第四章 城市燃气管网系统

• 为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避 免由于漏出的燃气影响相邻管道的正常 • 运行，甚至逸入建筑物内，地下燃气管道与建 筑物、构筑物以及其它各种管道之间应保持必 要的水平净距。 • 从安全考虑的地下燃气管道与建筑物、构筑物 或相邻管道之间的水平净距，有的国家规定的 净距较小，而有些国家则没有规定。随着科学 技术的发展，管道材质、施工质量及运行管理 水平的提高，安全距离可以缩小，以至只考虑 施工方便即可。
• 不同的城市天然气输配系统主要的区别是它的 配气系统的等级不同，常见的有中压 A 、中压 B 和低压三种配气系统。而输气系统一般由城 市高压、次高压燃气管道构成大城市输配管网 系统的外环环网，它们是大城市供气的主动脉。 高压燃气必须通过调压室才能送入下一级高、 中压输气管网，送入高压储气罐站以及工艺需 要高压燃气的大型工厂企业。因此，多级压力 的输气系统的结构，具体要视城市规模、储气 要求及管网现状来决定。高、中压输气管道必 须通过区域调压室、楼栋调压器或用户专用调 压器才能给城市配气系统的中压或低压管道供 气，或给工厂企业、大型公共建筑用户以及锅 炉房供气。
第四章 城市燃气管网系统
第一节 城市燃气管网的分类及其 选择
燃气管道的分类
• 燃气管道根据用途、敷设方式和输气压 力分类。
根据用途分类
• • 1) 长距离输气管道 其干管及支管的末端连接城市或大型工业企业， 作为该供应区的气源点。 城市燃气管道 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口处的总 阀门。 室内燃气管道 通过用户管道引入口的总阀门将燃气引向室内， 并分配到每个燃气用具。 工业企业燃气管道 工厂引入管和厂区燃气管道 将燃气从城市燃气管道引入工厂， 分送到各用气车间。 车间燃气管道 从车间的管道引入口将燃气送到车间内各个用气 设备(如窑炉)。车间燃气管道包括干管和支管。 炉前燃气管道 从支管将燃气分送给炉上各个燃烧设备。
• 用气的工业企业的数量和特点 • 储气设备的类型。 • 城市地理地形条件，敷设燃气管道时遇到天然 和人工障碍物 ( 如河流、湖泊、铁路等 ) 的情况。 • 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。 • 发展城市燃气事业所需的材料及设备的生产和 供应情况。
第二节 城市燃气管道的布线
• 输送湿煤气的管道，不论是干管还是支管，其 坡度一般不小于0.003。布线时，最好能使管道 的坡度和地形相适应。在管道的最低点应设排 水器。两相邻排水器之间的间距一般不大于 500m。在道路中间、交叉路口以及操作困难的 地方，排水器应设置在附近合适的地点。 • 燃气管道不得在地下穿过房屋或其它建筑物， 不得平行敷设在有轨电车轨道之下，也不得与 其它地下设施上下并置。 • 在一般情况下，燃气管道不得穿过其它管道本 身，如因特殊情况需要穿过其它大断面管道(污 水干管、雨水干管、热力管沟等)时，需征得有 关方面同法同时燃气管道必须安装在钢套管内。
• 高压管网的供气压力为1.6MPa，中压干管供气 压 力 为 0.3MPa ， 中 压 支 管 末 端 压 力 不 小 于 0.05MPa。 • 对于高—中—低压三级供气系统来讲，实际上 就是在高－中压两级系统上利用区域调压器增 加一个低压管网系统。具有管理方便、可靠性、 安全性相对高的特点。而调压器出口最大允许 压力为3150Pa。
采用不同压力级制的原因
• 管网采用不同的压力级制是比较经济的 。 • 各类用户所需要的燃气压力不同。 • 在城市末改建的老区，建筑物比较密集， 街道和人行道部比较狭窄，不宜敷设高 压管道。
燃气管网系统的选择
• 气源情况：燃气的性质，是人工燃气(煤制气或 油制气)、天然气、还是利用几种可燃气体的混 配燃气，供气量和供气压力；燃气的净化程度 和含湿量；气源的发展或更换气源的规划。 • 城市规模、远景规划情况、街区和道路的现状 和规划、用户的分布情况。 • 原有的城市燃气供应设施情况。 • 对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类 型的用户对燃气压力的要求。
高、中压管网的平面布置
• 高压管道宜布置在城市边缘或市内有足够埋管安全距 离的地带，并应连接成环网，以提高高压供气的可靠 性。 • 中压管道应布置在城市用气区便于与低压环网连接的 规划道路上，但应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区 的主要交通干线敷设，否则对管道施工和管理维修造 成困难。 • 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。 • 高、中压管道的布置，应考虑对大型用户直接供气的 可能性，并应使管道通过这些地区时尽量靠近这类用 户，以利于缩短连接支管的长度。
• 有条件时低压管道宜尽可能布置在街坊内兼作 庭院管道，以节省投资。 • 低压管道可以沿街道的一侧敷设，也可以双侧 敷设。在有轨电车通行的街道上，当街道宽度 大于 20m 、横穿街道的支管过多、或输配气量 大，而又限于条件不允许敷设大口径管道时， 低压管道可采用双侧敷设。 • 低压管道应按规划道路布线，并应与道路轴线 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。
供气压力的确定
• 除了少数大城市的郊区环线管线以外1.6MPa 。高压管线压力的确定 与管线的输气能力、储气要求、门站的 进站压力、管线走向有密切关系。高压 管线的压力应在 1.6MPa 以内，才能满足 安全距离的要求。
• 在中压配气的输配系统中，高中压调压站以后 只有一级中压管网。确定中压管网的供气压力， 实际上就是确定中压管网起点（即高中压调压 站出口）压力，以及中压管网末端最低允许压 力。高中压调压站的出口压力，在必须满足各 类用户正常用气的前提下，不仅受到高压管网 工作压力的制约，而且其压力的高低也同时影 响到高压管网的输送能力以及高压管道有效储 气容积。在高压管网的工作压力为定值的前提 下，如果将中压管网的压力提高，则高压管网 的计算压力降减小，其管道输送能力降低，高 压管网的有效储气容积也降低；若降低中压管 网的起点压力，中压管道压降减小，管径就会 增大，工程投资加大。
• 首先确定中压小区管网起点和终点的压 力，然后再根据不同供气压力下的中压 干管的水力计算，确定出较为经济、合 理的中压干管起点压力，即中压管网的 工作压力。对于新建中压小区管网而言， 在充分满足各类用户用气压力的前提下， 随着起点压力的升高，管网管径变小， 投资下降。国内许多城市进行技术和经 济比较，最后确定了中压小区管网末端 允许压力为0.05MPa，起点压力（即中压 干管的最低末端压力）为0.15MPa。
管道的纵断面布置
• 地下燃气管道埋没深度，宜在土壤冰冻线以下， 管顶覆土厚度还应满足下列要求： • 埋设在车行道下时，不得小于0.8m。 • 埋设在非车行道下时，不得小于0.6m。 • 有些国家随着干天然气的广泛使用以及管道材 质的改进，埋设在人行道、草地和公园的燃气 管道采用浅层敷设，分配管道的最小埋深为 0.5m。
• 高、中压管道的布置应考虑调压室的布点位置，尽量 使管道靠近各调压室，连接支管的长度。 • 从气源厂连接高压或中压管网的管道应采用双线敷设。 • 长输高压管线不得与单个居民用户连接。 • 由高、中压管道直接供气的大型用户，其用户支管末 端必须考虑设置专用调压室的位置。 • 高、中压管道应尽量避免穿越铁路成河流等大型障碍 物，以减少工程量和投资。 • 高、中压管道是城市输配系统的输气和配气主要干线， 必须综合考虑近期建设与长期规划的关系，以延长已 经敷设的管道的有效使用年限，尽量减少建成后改线、 增大管径或增设双线的工程量。 • 当高、中压管网初期建设的实际条件只允许布置成半 环形、甚至为枝状管时，应根据发展规划使之与规划 环网有机联系，防止以后出现不合理的管网布局。
2)
3) • 1) 2)
3)
根据敷设方式分类
• 地下燃气管道 一般在城市中常采用地下 敷设。 • 架空燃气管道 在管道通过障碍时，或在 工厂区为了管理维修方便，采用架空敷 设。
根据输气压力分类
• • • • • • • • 我国城市燃气管道根据输气压力一般分为 低压 压力小于10kPa(即1000mmH2O)。 中压B 压力为10kPa至0.2MPa。 中压A 压力为0.2 MPa至0.4 MPa。 次高压B 压力为0.4 MPa至0.8MPa。 次高压A 压力大于0.8 MPa至1.6MPa。 高压B 压力大于1.6 MPa至2.5MPa。 高压A 压力大于2.5 MPa至4.0MPa。
1) 2) 3) 4)
5) 与该管道相连接的用户数量及用气置情况， 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。 • 在布线时，要决定燃气管道沿城市街道的平 面位置与纵断面位置。 • 由于输配系统各级管网的燃气压力不同，其 设施和防火安全的要求也不同，而且各自的 功能也有所区别，故应按各自的特点进行布 置。
确定中压管网压力的基本原则
• 在充分满足各类用户用气压力和中压管网投资 增加不多的前提下，尽量降低中压管网的起点 压力。 • 对于中压管网而言，可按其管道所处位置分为 两个部分，一部分是分布在城市主要道路上的 中压干管；另一部分是分布在小区内部道路上 的中压小区管网。这样，我们同样也可以把确 定中压管网供气压力的工作分为两个部分。
• 一般城市天然气输配系统可采用的压力级制有 两种：一是高 — 中 — 低三级供气系统，二是 高—中压两级系数。高—中—低压三级供气系 统在我国有长期的运行经验，安全可靠，但此 系统和后一种系统相比，有钢材耗量大，需要 建设大量中低压调压站，投资高的缺点。研究 结果表明，高－中压两级系统较高－中－低压 三级系统可节省投资 30%，而且高－中压两级 系统能够保证用户燃具前的压力稳定，提高热 效率。国内很多城市已经使用该系统供气。从 国外许多国家运行情况来看，在天然气输配中， 也多采用高中压两级系统。因此，对于新建城 市的天然气输配系统的压力级制宜采用高－中 压两级系统，即高压管网输气，中压管网配气。