施情况应在不同方案技术经济比较基础上确定最佳方案 三 几种系统介绍 1 低压一级系统 管网压力低于0 005MPa 各类用户直接与管网连接 此系统简单 较安全 供气范围小 适应于小城市及人工气源 2 中压B一级系统 管网压力低于0 2MPa 用户通过调压器与管网相连 与低压系统相比 因输气压力较高 管径较小 供气范围较大 用户处压力稳定 但调压器数量多 安装费用较大 适应于中 小城市 用户分布较分散及空混气气源 三 几种系统介绍 3 中压A一级系统 管网压力低于0 4MPa 用户通过调压器与管网相连 适应于中 小城市及天然气气源 4 中压B 低压二级系统 中压B管道与低压管道之间由中低压调压器连接 气源压力不大于0 2MPa 部分只有较低压力气源的大城市 流程如下 气源中压B管网中低压调压器低压管网用户 5 中压A 低压二级系统 气源为天然气 进入管网的压力不超过0 4MPa 适应于中 小城市及部分无大型用户的大城市 6 高压B 中压A 低压三级系统及多级系统 适用于大城市 天然气气源 气源高压B管网高中压调压器中压A管网中低压调压器低压管网用户 三 几种系统介绍 四 不同压力管道之间及管道与用户的连接 1 用户与低压管道直接连接的条件当燃气为人工煤气时 管道压力为0 002MPa 当燃气为天然气时 管道压力为0 0035MPa 当燃气为液化石油气时 管道压力为0 005MPa 2 用户与低压管道通过调压器连接当管道压力为0 01MPa时 低压管道与用户之间加低 低压调压器 3 高 中压燃气管道与用户之间须通过调压器连接4 不同压力的管道之间须通过调压器连接 五 城市燃气管网系统改造 对于已有煤气供应的城市 随着用户数量增多 供气量增大 或气源改变 原有系统不能适应需要 在进行城市燃气发展规划时 要考虑对原有系统的改造 利用 由于天然气压力较高 为充分利用其压力 一般大中型城市管网运行压力级制均采用中压A 有些城市将现有中压B管网改造为中压A 汉口燃气输配系统压力升级改造改造后管网的平均管径有较大幅度减小 由447 5mm减为246 5mm 如果要对管网进行压力升级的改造 采用PE管穿插法能够大大的减少工作量 五 城市燃气管网系统改造 武昌燃气输配系统压力升级改造对管网做如下改造 把管网中所有管径为DN400和DN300的管道改为管径为de200的PE管 管径为DN200的管道改为de150的PE管 管径为DN150的管道改为de100 然后对管网的最不利支路进行水力计算 流量为远期流量 取现状的1 2倍 最低压力点的压力为0 25MPa 表压 满足运行要求 第二节城市燃气管道的布线 一 城市燃气管道的布线在城市燃气管网系统确定之后 决定各管道的具体位置及走向 城市燃气管道主要采用地下敷设 地下管道通常沿城市道路 人行便道敷设 或敷设在绿化带内 各级管网的输气压力不同 防火安全间距也不同 一 城市燃气管道的布线 一 布线依据1 管道内燃气压力2 街道交通量 路面结构情况及地下管道分布情况3 燃气的含湿量 必要的管道坡度4 线路上遇到的障碍物情况5 土壤性质 腐蚀性能6 管道在施工 运行和发生故障时 对交通和人民生活的影响 一 城市燃气管道的布线 二 高 中压管网的平面布置1 高压管道宜布置在城市边缘或市内有足够安全间距的地带 并尽量成环 2 中压管道应布置在城市用气区的规划道路上 尽量避免闹市区 3 主要中压干管应成环布置 4 尽量靠近大型用户及负荷中心 5 尽量避免穿越铁路等大型障碍物 6 考虑远近期结合 一 城市燃气管道的布线 三 低压管网的平面布置1 低压管道尽量布置在小区内兼作庭院管道 2 沿道路敷设 并与道路轴线或建筑物的前沿平行 尽量避免在高级路面下敷设 3 低压管网主要以枝状分布 干管也可以成环 但环边长一般控制在300 600M 4 与建筑物 构筑物及其它管线保持必要的水平净距 一 城市燃气管道的布线 四 管道的纵断面布置1 地下管道的埋设深度 车行道0 9m 人行道0 6m 绿化带0 3m 2 输送湿燃气的管道 坡度不小于0 003 最低点设凝水缸 3 与其它管道相交时 保持必要的垂直净距 4 不得从其它建筑物下穿过 5 当埋深或垂直净距不能保证时 采取加套管或地沟等防护措施 二 燃气管道穿越铁路 河流等障碍物 一 燃气管道穿越铁路 高速公路 城市干道1 需加设套管或地沟 并经有关部门批准 2 宜垂直穿越 顶管施工 二 燃气管道通过河流1 穿越河底 直接开挖 在北方采用较多 顶管施工 2 随桥梁敷设 3 架设管桥 地下燃气管道与建筑物及相邻管道之间的水平净距 一级 二级地区高压管道与建筑物水平净距 三级地区高压管道与建筑物水平净距 案例1 长沙市燃气管网系统方案 5000米3高压球罐储气为主 次高压管道输气为主 储气为辅 中压管网配气 充分利用现有人工煤气管网系统 煤制气区域供气压力采取与其他区域不同的供气压力级制 中压管网分区布置形成各独立系统 新建区域采取中压A一级供气方式 利用煤制气管网区域采取中压B 低压两级与中压B一级相结合的供气方式 高压管道 门站 调压站 储配站 长输管线长沙分输站供应长沙门站天然气压力为1 5 0 1兆帕的供气压力 城市燃气管道的最高压力为1 6兆帕 依据 城镇燃气设计规范 压力级制的划分 属次高压A级管道 次高压管分别沿长永高速 长潭高速 南三环 西三环和长常高速埋地敷设 穿越浏阳河 湘江 靳江河大型河流各1处 穿越京广线铁路1处 穿越高速公路4处 次高压干管总长54 45公里 次高压干管为直缝埋弧焊接钢管 钢级为L290 埋地钢管防腐等级为加强级 钢管外防腐为PE三层 阴极保护采用牺牲阳极阴极保护法 次高压管道布置 布线原则尽量避开建筑密集区和不良工程地质地段 尽量布置在现有道路一侧 方便施工和维护管理 服从城市总体规划 按长沙市规划管理局确定的管道红线进行设计 次高压管道规格次高压管道大部分敷设于城市边缘 局部穿越城区 村庄等 为了提高次高压管道的安全性 全线均按 城镇燃气设计规范 定义的四级地区进行管道的强度计算 根据 城镇燃气设计规范 次高压管道DN600 DN700最小公称壁厚不应小于7 1毫米 次高压A级管道距建筑物外墙面6 5米时 管道壁厚不应小于9 5毫米 考虑次高压管道穿越地段的环境现状和将来城市的发展 一般地段管道规格分别为D711 9 5 D610 8 7 特殊地段 如穿越大型河流 京广铁路和与周围建筑物间距小于6 5米时 采用加厚管道 壁厚为11 9毫米 次高压支管规格D406 4 6 4 D323 9 6 4 管道穿越a 一般穿越穿越 级以下公路及乡间公路时 原则上采用开挖直埋的方式穿越 穿越排水管 联合地沟及其他沟槽时 设置于保护套管内 套管可采用螺旋焊接钢管 套管伸出构筑物外壁不应小于 城镇燃气设计规范 中燃气管道与该构筑物的水平净距 套管两端采用柔性的防腐 防水材料密封 穿越一般小河流时 采用围堰沟埋方式穿越 穿越鱼塘时 采用围堰或回填筑管堤等方式穿越 穿越软质或流质地基较浅的地段 采用将管道置于稳定层内直接回填方式穿越 b 穿越浏阳河穿越地点位于浏阳河长潭高速桥南东100米处 穿越管道直径D610 9 7 采用定向钻施工方法 穿越长度约450米 管道采用直缝埋弧性钢管 外防腐层采用双层环氧粉末加强级防腐 定向钻穿越具有施工周期短 不受天气环境影响 不影响通航 不破坏防洪堤 施工简单 施工占地少 投资省等优点 穿越浏阳河河底中风化泥质粉砂岩中 其岩质为软质岩石 岩体完整性好 可钻性强 且成孔不易坍塌 岩体中未遇明显构造活动迹象 是较为理想的定向钻进岩层 穿越河床底下约8米 定向钻入土点与出土点距防洪堤不小于80米 入土角约9 出土角约7 为防止管道回拖扩孔入土 出入段发生管涌 管道回拖后将入土 出土段注入水泥浆进行封闭 c 穿越湘江穿越地点位于黑石铺湘江大桥以北约150米处 东为解放垸双管子 西为洋湖垸 江面宽度约1000米 穿越采用定向钻施工方法 穿越长度约1160米 穿越管道为厚壁直缝焊接钢管D610 11 9 防腐层采用双层环氧粉末 穿越管线位于河床下标高约12米处 基岩性为白垩系泥质粉砂岩或泥盆系泥岩 灰岩 岩质为软质岩石 可钻性强 成洞性好 不易坍塌 岩体中未遇明显构造活动迹象 是理想的定向钻进岩层 为了不影响两岸防洪堤的稳定性 定向钻入土点和出土点距防洪堤外侧不小于80米 入土角约9 出土角约7 管道回拖完毕后 考虑对入土段和出土段钻孔进行注浆封闭 d 穿越靳江河穿越地点位于靳江河桥西约3 0公里 北为岳麓区五星树 南为望城县洋湖垸 穿越管道直径D610 8 7 采用围堰开挖直埋敷设方式 敷设长度约280米 管道采用直缝埋弧焊钢管 外防腐层采用PE三层结构加强级 由于穿越处沽水期水位低 甚至断流 河床较窄 河漫滩较宽 因此穿越靳江河采取施工简便 造价更低的开挖直埋方法 根据勘察地质构造 考虑河床中河北冲刷可能对管道带来危害 并考虑将来靳江河河床清淤 本设计河床管道埋设于淤泥质土以下 最低埋深约7 0米 河漫滩处管道埋设于素填土之中 埋深不小于2 0米 管道穿越南岸河堤采取爬坡埋设 埋深不小于1 5米 覆出后砌石保护 e 管道穿越铁路次高压管道穿越京广铁路和专用线各1处 穿越地点位于黑石铺附近 穿越京广铁路长度35米 穿越专用线长度15米 根据初步设计前的方案论证会铁路部门的要求 穿越方法采用顶涵 管道加保护套管后置于涵洞内 涵洞尺寸约2 2米 穿越铁路安全保护措施如下 尽量垂直交叉通过 天然气管道加钢筋混凝土套管 套管内径1 0米 套管伸出铁路路堤坡脚不小于2 0米 套管顶至轨底不小于2米 至自然地面不小于1米 至排水沟底不小于0 5米 套管两端与管道间进行防水密封 钢管进行特加强级防腐 同时进行电保护措施 穿越京广铁路采取排流和屏蔽接地 尽量减少穿越管道的对接焊缝 对接焊缝进行100 的X射线无损探伤检查 套管设检漏管 穿越管段单独进行强度及严密性试验 中压管网布局长沙市城市总体规划确定城市空间结构为 一主二次 湘江 浏阳河将市区自然分割为三大片 即主城区 河西新城 星马新城的布局特点 为避免中压管道穿越湘江 浏阳河 中压管网采用分区独立布置结构 即形成主城区中压管网 河西新城中压管网和星马新城中压管网 中压管网供气方式及压力级制a 现状煤制气供气区域中压管道工作压力0 07兆帕 设计压力0 15MPa 采用中低压二级系统区域调压站和中压一级系统调压箱供气方式 液化石油气混空气工程供气区域中压管道的工作压力0 15兆帕 设计压力0 4兆帕 采用中压一级系统调压箱的供气方式 b 设计改造为充分利用现有煤制气中低压输配系统 综合考虑全市天然气输配系统的技术可行性和经济性 确定煤制气区域转换天然气后供气方式和压力级制保持现状不变 即供气方式为中低压二级区域调压和中压一级调压箱供气方式 中压管道运行压力 0 13兆帕 低压管道运行压力 2800帕的压力级制 煤制气区域以外区域供气方式采用中压一级调压箱供气方式 中压管道运行压力 0 2兆帕 设计压力0 4兆帕的压力级制 管道穿 跨越工程 1 穿越铁路中压管道穿越铁路一般采用顶管方式 套管采用钢筋混凝土套管 套管直径DN1 0米 套管伸出铁路路基两侧不小于2 0米 套管顶部至轨底埋深不小于1 2米 并应符合铁路部门的有关规定和要求 套管两端与燃气管道的间隙采用柔性的防腐 防水材料密封 其一端设检漏管 2 穿越城市道路穿越一 二级交通干线采用顶管敷设 套管选用钢套管 套管直径大于燃气管道100毫米 穿越一般道路采用开挖直埋方法敷设 3 跨越河流中压管道穿越市区小型河流 如圭塘河等 需与城市桥梁管理部门协商 尽量采用随桥敷设方式 不具备随桥敷设条件时采取围堰开挖直埋方式敷设 4 劳动东路中压管道跨越京广铁路设计跨越地点位于二环线劳动东路立交桥西侧 劳动东路中压管道为D323 9 7 1高频直缝焊钢管 是向中心城区供气的中压主干管道 经实地踏勘和铁路部门进行设计方案交流 确定在距劳动东路桥以北约20米处 中压管道采用桁架跨越京广铁路设计方案 管道跨越段的京广铁路路轨顶低于两侧地面约8 5米 为4轨铁路 其上口宽度约65米 管道跨越长度约70米 管道桁架立柱采用钢结构组合型立柱支撑 中心支柱高度11米 管道距铁路轨底11 2米高 跨越管道两端设补偿器和切断阀以及埋地混凝土固定墩 输配系统现状 1 煤制气已敷设DN100以上中压管道80公里 低压干管100公里 管材全部为灰口铸铁管 接口为柔性机械接口 密封圈为N1型丁腈橡胶产品 中压管道运行压力0 07兆帕 设计压力0 15兆帕 采用中低压两级区域调压和中压一级箱式调压相结合供气方式 设有中低压调压站10座和120多台调压箱 区域调压站内设RTJ 216雷诺式调压器 为充分利用现状机械接口铸铁管道 转换成天然气后 保持其输气压力小于0 15兆帕 低于原铸铁管的设计压力 中低压输配管道无需改造 可充分利用 现状输配系统改造 利用及输配系统转换 2 液化石油气混空气液化石油气混空气中压管道运行压力0 15兆帕 设计压力0 4兆帕 选用管材为高频直缝电阻焊钢管 SDR11PE管 供气方式采用中压一级箱式调压 液化石油气混空气管道转换成输送天然气无需改造 可直接利用 因现液化石油气混空气与天然气具有可互换性 因此其用户燃具器可直接转换为燃烧天然气 案例2 襄阳区燃气管网系统 襄阳区为新建燃气管网系统 由于未来工业用气量较大 采用中压A一级系统供气方式 工程主要内容包括D200中压输气干管 D100中压配气管道 各类调压柜 箱 阀门等设施 管网布置图 压力机制 考虑襄阳区的城市特点 气源情况 供气规模 用气负荷的分布等诸多因素 以及燃气管道敷设的安全间距要求 确定襄阳区的输配管网采用中压A一级系统 中压管道布置原则 1 根据城市总体规划 结合城市实际发展情况进行总体布置 2 主干管尽量靠近用气负荷集中的区域 但尽量避开繁华地段 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 管道布置原则 续 4 新区燃气管道尽量同新区同步建设 与其它基础设施统筹安排 5 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 6 在安全供气 布局合理的原则下 尽量减少穿跨越工程 7 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 主要管道布置 中压干管自高中压调压站出站沿邓城大道进环北路 为东汽基地用气预留接口 沿旭光路 航空路 襄新路 人民路 春园东路 汉津路布置 形成三个供气环 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业企业燃气管网连接于城市燃气管网 由工厂引入管 厂区燃气管道 车间燃气管道 调压设施 计量装置及炉前管道构成 每个工业企业只设一个引入口 引入管上设总阀门 厂区采用枝状管道 工业企业用户一般由城市中压或高压管网供气 大型企业设专用线由城市门站直接供气 根据压力机制不同 分为 一级系统 二级系统 一 工业企业燃气管网系统的构成 一 一级系统1 低压一级系统 系统直接与城市燃气管网相连 只适应于小型工业企业用户 因为低压管网的供气量很小 且较大用户的用气工况变化会影响连在同一管网上的居民用户 2 中压一级系统 系统与城市中压或高压燃气管网通过调压器相连 适应于大型的工业用户 工厂引入管上设调压计量装置 各个车间用户直接与厂区管道相连 各个车间的用气工况会相互影响 在车间分布较紧凑 用气设备类型相同 燃烧器前燃气压力稳定性要求不严时 采用该系统较合适 一 工业企业燃气管网系统的构成 二 二级系统1 工厂引入管处设总调压计量装置 部分车间设调压装置的二级管网系统 2 厂区管道直接与城市中压A管道相连 各车间引入管处设调压装置的二级管网系统 两者的区别 后者各车间的压力稳定性较好 各车间相互影响较小 但调压计量装置数量多 二 工业企业燃气管网系统的选择与布线 一 系统的选择1 连接引入管处的城市燃气管道的压力2 各用气车间所需燃气压力3 用气车间的分布4 车间的用气量规模5 各车间用气稳定性要求 二 工业企业燃气管网系统的选择与布线 二 布线原则1 厂区燃气管道布线可以采用地下敷设 也可采用架空敷设 敷设方式取决于车间的分布 地下管道和构筑物的密集程度等 多采用架空敷设 考虑必要的温度补偿措施 管材为钢管 架空管道应避免受到外界损伤 间隔300M左右设接地装置 管道末端设放散管 燃气管道与输送酸 碱等的管道共架时 放在上层 二 工业企业燃气管网系统的选择与布线 二 布线原则2 车间燃气管道布线每个车间设置总阀门 阀门安装高度不超过1 7M 燃气管道架设高度不低于2M 一般敷设在房架上 或沿厂房的柱子或墙敷设 车间一般采用枝状管 末端设放散管 第四节建筑燃气供应系统 一 建筑燃气供应系统的构成1 低压进户系统的构成 用户引入管 立管 水平干管 用户支管 燃气计量表 用具连接管及燃气用具 2 中压进户表前调压系统的构成 用户引入管 立管 水平干管 用户支管为中压管 燃气计量表前增加用户调压器 二 室内燃气管道系统的布线 1 引入管与庭院管道相连 并坡向庭院管 有地上引入和地下引入两种方式 穿过承重墙 建筑物基础时 应设在套管内 并考虑沉降的影响 2 燃气立管设在厨房或走廊内 立管穿过楼板处设套管 套管高出地面至少50MM 套管和燃气管道之间用沥青油麻填实 3 由立管引出用户支管 高度不小于1 7M 穿墙时加套管 并由燃气表坡向立管和燃具 4 室内燃气管道应为明管敷设 特殊情况下 可以暗管敷设 但须设