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模块8 建筑燃气供应1243 3任务任务1 燃气供应概述燃气供应概述任务任务2 室内燃气供应系统室内燃气供应系统任务任务3 沼气沼气任务任务4 烟气排除及其安全常烟气排除及其安全常任务1 燃气供应概述 气体燃料较之液体燃料和固体燃料具有很突出的优势，它具有更高的热能利用率、燃烧温度高、火力调节自如、使用方便、易于实现燃烧过程自动化、燃烧时没有灰渣、清洁卫生以及可以利用管道和瓶装供应等优点。在工业生产上，燃气供应可以满足多种生产工艺(如玻璃工业、冶金工业、机械工业等)的特殊要求，可达到提高产量、保证产品质量以及改善劳动条件的目的。在人们日常生活中应用燃气作为燃料，对改善人们生活条件、减少空气污染和保护环境，都具有重大的意义。 城市民用和工业用燃气一般是由几种气体组成的混合气体，其中含有可燃气体和不可燃气体。可燃气体有碳氢化合物、氢和一氧化碳，不可燃气体有二氧化碳、氮和氧等。下一页返回任务1 燃气供应概述 1.1 燃气的种类 燃气的种类很多，作为城市气源的主要有天然气、人工燃气和液化石油气。 1. 1. 1人工燃气 人工燃气是将固体燃料(煤)或液体燃料(重油)通过人工炼制加工而得到的。 按其制取方法的不同，可分为固体燃料干馏燃气、固体燃料气化燃气、油制气和高炉燃气四种。上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 利用焦炉、连续式直立炭化炉和立箱炉所获得的固体燃料干馏燃气是日前我国若干城市燃气的重要气源之一。用干馏方式生产煤气，每吨煤可产煤气300400 m3。它的主要成分是甲烷和氢气，低发热值一般在16 700kJ/ m2左右。利用重油制取的城市燃气称为油制气。它既可作为城市的基本气源，一也可作为城市燃气的调度气源。 人工燃气有强烈的气味及毒性，含有硫化氢、蔡、苯、氨、焦油等杂质，容易腐蚀及堵塞管道，因此出厂前均需经过净化。煤制燃气只能采用贮气罐气态贮存和管道输送。 1. 1. 2液化石油气上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 液化石油气是开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。液化石油气的主要成分是丙烷(C3 H8)、丙烯(C3 H6、丁烷(C4H10)和丁烯(C3 H8)，习惯上又称C3,C3即只用烃的碳原子(C)数表示。它们在常温常压下呈气态，当压力升高或温度降低时很容易转变为液态。从气态转变为液态，其体积约缩小250倍。 燃气虽然是一种清洁方便的理想能源，但燃气和空气混合到一定比例时，极易引起燃烧和爆炸，火灾危害性大，且人工燃气有剧烈的毒性，容易引起中毒事故。因而，所有制备、输送、贮存和使用燃气的设备及管道，都要有良好的密封性，它们对设计、加工、安装和材料的选用都有严格的要求，同时必须加强维护和管理工作，防止漏气。上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 1. 1. 3天然气 天然气是从地下直接开采出来的可燃气体。天然气一般可分为四种: 从气井开采出来的气田气(纯天然气)、伴随石油一起开采出来的石油气(一也称石油伴生气)、含油轻质馏分的凝析气田气、从井下煤层抽出的煤矿矿井气。 一般天然气的组分以甲烷为主，另外还含有乙烷、丙烷和丁烷及少量的戊烷和戊烷以上的碳氢化合物、二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氢等气体。 天然气是优质燃料气，其发热值为20 000一50 OOOkJ/ m3，是一种理想的城市气源。天然气可以管道输送，也可以压缩成液态运输和贮存，液态天然气的体积仅为气态天然气的1/600.上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 天然气通常没有气味，所以在使用时需混人无害而有臭味的气体(如乙硫醇C2HSSH、四氢噬吩THT等)，以便易于发现漏气的情况，避免发生中毒或爆炸等事故。 1.2城市燃气的特点 (1)燃气具有无公害燃烧的综合特性。气体燃料是一种比较清洁的燃料。它的灰分、含硫量和含氮量较煤和油燃料要低得多。燃气中粉尘含量极少。近年来，由于气体燃料脱硫技术的进步，在燃烧时几乎可以忽略SOX、的发生。气体燃料中所含的氮，与其他燃料相比，燃烧时转化成M)、少，并且对于高温生成M)、量的抑制，也比其他燃料容易实现。上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 因此，对保护环境提供了有利条件。同时，气体燃料由于采用管道输送，没有灰渣，基本消除了在运输、储存过程中发生的有害气体、粉尘和噪声干扰。燃烧烟气还可以直接加热热水或对物料进行干燥。在有些情况下，利用降低烟气温度，使烟气中大量的蒸汽析出，回收凝结水，从而可以制取软水，此种方法甚至比其他方法制取软水更为合算。 (2)容易进行燃烧调节。燃烧气体燃料时，只要喷嘴选择合适，便可以在较宽范围内进行燃烧调节，而且还可以实现燃烧的微调节，使其处于最佳状态。燃料气体具有能够迅速适应负荷变动的特性，从而为降低燃料消耗、提高燃烧效率提供了有利条件。上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 (3)作业性好。与油燃料相比，气体燃料输送免去了一系列的降温、保温、加热预处理等装置，在用户处一也不需要储存措施。因此燃气系统简单，操作管理方便，容易实现自动化。另外，燃气几乎没有灰分，允许大幅度提高烟气流速，受热面的积灰和污染远比燃煤、燃油时轻微，不需要吹灰设备。在其他条件相似的情况下，燃气的炉膛热强度高于燃煤、燃油锅炉。因此，燃气锅炉的体积小，金属、耐火、保温等材料以及建设投资大大降低。 (4)容易调节发热量。特别是在燃烧液化石油气燃料时，在避开爆炸范围的部分加人空气，可以按需要调整发热量。因此，在液化石油气贮配站中常设有鼓风机或用压缩空气来稀释燃气。上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 气体燃料的主要缺点是它与空气在一定比例下混合形成爆炸性气体，而且气体燃料大多数成分对人和动物是窒息性的或有毒的，对使用安全技术提出了较高的要求。 1. 3城市燃气供应系统的分类与组成 城市燃气输配系统主要由燃气输配管网、储配站、计量调压站、运行操作和控制设施等组成。 1. 3. 1燃气管道分类 燃气输配系统的主要组成部分是燃气管道。管道可按燃气压力、用途和敷设方式分类。 (1)按输气压力分类:燃气管道分为低压燃气管道、中压燃气管道、高压燃气管道。上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 低压燃气管道:P = 0. 005 MPa;中压B燃气管道:0. O005MPa P = O. 2MPa;中压A燃气管道:0. 2MPa P,O. 4MPa;高压B燃气管道:0.4MPa P = O. 8MPa;高压A燃气管道:0. 8MPa P,1. 6MPa. (2)按用途分类:燃气管道分为长距离输气管道和城镇燃气管道。 长距离输气管道:一般用于天然气长距离输送。 城镇燃气管道:按不同用途分为:分配管道。在供气地区将燃气分配给工业企业用户、公共建筑用户和居民用户。分配管道包括街区的和庭院的分配管道。用户引入管。将燃气从分配管道引到用户室内管道引入日处的总阀门。室内燃气管道。通过用户管道引入目的总阀门将燃气引向室内，并分配到每个燃气用具。上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 (3)按敷设方式分类:燃气管道分为地下燃气管道和架空燃气管道。 城镇燃气管道为了安全运行，一般情况下均为埋地敷设，不允许架空敷设，当建筑物间距过小或地下管线和构筑物密集，管道埋地困难时才允许架空敷设。工厂厂区内的燃气管道常用架空敷设，以便于管理和维修，并减少燃气泄漏的危险性。 1. 3. 2燃气管网系统 城市燃气管网由燃气管道及其设备组成。由低压、中压和高压等各种压力级别不同管道组合而成。城市燃气管网系统的压力级制可分为: 一级制系统:仅由低压或中压一种压力级别的管网分配和供给燃气的管网系统。上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 二级制系统:以中一低压或高一低压两种压力级别的管网组成的管网系统。 三级制系统:以低压、中压和高压三种压力级别组成的管网系统。 (1)低压一级制系统:低压气源以低压一级管网系统供给燃气的输配方式，一般只适用于小城镇。 低压供应方式和低压一级制管网系统的特点是:输配管网为单一的低压管网，系统简单，维护管理容易;无压送费用或只需少量的压送费用，当停电或压送机发生故障时，基本不妨碍供气，供气可靠性好;对供应区域大或供应量多的城镇，需敷设较大的管径而不经济。上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 (2)中一低压两级制管网系统:中压燃气管道经中低压调压站调至低压，由低压管网向用户供气;或由低压气源厂和储气柜相应的燃气经压送机加至中压，由中压管网输气，再经过区域调压站调至低压，由低压管道向用户供气。 中压供应和中一低压两级制管网系统的特点是:因输气压力高于低压供应，输气能力较大，可用较小管径的管道输送较多数量的燃气，以减少管网的投资费用;只要合理设置中一低压调压器，就能维持比较稳定的供气压力;输配管网系统有中压和低压两种压力级别，设有调压器(有时包括压送机)因而维护管理较复杂，运行费用较高;由于压送机运转需要动力，一旦停电或其他事故，将会影响正常供气。上一页 下一页返回任务1 燃气供应概述 因此，中压供应及二级制管网系统适用于供应区域较大、供气量较大、采用低压供应方式不经济的中型城镇。 (3)高一中一低三级制管网系统:高压燃气从城市天然气接收站或气源厂输出，由高压管网输气，经区域高一中压调压站调至中压，输人中压管网，再经区域中一低压调压站调成低压，由低压管网供应燃气用户，如图8一1所示。可在燃气供应区域内设置储气柜，用以调节用气的不均匀性。上一页 下一页返回图8一1 高一中一低三级管网示竟图返回任务1 燃气供应概述 高一中一低三级制管网系统的特点是:高压管道的输送能力较中压管道更大，需用管道的管径更小，如果有高压气源，管网系统的投资和运行费用均较经济;因采用储气柜(罐)储气，可保证在短期停电等事故时供应燃气;因三级制管网系统配置了多级管道和调压器，增加了系统运行维护的难度。压送费用高，维护管理较复杂。三级制管网系统适用于供应范围大、供气量大，并需要较远距离输送燃气的场合，可节省管网系统的建设费用。上一页返回任务2 室内燃气供应系统 2. 1室内燃气供应系统的组成 建筑燃气供应系统分为民用建筑燃气供应系统和公共建筑燃气供应系统。 民用建筑燃气供应系统一般由用户引入管、水平干管、立管、用户支管、燃气计量表、用具连接管和燃气用具组成，其剖面图及管路系统图分别如图8一2、图8一3所示。 中压进户和低压进户燃气管道系统相似，仅在用户支管上的用户阀门与燃气计量表间加装用户调压器。 公共建筑用户管道供应系统，一般由引入管、用户阀门、燃气计量表、燃气连接管等组成，图8一4、图8一5分别为一公共建筑供气管路平面图及系统图。下一页返回图8 -2 民用建筑燃气供应系统剖面图返回图8一3 室内燃气管道系统图返回图8一4 公共建筑供气管路平面图、返回图8一5 公共建筑供气管路系统图返回任务2 室内燃气供应系统 2. 2建筑燃气管道的布置和敷设 2. 2. 1引入管 用户引入管与城市或庭院低压分配管道连接，在分支管处设阀门。 引入管一般由地下引入室内，当采取防冻措施时也可由地上引入。在非采暖地区或采用管径不大于75 mm的管道输送于燃气，则可由地上直接引入室内。输送温燃气的引入管应有不小于0. 005的坡度，坡向城市燃气分配管道。引入管穿过承重墙、基础或管沟时应预留孔洞，加套管，间隙用油麻、沥青或环氧树脂填塞。管顶间隙应不小于建筑物最大沉降量(图8 -6所示为用户引入管的一种做法)。当引入管沿外墙翻身引入时，其室外部分应采取适当的防腐、保温和保护措施，具体做法见图8 -7.上一页 下一页返回图8 -6 引入管埋地引入返回图8 -7 引入管沿外墙翻身人户返回任务2 室内燃气供应系统 引入管最好直接引入用气房间(如厨房)内，不得敷设在卧室、浴室、厕所、易燃与易爆物仓库、有腐蚀性介质的房间、变配电间、电缆沟及烟、风道内。 引入管进人室内后第一层处，应该安装旋塞阀。 对于20 m以上建筑物的引入管，在穿过基础处设软性接头，以防地基下沉对管道的破坏。 2. 2. 2水平干管 引入管连接多根立管时，应设水平干管。水平干管可沿楼梯或辅助间的墙壁敷设，坡向引入管，坡度不小于0. 002。管道经过的楼梯间和房间应有良好的通风。 2. 2. 3立管上一页 下一页返回任务2 室内燃气供应系统 立管是将燃气由水平干管(或引入管)分送到各层的管道。 立管一般敷设在厨房、走廊或楼梯间内。每一立管的顶端和底端设丝堵三通，作清通用，其直径不小于25 mm。当由地下室引入时，立管在第一层应设阀门。阀门应设于室内，对重要用户应在室外另设阀门。 立管通过各层楼板处应设套管。套管高出地面至少50mm，套管与立管之间的间隙用油麻填堵，沥青封日。立管在一幢建筑中一般不改变管径，直通上面各层。其直径不小于 25 mm 。 2. 2. 4用户支管 由立管引向各单独用户计量表及燃气用具的管道为用户支管。用户支管在厨房内的高度不低于1.7m。敷设坡度应不小于0. 002，并由燃气计量表分别坡向立管和燃气用具。支管穿墙时一也应有套管保护。上一页 下一页返回任务2 室内燃气供应系统 室内燃气管道一般为明装敷设。当建筑物或工艺有特殊要求时，也可以采用暗装。暗装应考虑方便安装和检修。 燃气引入管管径大于7s mm时，管材采用给水铸铁管，石棉水泥接u;管径小于75 mm时，采用镀锌钢管，螺纹连接。 室内管道全部采用镀锌钢管，螺纹连接，以聚四氟乙烯生料带或厚自漆为填料，不得使用麻丝做填料。上一页 下一页返回
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