城市燃气工程系统规划.ppt
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1、n城市燃气工程系统规划n Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 nWhere there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望(一)主要任务(一)主要任务 结结合合城城市市和和区区域域燃燃料料资资源源状状况况,选选择择城城市市燃燃气气气气源源,进进行行城城市市燃燃气气气气源源规规划划;确确定定各各种种供供气气设设施施的的规规模模、容容量量;选选择择并并确确定定城城市市燃燃气气管管网网系系统统;科科学学布布置置气气源源厂厂、气气化化站站等等产产、供供气气设设施施和和输输配配气气管道管道;制定燃气管道的;制定燃气管道的
2、保护措施保护措施。一.主要任务与内容(二)主要内容(二)主要内容1.总规燃气工程规划内容:总规燃气工程规划内容:(1)预测城市燃气负荷;)预测城市燃气负荷;(2)选择城市气源种类;)选择城市气源种类;(3)确定气源厂和储配站的数量、位置和容量;)确定气源厂和储配站的数量、位置和容量;(4)选择城市燃气输配管网的压力级制;)选择城市燃气输配管网的压力级制;(5)布局城市输气干管。)布局城市输气干管。一.主要任务与内容(二)主要内容(二)主要内容2.分区规划燃气工程规划内容:分区规划燃气工程规划内容:(1)确定燃气输配设施的分布、容量和用)确定燃气输配设施的分布、容量和用地;地;(2)确定燃气输配
3、管网的级配等级,布局输)确定燃气输配管网的级配等级,布局输配干线管网;配干线管网;(3)估算分区燃气的用气量;)估算分区燃气的用气量;(4)确定燃气输配设施的保护要求。)确定燃气输配设施的保护要求。一.主要任务与内容(二)主要内容(二)主要内容3.详规燃气工程规划内容:详规燃气工程规划内容:(1 1)计算燃气用量;)计算燃气用量;(2 2)布布局局燃燃气气输输配配设设施施,确确定定其其位位置置、容容量量和用地;和用地;(3 3)规划布局燃气输配管网;)规划布局燃气输配管网;(4 4)计算燃气管网管径。)计算燃气管网管径。一.主要任务与内容(三)工作程序(三)工作程序1.城市燃气负荷预测城市燃气
4、负荷预测2.确定城市燃气系统规划目标确定城市燃气系统规划目标3.城市燃气气源规划城市燃气气源规划4.城市燃气网络与储配设施规划城市燃气网络与储配设施规划5.分区燃气管网与储配设施规划分区燃气管网与储配设施规划6.详细规划范围内燃气管线与供应设施规划详细规划范围内燃气管线与供应设施规划一.主要任务与内容(一)燃气的定义与分类(一)燃气的定义与分类定定义义:燃燃气气一一般般是是若若干干种种气气体体组组成成的的混混合合气气体体,其其中中有有可可燃燃气气体体和和不不可可燃燃气气体体,主主要要成成分分是是一一些些可可燃燃气气体体,如如甲甲烷烷等等烃烃类类、氢氢、一一氧氧化化碳碳,另另外外也也含含有有一一
5、些些不不可可然然气气体体,如如二二氧化碳、氮和氧等。氧化碳、氮和氧等。分类:分类:1.按气源分按气源分2.按热值分按热值分3.按燃烧特性分按燃烧特性分二.燃气概述1.按来源分按来源分:大大体体上上分分为为天天然然气气和和人人工工燃燃气气两两大大类类;而而人人工工燃燃气气中中的的液液化化石石油油气气和和生生物物气气与与人人工工煤煤气气在在生生产产和和输输配配方方式式上上有有较较大大不不同同,因因此此习习惯惯上上将将燃燃气气分分为为四四类:类:天然气天然气 、人工煤气、人工煤气 、液化石油气、液化石油气 、生物气、生物气。天天然然气气:在在地地下下多多孔孔地地质质构构造造中中自自然然形形成成的的烃
6、烃类类气气体体和和蒸蒸汽汽的的混混合合气气体体,有有时时也也含含有有一一些些杂杂质质,常常与与石石油油伴伴生生,其其主主要要成成分分是是低低分分子子烷烷烃烃。主主要要包包括括4种种:气气田田气气、油油田田伴伴生生气气、凝凝析析气气田田气气以以及及矿矿井气。井气。二.燃气概述1.按来源分按来源分:人人工工煤煤气气:由由固固体体燃燃料料或或液液体体燃燃料料加加工工所所产产生生的的可可燃燃气气体体。主主要要成成分分是是甲甲烷烷、氢氢和和一一氧氧化化碳碳。根根据据制制气气原原料料与与加加工工方方式式,可可以以产产生生多多种种人人工工煤煤气气,主要有干馏煤气、气化煤气、油煤气和高炉煤气等。主要有干馏煤气
7、、气化煤气、油煤气和高炉煤气等。液液化化石石油油气气是是石石油油开开采采和和炼炼制制过过程程中中,作作为为副副产产品品而而获获得得的的一一部部分分碳碳氢氢化化合合物物。其其主主要要成成分分为为丙丙烷烷、丙丙烯烯、丁丁烷烷、丁丁烯烯等等石石油油系系轻轻烃烃类类,常常温温下下呈呈气气态态,加加压压或或冷冷却却后后很很容容易易液液化化,液液化化后后体体积积仅仅为为气态时的气态时的1/250。二.燃气概述1.按来源分按来源分:生生物物气气:是是有有机机物物质质在在适适宜宜条条件件下下受受发发酵酵微微生生物作用而生成的气体。主要可燃部分是甲烷。物作用而生成的气体。主要可燃部分是甲烷。2.按热值分按热值分
8、:燃燃气气的的热热值值是是1Nm3(标标准准立立方方米米)燃燃气气燃燃烧烧所所放放出出的的热热量量,单单位位是是kJ/Nm3。有有低低热热值值和和高高热热之之分。对于液化石油气,热值单位也可以为之之分。对于液化石油气,热值单位也可以为kj/kg (1)高高热热值值燃燃气气:热热值值在在30MJ/Nm3以以上上,天天然然气气、部部分油制气和液化石油气都是高热值燃气。分油制气和液化石油气都是高热值燃气。(2)中中热热值值燃燃气气:热热值值在在20MJ/Nm3左左右右,以以干干馏馏煤煤气气为代表。为代表。(3)低低热热值值燃燃气气:例例如如气气化化煤煤气气,12-13MJ/Nm3之之间间,或更低。或
9、更低。二.燃气概述3.按燃烧特性分(两个指标:华白数、燃烧势)按燃烧特性分(两个指标:华白数、燃烧势)影影响响燃燃烧烧特特性性的的参参数数主主要要有有燃燃气气的的热热值值、相相对对密度以及火焰传播速度(燃烧速度)。密度以及火焰传播速度(燃烧速度)。华白数是一个热值与相对密度的综合系数。华白数是一个热值与相对密度的综合系数。燃烧势燃烧势燃烧速度指数。燃烧速度指数。二.燃气概述(二)燃气种类的选择(二)燃气种类的选择1.燃气质量要求(教材燃气质量要求(教材p8081)城城市市燃燃气气可可燃燃、易易爆爆,某某些些种种类类燃燃气气有有毒毒,因因此质量有一些要求:此质量有一些要求:(1)城市燃气的质量指
10、标:)城市燃气的质量指标:n低热值大于低热值大于14.65MJ/Nm3;n杂杂质质允允许许含含量量(mg/m3):焦焦油油与与灰灰尘尘应应小小于于10,硫硫化化氢氢小于小于20,氨小于,氨小于50,萘小于,萘小于50(冬季)或小于(冬季)或小于100(夏季)(夏季)n含氧量小于含氧量小于1%;n限制一氧化碳含量(我国为限制一氧化碳含量(我国为10%以内,美国以内,美国5%以内)以内)二.燃气概述(二)燃气种类的选择(二)燃气种类的选择1.燃气质量要求(教材燃气质量要求(教材p8081)(2)城市燃气组分变化的要求)城市燃气组分变化的要求n燃气的华白指数波动范围一般不超过燃气的华白指数波动范围一
11、般不超过5;n燃燃气气燃燃烧烧性性能能的的所所有有参参数数指指标标,应应与与用用气气热热备备燃燃烧烧性性能能的的要求相适应。要求相适应。(3)加臭程度要求)加臭程度要求n有毒燃气在达到有害浓度前应能察觉;有毒燃气在达到有害浓度前应能察觉;n无毒燃气在相当于爆炸下限无毒燃气在相当于爆炸下限20%的浓度时,应能察觉;的浓度时,应能察觉;二.燃气概述(二)燃气种类的选择(二)燃气种类的选择2.不同燃料的折算不同燃料的折算与标准煤的吨数或公斤数折算。与标准煤的吨数或公斤数折算。3.燃气的爆炸极限燃气的爆炸极限可燃气体和空气的混合物遇明火引起爆炸的可燃气可燃气体和空气的混合物遇明火引起爆炸的可燃气体浓度
12、范围。体浓度范围。二.燃气概述(二)燃气种类的选择(二)燃气种类的选择4.燃气气种选择燃气气种选择 大大多多数数国国家家的的主主要要气气种种经经历历了了煤煤制制气气、油油制制气气至至天天然然气气的的使使用用过过程程。天天然然气气被被确确立立为为许许多多国国家家主主要要气气种种之之后后,各各国国也也未未完完全全放放弃弃对对人人工工煤煤气气的的制制取取和供应系统的建设和研究。(什么原因?)和供应系统的建设和研究。(什么原因?)选选择择气气种种要要考考虑虑多多方方面面的的因因素素,最最基基本本条条件件是是燃燃料料资资源源状状况况,城城市市环环境境也也是是选选择择的的主主要要依依据据,此此外外包包括括
13、城城市市规规模模、交交通通条条件件、经经济济实实力力、人人民民生生活水平、气候条件等因素。活水平、气候条件等因素。二.燃气概述(二)燃气种类的选择(二)燃气种类的选择4.燃气气种选择燃气气种选择 我我国国城城市市燃燃气气发发展展方方针针:发发展展城城市市燃燃气气必必须须从从本本地地区区和和资资源源条条件件出出发发,发发展展完完善善煤煤制制气气,优优先先使使用用天天然然气气,合合理理利利用用液液化化石石油油气气,大大力力回回收收利利用用工工业业余余气气,在在难难以以实实现现全全国国统统一一供供气气体体系系情情况况下下,建建立因地制宜,多气互补的灵活的燃气供给体系。立因地制宜,多气互补的灵活的燃气
14、供给体系。二.燃气概述(三)城市燃气的互换与混配(三)城市燃气的互换与混配1.燃气互换燃气互换 主主要要是是指指不不同同性性质质燃燃气气对对于于燃燃烧烧器器使使用用的的可可替替换性。燃气的互换性由华白数和燃烧势指标决定。换性。燃气的互换性由华白数和燃烧势指标决定。2.燃气的混配燃气的混配 由由于于需需气气量量的的增增长长、能能源源资资源源条条件件变变化化、调调节节燃气热值和调峰的需要等,城市可采取多种起源。燃气热值和调峰的需要等,城市可采取多种起源。为为了了保保证证拥拥护护能能够够继继续续使使用用原原有有燃燃具具,需需要要对对各各气气种种进进行行混混配配,以以产产生生一一种种各各项项指指标标与
15、与原原气气种种相相近的使用燃气。近的使用燃气。二.燃气概述(四)供气范围和供气原则(四)供气范围和供气原则1.供气范围供气范围一般为城市建成区,取决于气源和管网的供气能一般为城市建成区,取决于气源和管网的供气能力。力。2.供气对象供气对象居民生活、公建、工业企业。居民生活、公建、工业企业。二.燃气概述(四)供气范围和供气原则(四)供气范围和供气原则3.供气原则供气原则:民用优先民用优先(1)居民和公建的供气原则)居民和公建的供气原则n优先满足城镇居民炊事和生活热水用气;优先满足城镇居民炊事和生活热水用气;n应尽量满足幼托、医院、学校、旅馆、食堂等公共建筑应尽量满足幼托、医院、学校、旅馆、食堂等
16、公共建筑用气;用气;n人工煤气一般不供应锅炉用气。天然气气量充足时,可人工煤气一般不供应锅炉用气。天然气气量充足时,可以发展燃气采暖,但是要有调节季节不均匀用气的手段。以发展燃气采暖,但是要有调节季节不均匀用气的手段。二.燃气概述(四)供气范围和供气原则(四)供气范围和供气原则3.供气原则供气原则:民用优先民用优先(2)工业企业用户的供气原则)工业企业用户的供气原则n优先满足工艺上必须使用煤气,但用气量不大,自建煤优先满足工艺上必须使用煤气,但用气量不大,自建煤气发生站又不经济的企业;气发生站又不经济的企业;n对临近管网,用气量不大的其他工业企业,如使用燃气对临近管网,用气量不大的其他工业企业
17、,如使用燃气后可提高产品质量,改善劳动条件和生产条件的,可考后可提高产品质量,改善劳动条件和生产条件的,可考虑供应燃气;虑供应燃气;n可供应使用燃气后能显著减轻大气污染的工业企业;可供应使用燃气后能显著减轻大气污染的工业企业;n可供应作为缓冲用户的工业企业。(平衡不均匀性)可供应作为缓冲用户的工业企业。(平衡不均匀性)二.燃气概述(一)燃气负荷的组成(一)燃气负荷的组成居民生活用气量、公建用气量、房屋供暖用气量、居民生活用气量、公建用气量、房屋供暖用气量、工业企业用气量、未预见用气量。工业企业用气量、未预见用气量。(二)年用气总量计算(二)年用气总量计算1.生活用气量计算生活用气量计算人均用气
18、指标人均用气指标规划期末人口规划期末人口2.公建用气量计算公建用气量计算各类公建用气量的总和各类公建用气量的总和某类公建用气量某类公建用气量=该类公建数量该类公建数量(面积面积)该类公建用气量指标该类公建用气量指标三.燃气负荷预测与计算(二)年用气总量计算(二)年用气总量计算3.工业企业用气量计算(新教材工业企业用气量计算(新教材p174)4.总用气量总用气量(1)各项之和(未预见用气量按总用气量的)各项之和(未预见用气量按总用气量的35%算)算)(2)比例估算法)比例估算法 先先计计算算生生活活用用气气和和公公建建用用气气,再再根根据据两两者占总用气量的比例推算总用气。者占总用气量的比例推算
19、总用气。三.燃气负荷预测与计算(三)指导燃气设计的燃气用气量计算(三)指导燃气设计的燃气用气量计算1 燃气的需用工况(用气的变化规律)燃气的需用工况(用气的变化规律)用用气气的的不不均均匀匀性性与与确确定定气气源源生生产产规规模模、调峰手段和输配管网管径有很密切关系。调峰手段和输配管网管径有很密切关系。月不均匀性月不均匀性 日不均匀性日不均匀性 小时不均匀性小时不均匀性三.燃气负荷预测与计算月不均匀系数(月不均匀性)月不均匀系数(月不均匀性)月月不不均均匀匀系系数数=该该月月平平均均日日用用气气量量/全全年年平平均均日日用用气气量量 计计算算月月指指逐逐月月平平均均的的日日用用气气量量中中出出
20、现现最最大大值值的的月份,计算月的月不均匀系数称为月份,计算月的月不均匀系数称为月高峰系数月高峰系数。影影响响月月不不均均匀匀性性的的主主要要因因素素是是气气候候条条件件。一一般般情情况况下下,居居民民与与公公建建用用气气的的月月高高峰峰系系数数可可以以在在1.1-1.3范范围围内内选选用用。我我国国“三三北北”地地区区宜宜选选用用较较低低值值,因为该地区居民冬季常用火炉采暖。因为该地区居民冬季常用火炉采暖。三.燃气负荷预测与计算日不均匀系数(日不均匀性)日不均匀系数(日不均匀性)日不均匀系数日不均匀系数=该月某日用气量该月某日用气量/该月平均日用气量该月平均日用气量 该月中最大日不均匀系数称
21、为该月中最大日不均匀系数称为日高峰系数日高峰系数。生生活活用用气气在在周周末末和和节节假假日日有有所所增增加加,而而工工业业企企业业用用气气在在周周末末和和节节假假日日有有所所见见减减少少,一一般般情情况况下下可可按按均均衡衡用用气气考考虑虑。居居民民用用气气日日高高峰峰系系数数的的取取值值一一般般为为1.05-1.2。三.燃气负荷预测与计算小时不均匀系数(小时不均匀性)小时不均匀系数(小时不均匀性)小小时时不不均均匀匀系系数数=该该日日某某小小时时用用气气量量/该该日日平平均均小小时时用气量用气量 该日中最大小时不均匀系数称为该日中最大小时不均匀系数称为小时高峰系数小时高峰系数。居居民民生生
22、活活用用气气在在早早、中中、晚晚三三个个时时间间段段有有用用气气高高峰峰,而而工工业业企企业业用用气气小小时时用用气气量量波波动动较较小小,可可按按均均匀匀用用气气考考虑虑。居居民民用用气气小小时时高高峰峰系系数数的的取取值值一一般般为为2.2-3.2。当当用用户户较较多多时时,宜宜取取低低值值,用用户户较较少少时时宜取高值。宜取高值。三.燃气负荷预测与计算(三)指导燃气设计的燃气用气量计算(三)指导燃气设计的燃气用气量计算2.燃气计算用气量燃气计算用气量 燃燃气气的的日日用用气气量量和和小小时时用用气气量量是是确确定定燃燃气气气气源源、输输配配设设施施和和管管网网管管径径的的主主要要依依据据
23、。因因此此,燃燃气气用用气气量量的的预预测测与与计计算算的的主主要要任任务务是是预预测测计计算算燃燃气气的的日日用用量与小时用量量与小时用量。以以小小时时计计算算流流量量作作为为燃燃气气设设施施的的计计算算用用气气量量,它它是是燃燃气气管管网网、设设备备通通过过能能力力和和储储配配设设施施规规模模的的确确定依据。定依据。三.燃气负荷预测与计算四.城市燃气气源规划气气源源:指指向向城城市市燃燃气气输输配配系系统统提提供供燃燃气气的的设设施施。在在城城市市中中主主要要有有煤煤气气制制气气厂厂、天天然然气气门门站站、液液化化石石油油气气供供应应基基地地及及煤煤气气发发生生站站、液液化化石石油油气气气
24、气化化站站等设施。等设施。气气源源规规划划:就就是是要要选选择择适适当当的的气气源源,确确定定其其规规模模,并并在在城城市市中中合合理理布布局局气气源。源。四.城市燃气气源规划(一)气源设施(一)气源设施1.人工煤气气源设施人工煤气气源设施 在在我我国国目目前前尚尚无无条条件件大大规规模模推推广广天天然然气之前,煤气制气厂将是城市的主要气源。气之前,煤气制气厂将是城市的主要气源。煤煤气气厂厂按按工工艺艺设设备备的的不不同同,可可分分为为炼炼焦焦制制气气厂厂、直直立立炉炉煤煤气气厂厂、水水煤煤气气型型两两段段炉煤气厂和油制气厂。炉煤气厂和油制气厂。四.城市燃气气源规划(一)气源设施(一)气源设施
25、2.液化石油气气源设施液化石油气气源设施 液液化化石石油油气气供供气气范范围围、供供气气方方式式异异常常灵灵活活,适适用用于于各各类类城城市市和和地地区区。气气源源种种类类多多,但但是是供供气气能能力力有有限限,可可作作为为中中小小城城市市主主气气源源和和大大城城市市片片区区气气源源,也可作调峰的机动气源。也可作调峰的机动气源。包包括括储储存存站站、储储配配站站、灌灌瓶瓶站站、气气化化站站和和混混气气站等,其中前三者可统称为液化石油气供应基地。站等,其中前三者可统称为液化石油气供应基地。四.城市燃气气源规划(一)气源设施(一)气源设施2.液化石油气气源设施液化石油气气源设施(1)液化石油气供应
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