05-1城市燃?xì)夤こ桃?guī)劃.ppt

第5章城市燃?xì)夤こ桃?guī)劃 燃?xì)馐且环N優(yōu)質(zhì)燃料 應(yīng)力求經(jīng)濟(jì)合理地充分發(fā)揮其使用效能 燃?xì)庥泻艽髢?yōu)勢(shì) 主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方而 1 燃?xì)獗让焊c(diǎn)燃和熄滅 在使用上極為方便 2 使用燃?xì)庠罹弑仁褂妹旱拿裼迷罹邿嵝矢叩枚?3 在燃燒過程中 燃?xì)獾恼{(diào)節(jié)十分方便 而煤的燃燒調(diào)節(jié)緩慢且不便 4 使用燃?xì)獗仁褂妹旱膹N房環(huán)境有很大改善 有害氣體的濃度大大降低 5 使用燃?xì)飧欣诒Ｗo(hù)城市環(huán)境 燃?xì)庑袠I(yè)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 第一階段 20世紀(jì)80年代以前 以發(fā)展煤制氣為主 第二階段 20世紀(jì)80年代至90年代前期 液化石油氣 LiquefiedPetroleumGas簡(jiǎn)稱LPG 和天然氣得到了很快的發(fā)展 形成了煤制氣 液化石油氣和天然氣等多種氣源并存的格局 第三階段 20世紀(jì)如年代后期 我國城鎮(zhèn)天然氣的應(yīng)用進(jìn)入前所未有的發(fā)展階段 四 我國城鎮(zhèn)燃?xì)庖?guī)劃發(fā)展目標(biāo) 一 西氣東輸工程 二 俄氣南供工程 三 進(jìn)口液化天然氣 LiquefiedNaturalGas 簡(jiǎn)稱LNG 四 近海天然氣利用 五 煤層氣的開發(fā)利用 5 1城市燃?xì)夤こ滔到y(tǒng)的組成 城市燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)由氣源 輸配和應(yīng)用3部分組成 5 1 1概述 5 1城市燃?xì)夤こ滔到y(tǒng)的組成 5 1 2城市燃?xì)庀到y(tǒng)的組成 1 氣源 長距離管道輸送天然氣 液化天然氣 壓縮天然氣 人工燃?xì)?液化石油氣 生物質(zhì)燃?xì)獾?2 輸配系統(tǒng)1 門站2 儲(chǔ)氣設(shè)施3 燃?xì)夤芫W(wǎng)4 調(diào)壓設(shè)施5 輸配調(diào)度和管理系統(tǒng) 1 門站 燃?xì)夥峙湔?成都門站 合肥燃?xì)鈨?chǔ)配站 門站 除塵 合肥門站 加臭 合肥門站 3 燃?xì)夤芫W(wǎng) 1 按輸氣壓力分類 我國現(xiàn)行的 城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范 GB50028 206 規(guī)定 城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)按燃?xì)庠O(shè)計(jì)壓力P分為7級(jí) 具體見表5 1 2 按敷設(shè)方式分類 可分為地下燃?xì)夤艿篮图芸杖細(xì)夤艿?地下燃?xì)夤艿酪话阍诔擎?zhèn)中常采用 架空燃?xì)夤艿涝诠艿劳ㄟ^障礙時(shí)或在工廠區(qū)為了管理維修方便 可采用 3 按用途分類 按用途分類可分為長距離輸氣管道 城市燃?xì)夤艿篮凸I(yè)企業(yè)燃?xì)夤艿?長距離輸氣管道主要用來長距離輸送燃?xì)?一般壓力很高 其干管及支管的末端連接城鎮(zhèn)門站或大型工業(yè)企業(yè) 作為該供應(yīng)區(qū)的氣源點(diǎn) 例如 陜北 北京長輸管道及西氣東輸管道 城市燃?xì)夤艿?又可分為 分配管道 是將燃?xì)庾越邮苷?門站 或儲(chǔ)配站輸送至城鎮(zhèn)各用氣區(qū)域 或?qū)⑷細(xì)庾哉{(diào)壓室輸送至燃?xì)夤?yīng)處 并沿途分配給各類用戶的管道 包括街區(qū)燃?xì)夤艿篮屯ピ旱娜細(xì)夤艿?用戶引入管 是將燃?xì)鈴姆峙涔艿酪接脩羰覂?nèi)的管道 室內(nèi)燃?xì)夤艿?是建筑物內(nèi)部的燃?xì)夤艿?通過用戶管道引入口將燃?xì)庖蚴覂?nèi)并分配到每個(gè)燃?xì)庥镁叩墓艿?工業(yè)企業(yè)燃?xì)夤艿腊?工廠引入管和廠區(qū)燃?xì)夤艿?是將燃?xì)鈴某擎?zhèn)燃?xì)夤艿酪牍S 分送到各用氣車間的管道 車間燃?xì)夤艿?是從車間的管道引入口將燃?xì)馑偷杰囬g內(nèi)各個(gè)用氣設(shè)備的管道 包括干管和支管 爐前燃?xì)夤艿?是從支管將燃?xì)夥炙徒o爐上各個(gè)燃燒設(shè)備的管道 4 調(diào)壓設(shè)施調(diào)壓設(shè)施是在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)中用來調(diào)節(jié)和穩(wěn)定管網(wǎng)壓力的調(diào)壓站 或調(diào)壓柜 調(diào)壓箱 通常由調(diào)壓器 閥門 過濾器 安全裝置 旁通管及測(cè)量儀表所組成 有的調(diào)壓站還裝有計(jì)量設(shè)備 除了調(diào)壓作用 還起計(jì)量作用 通常將這類調(diào)壓站叫做調(diào)壓計(jì)量站 調(diào)壓站 樓棟調(diào)壓器 5 輸配調(diào)度和管理系統(tǒng)城市燃?xì)廨斉湔{(diào)度和管理系統(tǒng) 是對(duì)城鎮(zhèn)燃?xì)忾T站 儲(chǔ)配站和調(diào)壓站等輸配站場(chǎng)或重要節(jié)點(diǎn)配備有效的過程檢測(cè)和運(yùn)行控制系統(tǒng) 并通過網(wǎng)絡(luò)和調(diào)度中心進(jìn)行在線數(shù)據(jù)交互和運(yùn)行監(jiān)控 如燃?xì)釹CADA系統(tǒng) GIS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)等 其基本任務(wù)是 對(duì)故障事故或緊急情況做出快速反應(yīng) 并采取有效的操控措施保證輸配安全 使輸配工況具有可控性 并按照合理的給定值運(yùn)行 及時(shí)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè) 合理實(shí)施運(yùn)行調(diào)度 建立管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫 實(shí)現(xiàn)輸配信息化 輸配調(diào)度和管理系統(tǒng)是燃?xì)夤芫W(wǎng)安全高效運(yùn)行的重要技術(shù)措施 也是燃?xì)夤芫W(wǎng)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容 5 2城市燃?xì)庥昧康挠?jì)算 終端用戶對(duì)燃?xì)庖粋€(gè)時(shí)段內(nèi)的需用量以及用氣量隨時(shí)間的變化統(tǒng)稱為燃?xì)庳?fù)荷 城鎮(zhèn)燃?xì)庥脷庳?fù)荷主要取決于用戶類型 數(shù)量及用氣量指標(biāo) 目前城市燃?xì)獾挠脷忸I(lǐng)域主要有居民用戶 商業(yè)用戶 含公共建筑用戶 工業(yè)企業(yè)用戶 采暖空調(diào)用戶 燃?xì)馄囉脩舻?計(jì)算城市燃?xì)庥昧康哪康?是確定城市燃?xì)獾目傂枰?從而根據(jù)需要和可能性來確定城市燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的規(guī)模 5 2城市燃?xì)庥昧康挠?jì)算 5 2 1供氣原則1 居民用戶及商業(yè)用戶的供氣原則一般應(yīng)優(yōu)先滿足城鎮(zhèn)居民的炊事及生活熱水用氣 盡量滿足與城鎮(zhèn)居民配套建設(shè)的公共建筑用戶 如托幼園所 學(xué)校 醫(yī)院 食堂 旅館等 的用氣 其他商業(yè)用戶 如賓館 飯店 科研院所 機(jī)關(guān)辦公樓等 也應(yīng)優(yōu)先供應(yīng)燃?xì)?2 工業(yè)用戶供氣原則1 采用人工燃?xì)鉃槌擎?zhèn)燃?xì)鈿庠? 采用人工燃?xì)鉃槌擎?zhèn)燃?xì)鈿庠磳?duì)于工業(yè)用戶 當(dāng)采用人工燃?xì)鉃槌擎?zhèn)燃?xì)鈿庠磿r(shí) 一般按兩種情況分別處理 1 靠近城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng) 用氣量不很大 但使用燃?xì)夂螽a(chǎn)品的產(chǎn)量及質(zhì)量都會(huì)有很大提高的工業(yè)企業(yè) 可考慮由城鎮(zhèn)管網(wǎng)供應(yīng)燃?xì)?合理發(fā)展高精尖工業(yè)和生產(chǎn)工藝必須使用燃?xì)?且節(jié)能顯著的中小型工業(yè)企業(yè)等 2 用氣量很大的工業(yè)用戶 如鋼鐵企業(yè)等 可考慮自行產(chǎn)氣 2 采用天然氣為城鎮(zhèn)燃?xì)鈿庠串?dāng)采用天然氣為城鎮(zhèn)燃?xì)鈿庠辞覛庠闯渥銜r(shí) 應(yīng)大力發(fā)展工業(yè)用戶 由于工業(yè)用戶用氣較穩(wěn)定 且燃燒過程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 是理想的燃?xì)庥脩?當(dāng)配用合適的多燃料燃燒器時(shí) 工業(yè)用戶還可以作為燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的調(diào)峰用戶 因此 在可能的情況下 城鎮(zhèn)燃?xì)庥脩糁袘?yīng)盡量包含一定量的工業(yè)用戶 以提高燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的設(shè)備利用率 降低燃?xì)廨斉涑杀?緩解供 用氣矛盾 取得較好的經(jīng)濟(jì)效益 工業(yè)與民用燃?xì)獾挠脷饬?如果具有適當(dāng)?shù)谋壤?將有利于平衡城鎮(zhèn)燃?xì)獾墓┬杳?減少儲(chǔ)氣設(shè)施的設(shè)置 3 燃?xì)獠膳c空調(diào)供氣原則 我國有幾十萬臺(tái)中小型燃煤鍋爐分布在各大城鎮(zhèn) 擔(dān)負(fù)采暖或供應(yīng)蒸汽的任務(wù) 這些鍋爐熱效率一般小于5 是規(guī)模較大的城鎮(zhèn)污染源 在制定城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)規(guī)劃時(shí) 如果氣源為人工燃?xì)?一般不考慮發(fā)展采暖與空調(diào)用氣 當(dāng)氣源為天然氣且氣源充足時(shí) 可發(fā)展燃?xì)獠膳c空調(diào) 制冷用戶 但應(yīng)采取有效的調(diào)節(jié)季節(jié)性不均勻用氣的措施 天然氣采暖主要有集中采暖和單戶獨(dú)立采暖兩種形式 燃?xì)饪照{(diào)和以燃?xì)鉃槟茉吹臒?電 冷三聯(lián)供的分布式能源系統(tǒng)已經(jīng)引起廣泛關(guān)注 它對(duì)緩解夏季用電高峰 減少環(huán)境污染 提高天然氣管網(wǎng)利用率 保持用氣的季節(jié)平衡 降低天然氣輸送成本都有很大幫助 是今后燃?xì)饪照{(diào)發(fā)展的方向 4 燃?xì)馄嚰捌渌脩艄庠瓌t 汽車尾氣污染是城市大氣污染的主要原因之一 為了降低大氣污染 緩解石油緊張等原因 我國許多城市已經(jīng)開始或即將發(fā)展燃?xì)馄囉脩?燃?xì)馄嚨臍怏w燃料可采用壓縮天然氣 液化天然氣和液化石油氣等 從天然氣的合理利用 環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面來看 應(yīng)努力發(fā)展天然氣汽車 天然氣發(fā)電等用氣大戶 5 2 2用氣量指標(biāo) 用氣量指標(biāo)又稱為用氣定額 或耗氣定額 是進(jìn)行城市燃?xì)庖?guī)劃 設(shè)計(jì) 估算燃?xì)庥脷饬康闹饕罁?jù) 其準(zhǔn)確性和可靠性決定了用氣量計(jì)算的準(zhǔn)確性和可靠性 因?yàn)楦黝惾細(xì)獾臒嶂挡煌?所以常用熱量指標(biāo)來表示用氣量指標(biāo) 1 居民生活用氣量指標(biāo)居民生活用氣量指標(biāo)是城市居民每人每年平均燃?xì)庥昧?2 商業(yè)用氣量指標(biāo)商業(yè)用氣量指標(biāo)指單位成品或單位設(shè)施或每人每年消耗的燃?xì)饬?折算為熱量 3 工業(yè)企業(yè)用氣量指標(biāo) 4 采暖和空調(diào)用氣量指標(biāo)可按 城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范 CJ34或當(dāng)?shù)亟ㄖ锖臒崃恐笜?biāo)確定 5 汽車用氣量指標(biāo)與汽車種類 車型和單位時(shí)間運(yùn)營里程有關(guān) 應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)厝細(xì)馄嚪N類 車型和使用量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析確定 當(dāng)缺乏用氣量的實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料時(shí) 可按已有燃?xì)馄嚦擎?zhèn)的用氣指標(biāo)分析確定 表5 5列出了天然氣汽車用氣量指標(biāo) 5 2 3燃?xì)庑栌霉r 燃?xì)獾男栌霉r 系指用氣的變化規(guī)律 用氣的不均勻性與確定氣源生產(chǎn)規(guī)模 調(diào)峰手段和輸配管網(wǎng)管徑有很密切的關(guān)系 在燃?xì)庥昧康念A(yù)測(cè)與計(jì)算中 必須對(duì)燃?xì)獾男栌霉r作合理分析 用氣不均勻性可分為三種 月不均勻性 或季節(jié)不均勻性 日不均勻性和小時(shí)不均勻性 作為重要的設(shè)計(jì)參數(shù) 用氣不均勻性有關(guān)數(shù)據(jù)必須通過大量資料收集和分析得出 1 月不均勻系數(shù) 一年中各月的用氣不均勻性用月不均勻系數(shù)表示 由于各月天數(shù)不同 所以月不均勻系數(shù)義K1由下式計(jì)算 計(jì)算月指逐月平均的日用氣量中出現(xiàn)最大值的月份 計(jì)算月的月不均勻系數(shù)及Kmmax稱為月高峰系數(shù) 1 3 1 5 2 日不均勻系數(shù) 日不均勻系數(shù) 表示一月 或一周 中的日用氣量不均勻性 日不均勻系數(shù)K2由下式計(jì)算 該月中最大日不均勻系數(shù)Kdmax稱為該月的日高峰系數(shù) 1 05 1 2 3 小時(shí)不均勻系數(shù) 小時(shí)不均勻系數(shù) 表示一日中的個(gè)小時(shí)氣量不均勻性 小時(shí)不均勻系數(shù)K3由下式計(jì)算 該日最大小時(shí)不均勻系數(shù)Khmax稱為該日小時(shí)高峰系數(shù) 2 2 3 2 5 2 4城市燃?xì)饽暧昧康挠?jì)算 城市年燃?xì)庥昧康墓浪?根據(jù)表6 4 表6 5 燃?xì)庥昧康娜沼脷饬颗c小時(shí)用氣量是確定燃?xì)鈿庠?輸配設(shè)施和管網(wǎng)管徑的主要依據(jù) 日用氣量與小時(shí)用氣量的計(jì)算中 經(jīng)常采用的是不均勻系數(shù)法 城市燃?xì)饪偭坑?jì)算方法 1 分項(xiàng)相加法 5 2 4城市燃?xì)饽暧昧康挠?jì)算 1 居民生活用氣量在計(jì)算居民生活年用氣量時(shí) 需要確定用氣人數(shù) 居民用氣人數(shù)取決于城市居民人口數(shù)和氣化率 氣化率是指城市居民使用燃?xì)獾娜丝跀?shù)占城市總?cè)丝跀?shù)的百分比 一般城市的氣化率很難達(dá)到10 根據(jù)居民生活年氣量指標(biāo) 居民數(shù) 氣化率即可按以下公式計(jì)算 Qy NkqjHl m3 a 5 1 式中Qy 居民生活年用氣量 m3 a N 居民人數(shù) 人 k 氣化率 qj 居民生活用氣量定額 MJ 人 a Hl 燃?xì)獾蜔嶂?MJ m3 2 商業(yè)用氣量 商業(yè)年用氣量計(jì)算公式 Qy M N qgHl m3 a 5 2 式中Qy 商業(yè)用戶年用氣量 m3 a N 居民人數(shù) 人 M 各類用氣人數(shù)占總?cè)丝诘谋壤龜?shù) qg 各類商業(yè)用氣量定額 MJ 人 a Hl 燃?xì)獾蜔嶂?MJ m3 3 燃?xì)獠膳脷饬?Qc FqHnHl m3 a 5 3 式中Qc 年采暖用氣量 m3 a F 使用燃?xì)獠膳慕ㄖ娣e m2 qH 建筑物的耗熱指標(biāo) MJ m2 h n 采暖負(fù)荷最大利用小時(shí) h a Hl 燃?xì)獾蜔嶂?MJ m3 燃?xì)獠膳到y(tǒng)熱效率 其中采暖負(fù)荷最大利用小時(shí)數(shù)n可用下式計(jì)算 n n1t1 t2t1 t3 h 5 4 式中n 采暖負(fù)荷最大利用小時(shí) h n1 采暖期 h t1 采暖期室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度 t2 采暖期室外空氣平均溫度 t3 采暖期室外計(jì)算溫度 由于各個(gè)地區(qū)的冬季室外采暖計(jì)算溫度不同 各種建筑物對(duì)室內(nèi)溫度又有不同的要求 所以各地的耗熱指標(biāo)qH是不一樣的 一般可由實(shí)測(cè)確定 值因采暖系統(tǒng)不同而異 一般可達(dá)70 80 4 工業(yè)用氣量 工業(yè)用氣量的確定與工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模 工作班制和工藝特點(diǎn)有關(guān) 其折算公式如下 Qy 1000GyH l Hl m3 a 5 5 5 燃?xì)馄囉脷饬刻烊粴馄囍饕ü卉?出租車 環(huán)衛(wèi)車等 燃?xì)馄囉脷饬繎?yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厝細(xì)馄嚨姆N類 車型 發(fā)展規(guī)模及耗油量等統(tǒng)計(jì)分析確定 當(dāng)缺乏資料時(shí) 可參照已有燃?xì)馄嚨某擎?zhèn)的用氣量指標(biāo)確定 6 未預(yù)見氣量未預(yù)見氣量主要是指管網(wǎng)的燃?xì)饴p量和發(fā)展過程中未預(yù)見到的供氣量 一般未預(yù)見氣量按總用氣量的5 計(jì)算 規(guī)劃設(shè)計(jì)中 應(yīng)將未來的燃?xì)庥脩舯M可能地考慮進(jìn)去 未建成 暫不供氣的用戶不能一律劃歸未預(yù)見供氣范圍 因此 城市燃?xì)饽暧脷饬繛楦黝愑脩裟暧脷饬靠偤偷? 05倍 5 2 5計(jì)算用量的確定 燃?xì)獾哪暧昧坎荒苤苯佑脕泶_定城市燃?xì)夤芫W(wǎng) 設(shè)備通過能力和儲(chǔ)存設(shè)施容積 決定城市燃?xì)夤芫W(wǎng) 設(shè)備通過能力和儲(chǔ)存設(shè)施容積時(shí) 需要根據(jù)燃?xì)獾男栌们闆r確定計(jì)算月高峰小時(shí)計(jì)算流量 其中 高峰小時(shí)計(jì)算流量的確定 關(guān)系著輸配系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性 高峰小時(shí)計(jì)算流量定得過高 將會(huì)增加輸配系統(tǒng)的金屬消耗和基建投資 定得過低 又會(huì)影響用戶的正常用氣 確定燃?xì)飧叻逍r(shí)計(jì)算流量的方法基本上有兩種 不均勻系數(shù)法和同時(shí)工作系數(shù)法 對(duì)于既有居民和公共建筑用戶 又有工業(yè)用戶的城市 高峰小時(shí)計(jì)算流量一般采用不均勻系數(shù)法 也可采用最大負(fù)荷利用小時(shí)法確定 對(duì)于只有居民用戶的居住區(qū) 尤其是庭院管網(wǎng)的計(jì)算 高峰小時(shí)計(jì)算流量一般采用同時(shí)工作系數(shù)法確定 1 不均勻系數(shù)法 在規(guī)劃 設(shè)計(jì)階段估算燃?xì)夤艿乐睆郊霸O(shè)備容量時(shí)可使用不均勻系數(shù)法 這種方法適用于各種壓力和用途的城市燃?xì)夥峙涔艿赖男r(shí)流量的計(jì)算 一般在作城市燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的規(guī)劃 設(shè)計(jì)時(shí) 燃?xì)夥峙涔艿赖男r(shí)計(jì)算流量可用下式計(jì)算 Qj Qn 365 24KmmaxKdmaxKhmax m3 h 5 6 式中Qj 燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量 m3 h Qn 年用氣量 m3 a Kmmax 月高峰系數(shù) Kdmax 日高峰系數(shù) Khmax 小時(shí)高峰系數(shù) 當(dāng)供氣戶數(shù)多時(shí) 小時(shí)高峰系數(shù)應(yīng)選取低限值 2 同時(shí)工作系數(shù)法 這種方法適用于居民小區(qū) 庭院及室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算 在用戶的用氣設(shè)備確定以后 可以用這種方法確定管道的小時(shí)計(jì)算流量 管道的小時(shí)計(jì)算流量根據(jù)燃