《城市燃气管网系统》PPT课件

第四章城市燃气管网系统,学习提示：（1）了解城镇燃气输配系统的组成（2）掌握城镇燃气管网系统（3）了解城镇燃气管网的布线（4）了解工业企业燃气管网系统（5）了解建筑燃气供应系统（6）了解燃气管道和附属设备（7）理解钢质燃气管道的防腐（8）了解监控及数据采集系统,4.1城镇燃气输配系统的组成,燃气输配系统是一个综合设施，它承担向用户输送燃气的使命。一般由门站、储配站（包括储气设施）、输配管网、调压设施、运行管理设施及监控系统等共同组成，如图4-1所示。燃气输配系统主要包括：门站（或气源厂）、储配站（或其它调配设施）、过滤调压计量、若干级输气管网、分区分段控件阀件、调压设施、用户管网、用户计量、用气设备等。,4.1.1门站,负责接收气源（包括煤制气厂、天然气、煤层气及有余气可供应用的工厂等）供城镇使用的燃气，进行计量、质量检测，按城镇供气的输配要求，控制并调节向城镇供应的燃气流量与压力，必要时还需对燃气进行净化、加臭。长输管道的末站和城镇接收门宜安排在城镇的外围。,4.1.2储配站,作用：储存一定量的燃气以供用气高峰时调整；当上游输气设施发生故障或维修管道时，保证一定程度的供气，对使用的多种燃气进行混合，使其组分均匀；将燃气加压（或降压）以保证输配管网或用户燃具前燃气的压力。,4.1.3输配管网,是将储配站（包括门站）的燃气输送至各储气点、调压站及燃气用户，并保证输气安全可靠。管网布置应尽量靠近用户，以保证用最短的线路长度，达到同样的供气效果。,4.1.4调压站,是将输气管网的压力调压至下一级管网或用户所需的压力，并使调节后的燃气压力保持稳定。城镇燃气调压设施的布局，应根据管网布置及调压站的作用半径确定。,4.1.5监控及数据采集系统,，即SCADA系统。该系统具有数据采集、生产调度自动化、营业收费自动化及决策支持等功能。,4.1.6维护与管理中心,主要负责燃气管网系统的日常运行、维护以及收费，一般燃气企业需要设置燃气维修所。维护与管理中心的布局，应满足其服务半径的需要，保障燃气输配系统正常运行。,4.2城市燃气管网系统,按输气压力、燃气形状、用途及敷设方式等进行分类。,1.根据输气压力分类,居民用户和小型公共建筑用户一般宜由低压管道供气。低压管道输送人工燃气时，压力不大于2kPa；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。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、大型公共建筑用户以及锅炉房供气。一般由城市次高压B燃气管道构成大城市输配管网系统的外环网。次高压B燃气管道也是给大城市供气的主动脉。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。高压A输气管通常是贯穿省、地区或连接城市的长输管线，它有时也构成大型城市输配管网系统的外环网。,城市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。城市、工厂区和居民点可由长距离输气管线供气，个别距离城市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。在确有充分必要的理由和安全措施可靠的情况下，并经有关上级批准之后，城市里采用高压的燃气管道也是可以的。,2.按管网形式分A环状管网B枝状管网C环枝状管网,3.根据用途分类,(1)长输管线，用于城市间的输气。例如：陕北北京长输管道及西气东输管道。(2)城市燃气管道（分配管、引入管、庭院或室内管）城市输气干管：中间无途泄配气管道：接自输气干管，将燃气分配给用户的管道，分街区配气管和住宅庭院配气管。室内燃气管道：建筑物内部的燃气管道。室内燃气管道是通过引入管与庭院配气管相接。(3)工业企业管道（引入管、厂区管、车间管、炉前管）,4.根据敷设方式分类,(1)地下燃气管道(2)架空燃气管道一般城镇燃气管道不允许架空，少数城镇庭院管，因地下敷设有难度时，才允许架空敷设。工厂区内部燃气管道通常架空敷设，以方便运行管理和检修。,4.2.2城市燃气管网系统形式的选择,1.城市燃气输配系统的构成构成：(1)不同压力等级的燃气管网(2)城市燃气分配站或压气站、调压站、储配站(3)监控与调度中心、维护管理中心原则：(1)供气安全可靠，管理维修方便(2)经济效益好，投资省，运行管理费用低(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,2.城市燃气管网系统的分类,据系统所采用的压力级制一级系统：仅用低压管网来分配和供给燃气(只适用于小城镇)二级系统：由低压和中压两级管道组成三级系统：由低压、中压和高压三级管道组成多级系统：由低压、中压、次高压，高压，管道组成,3.采用不同压力级制的必要性经济性(高中压输气的可节约管网投资)用户需要(居民和公共建筑用低压；工业用高中压)安全性(老城区人口密度大，街道窄，宜用中低压）,4.燃气管网的选择,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；城市规模、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；原有的城市供气设施情况；对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型的用户对燃气压力的要求；用气工业企业的数量和特点；储气设备的类型；城市地理地形条件，敷设燃气管道时遇到天然和人工障碍物（如河流、溯泊、铁路等）的情况；城市地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划。,4.2.3城市燃气管网系统举例,1.低压单级管网系统如图4-2。从气源送出的燃气先进入储气罐，经稳定后进入低压网。该系统随储气罐钟罩及塔节的升降，会产生0.5-2.0kPa的燃气压力波动，因而供气压力不稳且压力低，致使输送管道管道直径较大。但当储气罐容积较小时，也可不设稳压器。该系统简单，供气安全，运行费用低，适用于用气量小，供气范围1-3km的小城镇,2中压单级管网系统图4-3。燃气自气源厂（或天然气长输管线）送入城镇燃气储配站（或天然气门站），经加压（或调压）送入中压输气干管，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。减少管材、投资省，比中-低压二级管网系统节省管网投资20%左右。箱式调压器或用户调压器可稳定燃前压力。运行费用相对较高，安装水平较高，供气安全性比低压单级管网差。,3.低压中压A两级管网系统天然气从东西两个方向送入城市，配气站对置设置无储气设施，用长输管线的末端储气中压管网连成环低压管网连成不相通的环城市：三个区气源：天然气储气：末端储气城市燃气分配站：2个（东、西）中压管网：1个环；有9个区域调压站：向低压管网供气（民用、公建、小工业）；3个专用调压站：工业用户。,4.低压中压B两级管网系统,人工燃气，低压储气，压气站加压后送入中压管网，再经区域调压室调压后送入低压管网低压储气罐低峰时向中压管网供气，高峰时向中、低压管网同时供气,5.三级管网系统,高压储气罐储气，并用高压管道将储气罐连成整体；通过高中压调压站、中低压区域调压站将高压管道、中压管道、低压管道连接。,6.多级管网系统,气源分布均匀，储气方式多样，采用地下储气库、高压储气罐、长输管线储气各级管网均成环,4.3城市燃气管道的布线,城镇燃气管道，一般采用地下敷设。高压输气管道通常应采用埋地方式敷设，特殊地段也可采用土堤、架空等形式敷设。,4.3.1城市燃气管道布线原则,（一）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。在决定城市中不同压力燃气管道的布线时，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）街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况；（4）所输送燃气的含湿量，必要的管道坡度，街道地形变化情况；（5）该管道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；（6）线路上所遇到的障碍物情况；（7）土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度；（8）管道在施工、运行和万一发生故障时，对交通和人民生活的影响；（9）布线时，要决定燃气管道沿城市街道的平面与纵断面位置。,二、高中压管网的平面布置,（二）高、中压管网的平面布置高压管网的主要功能是输气，中压燃气管道的主要功能是输气或配气，并通过调压站向低压管网各环网配气。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）高压管道宜布量在城市边缘或市内有足够埋管安全距离的地带，并应成环，以提高供气的可靠性；（2）中压管道应布置在城市用气区便于与低压环网连接的规划道赂上，但应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区的交通线敷设，否则对管道施工和管理维修造成困难；（3）中压管道应布置成环状，以提高其输气和配气的安全可靠性；（4）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；,（5）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；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等大型障碍物，以减少工程量和投资；（7）高、中压管道是城市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）当高、中压管网初期建设的实际条件只允许布置半环形、甚至为枝状管网时，应根据发展规划使之与规划环网有机联系，防止以后出现不合理的管网布。,不同地区等级地下燃气管道与建筑物之间的水平净距不应小于表4-2和表4-3的规定。与构筑物或相邻管道之间的净距同次高压A，见表4-4。,（三）、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：低压管道的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压管网的每环边长一般宜控制在300600m之间；低压管道直接与用户相连而用户数量随着城市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；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；,低压燃气管道可以沿街道的一侧敷设，也可以双侧敷设。在有轨电车通行的街道上，当街道宽度大于20m、横穿街道的支管过多时，低压管道可采用双侧敷设。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。为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于漏出的燃气影响相邻管道的正常运行，甚至逸入建筑物内，地下燃气管道与建筑物、构筑物以及其他各种管道之间应保持必要的水平净距，符合相关规范的要求。工程管线在庭院内建筑线向外方向平行布置的次序，应根据工程管线的性质和埋设深度确定，其布置次序为：电力、电信、污水排水、燃气、给水、热力，,地下敷设燃气管道与其他设施的水平净距要求。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4-4的规定。低压管道应不影响建筑物和相邻管道基础的稳固性，中压管道距建筑物基础不应小于0.5m,且距建筑物外墙不应小于1m，次高压燃气管道距建筑物外墙面不应小于3m。其中次高压燃气管道距建筑物外墙面6.5m时，管道壁厚不应小于9.5mm，距建筑物外墙面3m时,管道壁厚不应小于11.9mm。,有效的防护措施：增加钢管管壁厚度（对于聚乙烯管、球墨铸铁管和钢骨架聚乙烯塑料复合管可不采取增加厚度的办法）；提高防腐等级，减少接口数量；加强检验（100%无损探伤）等。,（四）管道的纵断面布置,地下燃气管道埋设深度，宜在土壤冰冻线以下。管顶覆土厚度坯应满足下列要求：埋设在车行道下时，不得小于0.8m；埋设在非车行道下时，不得小于0.6m；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。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，也不得与其它地下没施上下并置。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（污永干管、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。,燃气管道与其他各种构筑物以及管道相交时，应按规范规定保待一定的最小垂直净距。如受地形限制，按有关规范要求以及埋没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，保证湿燃气中的冷凝物不致冻结，管道也不致遭受机械损伤，则可适当降低标准；通常采用的防护措施是将管道敷设在套管内（图4-8）。套管是比燃气管道稍大的钢管，直径一般大100mm，其伸出长度，从套管端至与之交叉的构筑物或管道的外壁不小于lm。也可采用非金属管道作套管。套管两端有密封填料，在重要套管的端部可装设检漏管。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。穿越铁路、电车轨道、公路、峡谷、沼泽以及河流的燃气管道，应用钢管。可以采用地上跨越（即架空敷设），也可采用地下穿越，需视当地条件及经济合理性而定。在城市，只有在得到有关单位同意的情况下，才能采用地上跨越。在矿区和工厂区，一般应采用地上跨越。,燃气管道穿越铁路和道路,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,4.4工业企业燃气管网系统,4.4.1工业企业燃气管网系统的构成通常由工厂引入管、厂区管道、车间管道、炉前管道、工厂总调压站或车间调压装置、用气计量装置及安全控制装置等构成。炉前燃气管道与燃烧设备和控制装置关系密切，常视为一个整体。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),4.4.2工业企业燃气管网系统形式的选择,一、分类1.一级系统特点：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)、中压应用条件：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,一级系统的特点是个别车间的燃烧设备或窑炉停止生产或负荷调节时，可能会影响全厂各车间燃烧器前的压力。为了保证所需要的水力稳定性，在确定系统计算压力降时，要考虑。在车间分布较紧凑，用气设备类型相同，管道较短，同时燃气器前燃气压力稳定性要求不严时，采用该系统比较合适。,2.二级系统,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应用条件：用气设备的压力级差较大,工业企业两级管网系统,车间分别调压的两级管网系统,选择系统应考虑的因素：,（1）连接引入管处的城镇燃气输配管网的燃气压力；（2）各用气车间燃烧器前所需的额定压力；（3）用气车间在厂区分布的位置；（4）车间的用气量和用气规模；（5）与其他管道的关系及管理维修条件。,工业企业燃气管网系统的布线,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)要求燃气从引入管通过厂区管道送到用气车间，一般采用钢管。厂区管道可以采用架空敷设，但一般采用架空敷设。,燃气管道架空敷设,燃气管道架空敷设应遵守下列规定：（1）架空燃气管道与建筑物、铁路、道路和其他管线间的最小水平净距应遵守表4-9的规定。（2）支架架空敷设时，管底至人行道路、厂区道路路面、（3）次高压B、中压和低压燃气管道。（4）架空管道不允许穿越爆炸危险品生产车间、爆炸品和可燃材料仓库、配电间和变电所（5）架空管道靠近高温热源（6）架空燃气管道与架空高压输电线交叉时，（7）输送湿燃气的管道坡度不小于0.003（8）在索道上通过的燃气管道，其上方应设防护网（9）厂区燃气管道的末端应设放散管。（10）低支架敷设时，管底至地面的垂直净距,4.4.3.2架空燃气管道与其他管道共架敷设,（1）燃气管道与其在同一支架上平行敷设的其他管道的最小水平间距，应符合表4-10的规定。（2）燃气管道与水管、热力管、燃油管、和不燃气体管在同一支柱或栈桥上敷设时，其敷设的垂直间距不宜小于250mm，（3）与输送腐蚀介质的管道（4）与氧气、乙炔气管（5）油管与乙炔气管道分别敷设在燃气管道的两侧。（6）其他管道的操作装置，应避开燃气管道易泄漏部位。（7）增设管道时，要设计计算。（8）不应敷设电缆、电线，但供燃气管道使用的电缆除外。（9）消除热膨胀影响。（10）通行道的预留,4.4.4车间燃气管网系统,工业企业燃气输配系统（包括锅炉房用户）车间内燃气管道的最高压力（表压）限制；独立、单层建筑为0.8Mpa，其他为0.4Mpa。,4.4.4车间燃气管网系统,车间燃气管网系统有枝状和环状两种。一般采用枝状，环网只用于特别重要的车间。,设有燃气计量装置的车间环网系统,4.4.4.2车间燃气管网系统的布线原则,次高压、中压车间燃气管道一般选用钢管，连接采用焊接和法兰连接。直径较小的低压管道采用螺纹连接。（1）进入车间的管上设置总阀门（2）敷设燃气管道的车间高度，一般不小于2.5m。（3）避让特殊地方（4）湿燃气的管道坡度0.003（5）放散管的设置。,4.4.4.3工业企业用气设备,工业企业生产用气设备应安装在通风良好的专用车间内。A燃烧器的选择。工业企业用气设备的燃烧器选择，应根据加热工艺要求、用气设备类型、燃气供给压力及附属设施的条件等因素，经技术经济比较后确定。,B用气设备的燃气用量的确定,（1）定型燃气加热设备（2）非定型用气设备的燃气用量（3）由其他燃料改用燃气的设备的燃气用量,C用气设备的一般技术要求,设观察孔或火焰监测装置热工检测仪表：燃气和空气的压力、温度、流量燃烧产物成分检测仪：CO、CO2、O2含量自动调节装置,D用气设备燃烧装置的安全设施,低压或超压报警以及紧急切断装置泄爆装置鼓风机和空气管道设静电接地装置用气设备的燃气总阀门与燃烧器阀门之间，应设放散管防止空气（或氧气）回到燃气管路和回火的安全措施。,E城镇供气管道压力不能满足用气设备而需要加压的要求在城镇低压和中压B供气管道上严禁直接安装加压设备，设置缓冲罐当城镇供气管道压力为中压A时，可直接由中压管网抽气而不需要设缓冲罐，但应有进口压力过低保护装置。F工业用户室内燃气阀门的设置工业用户室内燃气阀门宜采用球阀，而且满足下列规定。,4.5建筑燃气供应系统,主要是供应居民用户和商业用户。商业用户主要分两类：第一类用户是餐饮燃气用户，第二类是指使用燃气锅炉和燃气直燃型吸收式冷（温）水机组的用户。第一类参考建筑燃气供应系统设计;第二类商业用户可按工业用户对待.建筑燃气供应系统的最高压力（表压）限制：商业用户不大于0.4Mpa；居民用户中压进户不应大于0.2MPa，低压进户小于0.01Mpa。液化石油气管道的最高压力不应大于0.14MPa。管道井内的燃气管道的最高压力不应大于0.2MPa。,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燃气用具,4.5.1建筑燃气供应系统的构成,由用户引入管、立管、水平干管、用户支管、燃气计量表、用具连接管和燃气用具组成如图（419）。直接连接在城镇燃气的低压管道上。也有采用中压进户表前调压的系统。建筑燃气,建筑燃气供应系统剖面图,室内燃气管道系统由用户引入管、干管、立管、用户支管、燃气计量表、用具连接管和燃气用具组成。（1）引入管用户引入管是指从室外配气支管（庭院管）引向用户室内燃气总阀门（当无总阀门时，指室内地面1m高处）之间的管道。用户引入管与城市或庭院低压分配管道连接，在分支管处设阀门。输送湿燃气的引入管一般由地下引入室内，当采取防冻措施时也可由地上引入。输送湿燃气的引入管应有不小于0.01的坡度，坡向室外管道。在非采暖地区输送干燃气，且管径不大于75mm时，可由地上引入室内。,yi,（1）引入管宜沿外墙地面上穿墙引入。地上引入管与建筑物外墙之间的净距宜为100-120mm。室外管段的上端弯曲处应加不小于DN15清扫用三通和丝堵，并做防腐处理。寒冷地区输送湿燃气时还应做保温。1）多层建筑的引入管一般采用矮立管进户。进户管高度宜在0.00m建筑物以上0.3-0.5m。一次等高后先沿外墙接出0.3-0.5m长的水平短管，然后穿墙引入室内。在矮立管上端应加清扫用三通（进户三通）和丝堵或盲板。,2）设有金属软管的一次登高管，其高度宜控制在0.6-0.8m。当引入管立管上设有阀门时，阀门应设在金属软管之前，金属软管的高度宜控制在1.0-1.2m。3）设有架空楼前管的建筑物宜采用二次登高管，其高度根据建筑物立面的形式确定。,（2）引入管也可埋地穿过建筑物外墙或基础引入室内。燃气相对密度大于0.75且建筑物底层地面采用架空板（建筑物一层地面下方有空间），不得将燃气管道从建筑物0.00m以下穿墙或基础引入室内。引入管穿过墙或基础进入建筑物后应在短距离内伸出室内地面，并靠实体墙固定，不得在室内地下水平敷设。输送湿燃气的引入管，埋设深度应在土壤冰冻线以下，并应有不小于0.01坡向室外管道的坡度。,（3）燃气引入管穿墙前后的管段与其他管道的水平净距应满足安装和维修的需要。与地下管沟或下水道距离较近时，应采取行之有效的防腐措施。（4）燃气引入管穿过建筑物基础、墙或管沟时，均应设置在套管中，并应考虑沉降的影响，必要时应采取补偿措施。套管与引入管之间的间隙应采用柔性防腐、防水材料密封。对于高层建筑等沉降量较大的地方。还应采用补偿措施。一般建筑物设计沉降量大于50mm以上的燃气引入管，根据情况可采取如下保护措施：加大引入管穿墙处的预留洞尺寸，引入管穿墙前水平或垂直弯曲两次以上；引入管穿墙前设置金属柔性管或波纹补偿器。,（5）住宅燃气引入管宜设在厨房、外走廊、与厨房相连的封闭阳台内（寒冷地区输送湿燃气时阳台应封闭）等便于检修的非居住房间内，商业用户的燃气引入管宜设在使用燃气的房间或燃气表间内。（6）燃气引入管不得敷设在卧室、浴室（卫生间）、易燃或易爆品德仓库等。,（7）引入管阀门设置1）根据当地的气象条件和管理方的要求可设在室内，也可设在室外。重要用户和中亚进户的用户，应同时在室内和室外设置阀门。2）当住宅（高层居住除外）燃气引入管从楼梯间引入时，应采用金属管道且引入管阀门应设在室外。（8）燃气引入管的最小公称直径，应符合下列要求：人工燃气和矿井气不应小于DN25；天然气不应小于DN20；气态液化石油气不应小于DN15。,引入管应直接引入用气房间(如厨房)内，不得敷设在卧室、浴室、厕所、易燃与易爆物仓库、有腐蚀性介质的房间、变配电间、电缆沟及烟（风）道内。住宅燃气引入管宜设在厨房、外走廊、与厨房相连的阳台内等便于检修的非居住房间内，当确有困难时，可从楼梯间引入，但高层建筑除外，并应采用金属管道且引入管上阀门宜设在室外。,当引入管穿越房屋基础或管沟时，应预留孔洞，并加套管，间隙用油麻、沥青或环氧树脂填塞。管顶间隙应不小于建筑物最大沉降量，具体做法见图4-20。当引入管沿外墙翻身引入时，其室外部分应采取适当的防腐、保温和保护措施，具体做法见图4.1.4。燃气引入管最小直径：人工煤气或矿井气不得小于25mm；天然气不得小于20mm；气态液化石油气不得小于15mm。建筑物设计沉降量大于50mm时，对引入管可采取补偿措施：加大穿墙处的预留孔洞尺寸；穿墙前水平或垂直弯曲2次以上或设置金属柔性管或波纹补偿器。,图4.20引入管穿越基础或外墙,图4.1.4引入管沿外墙翻身引入,(2)燃气立管立管是将燃气由水平干管(或引入管)分送到各层的管道。立管宜明装。立管一般敷设在厨房、走廊或楼梯间内。每一立管的顶端和底端设丝堵三通，作清洗用，其直径不小于25mm。当由地下室引入时，立管在第一层应设阀门，阀门应设于室内。对重要用户，应在室外另设阀门。,A室内燃气立管（1）室内燃气立管宜设在（2）一般室内燃气立管应布置在用气房间靠近实体墙的角落里。（3）燃气立管宜明设，当敷设在管道竖井内时，燃气管道应便于安装和检修。可与空气、惰性气体、上下水机热力管道等设在一个公用竖井内，不的与电线、电气设备或氧气管、进风管、回风管、排气管、排烟管及垃圾道等共用一个竖井。竖井内燃气管道应涂黄色防腐识别漆。（4）立管的下端应装丝堵，其直径一般不小于DN25。立管（5）燃气立管端点的位移较大时，应采取补偿措施，高层建筑的燃气立管应有承受其自重和热伸缩推力的固定支架和活动支架。,B室外燃气立管,一般居民住宅燃气立管宜走户内。当立管上有进户支管时，宜先经过一段与墙面平行的水平管段过渡后再进入户内。建筑物外墙面的阴角。,(3)水平干管引入管连接多根立管时，应设水平干管。水平干管可沿楼梯间或辅助间的墙壁敷设，不宜穿过建筑物的沉降缝，不得暗设于地下土层或地面混凝土层内。管道经过的楼梯和房间应有良好的通风。,（4）套管立管通过各层楼板处应设套管。套管高出地面至少50mm，套管与立管之间的间隙用油麻填堵，沥青封口。立管在一幢建筑中一般不改变管径，直通上面各层。,（5）用户支管由立管引向各单独用户计量表及燃气用具的管道为用户支管。支管穿墙时也应有套管保护。室内燃气管道一般宜明装。当建筑物或工艺有特殊要求时，也可以采用暗装，但必须敷设在有人孔的闷顶或有活盖的墙槽内，以便安装和检修，暗装部分不宜有接头。室内燃气管与电气设备、相邻管道的间距不得小于表4-11（见P90）的规定。,室内燃气管道不应敷设在潮湿或有腐蚀性介质的房间内。当必须穿过该房间时，则应采取防腐措施。当室内燃气管道需要穿过卧室、浴室或地下室时，必须设置在套管中。室内燃气管道敷设在可能冻结的地方时，应采取防冻措施。用气设备与燃气管道可采用硬管连接或软管连接。当采用软管时，其长度不应超过2m；当使用液化石油气时，应选用耐油软管。,室内燃气管道力求设在厨房内，穿过过道、厅(闭合间)的管段不宜设置阀门和活接头。进入建筑物内的燃气管道可采用镀锌钢管或普通焊接钢管。连接方式可以用法兰，也可以焊接或用螺纹连接，一般直径小于或等于50mm的管道均用螺纹连接。如果室内管道采用普通焊接钢管，安装前应先除锈，刷一道防腐漆，并在安装后再刷两道银粉或灰色防锈漆。,图4.19室内燃气管道系统,室内燃气管道布置的其他要求,（1）室内明设燃气管道与墙面净距，当官径小于DN25时，不宜小于30mm；当官径为DN25-40时，不宜小于50mm；当官径等于DN50时，不宜小于60mm；当官径大于DN50时，不宜小于90mm；,（2）沿墙、柱、楼板和加热设备构件上明设的燃气管道应采用管支架、管卡或吊卡固定。管支架、管卡、吊卡及固定件的安装不应妨碍管道的自由膨胀和收缩。（3）保温（4）防腐措施（5）阀门设置：,（5）阀门设置燃气引入管、调压器前燃气计量表、用气设备或燃烧器前；点火器和测压点前；放散管起点处；软管与管道、软管与燃具连接时，在软管的上游与硬管的连接处。室内燃气管道阀门宜采用球阀。,（6）套管或非金属套管的直径见表4-12（7）、（8）地下室等类似房间的要求：净高、通风、照明、燃气监控设施等压力等级、管道级别、（9）液化石油气管道和烹调用液化石油气燃烧设备不应设在地下室、半地下室。,4.5.2燃气用气设备和用气场所,1居民用气A一般规定居民生活用气设备严禁设在卧室内使用燃气的房间或部位宜靠外墙设置住宅厨房内宜设置排气装置和燃气浓度检测报警器。,B居民住宅燃气用具的一般规定,（1）居民生活用燃具在选用时，符合国家标准燃气燃气器具安全技术条件GB16914，燃具必须与当地的燃气类别和代号对应。气源适配性检测海拔高度超过600m进行海拔高度适应性检测。（2）各类用气设备采用低压燃气设备。其燃烧器的额定压力见表4-13。（5）燃具的安装符合国家标准家用燃气燃烧器具安装及验收规程GJJ12的规定。,C燃气灶具的设置,自然通风和自然采光房间净高不得低于2.2m。低于2.2m时，限制是室内燃气灶眼数量，并通风。燃气灶具与墙面的净距不得低于100mm。灶台材料的要求D燃气热水器的设置通风净高应大于2.4m给、排气筒。E燃气采暖设置设集中采暖系统，分散采暖系统，符合下列要求：通风、防火隔热、熄火保护和排烟设施,F液化石油气瓶的使用场所,不用于地下室、半地下室或通风不良的场所室温不应高于45气瓶与燃具的净距不得小于0.5m。,2商业用气,A一般规定供应方式：所需燃气的种类、燃气用量和燃气用具的额定供气压力、结合市政管网供气条件，经技术经济比较后确定。压力：高层建筑应采用管道供气，使用燃气的房间或部位宜靠外墙设置。B用气设备宜采用低压设备。两者燃气的种类一致。排烟设施、防爆设施、调压装置：用气设备安装在通风良好的专用房间内，不得安装在易燃、易爆物品的堆放处或其他房间。净距和检修要求防火隔热措施，一般隔热层厚度不小于1.5mm。烟气CO浓度报警器,集中监视和控制独立的机械送排风系统：换气次数，Z6次/h，S12次/h，random/3次/h,D商业用户中燃气锅炉和冷（温）水机组（燃气直燃机）的设置,独立专用房间：建筑物的首层：屋顶设备能承受当地气候影响,E商业用户中燃气锅炉和冷（温）水机组（燃气直燃机）的技术措施,专用调压站燃烧器具有带多种安全保护的机电一体化。应有可靠的排烟和通风设施火灾自动报警系统和自动灭火系统,F商业用户阀门的设置,（1）一般室外引入管的立管上应设置阀门。对于重要用户以及使用燃气压力较高的用户，还应在室外增设阀门。燃气引入管应设手动快速切断阀和紧急自动切断阀，紧急自动切断阀停电时必须处于关闭状态（常开型）。室内燃气阀门宜采用球阀。（2）对于规模较大的商业用户，应在表后进厨房的燃气总管上设置阀门，应设置在方便操作的地方。（3）每台锅炉（机组）的燃气干管上，应装设关闭阀和快速切断阀。每个燃烧器前的燃气支管上，应装设关闭阀，阀后串联装设电磁阀。（4）燃气锅炉（机组）点火用的燃气管道，宜从干管上的关闭阀后或燃烧器的关闭阀前引出。应装设关闭阀，阀后串联装设电磁阀。,G商业用户的燃气放散管的设置,（1）燃气锅炉、冷（温）水机组以及大中型用气设备的燃气管道上应设放散管。放散管口应高出屋脊（或平屋顶）1m以上或设置在地面的安全处，并应采取雨雪进入管道和放散物进入房间的措施，（2）地下室燃气管道的末端应设放散管，并应引出地面以上。地上密闭房间燃气管道的末端宜设放散管。放散管的出口位置应能保证吹扫放散时的安全和卫生要求。（3）当建筑物位于防雷区之外时，防散管的引线应接地，接地电阻应小于10。防散管壁厚不得小于4mm。（4）燃气锅炉放散管的管径应根据吹扫段的容积和吹扫时间确定。吹扫量可按吹扫段容积的10-20倍计算，吹扫时间15-20min。（5）压力不同的燃气设备的放散管不应共用。（6）放散阀的公称通径不应小于放散管的公称通径。,4.5.3燃气表的选型与设置,居民生活用气应符合下列规定：（1）各类用气设备应使用低压燃气。（2）用气设备严禁安装在卧室内。（3）对于新建住宅，房间内每立方米容积允许安装的无烟道燃气用具的热负荷可取2.1MJ/(m3h)。1.燃气表燃气表是计量燃气用量的仪表。为了适应燃气本身的性质和城市用气量波动的特点，燃气表应具有耐腐蚀、不易受燃气中杂质影响、量程宽和精度高等特点。当使用人工煤气和天然气时，安装隔膜表的工作环境应高于0；当使用液化石油气时，应高于其露点5以上。,燃气表种类繁多。在居住与公共建筑内，最常用的是一种膜式燃气表，可计量人工燃气、天然气和液化石油气。为便于收费和管理，配有智能卡的燃气表已得到广泛应用。这种燃气表有一个方形的金属外壳，上部两侧有短管，左接进气管，右接出气管。外壳内有皮革制的小室，中间以薄膜隔开，分为左右两部分，燃气进入表内，可使小室左右两部分交替充气与排气。当薄膜运动时，借助传动机构惯性作用使滑阀盖反向运动。计量室1、3与入口相通，计量室2、4与出口相通，上部度盘上的指针即可指示出煤气用量的累计值。,计量范围：小型流量为1.5mh，使用压力为0.5kPa；中型流量为684mh；大型流量可达100mh，使用压力为12kPa。低压燃气表的单台流量小于或等于100mh时，宜选用隔膜表；大于100mh时，宜选用回转表。使用管道燃气的用户均应设置燃气表。居住建筑应一户一表，使用小型燃气表，一般把表和用气设备一起布置在厨房内。,燃气计量表适宜安装在下列位置：（1）非燃烧结构的室内通风良好的地方。（2）公共建筑和工业企业生产用气的计量装置宜设置在单独的房间内。（3）燃气表的安装应满足抄表、检修、保养和安全使用的要求，当燃气表安装在燃气灶具的上方时，燃气表与燃气灶的水平净距不应小于0.3m。,燃气计量表严禁安装在下列场所：（1）卧室、浴室、卫生间及更衣室内。（2）有电源、电器开关及其他电气设备的管道井内，或有可能滞留泄漏燃气的隐蔽场所。（3）环境温度高于45的地方。（4）经常潮湿的地方。（5）堆放易燃、易腐蚀或有放射性物质等危险的地方。（6）有变（配）电等电气设备的地方。（7）有明显振动影响的地方。（8）高层建筑中避难层及安全疏散楼梯间内。,4.5.4燃气的监控和防雷、防静电,1燃气浓度检测报警器A设置场所B设置要求2燃气紧急自动切断阀3燃气管道和设备的防雷、防静电（1）进出建筑物的燃气管道的进出口处，室外的屋面管、立管、放散管、引入管及燃气设备均有可靠的防雷、防静电接地设施。（2）防雷接地设计符合建筑物防雷电设计规范GB50057的规定（3）防静电接地设施符合化工企业静电接地设计规程HGJ28的规定。,五、高层建筑燃气供应系统（820层）,高层建筑燃气供应系统的特殊问题（1）补偿高层建筑的沉降：在引入管处安装伸缩补偿接头(波纹管接头，套筒接头和软管接头等形式)（2）克服高程差引起的附加压头的影响：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；设用户调压器，各用户由各自的调器将燃气降压，达到燃具所需的稳定压力值；采用低-低压调压器，分段消除楼层的附加压头（3）补偿温差产生的变形：将管道两端固定，并在中间安装吸收变形的挠性管式波纹管补偿装置。,1、高层建筑的沉降问题,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种类波纹管接头套筒接头软管接头,高层建筑自重大，沉降显著，容易在引入管处造成破坏。,2、高层建筑高程所引起的附加压头,燃气与空气的密度不同，因此燃气在管道内流动时，可引起附加压头，是燃气重力与所受浮力共同作用的结果。附加压头具有方向性。,如果附加压头过大，可能会造成燃气前压力过高，超过它的正常工作范围。必须采用一定措施，消除附加压头。,计算公式：,附加压头向上,附加压头向下,动力,阻力,消除附加压头的措施,选择适当的燃气立管管径或在燃气立管上增加截流阀；在燃气立管上设置低低调压器，消除楼层的附加压头。（在立管上每各78层设一个调压器，较少采用）用户表前设置低-低压调压器；,3、补偿温差产生的变形,补偿办法管道两端固定，中间安装吸收变形的挠性管或波纹管补偿装置。管道补偿量=0.012L(t安装-t运行),高层建筑燃气立管管道长、自重大、需在立管底部设置支墩,超高层建筑燃气供应系统示意图,超高层建筑燃气供应系统的特殊处理,为防止建筑沉降或地震以及大风产生的较大层间错位破坏室内管道，除了立管上安装补偿器以外，还应对水平管进行有效的固定，必要时在水平管的两固定点之间也应设置补偿器；为确保供气系统的安全可靠，超高层建筑的管道安装，在采用焊接方式连接的地方应进行100%的超声波探伤和100%的x射线检查，检查结果应达到II级片的要求；在用户引入管上设置切断阀，在建筑物的外墙上还应设置燃气紧急切断阀，保证在发生事故等特殊情况时随时关断。燃气用具处应设立燃气泄露报警器和燃气自动切断装置，而且燃气泄露报警器应与自动燃气切断装置联动；建筑总体安全报警与自动控制系统的设置，对于超高层建筑的燃气安全供应是必需的。,4.6燃气管道及附属设备,4.6.1管材及连接方式,一、管材1.钢管特点：具有承载应力大、可塑性好、便于焊接的优点。与其他管村相比壁厚较薄、节省金属用量；但耐腐蚀性较差，必须采取可靠的防腐措施。分类：无缝钢管和焊接钢管。无缝钢管：按制造方法又分为热轧和冷轧。冷轧无缝钢管外径55-200mm；热轧管外径32-630mm。焊接钢管：用途最广的是低压流体输送用焊接钢管，它属于直焊缝钢管，常用管径为6-150mm，按表面质量分为镀锌管（白铁管）和非镀锌管（黑铁管）两种；大口径焊接钢管，有直缝卷焊管（DN200-DN1800）和螺旋焊接管（DN200-DN700），其管长3.8-18m。,钢管选用原则,当直径在150mm以下时，一般采用低压流体输送焊接钢管；大口径管道多采用螺旋焊接管。钢管壁厚应视埋设地点、土壤和交通荷载而加以选择；要求不小于3.5mm，如在街道红线内则不小于4.5mm；当管道穿越重耍障碍物以及土壤腐蚀性甚强的地段，壁厚应不小于8mm；户内管的壁厚不小于2.75mm。,2.铸铁管,灰铸铁管的抗拉强度、抗弯曲、抗冲击能力和焊接性能均不如钢管好，但由于其抗腐蚀性能良好，在城市的中、低压燃气管道中仍彼广泛采用。随着球墨铸铁铸造技术的发展，铸铁管的机械性能大大增强了，从而提高了其安全性；降低了维护费用，国外铸铁管的直径为40-2600mm，长度为2-8m，输气压力最高达0.7一1.6MP。,3.塑料管,塑料管具有耐腐蚀、质轻、流体流动阻力小、使用寿命长、施工简便、可盘卷、抗拉强度较大等一系列优点。近四十年来，国内外相继在天然气输配系统中使用中密度聚乙烯（PE）和尼龙-11等各种材质的塑料管。目前用于燃气管道上的塑料管的最大工作压力0.4MPa最高工作温度38。由于它的刚性不如金属管，所以埋设施工时必须夯实沟槽底，才能保证管道坡度的要求。虽然塑料管经剧烈碰憧易断裂，但易于及时发现并修复，塑料管的安装费要比钢管低，如施工DN100的管子，每米可节省施工费约7，施工DN50的管子每米可节省施工费约17。,4.其他管材,有时还使用有色金属管村，如铜管和铝管。由于铜管和铝管价格昂贵而不能广泛应用于燃气输配管道上。在室内管道上还可使用铝质软连接管和铝塑、钢塑复合管，在有些方面有更优于塑料管的特性。,二、连接方法,钢管钢管的连接钢管可以用螺纹、焊接和法兰进行连接。室内管道管径较小、压力较低，一般用螺纹连接，室外输配管道以焊接连接为主，设备与管道的连接常用法兰连接。铸铁管灰铸铁管、球墨铸铁管，采用机械接口进行连接。塑料管聚乙烯管道常采用热熔连接、电熔连接；塑料管与金属管采用钢塑接头连接。其他管材：钢、铝管、铝质软连接管、铝塑、钢塑复合管,4.6.2燃气管材的选用,燃气工程管材的选用根据输送介质的种类、设计压力、设计温度、工作所处的环境、材料的价格及焊接性能等因素确定。各种管材的适用条件应与国家或行业现行标准或规程相适应。（1）室外高压、次高压应采用石油天然气工业输送钢管（L175级钢管除外）和输送流体用无缝钢管。三级和四级地区高压燃气管道材料钢级不应低于L245。次高压燃气管道若采用钢质燃气管道，其直管段壁厚应计算确定。地下次高压B级燃气管道也可用钢号Q235B焊接钢管、燃气工程用聚乙烯管（PE100-SDR11）和钢塑复合管。,（2）室外中压、低压燃气管道宜采用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢管和钢塑复合管。钢塑复合管还可分为钢丝网（焊接）骨架聚乙烯复合管和孔网钢带聚乙烯复合管。（3）建筑燃气管道管材可选用钢管、铜管、不锈钢管、铝塑复合管及胶管，宜选用热镀锌钢管。需要防止不均匀沉降的部位宜采用金属软管。其他管材，在有限制条件下可采用。,常用的管材有：防腐钢管、PE管、球墨铸铁管、灰口铸铁管、镀锌管（较多用于地上部分），少量应用的有：钢骨架PE管、铝塑复合管（仅能用于表后室内）。埋地钢管常用的防腐材料有：PE、环氧煤、环氧煤沥青玻璃布、石油沥青玻璃布、并根据材质与厚度的不同，有普通级、加强级、特加强级之分。新建管网一般采用PE防腐钢管、PE管、镀锌管。老管网一般以铸铁管、钢管为主。对于同样的输气能力，当管径DN250时，PE管的造价要低于其它管材的造价，有效期使用寿命也较高。,4.6.3燃气管道的附属设备,一、阀门要求机械强度高，转动灵活，密封严密耐用，对输送介质的抗腐性强，零部件的通用性好。种类常用的有闸阀、旋塞、截止阀、球阀和蝶阀等。1.闸阀特点流体是沿直线逼过阀门，阻力损失小，闸板升降引起的振动也很小。但当燃气中存在杂质或异物并积存在阀座上时，阀门不能完全关闭。种类有单闸板闸阀与双闸板闸阀之分，有平行闸板与楔形闸板之分，此外还有明杆阀门和暗杆阀门。,明杆、暗杆闸阀示意图,2.旋塞,特点是一种动作灵活的阀门，阀杆转90即可达到启闭的要求。杂质沉积造成的影响比闸阀小，广泛用于燃气管道上。种类一种是利用阀芯尾部螺母的作用，使阀芯与阀体紧密接触，不致漏气，这种旋塞只允许用于低压管道上，称无填料旋塞；另一种称为填料旋塞，利用填料以密封旋塞阀体与阀芯之问的间隙而避免漏气，这种旋塞体积较大，但较安全可靠。两种旋塞如图53及图54所示。,旋塞示意图,3.截止阀,依靠阀瓣的升降以达到开阈和节流的口的。这类阀门使用方便，安全可靠，但阻力较大。截止阀（图4-25）。4.球阀体积小，完全开启时的流通断面与管径相等。这种阀门动作灵活，阻力损失小。球阀（图56）。,截止阀、球阀示意图,5.蝶阀,是关闭件阀瓣绕阀体内固定轴旋转的阀门，一般作管道及设备的开启或关闭用，有的也可以作节流用。,二、补偿器,作用消除管段胀缩对管道所产生的应力，常用于架空管道和需要进行蒸气吹扫的管道上。安装在阀门的下侧（按气流方向），利用其伸缩性能，方便阀门的拆卸和检修。种类在埋地燃气管道上，多用钢制波形补偿器（图58），其补偿量约为10mm；还使用一种橡胶卡普隆补偿器（图59），它是带法兰的螺旋皱纹软管，软管是用卡普隆布作夹层的胶管，外层则用粗卡普隆绳加强。其补偿能力在拉伸时为150mm。,补偿器示意图,三、排水器（凝水缸）,作用排除燃气管道