燃气输配考试重点整理

城市燃气管网采用不同的压力级制的原因（必要性）1管网采用不同的压力级制是比较经济的。因为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，管道单位长度的压力损失可以选得大一些，以节省管材； 2各类用户需要的燃气压力不同。如居民用户和小型公共建筑用户需要低压燃气，而大型工业企业则需要中压或高压燃气； 3消防安全要求。在城市未改建的老区、建筑物比较密集、街道和人行道都比较狭窄，不宜敷设高压或中压A管道。简述提高燃气高压储气罐的容积利用系数的途径？答：=VPo/(VcP)=(P-Pc)/P，它是指高压储气罐的最高工作压力与最低允许压力之差与最高工作压力之比值。通常储气罐的工作压力已定，欲使容积利用系数提高，只有降低储气罐的剩余压力，而后者又受到管网中燃气压力的限制。为了使储罐的利用系数提高，可以在高压储气罐站内安装引射器，当储气罐内燃气压力接近管网压力时，就开动引射器，利用进入储气罐站的高压燃气的能量把燃气从压力较低的罐中引射出来，这样可以提高整个罐站的容积利用系数。如何提高燃气输配管网的水力可靠性？答：1.管网系统应有两个或两个以上的供气点以防供气中断。向大用户、调压站以及小区居民用户供气时，都应双侧供气，高、中、低压管网都要连成环形。如果管网系统是由几个压力级组成，则应设一定数量的连接点（即调压站）以保证多点供气。2如果存在天然或人工障碍，低压管网最好分区布置，而不要连成整体系统，但每一独立区至少应有两个调压站。各调压站的出口可用同径管道以最短的线路互相连接，以保证当一个调压站关断时由另一个调压站供给必要数量的燃气。3. 如果高、中压管网只有一个环时，可采用相同或相近的管径，并留有一定的压力储备，以提高事故情况下的通过能力。对由许多环路组成的管网，整个压力降PA2-PB2应当在沿燃气流动方向依次布置的各环路之间均匀地分配，并且每个环应由管径相同的管道构成。管网中环路越多，则压力储备可以减少。4. 低压环网可按单位长度压力降P/L=常数进行计算，而相邻管段直径不能相差很大，否则在事故情况下就不能保证供应一定的燃气量。简述调压器并联的工作原理？答：调压器并联时一个调压器正常工作，另一台备用。当正常工作调压器出故障时，备用调压器自动启动，开始工作。其原理如下：正常工作调压器的给定出口压力略高于备用调压器的给定出口压力，所以正常工作时，备用调压器呈关闭状态。当正常工作的调压器发生故障，使出口压力增加到超过允许范围时，其线路上的安全切断阀关闭，致使出口压力降低，当下降到备用调压器的给定出口压力时，备用调压器自行启动正常工作。备用线路上安全切断阀的动作压力应略高于正常工作线路上安全切断阀的动作压力。对于高层建筑的室内燃气管道系统应考虑哪些问题，如何解决？答：对于高层建筑的室内燃气管道系统还应考虑三个特殊的问题。一、补偿高层建筑的沉降。高层建筑物自重大，沉降量显著，易在引入管处造成破坏。可在引入管处安装伸缩补偿接头以消除建筑物沉降的影响。伸缩补偿接头有波纹管接头、套筒接头和软管接头等形式。二、克服高程差引起的附加压头的影响：燃气与空气密度不同时，随着建筑物高度的增大，附加压头也增大，而民用和公共建筑燃具的工作压力，是有一定的允许压力波动范围的。当高程差过大时，为了使建筑物上下各层的燃具都能在允许的压力波动范围内正常工作，可采取下列措施以克服附加压头的影响：1.分开设置高层供气系统和低层供气系统，以分别满足不同高度的燃具工作压力的需要。2.设用户调压器，各用户由各自的调压器将燃气调压，达到燃具所需的稳定压力值。3.采用低低压调压器，分段消除楼层的附加压头。三、补偿温差产生的变形。高层建筑燃气立管的管道长、自重大，需在立管底部设置支墩。为了补偿由于温差产生的胀缩变形，需将管道两端固定，并在中间安装吸收变形的挠性管或波纹管补偿装置。管道的补偿量可按下式计算：L=0012Lt 低压管网和高中压管网计算压力降的确定有何异同？低压管道计算压力降：燃气低压管道从调压站到最远燃具的管道的允许阻力损失：Pd=0.75Pn+150；高压管网计算压力降:确定高中压管网末端最小压力时，应保证区域调压站能正常工作并通过用户在高峰时的用气量 中压管网的最小压力可取0.15MPa，的平方的平方为解决均匀供气与不均匀用气，必须采用调峰手段1 调整气源的生产能力或设置机动气源,天然气气源在离城市不远时，可调节供气量2 设立缓冲用户3 设立调峰储气设施 地下储气，可平衡月（季）不均匀性，夏天注气冬天采气；液态储存，将天然气液化后储存在特别的低温储罐或储气库中，用气高峰时气化后使用，适用于调节各种不均匀用气；管道储气，即高压管道储气和长输干管末端储气，平衡小时不均匀用气。储气罐储气，平衡日或小时不均匀用气，目前广泛使用）总平面布置：门站总平面应分为生产区与辅助区;生产区应设置在全年最小频率风向的上风侧，并设置环形消防车通道，其宽度不应小于3.5m；可采用撬装式装置节省用地；当门站设有储罐时，其与站内建、构筑物的防火间距按规范6.5.3确定；总容积=几何容积（m）设计压力（绝对压力，10kPa）；集中放散装置宜设置在站内全年最小频率风向的上风侧，放散管管口的高度高出距其25m内的建、构筑物2m以上，且不小于10m。放散管与站内、外的建、构筑物防火间距应分别满足规范要求。不同压力级制输配系统流程示意图大中型城市压力级制确定：城市周边设置高压环线或半环线，经多个调压站向城市供气，该高压或次高压管线兼作储气，具有输、储双重功能；当来气压力大于2.0MPa时，采用管道储气较储罐储气经济；长输管道末段、高压管道或管束储气；由于四级地区燃气管道压力不宜大于1.6MPa，高压管道一般设置在中心城区边缘，对于要求供气压力较高的用户，如天然气电厂等，可由高压或次高压管线直接供气；城区输配系统一般为单级中压，这是城区天然气输配系统的首选。住宅小区燃气管网压力级制确定：新建住宅小区楼房排列整齐，道路宽大，楼间距大，可埋设中压或低压管道；分散调压：中压配气、楼栋调压，主要庭院管道为中压，调压箱后为低压，调压箱数量众多；集中调压：低压配气，中低压调压柜集中调压，庭院管道全部为低压，调压设备只有一处；楼栋调压箱负荷由调压箱型号确定，最大不超过180户；调压柜原则上不受负荷限制；管网形状可为环状和枝状。采用不同压力级制的必要性：1.城市中有要求不同压力级别的用户，如民用户、小型商业用户等要求低压供气，而许多工业企业及较大的商业用户则要求中压或高压用气。2.输气量大、输气距离较远的管道，采用中压或高压，经济上比较合理。3.在城市的中心地区或商业区，一般建筑物密集、道路狭窄、交通频繁、地下设施稠密，敷设高压管道难以满足较高的技术要求（如安全距离）。此外，高压燃气管道敷设在高密度人流的商业区对安全运行也不利。4.历史原因造成大城市通常采用多级管网系统。这是因为燃气管网在建设、发展和改造过程中均经历了一段很长的时期，而且由于安全等多种因素，城市的中心区、商业区与新区相比运行压力较低。燃气的分类：天然气，人工燃气，液化石油气，沼气。沼气的定义：各种有机物质，在隔绝空气的条件下发酵，在微生物的作用下产生的可燃气体。常见气体组成：液化石油气由丙烷，丙烯，丁烷，丁烯组成。人工煤气分为干馏煤气，气化煤气，油制气，高炉煤气。沼气由60%的甲烷，35%的二氧化碳，少量氢和一氧化碳。气体热值：液化石油气的处于液态时热值为：45MJ/kg，气态时为：92121MJ/kg，液化后体积为原来的1/250；沼气热值：2021MJ/kg。天然气长距离运输：管道运输和液化气船运。燃气管道按用途分：长输管线、城市燃气管道、工业企业管道；按敷设方式分：地下燃气管道，架空燃气管道。城市燃气管道分为：输气管道、配气管道、用户引入管、室内燃气管道。临界参数：温度不超过某一数值，对气体进行加压，可以使气体液化，而在该温度以上，无论加多大压力都不能使气体液化，这个温度叫该气体的临界温度。在临界温度下，使气体液化所必须的压力加临界压力。气体的临界温度升高，越易于液化，气体的温度比临界温度越低，气化所需压力越小。饱和蒸气压：简称蒸气压，就是在一定温度下密闭容器中的纯液体及其蒸气处于动态平衡时蒸气所表示的绝对压力。液化石油气蒸汽压仅取决于液化石油气的温度和压力与储存容器的大小与液量的多少无关。液化石油气混合空气后，其蒸汽分压降低混合气体的露点降低。相平衡常数：在一定温度下，一定组成的气液平衡系统中，任一组分在该温度下得饱和蒸气压与混合液体蒸气压的比值是一个常数。并且，在一定温度和压力下，气液两相达到平衡状态时，气相中任一组分的摩尔分数与其液相中的摩尔分数的比值，同样是一个常数。气化潜热：单位质量的液体变成与其处于平衡状态的蒸气所吸收的热量。T升高，气化潜能降低，临界温度时为0.沸点：指101.325KPa压力下液体沸腾时的温度。变化规律：随压力增大而降低。露点：饱和蒸气经冷却或加压，立即处于过饱和状态，当遇到接触面或凝结核便液化成露，这是的温度称为露点。变化规律：随混合气体的压力及各组分的体积分数而变化，混合气体的压力增大，露点升高。爆炸极限：可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围。月高峰系数：各月的平均日用气量与全年平均日用气量的比值中最大值称为最大不均匀系数又称为月高峰系数。时不均匀系数：一日中小时用气量的变化情况。确定燃气小时计算流量的方法有两种：在设计街区管时一般采用不均匀系数法计算，在设计庭院管网一般采用同时工作系数法计算。季节性供需平衡方法：地下储气和液态储存。日供需平衡方法：管道储气和储气罐储气。输气压力分类：高压A燃气管道：（2.5MPa4.0MPa，高压B燃气管道：（1.6MPa2.5MPa，次高压A燃气管道：（0.8MPa1.6MPa，次高压B燃气管道：（0.4MPa0.8MPa，中压A燃气管道：（0.2MPa0.4MPa，中压B燃气管道：0.01MPa0.2MPa，低压燃气管道：（p0.01MPa）。燃气输送管材种类：钢管、聚乙烯管、铸铁管、其他管材钢管又分为无缝钢管（热轧管有外径32630mm的各种规格、冷轧管有外径5200mm的各种规格）、焊接钢管（螺旋缝钢管、直缝钢管）管材规格：1.无缝钢管150mm，焊接钢管 DN150mm 2.聚乙烯管 按外径和壁厚之比分为SDR11，SDR17.6系列; 根据材料的长期静液压强分为PE80和PE100。管材连接方式：钢管：用螺纹、焊接和法兰（室内管道螺纹连接，室外输配管道焊接连接，设备与管道的连接法兰）；室内管道广泛采用三通、弯头、变径接头、活接头等螺纹连接管件。 聚乙烯管：热熔连接、电熔连接。 铸铁管：机械接口（低压燃气铸铁管用柔性机械接口） 塑料管和金属管道：钢塑接头焊接钢管按表面质量分为镀锌管和非镀锌管，按壁厚分为普通管、加厚管和薄壁管，按管端有无连接螺纹分为螺纹管和不带螺纹管，带螺纹白铁管和黑铁管长度规格为49mm，不带螺纹的黑铁管长度规格为412mm；大口径焊接钢管分为直缝卷焊管（DN200DN1800）和螺旋焊接管（DN200DN700），其管长3.818m燃气管道附属设备：为了保证管网的安全运行，并考虑到检修、接线的需要，在管道的适当地点设置必要的附属设备。包括阀门、补偿器、排水器、放散管等。闸阀在管路中只能作全开或全关切断用，不能做调节和节流。闸阀是作截止介质使用。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向。放散管是一种专门用来排放观点内部的空气和燃气的装置。设置在阀门井中时，在环网中阀门前后都应安装，而在单向供气的管道上则安装在阀门之前。局部阻力损失：当燃气流经三通、弯头、变径管、阀门等管道附件时，由于几何边界的急剧改变，燃气流线的变化，必然产生额外的压力损失。附加压头：由于燃气与空气的密度不同，当管段始末端存在标高差值时，在燃气管道中将产生附加压头。用户处的压力及其波动范围取决于三个因素：计算压力降的大小与压降利用程度；系统负荷的变化情况；调节器出口压力调节方法。计算工况下，管网是按最大负荷计算的，管网的计算压力降等于燃具压力的最大波动范围。小区集中调压方式低压计算压力降选择范围：200-400Pa。 压力储备的真正含义：在设计高中压管网时，计算压降的确定不是用管网起点压力与末端压力之差值，而是比此值小。压力储备随管网环数增多而减少，而用户的供气保证系数随环数增多而增大。低压管网的起点压力应保证在该月最大小时用气量时燃具前的压力为额定压力。管网起点压力是根据在任意工况下