1、2.1城市燃气需用量城市燃气需用量2.2燃气需用工况燃气需用工况2.3燃气输配系统的小时计算流量燃气输配系统的小时计算流量 2.4燃气输配系统的供需平衡燃气输配系统的供需平衡 一供气对象及供气原则一供气对象及供气原则二城市燃气需用量的计算二城市燃气需用量的计算（一）供气对象（一）供气对象 1、居民生活用气（户）、居民生活用气（户）;2 2、公共建筑用气（户）、公共建筑用气（户）;3 3、工业企业生产用气（户）、工业企业生产用气（户）;4 4、其他用气（户）、其他用气（户）：采暖、空调、汽车采暖、空调、汽车用气（户）等用气（户）等.（二）供气原则（二）供气原则 节能原则节能原则(能源政策能源政策
2、)如民用如民用:小煤炉热效率很低：小煤炉热效率很低：1520 燃气灶具热效率高：燃气灶具热效率高：5560 1m3天然气相当天然气相当3kg标准煤标准煤 1kgLNG相当相当4kg标准煤标准煤 1kg煤转变成煤气，相当煤转变成煤气，相当2kg煤的利用率煤的利用率环保原则环保原则具体原则具体原则：1、优先供应民用与公共建筑用气、优先供应民用与公共建筑用气2、优先供应有利的工业用气、优先供应有利的工业用气提高产品质量；提高产品质量；显著减轻环境污染；显著减轻环境污染；可作缓冲用户的企业。可作缓冲用户的企业。3、工业用气量与民用气量的比例、工业用气量与民用气量的比例目的：减少燃气的储存容量目的：减少
3、燃气的储存容量（一）各类用户的用气量指标（一）各类用户的用气量指标 （二）城市燃气年用气量的计算（二）城市燃气年用气量的计算 （三）建筑物供暖年用气量（三）建筑物供暖年用气量（四）未预见量（四）未预见量 1.1.居民生活用气量指标居民生活用气量指标 居民生活用气量指标，是指每人每年使用多少热量居民生活用气量指标，是指每人每年使用多少热量的燃气，用热量表示，即的燃气，用热量表示，即MJ/人人.年。年。l影响因素影响因素很多：室内用气设备、公共生活服务网、很多：室内用气设备、公共生活服务网、生活水平和习惯、气象条件、燃气价格、有无集中生活水平和习惯、气象条件、燃气价格、有无集中供热和供热水等供热和
4、供热水等l可由可由两个途径确定用气定额两个途径确定用气定额：1 1）、参照相近城市）、参照相近城市 ；2 2）、实地调查）、实地调查 和测定。和测定。表表2-1列有一些地区和城市的居民生活用气量指标。列有一些地区和城市的居民生活用气量指标。用气量指标又称为用气量指标又称为用气定额用气定额。l 各类公共建筑用气量指标是不相同各类公共建筑用气量指标是不相同的的，与居民用气定额不同，有不同，与居民用气定额不同，有不同的用气量指标。的用气量指标。l影响因素：影响因素：用气设备的性能、热效率、使用用气设备的性能、热效率、使用方式和气候条件方式和气候条件等。等。表表2-2列有几种公共建筑用气量指标列有几种
5、公共建筑用气量指标城市年用气量就城市年用气量就等于各类用户年等于各类用户年用气量之和用气量之和。1.1.居民生活年用气量居民生活年用气量 2.2.公共建筑年用气量公共建筑年用气量 3.3.工业企业年用气量工业企业年用气量 联接 l根据根据用气人口数、用气指标用气人口数、用气指标确定：确定：l年用气量年用气量=用气指标用气指标用气人数用气人数/燃气低热值燃气低热值 用气指标用气指标居民人数气化百分率居民人数气化百分率/燃气低热值燃气低热值 l气化百分率气化百分率=用气人数用气人数/总人口总人口l城市气化率城市气化率不能达到百分之百不能达到百分之百的原因：的原因：l 旧房屋结构不符合安装燃气设备的
6、条件。旧房屋结构不符合安装燃气设备的条件。l 离管网较远的居民点不能被气化。离管网较远的居民点不能被气化。l年用气量用气指标用气人数年用气量用气指标用气人数公共公共建筑设施标准建筑设施标准/燃气低热值燃气低热值 l其中：其中：公共建筑设施标准指公共建筑设施标准指：1000居民居民中入托儿所、幼儿园的人数；中入托儿所、幼儿园的人数；1000居民居民设置医院、旅馆有多少床位等。设置医院、旅馆有多少床位等。l洗澡：洗澡：150次次/人人年年 上海公共建筑设施标准：l食堂：40座位/100人 l门诊部：6次/人年l学校：9人/100人l理发：24次/人年l医院：5床位/1000人；104kJ/床位年人
7、l旅馆：2床位/1000人 两种方法：两种方法：用各种工业产品用气定额及年产量来计用各种工业产品用气定额及年产量来计算。（查参考资料确定用气定额）算。（查参考资料确定用气定额）折算法：缺乏产品定额资料的情况下，折算法：缺乏产品定额资料的情况下，可将工业企业其它燃料的年用量折算成可将工业企业其它燃料的年用量折算成用气量。即：用气量。即：Qy1000GyHl/Hl12113100fylFq nQHnttnntt供暖、冷最大负荷利用小时数（h）供暖期室内计算温度室外平均温度室外计算温度l包括管网的燃气漏损量和发展过程中未包括管网的燃气漏损量和发展过程中未预见的供气量，一般未预见量按总用气预见的供气量
8、，一般未预见量按总用气量的量的5%8计算。计算。一、月用气工况一、月用气工况 （或季节不均匀性）（或季节不均匀性）二、日用气工况二、日用气工况 三、小时用气工况三、小时用气工况 城市各类用户的用气情况是不均匀的，随月、日、时而变化的-供燃气一大特点影响因素很多，理论上推算不出来，只有大量的调查研究、资料积累、科学整理，才能获得可靠数据。1、影响因素影响因素：气候条件为主（除工企外）；工：气候条件为主（除工企外）；工企：取决于生产工艺。企：取决于生产工艺。2、月不均匀系数月不均匀系数：用用K1表示表示 K1该月平均日用气量该月平均日用气量/全年平均日用气量全年平均日用气量 3、计算月计算月：K1
9、max 月高峰系数月高峰系数 某两个城市居民生活每月用气量某两个城市居民生活每月用气量 占年用气量的百分数占年用气量的百分数1月月 2月月 3月月 4月月 5月月 6月月 7月月 8月月 9月月 10月月 11月月 12月月8.9 7.9 7.9 8.1 8.7 7.9 7.5 7.7 8.3 8.6 8.75 9.759.5 10.1 9.6 8.5 8.25 7.5 7.75 7.75 7.5 7.8 7.45 8.31、影响因素影响因素：居民生活习惯、工业企业的：居民生活习惯、工业企业的作息制度、室外气温变化等作息制度、室外气温变化等2、日不均匀系数日不均匀系数：用用K K2 2表示表示
10、 K K2 2该月中某日用气量该月中某日用气量/该月平均日用气量该月平均日用气量 3、日高峰系数、计算日日高峰系数、计算日 最大日不均匀系数最大日不均匀系数K2max称为该月的日称为该月的日高峰系数。高峰系数。1、影响因素影响因素：对居民：生活习惯、气化率、职业等；对居民：生活习惯、气化率、职业等；对供暖、冷：连续、间歇；对供暖、冷：连续、间歇；各类用户小时用气波动情况：见表各类用户小时用气波动情况：见表2-32、小时不均匀系数小时不均匀系数：用用K K3 3表示表示 K K3 3该日某小时用气量该日某小时用气量/该日平均小时用气量该日平均小时用气量3、小时高峰系数小时高峰系数 该日小时不均匀
11、系数的最大值该日小时不均匀系数的最大值K3max称为该称为该日的小时高峰系数。日的小时高峰系数。p小时计算流量是管网的设计依据，关系小时计算流量是管网的设计依据，关系着燃气输配的着燃气输配的经济性经济性和和可靠性可靠性。p两种计算方法两种计算方法、不均匀系数法不均匀系数法、同时工作系数法同时工作系数法l用于设计计算各种压力和用途的城市燃气管道，按计算月的小时最大用气量计算，公式：QQyK1maxK2maxK3max/36524K1max月高峰系数K2max日高峰系数K3max小时高峰系数 高峰系数（在缺乏实际资料时）：l月高峰系数:1.11.3l日高峰系数：1.051.2l小时高峰系数：2.2
12、3.2 供应户数较多时,小时高峰系数应偏小；当户数小于1500户时，小时高峰系数：3.34.0。也可用供气量最大利用小时数进行计算，方法如下：对居民及公共建筑：供气量最大利用小时数 表2-4可供参考 nQQymax3max2max18760KKKn l对供暖、供冷负荷最大利用小时数见P36；l对大型工业用户：一班制：n=20003000；两班制：n=35004500；三班制：n=60006500l适用范围：庭院燃气管道和室内燃气管道。l根据所有燃具的额定流量及同时工作系数确定：式中：Q 计算流量（Nm3/h）K0 相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数；N相同燃具或相同组合燃具数；Qn 相 同
13、燃 具 或 相 同 组 合 燃 具 的 额 定 流 量（Nm3/h）。NQKQn0l同时工作系数表明，所有燃具不可能在同一时间内使用，所以实际的小时流量不会是所有燃具额定流量的总和。l 只有一个住户，有双眼灶还安有热水器，同时工作系数取值小于1，为什么？l城市燃气用气量是不均匀的。l但燃气生产不可能完全按上述变化进行生产。l供气量与使用量不相等的矛盾，必须通过一定的手段解决，才能保证用户正常、连续不断的使用燃气。这一节要讲燃气生产与使用的平衡问题。（一）改变气源的生产能力和设置机动气源 改变气源的生产能力，可以在一定的程度内使生产与使用相接近，但首先要考虑气源生产负荷变化的可能性；其次要考虑气
14、源运转、停产的难易程度；第三要考虑气源生产负荷变化的幅度；最后应考虑供气的安全性和经济性。、干馏煤气（尤其是焦炉气）的生产，通常是不可能改变的；、油 制 气、发 生 炉 煤 气、L P G mixing air等可用来调节月不均匀性、日不均匀性、甚至小时不均匀性，因为这些生产方法设备启动和停产比较方便，负荷调整范围也大；天然气产量也可调节，一般调节月不均匀性（季节）；高压气化炉（鲁奇气炉）可以生产燃气，并联产甲醇，成为机动气源；当夏季用气量小时，生产甲醇并储存起来，用气高峰时，把甲醇分解为CO和H2加入城市燃气中。l缓冲用户指大型的工业企业用户。l发挥调度作用就是计划调配用气，掌握工业企业的实
15、际用气和计划用气，掌握居民生活和公共建筑的用气量和用气工况，制定调度计划，通过调度计划调整供气量。l特点：用来平衡季节不均匀用气，以及部分日不均匀用气。l大力发展燃气空调的意义当生产量大于使用量时，可把燃气储存起来，以便在高当生产量大于使用量时，可把燃气储存起来，以便在高峰时候供出气来。峰时候供出气来。1、地下储存l就是利用地下储气库储气。l特点：储气量大，造价和运行费用省；只能用来平衡季节不均匀用气，而不能平衡小时不均匀用气。比如：夏季注气，冬季采气。生产井生产井控制井岩岩层层2、液态储存 l天然气：主要成分为甲烷甲烷P=0.56105Pa t-161即能液化后储存于储罐中，用气高峰时，将天
16、然气气化后供出，适于调节各种不均匀用气。LNG槽车卸车柱空温式气化器NG加热器调压、计量、加臭装置城市中压管网LNG储罐BOG加热器空温式气化器自增压气化器NG加热器l国外设有液化天然气的“卫星站”和“调峰全能站”，是储存和再气化的合成装置。三个用途：、中小城市调节用气的手段。、大修或事故处理时的临时气源。、也作为小城市的气源。3、管道储气 l高压燃气管束储气：将一组钢管埋于地下对管内燃气加压进行储气。l长输管线末端储气，对管内燃气加压。长输管线的通过能力是定的，城市管网负荷是变化的。夜间用气低峰，用来储气。白天用气高峰，向外供气。4、储气罐储气l用各种罐储气，有低压干式罐、低压湿式罐、高压罐
17、。l特点：只能用来平衡日不均匀用气和小时不均匀用气。金属耗量和投资都较大（与其它储气方式比）1、储气罐的功能、解决均衡生产与不均衡使用的矛盾，补充制气设备所不能及时供应的部分燃气量，保证可靠性。、当输气管道、制气及供气设备发生暂时故障时，保障一定程度的供气。、储气罐的合理布置能使输配管网的经济性，可靠性增加，提高管网效率。、可以混合不同性质的燃气，使其均匀（成分、发热值）2、储气容积的计算 l主要依据第一项功能确定罐的容积。l若气源产量能够根据需用量改变一周内各天的生产工况时，解决最大日的供需平衡。l否则，按计算月平均周的燃气供需平衡要求确定。、确定燃气一天24小时平均供气量100/244.1
18、7。、从一个时间（比如0点）算起，求出从1到24小时燃气生产的累计量。、用同样方法计算出对应小时的燃气需要量累计值。、根据两个累计值的差，确定该小时需存储量。、从储存量中找出最大值，最小值。Max-Min储气容积百分数。最后用每日生产量这个百分数。l例2-1计算月最大日用气量为2，800，000m3/d，气源在一日内连续均匀供气。每小时用气量与日用气量的百分数如表2-7所示，试确定所需的储气容积。小时小时燃气供燃气供应量应量的累计的累计值值用气量用气量燃气燃气的的储存储存量量小时小时燃气供燃气供应量应量的累计的累计值值用气量用气量燃气燃气的的储存储存量量该小时该小时内内累计累计值值该小时该小时
19、内内累计累计值值1234512345011223344556677889910114.178.3412.5016.6720.8425.0029.1733.3437.5041.6745.8450.001.901.511.402.051.582.914.125.085.185.216.326.421.903.414.816.868.4411.3515.4720.5525.7330.9437.2643.682.274.937.679.8112.4013.6513.7012.7911.7710.738.586.3212131415161718192021222354.1758.3462.5066.67
20、70.8475.0079.1783.3487.5091.6795.84100.004.904.814.754.755.827.606.164.574.483.252.772.4645.5853.3958.1462.8968.7176.3182.4787.0491.5294.7797.54100.005.594.954.363.782.13-1.31-3.30-3.70-4.02-3.10-1.700l表2-8中的第二项为从计算开始时算起的燃气供应量积累值；第四项为从计算开始算起的用气量累计值；第二项与第四项数值之差，即为该小时末燃气的储存量（储气设备中应有的气量）。在第五项中找出最大和最小的数
21、值，这两个数值的绝对值相加为：13.70+4.02=17.72 所需储气容积为496，000m3，即占日用气量的17.72%，该百分数用符号表示。小时用气量占日用气量的百分数燃气的理论储存量占日用量的百分数一 日 中 的 各 小 时图 5-6 用 气 量 变 化 曲 线 和 储 气 罐 工 作 曲 线a、b-用 气 量 与 供 气 量 相 等 的 瞬 间用 气 量 变 化 曲 线平 均 小 时 供 气 量燃 气 罐 工 作 曲 线l实际容积的影响因素：供气量波动、负荷误差、安全操作；l储气罐的活动率:理论储气容积/储气罐的实际容积；一般为0.750.85.l储气罐容积与制气能力的关系：制气能力越大，所需储气罐容积越小。1.824Qd17.72l当没有用气量变化的具体数据时，按此方法确定。l储气容积大小与工业用气量占计算月日供气量的百分数有关，当工业用气量较大时，储气容积较小。l储气罐平衡条件不同情况：如果气源产量能够根据需用量改变一周内各天的生产工况时，储气容积是计算月最大日燃气供需平衡要求确定；（-最常见的，也是我们常用的一种。）否则储气容积应按计算月平均周的燃气供需平衡要求确定。
