城市工程系統(tǒng)規(guī)劃之城市燃?xì)夤こ桃?guī)劃

■城市燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測(cè)與計(jì)算■城市燃?xì)鈿庠匆?guī)劃■城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)規(guī)劃城市燃?xì)夤こ桃?guī)劃第一節(jié)燃?xì)夤こ桃?guī)劃基本知識(shí)及

燃?xì)庳?fù)荷的預(yù)測(cè)單位熱量：J、kJ、MJ、cal、kcal體積和重量：m3、萬(wàn)m3、kg、t熱值：MJ/Nm3、MJ/kg壓力：Pa、kPa、MPa（輸配系統(tǒng)壓力機(jī)制）燃?xì)獾念愋吞烊粴馊斯っ簹庖夯蜌馍餁?KJ=1000J1MJ=106J1kcal=1000cal1kcal=4186J

一、城市燃?xì)忸愋团c特征（一）城市燃?xì)獾姆N類1.按來(lái)源分類

天然氣人工煤氣干餾煤氣氣化煤氣油煤氣液化石油氣生物氣(沼氣)1）.天然氣：地質(zhì)構(gòu)造中自然形成的混合氣體，常與石油伴生。

主要成分為甲烷，還含有少量的二氧化碳CO2、硫化氫H2S、氮N2等等。如四川地區(qū)，天然氣CH4含量占90％以上，發(fā)熱值為34800～36000KJ/Nm3。天然氣是優(yōu)質(zhì)燃料，由于開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)和使用天然氣經(jīng)濟(jì)方便，世界范圍內(nèi)天然氣的發(fā)展很迅速（英國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)）。液態(tài)天然氣的體積為氣態(tài)時(shí)的1/600，有利于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。

我國(guó)天然氣資源豐富，應(yīng)用前景廣闊。國(guó)家實(shí)施的西部大開(kāi)發(fā)的標(biāo)志性工程就是西氣東輸。2）.人工煤氣：固體、液體燃料加工產(chǎn)生的可燃?xì)怏w。主要成分為甲烷，氫、一氧化碳。

根據(jù)人工燃?xì)馍a(chǎn)方式不同分類：固體燃料干餾煤氣固體燃料氣化煤氣油制氣其中，干餾煤氣中，甲烷和氫的含量較高。是城市人工煤氣的重要?dú)庠础?）.液化石油氣：

形成：開(kāi)采和煉制石油過(guò)程中，作為副產(chǎn)品而獲得的一部分碳?xì)浠衔铩?/p>

主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。

儲(chǔ)存：常溫、常壓下，液化石油氣呈氣態(tài)，當(dāng)加壓冷卻時(shí)，轉(zhuǎn)為液態(tài)。從氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，其體積縮小250倍。熱值：氣態(tài)液化石油氣的發(fā)熱值大約為92100～121400kJ/Nm3。液態(tài)液化石油氣的發(fā)熱值大約為45200～46100kJ/kg。(高熱值燃?xì)?4）.生物氣：

即沼氣：主要成分為甲烷。普遍用于我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)。發(fā)熱值約為20.9MJ/Nm3。（中等熱值燃?xì)猓┮?、城市燃?xì)忸愋团c特征（一）城市燃?xì)獾姆N類2.按熱值分類熱值：1Nm3燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃扛邿嶂等細(xì)猓?0MJ/Nm3

天然氣、液化石油氣中等熱值燃?xì)?0MJ/Nm3±干餾煤氣低熱值燃?xì)?2~13MJ/Nm3

氣化煤氣注意：我國(guó)城市燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，作為城市燃?xì)獾娜斯と細(xì)猓錈嶂祽?yīng)大于14700KJ/Nm3。3.按燃燒特性分類●華白數(shù)：燃?xì)鉄嶂蹬c相對(duì)密度的綜合指數(shù)。根據(jù)華白數(shù)對(duì)燃?xì)夥诸悾阂活?、二類、三類燃?xì)猓ū?-1）。（二）城市燃?xì)夥N類的選擇城市燃?xì)獾馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1）用氣設(shè)備按確定的燃?xì)饨M分設(shè)計(jì)，其燃?xì)饨M分必須維持穩(wěn)定。2）為保持原有用氣設(shè)備熱負(fù)荷的穩(wěn)定，各國(guó)規(guī)定在兩種燃?xì)饣Q時(shí)華白數(shù)的變化不大于±5%～10%。

3）具有可以識(shí)別的臭味，使之達(dá)到有害濃度前，易于察覺(jué)。4）雜質(zhì)?。ㄔ试S含量指標(biāo)mg/Nm3

）華白數(shù)：代表燃?xì)馓匦缘膮?shù)。在燃?xì)夤こ讨校瑢?duì)不同類型燃?xì)忾g互換時(shí)，要考慮衡量熱流量大小。若兩種燃?xì)獾臒嶂岛兔芏染幌嗤?，只要華白數(shù)相等，就能在同一燃?xì)鈮毫ο潞屯蝗季呱汐@得相同熱負(fù)荷。

（三）燃?xì)獾幕Q1.燃?xì)獾幕Q（由于燃?xì)庑再|(zhì)和成分發(fā)生變化所造成的不同燃?xì)庵g的互換）●燃?xì)獾幕Q性由華白數(shù)指標(biāo)決定●同類燃?xì)狻嶂迪嘟漠愵惾細(xì)饪梢曰Q燃?xì)饣Q：1）燃?xì)夤?yīng)規(guī)模和制氣方式變化，導(dǎo)致某一地區(qū)原有燃?xì)獗黄渌煌再|(zhì)的燃?xì)馓娲?）基本氣源發(fā)生緊急事故，或在用氣高峰時(shí)，需要在原有燃?xì)庵袇⑷肱c之不同性質(zhì)的燃?xì)?。城市燃?xì)鈿夥N選擇1）多數(shù)國(guó)家氣種選擇歷程煤制氣——油制氣——天然氣2）考慮城市可利用資源現(xiàn)狀人工煤氣仍作為主要?dú)夥N3）工業(yè)余氣利用（CO\H）——燃?xì)鈿夥N選擇，優(yōu)先使用天然氣，發(fā)展完善煤制氣，合理利用液化石油氣，大力回收利用工業(yè)余氣。（四）城市燃?xì)獾墓?yīng)對(duì)象城市燃?xì)夤?yīng)的總原則和優(yōu)勢(shì)

——民用優(yōu)先，兼顧工業(yè)供應(yīng)民用用氣的原則1）優(yōu)先滿足城鎮(zhèn)居民炊事和生活熱水的用氣；（居民用氣）2）應(yīng)盡量滿足托幼、醫(yī)院、學(xué)校、旅館、食堂等公建用氣；供應(yīng)工業(yè)用氣的原則1）優(yōu)先滿足工業(yè)企業(yè)用氣；2）對(duì)臨近管網(wǎng)，用氣量不大的其他工業(yè)企業(yè)，如果使用燃?xì)夂竽芴岣弋a(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件和生產(chǎn)條件的，可考慮供應(yīng)燃?xì)狻?）可供應(yīng)使用燃?xì)夂髸?huì)減輕大氣污染的工業(yè)企業(yè)。二、城市燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測(cè)與計(jì)算（一）城市燃?xì)庳?fù)荷的分類與用氣指標(biāo)1.燃?xì)庳?fù)荷的分類（三類）民用燃?xì)庳?fù)荷工業(yè)燃?xì)庳?fù)荷居民生活用氣負(fù)荷公共建筑用氣負(fù)荷公共交通燃?xì)庳?fù)荷2.未預(yù)見(jiàn)用氣量（5%）（1）管網(wǎng)的漏損量（2）因發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)沒(méi)有預(yù)見(jiàn)到的新情況而超出了原計(jì)算的設(shè)計(jì)供氣量3.城市燃?xì)庥脷饬恐笜?biāo):居民用氣負(fù)荷、公建用氣負(fù)荷(表6-4.5)用氣量指標(biāo)：又稱為用氣定額、耗熱定額。城鎮(zhèn)居民生活用氣量指標(biāo)[兆焦/人·年]城鎮(zhèn)地區(qū)有集中采暖的用戶無(wú)集中采暖的用戶東北地區(qū)2303-31401884-2303華東、中南地區(qū)——

2093-2303北京2721-31402512-2931成都——

2512-2931MJ---kcal1MJ=106J1kcal=4186J公共建筑用氣定額公共建筑的用氣定額在《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》中有參考指標(biāo)。具體到某個(gè)城市，它的準(zhǔn)確性與居民用氣定額一樣必須建立對(duì)該城市用氣資料的調(diào)查分析的基礎(chǔ)上。隨著城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、居民的生活水平提高，居民用戶的用氣量指標(biāo)不增反減，而公建的用氣指標(biāo)則有一個(gè)明顯的增長(zhǎng)，特別是酒店、賓館。這是基于居民的生活習(xí)慣在改變，在外就餐的次數(shù)增多所致。公共建筑耗熱定額參照《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50028-93）中推薦的數(shù)（二）燃?xì)獾男栌霉r（用氣變化規(guī)律，隨時(shí)間變化，月、日、時(shí)不同）用氣不均勻性月不均勻性日不均勻性小時(shí)不均勻性影響用氣不均勻性的因素：氣候條件、生活水平與習(xí)慣、作息時(shí)間、用氣設(shè)備1.月高峰系數(shù)（Km）居民與公建用氣Km

取值：1.1~1.32.日高峰系數(shù)（Kd）居民用氣Kd

取值：1.05~1.23.小時(shí)高峰系數(shù)（Kh）居民用氣Kh

取值：2.2~3.2（三）用氣量預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)的方法總體規(guī)劃階段：采用分項(xiàng)相加法和比例估算法主要的預(yù)測(cè)參數(shù)：人口（戶數(shù)）、氣化率、用氣指標(biāo)、用氣比例、燃?xì)鉄嶂?、月高峰系?shù)計(jì)算用氣量時(shí)應(yīng)注意高峰系數(shù)的使用預(yù)測(cè)的結(jié)果（p193）計(jì)算月平均日用氣量用以確定燃?xì)夤?yīng)設(shè)施規(guī)模（萬(wàn)m3/d、萬(wàn)m3/a、t/d、t/a）小時(shí)用氣量用于進(jìn)行管網(wǎng)管徑的計(jì)算注意：計(jì)算月——平均日用氣量最大值的那一個(gè)月。城市燃?xì)饪傆昧康挠?jì)算方法（1）分項(xiàng)相加法Q=Q1+Q2+Q3+…+Qn式中Q1

…

Qn—各類燃?xì)庳?fù)荷▲（2）比例估算法Q=Qs/p式中Qs—居民生活與公建用氣量

p—居民生活與公建用氣量占總用氣量的比例■居民生活年用氣量的計(jì)算（補(bǔ)充）Q=N·g·q∕H1式中：Q——居民生活年用氣量（104m3∕年）

N——預(yù)測(cè)地區(qū)規(guī)劃人口（萬(wàn)人）

g——城市氣化率（%）

q——居民耗熱指標(biāo)（MJ∕人·年）

H1——燃?xì)獾蜔嶂担∕J∕NM3）城市氣化率：稱居民用氣普及率。指城鎮(zhèn)居民使用燃?xì)獾娜丝跀?shù)占城鎮(zhèn)總?cè)丝诘陌俜謹(jǐn)?shù)。舉例：深圳市居民氣化率100%，西安市城市氣化率達(dá)到95％。成都市達(dá)98%。式中Q’

—計(jì)算月平均日用氣量（m3

或kg）

Qa—居民生活年用氣量（m3

或kg）

p—居民生活用氣量占總用氣量的比例（％）

Km—月高峰系數(shù)（1.1~1.3）Q’城市燃?xì)獾目偣?yīng)設(shè)施規(guī)模（燃?xì)鈨?chǔ)配氣站）4.高峰小時(shí)最大用氣量式中Q”—高峰小時(shí)最大用氣量（m3）

Q’—計(jì)算月平均日用氣量（m3）

Kd—日高峰系數(shù)（1.05~1.2）

Kh—小時(shí)高峰系數(shù)（2.2~3.2）Q”城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)管徑Q”=.

Kd.KhQ’=+3.計(jì)算月平均日用氣量例題：某南方城市規(guī)劃期末人口20萬(wàn)，居民氣化率100%，有50%用戶使用燃?xì)鉄崴鳎用裆钣脷庹伎傆脷饬康?0%，燃?xì)獾蜔嶂禐?0MJ／Nm3，已知，有熱水器的居民人均用氣指標(biāo)為5320MJ／人·年，其他為2700MJ／人·年，估算城市燃?xì)饽暧脷饬?。Q=N·g·q∕H1采用比例估算法已知條件分析1）規(guī)劃期末總?cè)丝冢?0*104其中有燃?xì)鉄崴鞯恼家话?。?）燃?xì)獾蜔嶂担?0MJ∕nm33）居民生活用氣量站全部用氣量的60%4）用氣量指標(biāo)：有熱水器：5320MJ∕人·年，無(wú)熱水器2700MJ∕人·年.解：1）有燃?xì)鉄崴鞯木用竦挠脷庳?fù)荷

5320MJ∕人·年*10*104=5320*105MJ2）無(wú)燃?xì)鉄崴鞯木用竦挠脷庳?fù)荷

2700MJ∕人·年*10*104=2700*105MJ1）+2）=8020*105MJ

故，居民生活用氣量=8020*105∕20MJ∕nm3=401*105M3

采用比例估算法得出：總的用氣量=401*105∕60%=66.8*105M3第二節(jié)城市燃?xì)鈿庠匆?guī)劃●城市燃?xì)鈿庠匆?guī)劃的主要內(nèi)容：

---選擇適當(dāng)氣源，確定氣源規(guī)模，合理布局氣源一、城市燃?xì)鈿庠丛O(shè)施（一）人工煤氣氣源設(shè)施1.煤氣廠種類煤氣廠煉焦制氣廠直立爐煤氣廠水煤氣廠油制氣廠主氣源（基本氣源）機(jī)動(dòng)氣源（調(diào)峰氣源）煤氣廠布局煤氣廠一般布局在城市邊緣，要求足夠的防護(hù)空間、良好的交通條件和鄰近協(xié)作企業(yè)有關(guān)指標(biāo)—占地面積、規(guī)模（表6-7）（二）液化石油氣氣源設(shè)施1.液化石油氣氣源構(gòu)成2.液化石油氣供應(yīng)基地主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(表6-10)1）總供應(yīng)設(shè)施——液化石油氣供應(yīng)基地（液化石油氣儲(chǔ)配站）2）分供應(yīng)設(shè)施a——液化石油氣氣化站、混氣站，用于液化石油氣的管道供應(yīng)分供應(yīng)設(shè)施b——液化石油氣瓶裝供應(yīng)站，用于液化石油氣的瓶裝供應(yīng)3）液化石油氣供應(yīng)基地布局：在城市邊緣或外圍，要求足夠的防護(hù)空間、地勢(shì)平坦開(kāi)闊、最小風(fēng)頻的上風(fēng)向，氣化站和混氣站位于負(fù)荷中心，要求足夠的防護(hù)空間和平坦開(kāi)闊的地勢(shì)?！粢夯蜌鈿庠匆?guī)模的確定p198、p196——液化石油氣儲(chǔ)存容量V=式中V—總儲(chǔ)存容積（m3）

n—儲(chǔ)存天數(shù)（35~60d）

ρ—最高工作溫度下液化石油氣密度（kg/m3）

φ—最高工作溫度下貯罐允許充裝率（一般取90%）Km—月高峰系數(shù)Qa/365—液化氣年平均日用量（kg/d）

（三）天然氣氣源設(shè)施天然氣門(mén)站（天然氣氣源站）——位于城市邊緣或外圍，接受長(zhǎng)輸管線的供氣，凈化、調(diào)壓、計(jì)量后供應(yīng)城市管網(wǎng)。天然氣儲(chǔ)存基地——位于城市近郊，儲(chǔ)存（液態(tài)或氣態(tài)）、凈化、調(diào)壓運(yùn)入或輸入的天然氣，供應(yīng)城市管網(wǎng)。天然氣門(mén)站要求臨近長(zhǎng)輸管線，有足夠的防護(hù)空間。天然氣儲(chǔ)存基地要求臨近長(zhǎng)輸管線或有便利的交通條件（鐵路、碼頭），有足夠的防護(hù)空間。天然氣的生產(chǎn)和儲(chǔ)存長(zhǎng)輸管線（實(shí)現(xiàn)）城市接收氣門(mén)站（占地：2000~10000平）燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)用戶城市接收氣門(mén)站（輸配管網(wǎng)氣源站）1.技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理2.考慮自然條件和水、電、熱供給情況3.合理利用氣源4.合理布局，保證供氣的可靠性5.各種燃?xì)庵g的互換，或確定合理的混配方案6.考慮氣源廠之間和氣源廠與工業(yè)企業(yè)之間的協(xié)作關(guān)系二、城市燃?xì)鈿庠匆?guī)劃（一）選擇氣源種類的原則（三）氣源選址1.煤氣制氣廠的選址原則11點(diǎn)2.液化石油氣供應(yīng)基地的選址原則7點(diǎn)3.液化石油氣氣化站與混氣站的選址原則3點(diǎn)第三節(jié)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)規(guī)劃規(guī)劃輸配設(shè)施：燃?xì)鈨?chǔ)配站燃?xì)庹{(diào)壓站液化石油氣瓶裝供應(yīng)站汽車加氣站(公共交通燃?xì)?3.燃?xì)鈨?chǔ)配站的布置●供氣規(guī)模較小的城市，設(shè)1座，可與氣源廠合設(shè)；供氣規(guī)模較大、范圍較廣的城市，設(shè)≥2座●站址選擇應(yīng)符合防火規(guī)范要求，有交通、供電、供水、供熱條件（一）燃?xì)鈨?chǔ)配站功能（1）儲(chǔ)存燃?xì)?，以調(diào)峰（2）多種燃?xì)饣旌?，達(dá)到適合熱值。（3）燃?xì)饧訅海员］斉涔芫W(wǎng)內(nèi)合適的壓力儲(chǔ)氣系數(shù)按工業(yè)與民用氣比例確定儲(chǔ)氣系數(shù)（p2016-12）——儲(chǔ)氣量占計(jì)算月平均日供氣量的比例

3.分類（1）按性質(zhì)分區(qū)域調(diào)壓站用戶調(diào)壓站專業(yè)調(diào)壓站（2）按調(diào)節(jié)壓力范圍分高中壓調(diào)壓站高低壓調(diào)壓站中低壓調(diào)壓站（3）按建筑形式分地上調(diào)壓站地下調(diào)壓站（燃?xì)庑孤┫涫秸{(diào)壓站4.主要設(shè)備——調(diào)壓器5.用地面積——10余m26.布局：按服務(wù)半徑（500米左右）（二）調(diào)壓站（調(diào)壓、穩(wěn)壓）p201（三）液化石油氣瓶裝供應(yīng)站1.功能儲(chǔ)存空瓶、實(shí)瓶，提供換瓶服務(wù)2.供氣規(guī)模5000~7000戶≯10000戶實(shí)瓶?jī)?chǔ)存量按計(jì)算月平均日銷售量的1.5倍計(jì)空瓶1倍計(jì)供應(yīng)站液化石油氣總儲(chǔ)量≯10m3(15kg鋼瓶約350瓶)4.儲(chǔ)存量5.布置（選址p203）6.用地面積供應(yīng)站：500~600m2管理所（中心站）：600~700m23.供氣半徑≯0.5~1.0km家庭使用的鋼瓶容量有10、12、15、20公斤等；公共建筑和小型工業(yè)用戶使用的鋼瓶容量有45、50公斤等

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)分類及選擇城市燃?xì)夤艿赖牟季€城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)形制選擇（一）燃?xì)夤艿赖姆诸?.按布局方式分：環(huán)狀管網(wǎng)系統(tǒng)按輸氣壓力分：高壓次高壓中壓低壓枝狀管網(wǎng)系統(tǒng)2.根據(jù)敷設(shè)方式分類

地下燃?xì)夤艿?/p>

架空燃?xì)夤艿?）根據(jù)輸氣壓力分類名稱壓力（Mpa）高壓燃?xì)夤艿繟2.5<P≤4.0B1.6<P≤2.5次高壓燃?xì)夤艿繟0.8<P≤1.6B0.4<P≤0.8中壓燃?xì)夤艿繟0.2<P≤0.4B0.01<P≤0.2低壓燃?xì)夤艿繮≤0.01(二)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)（p204）城市輸配系統(tǒng)的主要部分是燃?xì)夤芫W(wǎng)，根據(jù)所采用的管網(wǎng)壓力級(jí)制不同可分為：1.一級(jí)系統(tǒng)——只有一個(gè)壓力機(jī)制的管網(wǎng)系統(tǒng)

低壓一級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)中壓一級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)2.兩級(jí)系統(tǒng)——有兩個(gè)壓力機(jī)制的管網(wǎng)系統(tǒng)

3.三級(jí)系統(tǒng)——含有高、中、低壓三種壓力機(jī)制（p2066-5）4.多級(jí)系統(tǒng)（混合管網(wǎng)系統(tǒng)）中壓B、低壓二級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)中壓A、低壓二級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)中小型城市天然氣系統(tǒng)組成示意圖高中壓調(diào)壓站城市門(mén)站分輸站高中壓調(diào)壓站高中壓調(diào)壓站高中壓調(diào)壓站長(zhǎng)輸管線P>4.0MPa次高壓管線0.4<P<1.6MPa中壓管網(wǎng)P<0.4MPa進(jìn)站壓力P>1.6MPa出站壓力P<1.6MPa進(jìn)站壓力0.4<P<1.6MPa出站壓力P<0.4MPa進(jìn)站壓力P<1.6MPa中壓出站壓力P<0.4MPa儲(chǔ)存壓力0.4<P<1.6MPa儲(chǔ)配站儲(chǔ)配站儲(chǔ)配站儲(chǔ)配站◆采用不同壓力級(jí)制的原因1.管網(wǎng)采用不同的壓力級(jí)制比較經(jīng)濟(jì)；2.各類用戶所需要的燃?xì)鈮毫Σ煌?.未改建的老區(qū)和建筑物密集街道不宜敷設(shè)壓力較高的管道。1.一般原則