第四章 燃气管网系统

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第二节城市燃气管道的布线第三节工业企业燃气管网系统第四节建筑物燃气供应系统第一节城市燃气管网的分类及其选择一、燃气管道的分类二、城市燃气管网系统的分类三、燃气管网系统的选择四、城市燃气管网系统举例一、燃气管道的分类（一）根据用途分类1、长距离输气管线2、城市燃气管道（1）输气干管：承担整个城市燃气的输送任务。（2）分配管道：将燃气分配给各类用户，包括街区分配管、庭院分配管。（3）用户引入管：将燃气从庭院管引向用户室内管。（4）室内燃气管道：包括立管、水平管、下垂管等，将燃气分配给各个燃具。3、工业企业燃气管道工厂引入管、厂区燃气管道、车间燃气管道、炉前燃气管道。一、燃气管道的分类（二）根据敷设方式分类1、地下燃气管道城市中普遍采用的方式。2、架空燃气管道工厂内普遍采用的方式，城市小区内有时采用。一、燃气管道的分类（三）根据输气压力分类1、低压燃气管道：P0.01MPa2、中压B燃气管道：0.01~0.2MPa3、中压A燃气管道：0.2~0.4MPa4、次高压B燃气管道：0.4~0.8MPa5、次高压A燃气管道：0.8~1.6MPa6、高压B燃气管道：1.6～2.5MPa7、高压A燃气管道：2.5～4.0MPa一、燃气管道的分类（四）燃气管道根据压力分类的原因：因为燃气泄漏可能导致火灾、爆炸、中毒等事故，与其它管道相比，燃气管道的气密性要求高。管道内燃气压力不同，对管道材质、安装质量、检验标准等要求不同。一般来说，管道内压力越高，管道漏气的可能性越大，对管道的质量要求越高；但采用较高压力的管道，可以减少整个管网的投资。二、城市燃气管网系统（一）城市燃气输配系统的构成1、低压、中压、高压等不同压力等级的燃气管网及附属设施2、燃气调压站、调压箱等调压设施3、燃气储气设施4、监控与调度中心5、城市门站二、城市燃气管网系统（二）城市燃气管网系统的分类根据管网的压力机制分为：1、一级系统：只含有一种压力等级的管道，有中压一级系统、低压一级系统。2、二级系统：含有两个压力等级的燃气管道。3、三级系统：含有三个压力等级的燃气管道。4、多级系统：含有三个以上压力等级的燃气管道。二、城市燃气管网系统（三）燃气管网系统的选择选择燃气管网系统时，应考虑以下因素：1、气源情况：燃气种类、供气压力等2、城市性质、规模及城市地理条件3、已有城市燃气设施情况4、用户类型、分布情况5、储气设施情况应在不同方案技术经济比较基础上确定最佳方案。三、几种系统介绍1、低压一级系统：管网压力低于0.005MPa，各类用户直接与管网连接。此系统简单、较安全，供气范围小，适应于小城市及人工气源。2、中压B一级系统：管网压力低于0.2MPa，用户通过调压器与管网相连。与低压系统相比，因输气压力较高，管径较小，供气范围较大；用户处压力稳定，但调压器数量多，安装费用较大。适应于中、小城市，用户分布较分散及空混气气源。三、几种系统介绍3、中压A一级系统：管网压力低于0.4MPa，用户通过调压器与管网相连。适应于中、小城市及天然气气源。4、中压B、低压二级系统：中压B管道与低压管道之间由中低压调压器连接，气源压力不大于0.2MPa。部分只有较低压力气源的大城市。流程如下：气源中压B管网中低压调压器低压管网用户5、中压A、低压二级系统：气源为天然气，进入管网的压力不超过0.4MPa，适应于中、小城市及部分无大型用户的大城市。6、高压B、中压A、低压三级系统及多级系统：适用于大城市、天然气气源。气源高压B管网高中压调压器中压A管网中低压调压器低压管网用户三、几种系统介绍四、不同压力管道之间及管道与用户的连接1、用户与低压管道直接连接的条件当燃气为人工煤气时，管道压力为0.002MPa;当燃气为天然气时，管道压力为0.0035MPa；当燃气为液化石油气时，管道压力为0.005MPa。2、用户与低压管道通过调压器连接当管道压力为0.01MPa时，低压管道与用户之间加低、低压调压器。3、高、中压燃气管道与用户之间须通过调压器连接4、不同压力的管道之间须通过调压器连接五、城市燃气管网系统改造对于已有煤气供应的城市，随着用户数量增多，供气量增大，或气源改变，原有系统不能适应需要，在进行城市燃气发展规划时，要考虑对原有系统的改造、利用。由于天然气压力较高，为充分利用其压力，一般大中型城市管网运行压力级制均采用中压A，有些城市将现有中压B管网改造为中压A。1.汉口燃气输配系统压力升级改造改造后管网的平均管径有较大幅度减小，由447.5mm减为246.5mm。如果要对管网进行压力升级的改造，采用PE管穿插法能够大大的减少工作量。五、城市燃气管网系统改造2.武昌燃气输配系统压力升级改造对管网做如下改造，把管网中所有管径为DN400和DN300的管道改为管径为de200的PE管，管径为DN200的管道改为de150的PE管，管径为DN150的管道改为de100，然后对管网的最不利支路进行水力计算，流量为远期流量（取现状的1.2倍），最低压力点的压力为0.25MPa（表压），满足运行要求。第二节城市燃气管道的布线一、城市燃气管道的布线在城市燃气管网系统确定之后，决定各管道的具体位置及走向。城市燃气管道主要采用地下敷设。地下管道通常沿城市道路、人行便道敷设，或敷设在绿化带内。各级管网的输气压力不同，防火安全间距也不同。一、城市燃气管道的布线（一）布线依据1、管道内燃气压力2、街道交通量、路面结构情况及地下管道分布情况3、燃气的含湿量，必要的管道坡度4、线路上遇到的障碍物情况5、土壤性质、腐蚀性能6、管道在施工、运行和发生故障时，对交通和人民生活的影响一、城市燃气管道的布线（二）高、中压管网的平面布置1、高压管道宜布置在城市边缘或市内有足够安全间距的地带，并尽量成环。2、中压管道应布置在城市用气区的规划道路上，尽量避免闹市区。3、主要中压干管应成环布置。4、尽量靠近大型用户及负荷中心。5、尽量避免穿越铁路等大型障碍物。6、考虑远近期结合。一、城市燃气管道的布线（三）低压管网的平面布置1、低压管道尽量布置在小区内兼作庭院管道。2、沿道路敷设，并与道路轴线或建筑物的前沿平行，尽量避免在高级路面下敷设。3、低压管网主要以枝状分布，干管也可以成环，但环边长一般控制在300～600M。4、与建筑物、构筑物及其它管线保持必要的水平净距。一、城市燃气管道的布线（四）管道的纵断面布置1、地下管道的埋设深度：车行道0.9m，人行道0.6m，绿化带0.3m。2、输送湿燃气的管道，坡度不小于0.003，最低点设凝水缸。3、与其它管道相交时，保持必要的垂直净距。4、不得从其它建筑物下穿过。5、当埋深或垂直净距不能保证时，采取加套管或地沟等防护措施。二、燃气管道穿越铁路、河流等障碍物（一）燃气管道穿越铁路、高速公路、城市干道1、需加设套管或地沟，并经有关部门批准。2、宜垂直穿越，顶管施工。（二）燃气管道通过河流1、穿越河底：直接开挖，在北方采用较多；顶管施工。2、随桥梁敷设。3、架设管桥。地下燃气管道与建筑物及相邻管道之间的水平净距项目地下燃气管道低压中压次高压BABA建筑物基础0.71.01.5--外墙面---4.56.5给水管0.50.50.51.01.5污水、雨水管1.01.21.21.52.0电力电缆0.50.50.51.01.5其它燃气管0.40.40.40.40.4一级、二级地区高压管道与建筑物水平净距燃气管道直径地下燃气管道压力MPa1.612.54.0900－1050536070750－900404757600－750313745450－600242835300－450192328150－300141822150以下111315三级地区高压管道与建筑物水平净距燃气管道直径和壁厚地下燃气管道压力MPa1.612.54.0所有管径，壁厚小于9.513.51517所有管径，壁厚大于等于9.56.57.59所有管径，壁厚大于等于11.9333案例1：长沙市燃气管网系统方案5000米3高压球罐储气为主；次高压管道输气为主，储气为辅；中压管网配气;充分利用现有人工煤气管网系统，煤制气区域供气压力采取与其他区域不同的供气压力级制；中压管网分区布置形成各独立系统。新建区域采取中压A一级供气方式，利用煤制气管网区域采取中压B、低压两级与中压B一级相结合的供气方式。高压管道门站调压站储配站长输管线长沙分输站供应长沙门站天然气压力为1.5±0.1兆帕的供气压力，城市燃气管道的最高压力为1.6兆帕。依据《城镇燃气设计规范》压力级制的划分，属次高压A级管道。次高压管分别沿长永高速、长潭高速、南三环、西三环和长常高速埋地敷设。穿越浏阳河、湘江、靳江河大型河流各1处，穿越京广线铁路1处，穿越高速公路4处。次高压干管总长54.45公里。次高压干管为直缝埋弧焊接钢管，钢级为L290。埋地钢管防腐等级为加强级，钢管外防腐为PE三层，阴极保护采用牺牲阳极阴极保护法。次高压管道布置布线原则尽量避开建筑密集区和不良工程地质地段，尽量布置在现有道路一侧，方便施工和维护管理。服从城市总体规划，按长沙市规划管理局确定的管道红线进行设计。次高压管道规格次高压管道大部分敷设于城市边缘，局部穿越城区、村庄等，为了提高次高压管道的安全性，全线均按《城镇燃气设计规范》定义的四级地区进行管道的强度计算。根据《城镇燃气设计规范》，次高压管道DN600、DN700最小公称壁厚不应小于7.1毫米；次高压A级管道距建筑物外墙面6.5米时，管道壁厚不应小于9.5毫米。考虑次高压管道穿越地段的环境现状和将来城市的发展，一般地段管道规格分别为D711×9.5、D610×8.7；特殊地段（如穿越大型河流、京广铁路和与周围建筑物间距小于6.5米时）采用加厚管道，壁厚为11.9毫米。次高压支管规格D406.4×6.4，D323.9×6.4。管道穿越a.一般穿越穿越Ⅱ级以下公路及乡间公路时，原则上采用开挖直埋的方式穿越。穿越排水管、联合地沟及其他沟槽时，设置于保护套管内。套管可采用螺旋焊接钢管，套管伸出构筑物外壁不应小于《城镇燃气设计规范》中燃气管道与该构筑物的水平净距。套管两端采用柔性的防腐、防水材料密封。穿越一般小河流时，采用围堰沟埋方式穿越。穿越鱼塘时，采用围堰或回填筑管堤等方式穿越。穿越软质或流质地基较浅的地段，采用将管道置于稳定层内直接回填方式穿越。b.穿越浏阳河穿越地点位于浏阳河长潭高速桥南东100米处，穿越管道直径D610×9.7，采用定向钻施工方法，穿越长度约450米。管道采用直缝埋弧性钢管，外防腐层采用双层环氧粉末加强级防腐。定向钻穿越具有施工周期短，不受天气环境影响，不影响通航，不破坏防洪堤，施工简单，施工占地少，投资省等优点。穿越浏阳河河底中风化泥质粉砂岩中，其岩质为软质岩石，岩体完整性好，可钻性强，且成孔不易坍塌，岩体中未遇明显构造活动迹象，是较为理想的定向钻进岩层。穿越河床底下约8米。定向钻入土点与出土点距防洪堤不小于80米，入土角约9°，出土角约7°。为防止管道回拖扩孔入土、出入段发生管涌，管道回拖后将入土、出土段注入水泥浆进行封闭。c.穿越湘江穿越地点位于黑石铺湘江大桥以北约150米处。东为解放垸双管子，西为洋湖垸。江面宽度约1000米，穿越采用定向钻施工方法，穿越长度约1160米，穿越管道为厚壁直缝焊接钢管D610×11.9，防腐层采用双层环氧粉末。穿越管线位于河床下标高约12米处，基岩性为白垩系泥质粉砂岩或泥盆系泥岩、灰岩，岩质为软质岩石，可钻性强，成洞性好、不易坍塌，岩体中未遇明显构造活动迹象，是理想的定向钻进岩层。为了不影响两岸防洪堤的稳定性，定向钻入土点和出土点距防洪堤外侧不小于80米。入土角约9°，出土角约7°。管道回拖完毕后，考虑对入土段和出土段钻孔进行