第2章 城市燃气需用量及供需平衡

第2章城市燃气的需用量及供需平衡第2章城市燃气的需用量及供需平衡 2.1 城市燃气需用量2.1 城市燃气需用量 2.2 燃气需用工况2.2 燃气需用工况 2.3 燃气输配系统的小时计算流量2.3 燃气输配系统的小时计算流量 2.4 燃气输配系统的供需平衡2.4 燃气输配系统的供需平衡 2.1 城市燃气需用量2.1 城市燃气需用量 一、供气对象一、供气对象 1、居民生活用气（1、居民生活用气（gas for domestic use） 基本对象，必须连续稳定基本对象，必须连续稳定 2、公共建筑用气（2、公共建筑用气（commercial utilization） 重要对象） 重要对象 气源管网设备气源管网设备 年用气量 用气不均匀情况 年用气量 用气不均匀情况 3、工业企业生产用气（3、工业企业生产用气（industrial utilization） 计算流量计算流量 年用气量主要取决于用户的类型、数量、用气量指标年用气量主要取决于用户的类型、数量、用气量指标 4、建筑物采暖用气4、建筑物采暖用气（heating utilization ） 供气原则供气原则 民用用气供气原则民用用气供气原则 1、燃气是公用事业 2、燃气是自然垄断行业 1、燃气是公用事业 2、燃气是自然垄断行业 城市燃气应优先供给居民生活用户城市燃气应优先供给居民生活用户 优先优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气满足城镇居民炊事和生活用热水的用气 尽量尽量满足公共建筑用气 如天然气充足，可发展燃气采暖和空调 满足公共建筑用气 如天然气充足，可发展燃气采暖和空调 工业用气供气原则工业用气供气原则 优先：优先：工艺上使用燃气后，产品产量和质量有很大提高 显著减轻大气污染 缓冲用户 工艺上使用燃气后，产品产量和质量有很大提高 显著减轻大气污染 缓冲用户 工业与民用供气的比例工业与民用供气的比例 燃气供应和需求的具体情况 适当发展工业用气（平衡用气不均匀性） 燃气供应和需求的具体情况 适当发展工业用气（平衡用气不均匀性） 二、城市燃气需用量的计算二、城市燃气需用量的计算 燃气用具的配置情况 公共生活服务网发展程度 居民生活水平及生活习惯 每户平均人口数（每户人口数越多，每人每年用气量越少） 地区气象条件 燃气价格 住宅内有无集中供暖设备（煤炉不仅供暖还可以做饭） 热水供应设备 燃气用具的配置情况 公共生活服务网发展程度 居民生活水平及生活习惯 每户平均人口数（每户人口数越多，每人每年用气量越少） 地区气象条件 燃气价格 住宅内有无集中供暖设备（煤炉不仅供暖还可以做饭） 热水供应设备 1、各类用户的用气量指标（用气定额）、各类用户的用气量指标（用气定额） 定义：定义：指城镇居民每人每年平均燃气用量指城镇居民每人每年平均燃气用量 （1）居民生活用气量指标）居民生活用气量指标q1 影 响 因 素 影 响 因 素 城镇居民生活用气量指标城镇居民生活用气量指标MJ/(人人年年) 城镇地区城镇地区有集中采暖有集中采暖无集中采暖无集中采暖 东北地区东北地区2303272118842303 华东、中南地区华东、中南地区20932303 北京北京2721314025122931 成都成都25122931 上海上海23032512 （2）公共建筑用气量指标）公共建筑用气量指标q2 用气设备的性能、热效率 加工食品的方式 地区气候条件等 用气设备的性能、热效率 加工食品的方式 地区气候条件等 影响因素影响因素 （3）工业企业用气量指标）工业企业用气量指标q3 实际燃气消耗量指标实际燃气消耗量指标 按同行业用气量指标确定按同行业用气量指标确定 （4）建筑物采暖用气量指标）建筑物采暖用气量指标q4 采暖通风设计手册采暖通风设计手册 2、城市燃气年用气量的计算（各类用户年用气量之和）2、城市燃气年用气量的计算（各类用户年用气量之和） +供暖用气量+其他扩展用途+供暖用气量+其他扩展用途 居民生活用气量居民生活用气量 l y H Nkq Q= 3 l 3 y 3 l 3 y 燃气低热值，kJ/mH a)(人居民用气指标，kJ/q )气化率(k 居民人数N /a居民生活年用气量，mQ 燃气低热值，kJ/mH a)(人居民用气指标，kJ/q )气化率(k 居民人数N /a居民生活年用气量，mQ npenetratiocustomer = l ii y H qNM Q +公共建筑用气量+公共建筑用气量 )/(akJ Qy 人，某类公共建筑用气指标q 数的百分数某类用气人数占总人口M /a公共建筑年用气量，m 某类公共建筑用气指标q 数的百分数某类用气人数占总人口M /a公共建筑年用气量，m i i 3 i i 3 +工业企业生产用气量+工业企业生产用气量 +未预见+未预见 旅馆旅馆2床床 /1000人 医院 人 医院5床床 /1000人 托儿所 人 托儿所10人人/100人 理发店 人 理发店24次次/人人年 公共建筑设施标准 年 公共建筑设施标准 工业企业生产用气量（工业企业生产用气量（industrial utilization ） l ly y H HG Q 1000 = = .燃气燃烧设备的热效率 效率;其他燃料燃烧设备的热 kJ/kg;其他燃料的低发热值，H a;其他燃料年用量，t/G /a;工业企业年用气量，mQ t;第i类产品的年产量，-M a);用气定额，kJ/(t生产第i类产品所需的-q 产品的总数；该城市中工业企业生产-n .燃气燃烧设备的热效率 效率;其他燃料燃烧设备的热 kJ/kg;其他燃料的低发热值，H a;其他燃料年用量，t/G /a;工业企业年用气量，mQ t;第i类产品的年产量，-M a);用气定额，kJ/(t生产第i类产品所需的-q 产品的总数；该城市中工业企业生产-n l y 3 y i i l y 3 y i i l n 1i ii y l n 1i ii y H Mq Q H Mq Q = = ( () ) 31 211 tt ttn n3 =） =） 2、年供暖用气量2、年供暖用气量 （ 供暖用气量（供暖用气量（gas for space heating gas for space heating ） 1、供暖最大负荷利用小时数 n1、供暖最大负荷利用小时数 n 全年供暖用的燃气量，如果按一年中最冷时的供暖 用量来供暖，可以持续的 全年供暖用的燃气量，如果按一年中最冷时的供暖 用量来供暖，可以持续的小时小时数。数。 ( () ) 211 ttn1 ）年供暖总热量）年供暖总热量（ hn1供暖期，供暖期， Ct o 1 供暖室内计算温度，供暖室内计算温度， Ct o 2 ，供暖期内室外平均温度，供暖期内室外平均温度 31 tt2 ）最冷时的小时供热量）最冷时的小时供热量（ Ct o 3 供暖室外计算温度，供暖室外计算温度， 3600100 = l f y H nFq Q )./( 2 amkWq f 建筑物供暖指标，建筑物供暖指标， 2 mF 暖气供暖面积，暖气供暖面积， %供暖系统效率， 供暖系统效率， 其他扩展用途其他扩展用途 （2）交通工具燃气化（2）交通工具燃气化 （3）化工用气（3）化工用气 （1）燃气发电（1）燃气发电 目录目录 2.1 城市燃气需用量2.1 城市燃气需用量 2.2 燃气需用工况2.2 燃气需用工况 2.3 燃气输配系统的小时计算流量2.3 燃气输配系统的小时计算流量 2.4 燃气输配系统的供需平衡2.4 燃气输配系统的供需平衡 2.22.2燃气需用工况燃气需用工况 思考：能否用年用气量确定管网及设备的通过能力、 储气容积？ 思考：能否用年用气量确定管网及设备的通过能力、 储气容积？ 用气工况的影响因素： 各类用户用气工况 该用户在总用气量中所占的比例 用气工况的影响因素： 各类用户用气工况 该用户在总用气量中所占的比例 一、一、月用气工况月用气工况（月不均匀性）（月不均匀性） 居民、公用建筑用户居民、公用建筑用户气候条件 工业企业 气候条件 工业企业生产工艺的性质、比较稳定 建筑物供暖 生产工艺的性质、比较稳定 建筑物供暖气候条件气候条件 1. 影响因素：影响因素： 2、年用气图表、年用气图表 用 气 量 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 123456789101112 月 份 制定供气计划 确定给缓冲用户供气的能力 确定所需的储气容积（季节调峰） 安排管网及设备的维修 制定供气计划 确定给缓冲用户供气的能力 确定所需的储气容积（季节调峰） 安排管网及设备的维修 功能：功能： 3 月不均匀系数月不均匀系数 全年平均月用气量 各月用气量 全年平均日用气量 该月平均日用气量 月不均匀系数：= 全年平均日用气量 该月平均日用气量 月不均匀系数：= 1 K 字面来讲= )monthdesign (计算月 4 月高峰系数月高峰系数 K1max 二、二、日用气工况日用气工况 三、三、小时用气工况小时用气工况 该日平均小时用气量 该日某小时用气量 小时不均匀系数：= 该日平均小时用气量 该日某小时用气量 小时不均匀系数：= 3 K 该日的小时高峰系数 max 3 K 该月平均日用气量 该月某日用气量 日不均匀系数：= 该月平均日用气量 该月某日用气量 日不均匀系数：= 2 K 该月的日高峰系数 max 2 K 居民生活习惯 工业企业工作和休息制度 室外气温变化 影响因素： 居民生活习惯 工业企业工作和休息制度 室外气温变化 影响因素： 昌平某年的用气工况昌平某年的用气工况 昌平昌平2004年年9月的用气工况月的用气工况 昌平昌平2004年某周用气负荷变化年某周用气负荷变化 昌平2002年的十一期间用气工况昌平2002年的十一期间用气工况 郑州燃气典型周小时用气量的变化规律郑州燃气典型周小时用气量的变化规律 024487296120144168192 0 10 20 30 40 50 用气量 ( (km 3/h) ) 小 时 (h) 郑州燃气典型日小时不均匀系数郑州燃气典型日小时不均匀系数 09:0011:0013:0015:0017:0019:0021:0023:0001:0003:0005:0007:00 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 小时不均匀系数 小时 (h) 作业作业 （总）（居民、工业）（居民、工业）求 maxmax87 333 ,KKK 时间 （时） 居民和 公共建筑 工业 企业 时间 （时） 居民和 公共建筑 工业 企业 时间 （时） 居民和 公共建筑 工业 企业 时间 （时） 居民和 公共建筑 工业 企业 时间 （时） 居民和 公共建筑 工业 企业 时间 （时） 居民和 公共建筑 工业 企业 674.874.8814152.275.5322231.272.39 785.204.8115164.055.2423240.982.75 895.175.4616177.105.452411.351.97 9106.554.8217189.595.55121.302.68 101111.273.8718196.104.87231.652.23 111210.424.8519203.424.48340.992.96 12134.095.0320212.134.34451.633.22 13142.775.2721221.484.84564.352.51 燃气输配燃气输配P38 表表2-3 小时用气量占日用气量的百分数小时用气量占日用气量的百分数% 目录目录 2.1 城市燃气需用量2.1 城市燃气需用量 2.2 燃气需用工况2.2 燃气需用工况 2.3 燃气输配系统的小时计算流量2.3 燃气输配系统的小时计算流量 2.4 燃气输配系统的供需平衡2.4 燃气输配系统的供需平衡 2.3 燃气输配系统的小时计算流量2.3 燃气输配系统的小时计算流量 hourly gas flowratehourly gas flowrate 不均匀系数法（asymmetry coefficient） 同时工作系数法（coincidence coefficient） 不均匀系数法（asymmetry coefficient） 同时工作系数法（coincidence coefficient） 小时计算流量小时计算流量Qh的意义：计算月的小时最大用气量的意义：计算月的小时最大用气量 确定管网及设备的通过能力、储气设施容积确定管网及设备的通过能力、储气设施容积 Qh，金属用量，基建投资，金属用量，基建投资 Qh，影响用户正常供气，影响用户正常供气 经济性经济性VS 可靠性可靠性 一、城市燃气分配管道的计算流量一、城市燃气分配管道的计算流量 maxmax 2 max 1 3 24365 KKK Q Q y = 1、不均匀系数法1、不均匀系数法 时均用气量计算月最大用气量日的 小时最大用气量计算月最大用气量日的 计算月日均用气量 计算月日最大用气量 年日均用气量 计算月日均用气量 = 24365 y Q K1max，K2max，K3max的确定：原则实际统计资料 居民生活和公共建筑用气缺乏统计资料时， 的确定：原则实际统计资料 居民生活和公共建筑用气缺乏统计资料时， K1max=1.11.3， K2max=1.051.2， K3max=2.23.