《城市燃气输配》在线考试(主观题)答案

《城市燃气输配》在线考试(主观题)答案一、名词解释燃气输配系统小时计算流量答案：指用于确定燃气输配系统中管网、调压设备、计量设备等输配设施设计规格的核心流量参数，对应月高峰日的高峰小时最大用气量。计算方法分为两类：一是不均匀系数法，以年用气量为基础，乘以月高峰系数、日高峰系数、小时高峰系数后除以全年小时数得到，公式为Qh=Qa⋅Km⋅答案：指调压器进口压力为额定值、出口流量降至零时，调压器出口的稳定压力值，是衡量调压器密封性能和超压防护能力的核心指标。通常用关闭压力与额定出口压力的比值表示其性能优劣，根据《城镇燃气调压器》标准，一般用途调压器的关闭压力不应超过额定出口压力的1.2倍；精密型调压器的关闭压力偏差可控制在5%以内，用于对压力稳定性要求较高的工业、商业用户。

3.低压管网的作用半径答案：指低压燃气干管从调压设施出口到管网最远用户的管道总长度，其取值直接影响管网压力降分配和用户灶前压力稳定性。作用半径的大小与燃气种类、管网允许压力降、用户负荷密度相关：人工煤气因含杂质多、密度较大，低压管网作用半径一般不超过500m；天然气黏度低、密度小，低压管网作用半径可放大至800~1000m；液化石油气低压管网因密度大于空气，附加压头影响大，作用半径一般控制在300m以内。燃气的华白指数答案：又称热负荷指数，是衡量燃气在相同压力、相同喷嘴孔径条件下燃烧热负荷相对大小的核心性能指标，也是判定燃气互换性的主要依据。计算公式为W=HlS，其中Hl为燃气的低热值，答案：指由于燃气与空气的密度差，在垂直敷设的燃气管道中产生的静压力差，其大小与管道垂直高度、燃气与空气的密度差成正比，公式为ΔP=(ρair−ρ简述城市燃气输配系统的构成及各部分核心功能答案：城市燃气输配系统是由多类设施组成的连续供气系统，主要分为6个组成部分，各部分功能如下：（1）气源接收与净化设施：包括天然气门站、人工煤气厂、液化石油气气化站等，核心功能是接收或生产符合质量标准的燃气，对燃气进行脱硫、脱水、除尘、加臭等净化处理，满足输配和用户使用要求；（2）输气管网：按压力等级分为高压、次高压、中压、低压管网，高压/次高压管网负责长距离、大输量的燃气输送，是输配系统的“主动脉”，中压管网负责区域燃气分配，低压管网直接连接终端用户，是输配系统的“毛细血管”；（3）调压设施：包括门站调压装置、区域调压站、楼栋调压箱、用户调压器等，核心功能是将上游较高压力的燃气降至下游管网或用户所需的压力等级，并稳定出口压力，避免压力波动影响燃烧器具正常工作；（4）储配设施：包括储气罐、储气瓶组、地下储气库及配套压缩机等，核心功能是平衡燃气用气的小时、日、月不均匀性，用气高峰时补充供气量，用气低谷时储存多余燃气，保障供气连续性；（5）计量与监控设施：包括管网流量计、用户燃气表、压力/温度传感器、SCADA系统等，核心功能是对输配过程的流量、压力、温度等参数进行实时监测，对用气量进行计量核算，实现输配系统的远程调控和异常预警；（6）用户终端设施：包括用户支管、灶前阀、燃气燃烧器具等，是燃气的终端使用环节，需与燃气性质、供气压力匹配，保障安全、高效燃烧。简述低压燃气管网采用环状布置的优缺点及适用场景答案：低压燃气管网的布置形式分为枝状和环状两类，环状布置的优缺点及适用场景如下：（1）优点：①供气可靠性高：环状管网为双向供气通路，某一管段发生故障检修时，可通过另一侧管道向用户供气，不会出现大面积停气，供气可靠性较枝状管网提升40%以上；②压力分布均匀：环状管网水力工况对称，各节点压力偏差较小，用户灶前压力稳定性优于枝状管网，可有效避免末端用户压力不足的问题，提高燃烧器具热效率；③抗负荷波动能力强：用气高峰时，环状管网的压力降分布更均匀，不会出现枝状管网末端压力骤降的情况，适应用户负荷增长的能力更强。

（2）缺点：①投资成本高：相同供气范围内，环状管网的管道总长度比枝状管网长15%~25%，管材采购、施工安装成本显著提升；②设计与施工难度大：环状管网需要进行环网水力平差计算，设计复杂度高，且施工时需保证环网各接口的密封性和管道坡度，对施工质量要求更高。

（3）适用场景：①城市核心商圈、金融区等对供气可靠性要求极高的区域；②有重要用气单位（如医院、学校、应急指挥中心）的区域；③用气负荷较大、用户分布均匀的大中型居住区；④规划期内用户负荷增长较快的区域。简述影响燃气调压器选型的主要因素答案：燃气调压器的选型需结合运行参数、介质特性、使用场景等多方面因素，核心影响因素如下：（1）压力参数：包括进口压力波动范围、额定出口压力、出口压力调节范围，是调压器选型的首要参数，需保证调压器的工作压力区间完全覆盖实际运行的压力波动范围，避免因压力超限导致调压器失效；例如进口压力波动范围超过10:1时，需选择高调压比的轴流式调压器。（2）流量参数：需根据管网或用户的小时计算流量确定调压器的额定流量，一般要求调压器的额定流量为实际最大流量的1.2~1.5倍，既避免流量过大导致调压器喘振、损坏密封件，也避免流量过小导致关闭压力超标、出口压力波动大。（3）燃气介质性质：不同燃气的密度、腐蚀性、杂质含量不同，需选择适配的材质和密封件；例如输送含硫人工煤气时，需选择抗硫腐蚀的铜合金或不锈钢阀口；输送液化石油气时，需选择耐烃类腐蚀的丁腈橡胶或氟橡胶密封件。（4）调压精度要求：根据用户对出口压力稳定性的要求选择对应精度等级的调压器，工业锅炉、燃气发电等对压力精度要求高的用户，需选择精度等级为±5%的精密调压器；居民用户可选择精度等级为±10%的普通调压器，兼顾经济性和实用性。

（5）安装场景与安全要求：地上调压站可选择体积较大的柜式调压器组，地下调压箱需选择防水、防腐性能好的紧凑型调压器；重要用户需选择带双路调压、自动切换功能的调压器组，并配套超压切断阀、放散阀等安全附件，满足安全供气要求。简述燃气管道穿越铁路、高速公路的技术要求答案：根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006，2020年版）要求，燃气管道穿越铁路、高速公路需符合以下技术要求：

（1）敷设方式要求：穿越铁路干线、高速公路时，应采用顶管或盾构施工的套管敷设方式，套管宜采用钢筋混凝土管或钢管，套管内径应比燃气管道外径大100mm以上，预留检修空间；穿越一般二级及以下公路时，可采用直埋敷设，但需加大埋设深度。（2）埋设深度要求：穿越铁路时，套管顶部至铁路轨底的距离不应小于1.2m；穿越高速公路时，套管顶部至路面的距离不应小于1.2m；穿越一般公路时，管道顶部至路面的距离不应小于0.8m，且需敷设在公路路基的坚实土层内。（3）管道材质与检测要求：穿越段的燃气管道应采用无缝钢管，焊接连接，需进行100%射线探伤检测，合格等级不低于Ⅱ级；管道防腐等级为加强级防腐，同时配套阴极保护设施，避免管道腐蚀泄漏。

（4）套管密封与延伸要求：套管两端与燃气管道之间应采用柔性防火密封材料封堵，防止地下水、土壤进入套管内；套管两端应伸出铁路路基坡脚、高速公路边沟外缘不少于2m，穿越一般公路时不少于1m，且端部需设置警示牌。（5）安全防护要求：穿越重要铁路、高速公路的燃气管道，应在两端设置紧急切断阀，便于事故状态下快速切断气源；管道穿越位置需设置里程桩、转角桩、阴极保护检测桩，定期检测管道运行状态。三、计算题题目：某新建居住小区共有居民3200户，每户配置一台双眼燃气灶（额定流量为0.6m³/h，额定压力2000Pa），小区内配套1所幼儿园（共10个大锅灶，每个额定流量1.2m³/h）、1座社区商业综合体（燃气用具总额定流量24m³/h），燃气介质为天然气，标准状态下低热值36MJ/m³，相对密度0.55。已知居民生活用燃具的同时工作系数取0.14，公建用户燃具的同时工作系数取0.7。要求：（1）计算该小区低压燃气管道的总小时计算流量（标准状态）；（2）若小区低压干管采用PE80级SDR11系列PE管，干管起点（调压箱出口）压力为2200Pa（表压），最远用户灶前压力要求不低于1800Pa（表压），低压干管总长度为900m，忽略局部阻力和附加压头，试校核公称外径de160的PE管是否满足输送要求（已知PE管湍流工况下摩擦阻力系数λ取0.012，工作状态为20℃、绝对压力103.3kPa，低压燃气管道推荐流速不大于6m/s）。答案：（1）总小时计算流量计算低压燃气管道小时计算流量采用同时工作系数法，公式为Qh=∑(Ki⋅Qn,i)居民燃具总额定流量Qr,n=3200×幼儿园燃具总额定流量Qk,n=10×商业燃具总额定流量Qc,n=24 Qh=Qh,通过计算工作状态下的流速、沿程阻力损失，与允许压力降、推荐流速对比校核。①允许压力降：ΔP允=标准状态下空气密度ρ0,air=1.293 kg/m3，天然气相对密度S=0.55，因此标准状态下天然气密度Qg=QPE80级SDR11系列de160管，壁厚e=160/11≈14.5 mmv=QgA沿程阻力公式为ΔP=ΔP=0.012×9000.131四、案例分析题题目：某南方城市老城区建成于上世纪80年代，原有燃气输配系统为人工煤气低压枝状管网，管材采用灰口铸铁管，接口为水泥捻口，目前已运行35年。近年来该城区多次出现燃气泄漏、停气事故，且随着城市更新，区域内新增了多处商业综合体和高层住宅，供气压力不足、可靠性差的问题日益突出。当地燃气公司拟对该老城区燃气输配系统进行改造，改造后燃气介质由人工煤气置换为天然气。请结合城市燃气输配相关知识，回答以下问题：（1）分析该老城区原有燃气输配系统存在的主要问题；（2）请提出该老城区燃气输配系统改造的具体技术方案；（3）简述改造过程中需采取的安全保障措施。答案：（1）原有输配系统存在的主要问题①管材超期服役，安全隐患突出：灰口铸铁管设计使用年限为20~30年，该管网已运行35年，远超设计寿命，管壁因长期腐蚀出现变薄、沙眼等问题；水泥捻口受地基沉降、温度应力影响易出现开裂，导致燃气泄漏事故频发，属于重大安全风险源。②管网布置不合理，供气可靠性低：原有系统为单一低压枝状管网，无备用供气通路，任何一段管段故障都会导致下游大面积停气，无法满足老城区居民、商业用户的供气可靠性需求；且枝状管网末端压力降大，用气高峰时末端用户灶前压力不足1000Pa，远低于额定压力2000Pa，导致燃烧器具热效率下降、废气排放超标。③输配能力不足，适配性差：原有低压枝状管网的输配能力按人工煤气、低层住宅设计，随着区域内高层住宅、商业综合体的新增，用气量大幅增长，低压管网的流量、压力均无法满足需求；且人工煤气置换为天然气后，燃气密度、燃烧特性变化，原有管网的附加压头、水力工况需重新核算，高层住宅的附加压头影响更为显著，易出现顶层用户压力过高、底层用户压力不足的问题。④监控设施缺失，应急能力弱：原有系统无压力、流量监测和泄漏报警设施，无法实时掌握管网运行状态，泄漏事故无法及时发现和定位，应急处置效率低，容易引发火灾、爆炸等次生事故。（2）改造的具体技术方案①压力级制优化：采用“中压A-低压”两级输配系统，中压A级管网设计压力0.4MPa，沿老城区主次干道敷设成环状，提高输配能力和供气可靠性；低压管网采用“核心区域环状+居住小区枝状”的混合布置形式，商业密集区、重要用户周边采用环状布置，居民小区内部采用枝状布置，兼顾可靠性和经济性。②管材选型与敷设：中压管道采用PE100级SDR11系列PE管，热熔连接，设计使用年限50年；穿越道路、河道的段采用20#无缝钢管，加强级3PE防腐加牺牲阳极阴极保护；低压庭院管网采用PE80级SDR11系列PE管，电熔连接，替代原有灰口铸铁管，管道埋深符合规范要求，避开地基不稳定区域。③调压设施配置：按服务半径500m设置6座地上式区域调压箱，将中压A燃气降至2200Pa低压，每座调压箱配置双路调压器（一用一备），配套超压切断阀、放散阀；高层住宅采用楼栋调压箱单独调压，抵消高层建筑附加压头的影响，保障各楼层用户灶前压力稳定在1800~2200Pa范围内；商业用户单独设置计量调压装置，满足不同压力、流量需求。④智能化系统建设：在中压管网节点、调压箱、重要用户端安装压力、流量、可燃气体监测传感器，接入燃气公司SCADA系统，实现输配参数实时采集、异常自动报警、远程调控，提升系统的安全监控和应急响应能力。⑤燃气置换与用户适配：改造完成后采用间接置换法进行天然气置换，先用氮气置换管道内的空气，再用天然气置换氮气，置换过程中逐段检测气体浓度，确保置换安全；置换后组织专业人员对居民、公建用户的燃烧器具进行适配性调整，更换天然气喷嘴、调整风门，保障燃烧稳定、废气排放达标。（3）改造过程中的安全保障措施①施工前准备与交底：施工前采用地下管线探测仪结合人工探坑的方式，明确原有燃气、电力、给排水等管线的位置和走向，避免施工损坏管线；对施工人员进行燃气安全、操作规程的专项培训，考核合格后方可上岗。②停气与动火作业管控：停气作业提前48小时通知用户，制定专项停气方案，严格控制停气范围和时