燃气基本知识培训.ppt

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1、目 录,第一章 燃气的分类与性质,第二章 城镇燃气需用量及供需平衡,第三章 城镇燃气管网系统,第四章 燃气管道及其附属设备,第五章 天然气长输管线,第一章 燃气的分类与性质,燃气的分类 燃气质量 燃气的基本性质,一、燃气按气源分类,第一节 燃气的分类,燃气,天然气,人工燃气,液化石油气,生物气(沼气),（一）天然气,天然气的主要成分是甲烷，另外含有少量的乙烷、丙烷、丁烷以及二氧化碳、氧、氮、硫化氢、水分等。天然气的分类方法很多，可根据来源、烃类组成、酸气含量进行分类。,（二）人工燃气,可燃成分：氢、甲烷、一氧化碳、乙烷、丙烷、丙烯等。,不可燃成分：氧、氮以及二氧化碳。,人工燃气,干馏煤气,气化

2、煤气,油制气,液化石油气的主要组分为丙烷、丙稀、丁烷、丁烯等石油系轻烃类。,从液态转变成气态其体积扩大 倍。,气、液两相共存,是液化石油气的特征。,液化石油气可进行管道输送，也可加压液化罐瓶。液化石油气也是城镇燃气的重要气源之一。,（三）液化石油气,250,（四）生物气（即沼气）,此外，尚有少量的氢、氧、一氧化碳等。,甲烷（约60%）,二氧化碳（约35%）,沼气工作原理,生猪及其他养殖业,饲料作物,沼液、沼渣,沼气池,沼气,照明、煮饭,果品保鲜,农作物,果园,鱼塘,厕所,确定城镇输配系统的压力级制、管径、燃气管网设施及防护和管理措施，都与燃气的种类有关。,燃气可根据热值分为三个等级：,二、燃气

3、按热值不同分类,一、城镇燃气的质量要求,热值高 毒性小 杂质少,第二节 城镇燃气的质量,二、城镇燃气的加臭,1、加臭量的要求,无毒燃气,泄漏到空气中，达到爆炸下限的20时,应能察觉。,有毒燃气,泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度时,应能察觉。,2、城镇燃气加臭剂的要求,加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味；,加臭剂不应对人体、管道或与其接触的材料有害；,加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料；,加臭剂溶解于水的程度不应大于2.5(质量分数)；,加臭剂应有在空气中应能察觉的加臭剂含量指标。,第三节 燃气的基本性质,一、燃气的物理化学性质,物理化学性

4、质,组成,分子量,密度,状态参数,粘度,含湿量、露点,（一）燃气的组成,（二）燃气的分子量,容积组成 质量组成 摩尔组成,通常用 来表示燃气的分子量。,平均分子量,（三）燃气的密度,通常用 来表示燃气的密度。,相对密度,平均密度,工程中，经常用 来进行计算。,（四）状态参数,1、气体基本状态参数,是燃气气体的三个基本状态参数。,温度,、比容,、压力,绝对温度（T）=摄氏温度（t）+273.15K。,（1）温度T：,（2）压力P,国际单位:Pa。KPa、MPa、bar、kgf/cm2。,1MPa=1000KPa=106Pa=10kgf/cm2=10bar1atm=101300Pa=101.3KP

5、a=0.1013MPa=1.033kgf/cm2=10.33mH2O=760mmHg,（3）比容V,（四）状态参数,2、临界状态参数,临界温度：Tpc 临界压力：Ppc 临界比容：Vpc,（五）粘度,粘度是气体或液体内部摩擦引起的阻力。粘度越大，阻力越大，气体流动就越困难。,（六）含湿量和露点,含湿量是指1Nm3（或1kg）干燃气中所含的水蒸气质量。饱和状态下的温度就是气体的露点。,二、燃气的燃烧特性,（一）燃气组成的稳定性,华白指数,华白指数的波动范围一般不超过5%。,燃烧势,（二）燃气燃烧涉及的几个燃烧概念,热值：,着火温度,着火极限（爆炸浓度极限）,空气中，天然气爆炸极限为。液化石油气的

6、爆炸极限为。,5-15%,2-9%,单位为KJ/Nm3或KJ/kg。,第二章 城镇燃气需用量及供需平衡,城镇燃气需用量 燃气需用工况 燃气输配系统的小时计算流量 燃气输配系统的供需平衡,第一节 城镇燃气需用量,一、燃气用户分类,居民生活用气,商业用气（公共建筑用户）,工业企业生产用气,采暖通风和空调用气,燃气汽车用气,发电用气,化工原料用气,二、供气原则,1.居民用气供气原则,2.工业企业用气供气原则,a.满足工艺要求，提高产品产量及质量。b.减轻大气污染。c.缓冲用户。,a.满足居民生活用气。b.满足公共建筑的用气。c.气量充足，可发展燃气供暖和空调。,3.工业与民用供气的比例,三、各类用户

7、的用气量指标,1.居民生活用气量指标 MJ/人.年,2.商业用气量指标 MJ/人.年 MJ/台.年,3.采暖通风和空调用气量指标,4.燃气汽车用气量指标,1.居民生活用户的年用气量Q1 Q1=N1.q1.a1 Q1：居民用户年用气量；N1：规划范围内总人数；q1：居民生活用气量指标；a1：规划范围内居民气化百分率；2.公共建筑用户的年用气量Q2 Q2=N2.q2.K1.K2 Q2:公共建筑用户年用气量；N2:规划范围内商业用户总户数；q2:公共建筑单位用气量指标；K1:规划范围内商业气化百分率；K2:系数查资料所得；,四、城镇燃气年用气量的计算,3.工业企业年用气量Q3,四、城镇燃气年用气量的

8、计算,Qa:年用气量（Nm3/a）;Ga:其它燃料年用量（t/a）;Hi:其它燃料低发热值（KJ/kg）;Hi:燃气低发热值（KJ/Nm3）;:其它燃料燃烧设备热效率（%）;:燃气燃烧设备热效率（%）;,四、城镇燃气年用气量的计算,4.建筑采暖年用气量Q4,Qa：年用气量（Nm3/a）;F：采暖面积（m2）;qf：民用建筑物的热指标（KJ/m2.h）;n：采暖最大负荷利用小时数（h）;：采暖系统热效率（%）;Hi：燃气低发热值（kJ/Nm3）;,四、城镇燃气年用气量的计算,5.未预见量,包括管网的燃气漏损量和发展过程中未预见的供气量。,按以上四类用户总用气量的 计算。,6.城镇总的年用气量,Q

9、总=(Q民+Q商+Q工+Q暖)105%,5%8%,第二节 燃气需用工况,表示用气工况的指标（用气不均匀性）按时间单位不同相应的可分为三种：,月不均匀性,时不均匀性,日不均匀性,一、月不均匀性（季节不均匀性）,月最大不均匀系数K1max，称为。,月高峰系数,二、日不均匀性,该月中日最大不均匀系数K2max，称为该月的。,日高峰系数,三、小时不均匀性,该日中小时最大不均匀系数K3max，称为该日的。,小时高峰系数,第三节 燃气输配系统的小时计算流量,确定燃气小时计算流量的两种方法：不均匀系数法 同时工作系数法,一、不均匀系数法,Qh:最大小时计算流量(m3/h)Qa:年用气量(m3/a)K1max

10、=1.11.3 K2max=1.051.2 K3max=2.23.2,适用于城镇燃气分配管道的计算。,二、同时工作系数法,根据所有燃气具的 及其 确定。,Qh:庭院及室内管道的小时计算流量(Nm3/h）；K:相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数；q:相同燃具或相同组合燃具的额定流量(Nm3/h）;N:相同燃具或相同组合燃具的个数;,额定流量,同时工作系数,适用于庭院和室内燃气管道的设计计算。,第四节 燃气输配系统的供需平衡,改变气源生产能力和设置机动气源 利用缓冲用户和发挥调度作用 利用储气设施,供需平衡方法：,1.改变气源生产能力和设置机动气源,主要用于。,2.利用缓冲用户和发挥调度作用,3

11、.利用储气设施,加压储存,液化储存,主要用来。,地下储存,低压储气柜储存,天然气液化后，气体将缩小为原来的。,调节季节性或月用气不均匀性,平衡季节不均匀用气及一部分日不均匀用气,1/600,第三章 城镇燃气管网系统,燃气管网的分类与构成 燃气输配管网的布线,第一节 城镇燃气管网的分类与构成,城镇燃气管道的分类 城镇燃气管网系统的构成与选择,一、城镇燃气管道的分类,燃气管道可以根据用途、敷设方式和输气压力分类。,根据用途分类,根据敷设方式分类,根据设计压力,低压燃气管道 长输管线架空燃气管道中压燃气管道 城市燃气管道次高压燃气管道地下燃气管道工业企业燃气管道高压燃气管道,根据设计压力分为7级：1

12、.低压燃气管道 压力 P10kPa(即1000mmH2O);2.中压B燃气管道 压力为 10kPaP0.2MPa；3.中压A燃气管道 压力为 0.2P0.4MPa；4.次高压B燃气管道 压力为 0.4P0.8MPa；5.次高压A燃气管道 压力为 0.8P1.6MPa；6.高压B燃气管道 压力为 1.6P2.5MPa；7.高压A燃气管道 压力为2.5P4.0MPa；,维护管理中心。,1.城镇燃气管网系统的构成：,二、城镇燃气管网系统的构成与选择,不同压力等级的燃气管网。,城镇燃气门站、分配站、压气站或高压装置。,储配站。,各种调压、计量设施。,监控与调度中心。,2.城镇燃气管网系统的分类,二、城

13、镇燃气管网系统的构成与选择,根据所采用的 可分为不同的系统：,管网压力级制不同,一级系统,两级系统,三级系统,多级系统,系统各种压力级别的燃气管道之间应通过 相连。,调压装置,两级系统,低压-中压B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 7-低压管网,优点：输气干管直径较小，节省投资，用气低峰时，可以用于调峰。,缺点：安全距离要求较高，采用钢管，折旧费用高。,1-长输管线 2-门站 3-高压管网4-高-中压调压站 5-中压管网 6-中-低压调压站 7-低压管网,高-中-低压三级管网系统,优点：供气较安全可靠，用气低谷时可以用于调峰。,三级系统

14、,缺点：系统复杂，需要建设大量中低压调压站，维护管理不便，投资大。,多级系统,优点：供气可靠。,多级管网系统,缺点：系统复杂，维护管理不便，投资较大。,1-长输管线 2-门站 3-调压计量站 4-储气站 5-调压站 6-高压B环网 7-次高压B环网 8-中压A环网 9-中压B环网 10-地下储气库,3.采用不同压力级制的原因,4.选择燃气管网系统的原则,气源情况 城市规模规划 原有的城镇燃气供应、输配系统设施情况 城市气化政策 工业企业用户的数量和特点。储气设备类型和数量。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。地理地形环境和条件 发展城镇燃气事业所需的材料及设备的生产、供应情

15、况。,第二节 城镇燃气输配管网的布线,布线依据 管网的平面布置 管网的纵断面布置,1.管道中燃气的压力。2.街道其他地下管道的布置情况。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.与该管道相连接的用户数量及用气量情况，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.该管道在施工、运行和万一发生故障时，对城市交通和人民生活的 影响。,一、布线依据,（一）高、中压管网的平面布置,高压管网的主要功能是输气。中压管网的功能既有输气，也有向低压管网各环网配气的功能。两者既有共同点

16、，也有不同点。,二、管网的平面布置,1.高压管网平面布置的主要原则,高压管网宜布置在城市边缘或市内有足够安全距离的地带，并应连接成环网，以提高高压供气的可靠性。高、中压管道是城市输配系统的输气和配气主要干线，必需综合考虑近期建设与长期规划。,2.中压管网平面布置的主要原则,中压管网应布置在城市用气区便于与低压环网连接的规划道路上，尽量避开繁华或闹市区的主要交通干线，以减少管道施工和管理维修的困难。中压管网应布置成环网，以提高其输气和配气的安全可靠性，并尽量靠近各调压站。,（二）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，是城市供气系统中最基本的管网。其主要原则是：低压管网以环状

17、管网为主，成环边长为300600米，也允许存在枝状管道。低压管道应按规划道路布线，并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的街道下敷设。应尽可能布置在街坊内兼作庭院管道。,三、管网的纵断面布置,1.地下燃气管道埋设的最小覆土厚度要求：,埋设在机动车道下时，不得小；,0.9m,埋设在非机动车车道(含人行道)下时，不得小于；,0.6m,埋设在机动车不可能到达的地方时，不得小于；,0.3m,埋设在水田下时，不得小于。,0.8m,2.输送湿燃气的燃气管道，坡向凝水缸的坡度不宜小于。,0.003,3.不得从建筑物和大型构筑物(不包括架空的建筑物和大型构筑物)的下面穿越。,4.与其他各种构筑

18、物或管道相交应满足规范要求的最小垂直净距。,5、特殊情况,穿越铁路、主要交通干道、河流,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,燃气管道沿桥敷设,1.燃气管道 2.隔热层 3.吊卡 4.钢筋混凝土桥面,第四章 燃气管道及其附属设备,管材及其连接方式 附属设备,第一节 管材及其连接方式,钢管 球磨铸铁管 聚乙烯燃气管道(PE管)钢骨架聚乙烯塑料复合管,一、钢管,优点：,承载应力大、可塑性好、便于焊接。,耐腐蚀性较差。,缺点：,常用的钢管有普通无缝钢管和焊接钢管两种。,钢管的连接方式主要有：螺纹连接 焊接连接 法兰连接,优点：,抗腐蚀性能

19、强。,抗拉强度、抗冲击能力低。,缺点：,连接方式主要有：和。,承插连接,机械接口,二、铸铁管,三、聚乙烯塑料管（PE管）,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。,优点：,连接方法主要有：、和。,普遍采用的方法是热熔连接和电熔连接。,承插粘接,热熔连接,电热熔连接,塑料管与金属管通常使用。,钢塑接头连接,抗冲击能力低。,缺点：,四、钢骨架聚乙烯塑料复合管,燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管CJT 125燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管件CJT 126,钢骨架聚乙烯塑料复合管道应符合的国家标准：,第二节 附属设备,阀门 补偿器 排水器 放散管 阀门井,阀门是用来启闭管道通

20、路或调节管道内介质流量的设备。,一、阀门,天然气管道上常用的阀门有：球阀、闸阀、旋塞阀、截止阀和蝶阀。,二、补偿器,作用：方便阀门的拆卸和检修。,安装位置：阀门的下侧(按气流方向)。,橡胶-卡普隆补偿器,波形补偿器,三、排水器,作用：排除燃气管道中的冷凝水和石油伴生天然气管道中的轻质油。,低压排水器,高、中压排水器,四、放散管,专门用来排放管道中的空气或燃气的装置。,五、阀门井,阀门井应坚固耐久，有良好的防水性能，并保证检修时有必要的空间。,对于直埋设置的专用阀门，不设阀门井。,第五章 天然气长输管线,长输管线的基本概念,一、天然气长输管线的基本含义,天然气长输管线就是连接脱硫净化厂或LNG终

21、端站与城市门站之间的管线。,二、天然气长输管线系统的组成与功能,组成：矿场集气系统、气体净化系统、干线输气管道,天然气长输管线系统,二、天然气长输管线系统的组成与功能,功能：1.计量功能 2.增压功能 3.接收和分输功能 4.截断功能 5.调压功能 6.清管功能 7.储气调峰功能,三、天然气长输管线的特点,口径大：管径一般在300mm以上。,距离长：多数在几百至几千公里。,压力高：一般压力在4.0MPa以上。输气量大：年输气量在几十亿m3。,作 业 题 一、填空 1、天然气的主要成分是。2、天然气按矿藏特点可分为、。3、燃气输配系统各种压力级制的燃气管道之间通过 相连。4、地下燃气管道埋设在车

22、行道下时，最小覆土厚度不得小于。5、长输管线具有、输气量大等特点。,6、人工燃气可分为、。7、液化石油气从液态到气态扩大 倍。8、沼气的主要成分是、。9、燃气按热值分为、。10、城镇燃气的质量要求、。,11、天然气的爆炸极限为。12、液化石油气的爆炸极限为。13、表示用气工况的指标按时间单位不同相应的可分为、。14、天然气液化后，气体将缩小为原来的。15、通常用 来表示燃气的密度。,二、判断题 1.天然气的主要成分是乙烷。（）2.绝对温度（T）和摄氏温度（t）之间的关系是：T=t+273.15k（）3.可燃气体和空气混合后遇明火能发生爆炸的浓度范围，称其为可燃气体的爆炸极限，天然气的爆炸极限为

23、515%。（）4.气体的三个基本状态参数是温度、压力和比容。（）5.天然气液化后，气体将缩小为原来的1/250。（）,三、单项选择 1、下列燃气组分中属于不可燃组分的是（）A.甲烷 B.氢气 C.氧气 D.一氧化碳 2、关于燃气生产与使用的平衡方法中说法不正确的是（）A.改变气源的生产能力和设置机动用户 B.利用缓冲用户和发挥调度的作用 C.利用储气设备调节 D.减小供气压力 3、压力的法定计量单位是（）A.mmH2O B.Pa(帕)C.kgf/cm2 D.MPa 4、燃气户内管道一般采用（）A.PVC管 B.镀锌管 C.铸铁管 D.以上都不正确 5、用来启闭管道通路或调节管道内介质流量的设备

24、是（）A.阀门 B.补偿器 C.检漏管 D.放散管,四.多项选择 1.下列燃气属于按气源分类的有（）A.天然气 B.液化石油气 C.甲烷气 D.生物气 E.人工煤气 2.天然气根据来源不同可分为（）四类 A.气田气 B.液化天然气 C.凝析气田气 D.煤矿矿井气 E.油田伴生气 3.城镇燃气管道根据用途分为（）A.高压管道 B.架空管道 C.长距离输气管道 D.城镇燃气管道 E.工业企业燃气管道 4.下列属于塑料管的连接方式的是（）A.法兰连接 B.热熔对接 C.承插连接 D.螺纹连接 E.电热熔连接 5.钢管的连接方式主要有（）。A.螺纹连接 B.法兰连接 C.粘接 D.焊接连接,五、简答题 1、确定燃气输配系统小时计算流量的方法有哪几种？2、燃气管道根据敷设方式分为哪几类？3、按含硫情况，天然气分为哪几类？4、燃气用户按照用户特点，用户类型分为哪几类？5、天然气长输管线具有哪些功能？,