城市燃气输配系统规划

1、5.3 城市燃气气源规划燃气行业的发展历程与现状 第一阶段：20世纪80年代以前，以发展煤制气为主。第二阶段：20世纪8090年代前期，液化石油气(Liquefied Petroleum GasLPG)和天然气得到了很快的发展，形成了煤制气、液化石油气和天然气等多种气源并存的格局。 第三阶段；20世纪90年代后期，我国城镇天然气的应用进入前所未有的发展阶段。1Liquefied Petroleum Gas 简称LPGLiquefied Natural Gas 简称LNGCompressed Natural Gas 简称CNGLNG是液化天然气，主要成分是甲烷，在零下165由气体变成液态，要在低

2、温下保存，保存压力低，安全性比较好，但是保存设备需要耐低温。每立方LNG气化后大约是600标方。 CNG为压缩天然气，一般的正常压力是指在20Mpa25Mpa。保存压力大，不是很安全，但是在常温下可以保存，保存设备不需要作保温隔热处理。 如果是长途运输，运输LNG比较经济，而CNG占用的空间比较大。 2我国城镇燃气规划发展目标 (一)西气东输工程 (二)俄气南供工程 (三)进口液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG) (四)近海天然气利用 (五)煤层气的开发利用 (六)页层气的开发利用35.3 城市燃气气源规划5.3.1 城市燃气气源种类1.人工煤气2.液化石油气(

3、LPG)3.天然气1）长输管道天然气2）压缩天然气（CNG）3）液化天然气（LNG）4.其他燃气45.3.2 城市燃气气源规划在选择城市气源时，一般考虑以下原则（1）应遵照国家能源政策和燃气发展方针，因地制宜，根据本地区燃料资源的情况，选择技术上可靠、经济上合理的气源。（2）应根据城市的地质、水文、气象等自然条件和水、电、热的供给情况，选择合适的气源。（3）应合理利用现有气源，做到物尽其用，发挥原有气源的最大作用，并争取利用各工矿企业的余气。（4）应根据城市的规模和负荷的分布情况，合理确定气源的数量和主次分布，保证供气的可靠性。（5）在城市选择多种气源联合供气时，应考虑各种燃气间的互换性，或确

4、定合理的混配燃气方案。（6）选择气源时，还必须考虑气源厂之间和气源厂与其他工业企业之间的协作关系。如炼焦制气厂和直立炉煤气厂的主要产品之一的焦炭，是水煤气制气厂的生产原料，也是冶金、化工企业的重要原料。55.3.3 气源场站及加气站规划5.3.3 气源场站及加气站规划1）长输管道天然气门站（1）管道天然气门站和储配站站址选择应符合以下要求：站址应符合城市总体规划的要求；站址应具有适宜的地形、工程地质、供电、给排水和通信等条件；门站和储配站应少占农田、节约用地并应注意与城市景观等协调；门站站址应结合长输管线位置确定；根据输配系统具体情况，储配站与门站可合建；当门站设有储罐时，储气罐与站外的建、构

5、筑物的防火间距应符合现行的国家标准建筑设计防火规范GB5016的有关规定。（2）天然气门站总平面应分为生产区（计量、调压、储气、加臭等）与辅助区（变配电、消防泵房、消防水池、办公楼、仓库等）。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。图5-5为某城市的天然气门站平面布置图。6 2）液化天然气气化站站址选择一方面要从城市的总体规划和合理布局出发，另一方面也应从有利生产、方便运输、保护环境着眼。因此，在站址选择过程中，要考虑到既能完成当前的生产任务，又要想到将来的发展。站址选择一般应考虑以下问题。（1）站址应选在城镇和居民区的全年最小风向的上风侧。若必须

6、在城市建站时，尽量远离人口稠密区，以满足卫生和安全的要求。（2）考虑气化站的供电、供水和电话通信网络等各种条件，站址选在城市边缘为宜。（3）站址至少要有一条全天候的汽车公路。（4）气化站应避开油库、桥梁、铁路枢纽站、飞机场等重要战略目标。783）压缩天然气（CNG）供气站站址选择CNG供气站站址选择应符合下列要求：符合城镇总体规划的要求；应具有适宜的地形、工程地质、交通、供电、给排水及通信条件；少占农田、节约用地并注意与城市景观协调；CNG站内天然气储罐与站外建、构筑物的防火间距，应符合现行国家标准建筑设计防火规范GB50016的规定。94）燃气汽车加气站汽车加气站的建设应侧重考虑公共交通线路

7、布局及其经营效益等要素，一般条件下，对于欲建天然气汽车加气站的城镇，约束条件甚多。不仅其站址是否理想，而且从减少征地费和有利线路调度的角度看，都难于作出主观选择。根据国外经营汽车加气站的经验表明，采取子、母站运营方式比较好。即在天然气气源处兴建颇具规模的加压站或加压、加气站作为母站，再按征地条件、交通线路及汽车允许行驶距离范围在城区均匀布置若干规模大小不一的子站，并兼顾出租车、公务车和家用私车的加气。子站既可单独设置，也可与汽车加油站合建。10对拟设点的加气站主要考虑具备防火间距条件和道路交通等外部条件。加气站站址选择应符合2项要求：加气站宜靠近气源，并应具有适宜的交通、给排水、供电、通信及工

8、程地质条件；在城市区域内建设的加气站应符合城市总体规划的要求。图5-8为某城市CNG加气站的平面布置图。11125.4 城市燃气输配系统规划1 城镇燃气输配系统的组成 2 城镇燃气管网的分类及其选择 3 城镇燃气管道的布线 4 工业企业燃气管网系统 5 建筑燃气供应系统 6 燃气管道及其附属设备7 钢燃气管道的防腐 135.4.1 城市燃气输配设施 城镇燃气输配系统有两种基本方式：一种是管道输配系统；一种是液化石油气瓶装系统。管道输配系统一般由接受站(或门站)、输配管网、储气设施、调压设施以及运行管理设施和监控系统等共同组成。如图41所示。14图 41 燃气输配系统示意图15一、接受站 接受站

9、(门站)负责接受气源厂、矿(包括煤制气厂、天然气、矿井气及有余气可供应用的工厂等)输入城镇使用的燃气，进行计量、质量检测，按城镇供气的输配要求，控制与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.二、输配管网 输配管网是将接受站(门站)的燃气输送至各储气点、调压室、燃气用户，并保证沿途输气安全可靠。16三、燃气储配站 储配站的作用一是储存一定量的燃气以供用气高峰时调峰用；二是当输气设施发生暂时故障、维修管道时，保证一定程度的供气；三是对使用的多种燃气进行混合，使其组份均匀；四是将燃气加压（减压）以保证输配管网或用户燃具前燃气有足够的压力。 17储气系数城市储气量的确定与城市民用用气

10、量与工业用气量的比例有密切关系。把储气量占计算月平均日供气量的比例称为储气系数，则根据不同工业与民用用气量的比例确定的储气系数见表5-9。18四、燃气调压站 调压室是将输气管网的压力调节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。调压站按性质分，有区域调压站、用户调压站和专用调压站。调压站还可按调节压力范围分，有高中压调压站、高低压调压站和中低压调压站。按建筑形式分，有地上调压站、地下调压站和箱式调压站。调压装置的设置应符合下列要求：P200195.4.2 城市燃气管网系统的分类一、燃气管道的分类二、城镇燃气管网及其选择三、城镇燃气管网系统举例20一、燃气管道的分类按输气压力分

11、类 （低压 、中压B 、中压A 、次按管网形状分类 （环状 、枝状 、环枝状 ）按用途分类 （长距离输气管线 、城镇燃气管按敷设方式分类 （地下 、架空 ）高压B、次高压A 、高压B 、高压A ）道 、工业企业燃气管道 ）21二、城镇燃气管网及其选择 (一)城镇燃气管网系统 根据所采用的管网压力级制不同可分为： 1.一级系统：仅由低压或中压一级压力级别的管网输配系统。2.两级系统：由低压和中压B或低压和中压A两级组成的管网输配系统。3.三级系统：由低压、中压和次高压或高压三级组成的管网输配系统。4.多级系统：由低压、中压、次高压和高压组成的管网输配系统。22(二)采用不同压力级制的必要性1.管

12、网采用不同的压力级制是比较经济的。 2.各类用户需要的燃气压力不同。 3.消防安全要求。 23(三)燃气管网系统的选择 在选择燃气输配管网系统时，应考虑许多因素，其中最主要的因素有：1.气源情况 2.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、各类用户的数量和分布情况。 3.原有的城镇燃气供应设施情况。4.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。5.大型燃气用户的数目和分布。246.储气设备的类型。7.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。8.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。

13、9.对城镇燃气发展的要求。 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。25三、城镇燃气管网系统举例26（一）低压单级管网系统图42 低压单级管网系统示意图 1气源厂；2低压储气罐 3稳压器；4低压管网27（二）中压单级管网系统 图 43 中压（A）或（B）单级管网示意图1气源厂；2储气站；3中压（A）或（B）输气管网；4中压（A）或（B）配气管网；5箱式调压器28(三)低压中压A两级管网系统 图 44 低压中压A两级管网系统1长输管线；2城镇燃气分配站；3中压A管网；4区

14、域调压站；5工业企业专用调压站；6低压管网；7穿越铁路的套管敷设；8穿越河底的过河管道；9沿桥敷设的过河管道；10工业企业29(四)低压中压B两级管网系统 图 45 低压中压B两级管网系统1气源厂；2低压管道；3压气站；4低压储气站；5中压B管网；6区域调压站；7低压管网30(五)三级管网系统 图 46 三级管网系统1长输管线；2城镇燃气分配站；3郊区高压管道(1.2MPa)；4储气站；5高压管网；6高-中压调压站；7中压管网；8中-低压调压站；9低压管网；10煤制气厂31(六)多级管网系统 图 47 多级管网系统1长输管线；2城镇燃气分配站；3调压计量站；4储气站；5调压站；62.OMPa

15、的高压环网；7高压B环网；8中压A环网；9中压B环网；10地下储气库325.4.4 城市燃气管网的布置（线）一、城镇燃气管道的布线原则二、燃气管道穿越公路、铁路、河流等障碍物的方法 33一、城镇燃气管道的布线原则 (一)布线依据 (二) 管网的平面布置 (三)管道的纵断面布置34 (一)布线依据 地下燃气管道宜沿城镇道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。在决定城镇中不同压力燃气管道的布线问题时，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.道路现状和规划。 4.街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况。355.所输送燃气的含湿量，

16、必要的管道坡度，街道地形变化情况。6.与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。7.线路上所遇到的障碍物情况。8.土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度。9.该管道在施工、运行和万一发生故障时，对交通和人民生活的影响。 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。36(二) 管网的平面布置原则高、中压管网的平面布置 低压管网的平面布置 37(三)管道的纵断面布置1.管道埋深 地下燃气管道埋设深度主要考虑地面动负荷，特别是车辆重负荷的影响，并在土壤冰冻线以下。 2.输送湿燃气的管道，不论是干管还是支管，其坡

17、度一般不小于0.003。 3.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，也不得与其他地下设施上下并置。384.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钢套管内。5.燃气管道与其他各种构筑物以及管道相交时，应按规范规定保持一定的最小垂直净距。39二、燃气管道穿越公路、铁路、河流等障碍物的方法(一)燃气管道穿越公路(二)燃气管道穿越铁路(三)燃气管道穿(跨)越河流40(一)燃气管道穿越公路 燃气管道在穿越一、二、三级公路或城镇主干道时，宜敷设在套管或地沟

18、内。 41 图 48 敷设在套管内的燃气管道1燃气管道；2套管；3油麻填料；4沥青密封层；5检漏管；6防护罩42 图 49 燃气管道的单管过街沟 1输气管道；2原土夯实；3填砂；4砖墙沟壁；5盖板43(二)燃气管道穿越铁路 燃气管道穿越铁路和电车轨道时，必须采用保护套管或混凝土套管，并要垂直穿越。 44 图 410 燃气管道穿越铁路1输气管道；2阀门井；3套管；4密封层；5检漏管；6铁道45(三)燃气管道穿(跨)越河流1.燃气管道水下穿越河流2.附桥架设3.管桥跨越46 图 411 燃气管道穿越河流 1燃气管道；2过河管；3稳管重块；4阀门井1.燃气管道水下穿越河流47燃气管道在水下穿越河流的

19、敷设方法有：沟埋敷设 裸管敷设 顶管敷设 为防止水下穿越燃气管道产生浮管现象，必须采用稳管措施。 48图 412 水下沟埋式敷设示意 1管道；2水泥砂浆492.附桥架设图 413 附桥架设503.管桥跨越 管桥法系将燃气管道搁置在河床内自建的支架上。如可采用桁架式、拱式、悬索式以及栈桥式。 51图 414 燃气管桥跨越52 图 415 燃气管道的悬索式跨越1燃气管道；2桥柱；3钢索；4牵索；5平面 6抗风索；7抗风牵索；8吊杆；9抗风连杆；10桥支座；11地锚基础；12工作梯534-4 工业企业燃气管网系统 一、工业企业燃气管网系统的构成二、工业企业燃气系统的选择与布线三、车间燃气管网系统54

20、一、工业企业燃气管网系统的构成 工业企业燃气输配系统，通常由工厂引入管、厂区燃气管道、车间燃气管道、炉前管道、工厂总调压站或车间调压装置、用气计量装置、安全控制装置等构成。 55 工业企业用户一般由城镇中压或高压管网供气，用气量小(50150Nm3/h)且用气压力为低压的用户也可以由低压管网供气，应根据具体情况选择最佳的供气方案。大型企业可敷设专用管线与城镇燃气分配站或长输管线连接。常用的系统有两种：一级系统和二级系统。56 图 416 工业企业低压一级管网系统1工厂引入管总阀门及补偿器；2厂区燃气管道； 3车间引入管总阀门；4燃气计量装置；5车间燃气管道；6燃烧设备前的总阀门；7放散管阀门；

21、8放散管；9吹扫取样短管57图 417 工业企业高（中）压一级管网系统1工厂引入管总阀门及补偿器；2厂区燃气管道；3车间引入管总阀门；4燃气计量装置；5车间燃气管道；6燃烧设备前的总阀门；7放散管阀门；8放散管；9吹扫取样短管；10总调压站和计量室58图 418 工业企业两级管网系统1工厂引入管总阀门及补偿器；2厂区燃气管道；3总调压站和计量室；4车间调压装置59图 419 车间分别调压的两级管网系统1厂区燃气管道；2排水器；3、5阀门井；4计量室；6小型阀门井；7箱式调压装置；8高(中)中压调压装置；9高(中)低压调压器门；10支管；11一车间；12食堂；13锅炉房60二、工业企业燃气系统的

22、选择与布线(一)系统选择应考虑主要因素(二)厂区燃气管道的布线原则61(一)系统的选择应考虑下列主要因素 1.连接引入管处的城镇燃气分配管网的燃气压力； 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.车间的用气量及用气规模； 5.与其他管道的关系及管理维修条件。62(二)厂区燃气管道的布线原则63 三、车间燃气管网系统(一)车间燃气管网系统的布线原则(二)车间燃气管网系统64图 420 设有燃气计量装置的车间环网系统1车间人口的阀门；2压力表；3车间燃气管道；4过滤器；5燃气计量表；6带堵三通；7计量表后的阀门；8旁通阀；9计量表前的阀门；10车间燃气分支管上的阀

23、门；11温度计；12日用气设备前的总阀门；13支管；14放散管；15取样管654-5 建筑燃气供应系统 一、建筑燃气供应系统的构成二、高层建筑燃气供应系统三、超高层建筑燃气供应系统的特殊处理66一、建筑燃气供应系统的构成 建筑燃气供应系统的构成，一般由用户引入管、水平干管、立管、用户支管、燃气计量表、用具连接管和燃气用具所组成。 67图 4-21 建筑燃气供应系统剖面图1引入管；2砖台；3保温层；4立管；5水平干管；6用户支管；7燃气计量表；8表前阀门；9灶具连接管；10燃气灶；11套管；12燃气热水器接头68图 422 用户引入管1沥青密封层；2套管；3油麻；4水泥砂浆；5燃气管道691.引

24、入管 用户引入管与城镇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。 2.水平干管 引入管上既可连一根燃气立管，也可连若干根立管，后者则应设置水平干管。水平干管可沿楼梯间或辅助房间的墙壁敷设，坡向引入管，坡度应不小于0.003。 703.燃气立管 立管一般应敷设在厨房或靠近厨房的阳台、走廊内。 4.用户支管 由立管引出的用户支管，在厨房内其高度不低于1.7m。敷设坡度不小于0.002，并由燃气计量表分别坡向立管和燃具。 5.用具连接管(又称下垂管)是在支管上连接燃气用具的垂直管段，其上的旋塞应距地面1.5m左右。71二、高层建筑

25、燃气供应系统 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。补偿高层建筑的沉降 克服高程差引起的附加压头的影响 补偿温差产生的变形 72三、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。建筑中安装的燃气用具和调压装置，应采用粘接的方法或用夹具予以固定，防止地震时产生移动，导致连接管道脱落。73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，检查结果应达到级片的要求。在用户引入

26、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。建筑总体安全报警与自动控制系统的设置。 744-6 燃气管道及其附属设备一、燃气管材二、 燃气管道的附属设备75一、燃气管材钢管 适用于各种压力级别的城镇燃气管道和制气厂的工艺管道。但耐腐蚀性较差，必须采取可靠的防腐措施。常用的钢管有普通无缝钢管和焊接钢管。钢管一般可以用螺纹、焊接和法兰等方式进行连接。76铸铁管 铸铁管具有抗腐蚀性能强、价格便宜的优点。但质脆、笨重、承载应力小、接口气密性较差。常用于中、低压燃气管道。铸铁管按材质分为普通铸铁管、高级铸铁管和球墨铸铁管。铸铁管的连接一般为承插、螺栓压盖和法兰三种方式。 77塑料管 塑料管具有耐腐蚀、质轻、流体流动阻力小、施工简便、气密性好等优点。但塑料管机械强度较低 。塑料管可以采用螺纹、承插粘接、承插焊接和电热熔等方式实现连接。其它管材 有时还使用有色金属管材，如铜管和铝管。在室内管道上还可使用铝质软连接管和铝塑、钢塑复合管。78二、 燃气管道的附属设备阀门补偿器 排水器 放散管 阀门井 79阀门是用于启闭管道通路或调节管道介质流量的设备。因此要求阀体的机械强度高，转动部件灵活，密封部件严密耐用，对输送介质的抗腐性强，同时零部件的通用性好。阀门的种类很多，燃气管道上常用的有闸阀