燃气基本知识培训

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,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。,来源（矿藏特点）,烃类,酸气（,H,2,S,）,气井天然气,石油伴生气,干气,凝析气田气,净气,矿井气,酸气,湿气,（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。,沼气的主要成分,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/cm,2,。,1MPa=1000KPa=10,6,Pa= 10kgf/cm,2,=10bar,1atm=101300Pa=101.3KPa=0.1013MPa,=1.033kgf/cm,2,=10.33mH,2,O=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,1Nm,3,（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,。,液化石油气的爆炸极限为,。,5-15%,2-9%,单位为,KJ/Nm,3,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,Q,1,Q,1,=N,1,.q,1,.a,1,Q,1,：居民用户年用气量；,N,1,：规划范围内总人数；,q,1,：居民生活用气量指标；,a,1,：规划范围内居民气化百分率,；,2.,公共建筑用户的年用气量,Q,2,Q,2,=N,2,.q,2,.K,1,.K,2,Q,2,:,公共建筑用户年用气量；,N,2,:,规划范围内商业用户总户数；,q,2,:,公共建筑单位用气量指标；,K,1,:,规划范围内商业气化百分率；,K,2,:,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,Q,3,四、城镇燃气年用气量的计算,Q,a,:,年用气量（,Nm,3,/a,）,;,G,a,:,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/Nm,3,）,;,:,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,Q,4,Q,a,：年用气量（,Nm,3,/a,）,;,F,：采暖面积（,m,2,）,;,q,f,：民用建筑物的热指标（,KJ/m,2,.h,）,;,n,：采暖最大负荷利用小时数（,h,）,;,：采暖系统热效率（,%,）,;,H,i,：燃气低发热值（,kJ/Nm,3,）,;,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,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,K,1max,，称为,。,月高峰系数,二、日不均匀性,该月中日,最大,不均匀系数,K,2max,，,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,K,3max,，,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,Q,h,:,最大小时计算流量,(m,3,/h),Q,a,:,年用气量,(m,3,/a),K,1max,=1.1,1.3,K,2max,=1.05,1.2,K,3max,=2.2,3.2,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。,Q,h,:,庭院及室内管道的小时计算流量,(Nm,3,/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,(Nm,3,/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.,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.,低压,燃气管道 压力,P10kP,a,(,即,1000mmH,2,O);,2.,中压,B,燃气管道 压力为,10kP,a,P0.2MP,a,；,3.,中压,A,燃气管道 压力为,0.2,P0.4MP,a,；,4.,次高压,B,燃气管道 压力为,0.4,P0.8MP,a,；,5.,次高压,A,燃气管道 压力为,0.8,P1.6MP,a,；,6.,高压,B,燃气管道 压力为,1.6,P2.5MP,a,；,7.,高压,A,燃气管道 压力为,2.5,P4.0MP,a,；,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,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，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,环状管网,为主，成环边长为,300,600,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,CJ,T 125,燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管件,CJ,T 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,m,3,。,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,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. mmH,2,O B. Pa (,帕,) C. kgf/cm,2,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？,