城市燃气输配系统规划.ppt
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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80年代至90年代前期,液化石油气(Liquefied Petroleum Gas简称LPG)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。,Liquefied 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
2、,要在低温下保存,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。,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,5.3 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(LPG
3、)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,5.3.2 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,或确定合
4、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。,5.3.3 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、构筑
5、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。,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。若必须在城
6、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。,3)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。,4)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布局及
7、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。,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、通信及工程地质条
8、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。,5.4 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,5.4.1 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。,图 41 燃气输配系统示意图,一、接受站 接受站(门站)负责接受气源
9、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。,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。,储气系数,城市储气量的确定与城市民用用气量与工业用气量的比例有密
10、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。,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:P200,5.4.2 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,一、燃气管道的分类,按输气压力分类(低压、中压B、中压
11、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),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。,(二)采用不同压力级制的必要性,1.管网采用不同的压力级制是比较经济的。2.各类用户需要
12、的燃气压力不同。3.消防安全要求。,(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。,6.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。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
13、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。,三、城镇燃气管网系统举例,(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,(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,(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;
14、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,(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,(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,(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 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,5
15、.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,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,(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。,5.所输送燃气的含湿量,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
16、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。,(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,(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,
17、也不得与其他地下设施上下并置。,4.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。,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,(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内。,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,图
18、 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,(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。,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,(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,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,燃气管道在水下穿越河流的敷设方法有:,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。,图 412 水下沟埋式敷设示
19、意 1管道;2水泥砂浆,2.附桥架设,图 413 附桥架设,3.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。,图 414 燃气管桥跨越,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,4-4 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,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
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