燃气工程新技术

1燃气工程新技术20112020/2/24燃气工程新技术（输配部分）北京建筑工程学院詹淑慧2燃气工程新技术20112020/2/24第一节：燃气行业的发展历程与现状3燃气工程新技术20112020/2/24能源是人类社会和经济发展的基本条件之一，历来为世界各国所瞩目。一、能源概述能源是指能够转换为机械能、热能、电磁能、化学能等各种能量的资源。4燃气工程新技术20112020/2/24能源发展的三个阶段1.人类首先经历了以薪柴为主的时代。2.18世纪60年代从英国开始的产业革命，世界能源结构发生了第一次大的转变，即从薪柴转向以煤炭为主。3.从20世纪20年代开始，世界能源结构发生了第二次大的转变，即从煤炭转向以石油和天然气为主。5燃气工程新技术20112020/2/24能源的分类1.一次能源（即天然能源）在自然界以天然的形式存在的可直接利用的能量资源，称为一次能源或天然能源。在一次能源中还可分为再生能源与非再生能源。再生能源是指能重复产生的天然能源。非再生能源是指不能重复再生的天然能源。6燃气工程新技术20112020/2/242.二次能源（即人工能源）由一次能源经过加工、转换，以其它种类或形式存在的能量资源，称为二次能源或人工能源。7燃气工程新技术20112020/2/243.燃料能源包括矿物燃料、生物能源和核燃料等三大类。人类在使用这类能源时，主要是靠燃烧它们获取所需要的能量。4.非燃料能源人类在使用这类能源时，一般是直接利用其提供的机械能、热能、光能等，有时也会利用其转化形式。8燃气工程新技术20112020/2/24二、常规能源的利用与评价常规能源：煤炭、石油、天然气我国能源资源储量比较丰富，但资源质量及资源勘探程度不很高。主要表现为：煤炭资源储量比较丰富，石油、天然气等优质能源探明储量有限。加之我国人口众多，人均能源占有量相对比较低。在过去的几十年里，终端能源消费结构中，煤炭一直占据主导地位。以煤为主的传统工业投资大、环保问题突出。我国常规能源的合理利用方面的主要问题是缺乏严格的、科学的能源管理，能量利用率比较低，能源消费系数比较高。资源的不合理使用与浪费，加剧了能源不足的紧张状况。9燃气工程新技术20112020/2/24使用燃气可以改善能源结构、减轻大气污染、保护生态环境，减少固体燃料及废渣的堆放和运输量。使用燃气可改善居民生活条件，缩短家务劳动时间；在某些工业生产中使用燃气，可以明显提高产品的产量及质量，提高生产过程的自动化程度和劳动生产率，进而取得良好的经济效益。由于气体燃料洁净度高，燃烧稳定、完全，火焰容易控制，因此，在使用过程中有电、热和其它燃料无法替代的优势。总之，发展燃气，可以明显地取得节能效益、环保效益和服务效益。10燃气工程新技术20112020/2/24年份（％）2006年2020年2050年煤炭亿t/a24.22628亿tec/a1718.520占一次能源比例（%）70.25341石油亿t/a3.54.04.7亿tec/a5.05.76.7占一次能源比例（%）18.21614天然气亿bcm/a7.03550亿tec/a0.94.56.7占一次能源比例（%）3.21315其他（水电、核能、可再生能源等）亿tec/a1.46.314.4占一次能源比例（%）7.21830总计亿tec/a24.23548一次能源比例（%）100100100我国一次能源消费及展望11燃气工程新技术20112020/2/24各类用户使用燃气和燃煤、燃油的热效率比较（％）序号燃料用途燃料种类煤油城镇燃气1城镇居民15－203055－602公共建筑25－304055－603一般锅炉50－607060－804电厂锅炉80－9085－909012燃气工程新技术20112020/2/24三、我国天然气利用的总体规划在2010年前实施：1.西气东输2.俄气南供3.液化天然气进口4.近海天然气利用5.煤层气开发利用13燃气工程新技术20112020/2/24《天然气利用政策》经国务院同意，国家发展改革委研究制定的于2007年8月30日正式颁布实施在我国境内所有从事天然气利用的活动均应遵循该政策14燃气工程新技术20112020/2/24《天然气利用政策》制定政策的必要性缓解天然气供需矛盾:遏制不合理的需求，促进天然气供求关系协调优化天然气使用结构:我国天然气使用结构不合理，化工用气比例过高促进节能减排工作:合理利用天然气，可以优化能源消费结构，改善大气环境15燃气工程新技术20112020/2/24《天然气利用政策》适用范围和管理主体适用范围:天然气下游利用领域，也适用于管道进口天然气和液化天然气(LNG)管理主体:国家发展和改革委员会负责全国天然气利用管理工作;各省（区、市）发展和改革委员会会同相关主管部门负责本行政区域内天然气利用管理工作16燃气工程新技术20112020/2/24《天然气利用政策》指导思想和基本原则指导思想:加大调控和引导力度，强化需求侧管理，优化天然气使用结构，提高资源利用效率，促进天然气市场健康有序发展。基本原则:国家对天然气利用统筹规划;明确天然气利用顺序，促进天然气科学利用、有序发展；节约优先，提高资源利用率。17燃气工程新技术20112020/2/24《天然气利用政策》天然气利用领域和顺序天然气利用领域:城市燃气、工业燃料、天然气发电和天然气化工。综合考虑天然气利用的社会效益、环保效益和经济效益，根据不同用户的用气特点，将天然气利用分为优先类、允许类、限制类和禁止类。18燃气工程新技术20112020/2/24《天然气利用政策》优先类:城市燃气：城镇（尤其是大中城市）居民炊事、生活热水等用气公共服务设施（机场、政府机关、职工食堂、幼儿园、学校、宾馆、酒店、餐饮业、商场、写字楼等）用气天然气汽车（尤其是双燃料汽车）分布式热电联产、热电冷联产用户19燃气工程新技术20112020/2/24《天然气利用政策》允许类:城市燃气：集中式采暖用气（指中心城区的中心地带）；分户式采暖用气；中央空调工业燃料：在建材、机电、轻纺、石化、冶金等工业领域:以天然气代油、液化石油气项目；环境效益和经济效益较好的以天然气代煤气项目；可中断供气的用户天然气发电：重要用电负荷中心且天然气供应充足的地区，利用天然气调峰的发电项目天然气化工：用气量不大、经济效益较好的天然气制氢项目；用不宜外输或上述一、二类用户无法消纳的天然气生产氮肥项目20燃气工程新技术20112020/2/24《天然气利用政策》限制类：天然气发电：非重要用电负荷中心的天然气发电项目天然气化工：已建的合成氨厂以天然气为原料的扩建项目、合成氨厂煤改气项目；以甲烷为原料，一次产品包括乙炔、氯甲烷等的碳化工项目；除允许类以外的新建以天然气为原料的合成氨项目；21燃气工程新技术20112020/2/24《天然气利用政策》禁止类：天然气发电：陕、蒙、晋、皖等十三个大型煤炭基地所在地区建设基荷燃气发电项目天然气化工：新建或扩建天然气制甲醇项目；以天然气代煤制甲醇项目22燃气工程新技术20112020/2/24《天然气利用政策》天然气节约利用提高天然气利用效率：严格遵循天然气利用顺序，鼓励应用先进技术和设备，最大限度发挥天然气利用效率提高天然气商品率：生产企业要努力提高天然气商品率，增加外供商品气量；加强油田伴生气的回收利用；油气田生产自用气也应科学合理利用，避免浪费利用好工业煤气：利用好工业生产过程中产生的煤气，禁止煤气放空，造成能源浪费23燃气工程新技术20112020/2/24第二节、新型管材24燃气工程新技术20112020/2/24常用管材钢管铸铁管（球墨铸铁管）聚乙烯（PE)钢骨架聚乙烯其他管材25燃气工程新技术20112020/2/24发展过程PE63——PE80——PE100——PE125世界第一条聚乙烯燃气管道：1965年我国聚乙烯技术用于燃气管道：20世纪80年代聚乙烯技术26燃气工程新技术20112020/2/24聚乙烯材料性能（第一章）混配料快速裂缝增长慢速裂缝增长其他性能聚乙烯技术27燃气工程新技术20112020/2/24聚乙烯管道的设计：气源：聚乙烯管道、钢骨架聚乙烯复合管道可输送天然气、液化石油气和人工燃气聚乙烯管道和钢骨架聚乙烯复合管道工作温度在20℃以上时，最大允许工作压力应按工作温度对工作压力的折减系数进行折减聚乙烯技术28燃气工程新技术20112020/2/24聚乙烯管道的设计：用户输送工艺（参数）路况环境施工聚乙烯技术29燃气工程新技术20112020/2/24聚乙烯管道的设计水力计算管道布置管道保护措施：示踪线、警示带、保护板等聚乙烯技术30燃气工程新技术20112020/2/24聚乙烯施工：管材、管件运输、储存管道连接方式：热熔连接、电热熔连接、钢塑转换接头等管道布置：水平布置、埋深、穿跨越工程施工机具施工人员（培训）聚乙烯技术31燃气工程新技术20112020/2/24试验与验收运行管理置换、投产日常维护故障、事故修复带气接线抢修聚乙烯技术32燃气工程新技术20112020/2/2433燃气工程新技术20112020/2/24最大允许工作压力PE80PE100城镇燃气种类SDR11SDR17.6SDR11SDR17.6天然气0.500.300.800.40混空气0.400.200.500.30液化石油气气态0.200.100.300.20干气0.400.200.500.30人工煤气其它0.200.10.300.20聚乙烯管道的最大允许工作压力（MPa）34燃气工程新技术20112020/2/24钢骨架聚乙烯复合管包括：钢丝网（焊接）骨架聚乙烯复合管、钢丝网（缠绕）骨架聚乙烯复合管、孔网钢带聚乙烯复合管。钢丝网（焊接）骨架聚乙烯复合管是以聚乙烯混配料为主要原料，经、纬线以一定螺旋角焊接成管状的钢丝网为增强骨架，经挤出复合成型工艺生产的管材。钢丝网（缠绕）骨架聚乙烯复合管是以聚乙烯混配料为主要原料，斜向交叉螺旋式缠绕钢丝为增强层，经挤出复合成型工艺生产的管材。孔网钢带聚乙烯复合管是以聚乙烯混配料为主要原料，焊接成管状的孔网钢带为增强骨架，经挤出复合成型工艺生产的管材钢骨架聚乙烯35燃气工程新技术20112020/2/24钢骨架聚乙烯复合管道的最大允许工作压力（MPa）最大允许工作压力城镇燃气种类DN≤200mmDN＞200mm天然气0.70.5混空气0.50.4液化石油气气态0.20.1干气0.50.4人工煤气其它0.20.1注：薄壁系列钢骨架聚乙烯复合管道不宜输送城镇燃气。36燃气工程新技术20112020/2/24建筑物内常用管材镀锌钢管重金属管——铜管合成材料管——铝塑复合管不锈钢——波纹管、薄壁管37燃气工程新技术20112020/2/24第三节、输配系统新技术38燃气工程新技术20112020/2/24调压装置输配系统中燃气调压器起降压、稳压作用。调压器的作用是将较高的入口压力调至较低的出口压力，并随着燃气需用量的变化自动地保持其出口压力的稳定。39燃气工程新技术20112020/2/24调压器发展趋势在保证性能的前提下，小型化、简单化动态特征更优异调压器壳体承压：高压调压器带伴热调压器车用调压器：LPG、CNG带安全监控式调压装置40燃气工程新技术20112020/2/2441燃气工程新技术20112020/2/24全地下式调压箱42燃气工程新技术20112020/2/2443燃气工程新技术20112020/2/24半地下安装的调压箱44燃气工程新技术20112020/2/2445燃气工程新技术20112020/2/2446燃气工程新技术20112020/2/2447燃气工程新技术20112020/2/24安全装置安全切断：出口处超压或过流时应能自动切断须人工复位只有开、关两位，无中间过渡与系统有无备用设备有关安全放散：进、出口超压排放高压侧：