一、填空题
1、燃气是由多种可燃气体和不可燃气体组成的混合气体。
2、按照气源种类，通常可把燃气分为天然气、人工燃气、液化石油气和生物质气等。
3、人工燃气是指从固体或液体燃料加工所生产的可燃气体。
4、油制气按制取方法的不同可分为重油蓄热热裂解气和重油蓄热催化裂解气两种。
5、在湿气中形成水化物的主要条件是压力和温度。
6、在设计燃气输配系统时，需要首先确定燃气管网的计算流量。 7、计算流量的大小取决于燃气需用量和需用的不均匀情况。 8、城镇燃气需用量取决于用户类型、数量和用气量指标。
9、城市燃气输配系统有两种方式：一种是管道输配系统；一种是液化石油气瓶装系统。
10、管道输配系统一般由接受站、输配管网、储气设施、调压设施以及运行管理设施和监控系统等共同组成。
11、储配站的生产工艺流程按燃气的储存压力分为：高压储存生产工艺流程和低压储存生产工艺流程两大类。
12、按燃气的储存形态可分为气态储存和液态储存两类。
13、燃气储罐组成从构造特点来看，低压湿式储气罐属于可变容积金属罐，它主要有水槽、钟罩、塔节以及升降导向装置所组成。
14、按照管网形状分可以分为环状管网、支状管网和环支状管网。 15、燃气管道的附属设备包括阀门、补偿器、排水器、放散管等。 16、常用燃气计量装置的种类：常用的有容积式、速度式与差压式等。 17、计量器具的计量特性：包括测量误差、测量范围、准确度、灵敏度、稳定性、重复性等。
18、城市燃气管网漏气会导致的事故会导致爆炸、火灾、中毒等恶性事故。 19、钢管的连接方式主要是焊接。在地上低压入户工程中也可使用法兰连接和螺纹连接。
20、水封密封罐内的燃气，关键在于水封内水位高度（水柱高）。
21、储气罐运行过程中容易出现的故障是储气罐漏气、水封冒气、卡罐与抽空等。 22、置换储气罐有两大类：燃气直接置换与惰性气体间接置换。 23、压缩机原动机的种类：电动机、汽轮机、燃气轮机和柴油机四种。 24、燃气压缩机是用来压缩燃气，提高燃气压力以输送燃气的机械设备。 25、压缩机按工作原理可分两大类：容积型压缩机和速度型压缩机。
26、水力计算是以燃气设计流量为基础，在燃气设备和管路的布置形式确定后进行的。
27、根据流体力学可知，流体在管道内流动时，要克服沿程阻力和局部阻力，对于气体还要考虑附加压力的影响。
28、在进行燃气管道水力计算时，常利用单位长度平均压力降来确定管径。 29、燃气用户与燃气管网连接方式为连接调压器和连接低压管网。
30、调压器的作用是将较高的入口压力调至较低的出口压力，并根据燃气需用工况的变化自动保持燃气压力在出口时恒定在设定值。
31、燃气管网压力的调节过程包括定值调节系统，随动调节系统和程序控制系统。 32、过渡过程的质量指标包括衰减比、余差、最大偏差、过渡时间和振荡周期。 33、按阀门的结构可分为单座阀和双座阀。
34、调节机构的调节特性是用燃气的相对流量与阀门的相对开启程度的函数关系。
35、调压站通常是由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管及测量仪表组成。 36、常用的燃气流量计包括容积式流量计、速度式流量计、涡街流量计和差压式流量计。
37、压缩机的种类按照工作原理可以分为容积型和速度型。
38、活塞式压缩机的工作过程包括吸气过程、压缩过程和排气过程。
39、储存燃气的形式有储气罐储存、管道储存、管束储存、地下储存及低温液化储存等。
40、按照气源种类，通常可把燃气分为天然气、人工燃气、液化石油气和生物质气等。 二、选择题
1、燃气中的可燃气体包括（ ABC ）
A、碳氢化合物 B、氢 C、一氧化碳 D、氧 2、天然气的种类包括（ ABCD ）
A、纯天然气 B、石油伴生气 C、凝析气田气 D、煤矿矿井气 3、影响燃烧特性的参数主要有（ ABC ）
A、燃气热值H B、相对密度s C、燃烧速度 D、燃料 4、城镇燃气用户包括以下几种类型（ ABCD ）
A、居民生活用户 B、商业用户 C、工业企业用户 D、其它用户5、居民生活用气量取决于（ ABC ）
A、用气定额 B、气化百分率 C、居民人口数 D、燃气性质 6、燃气使用情况的不均匀性可根据如下的指标（ ABC ）判断。 A、月不均性 B、日不均匀性 C、时不均匀性 7、长输管线的输气量受气源（ ABCD ）等因素的影响。
A、气源供气波动 B、用户负荷变化 C、季节温差 D、管道维修8、输气管线的敷设方式有（ ABC ） A、埋地 B、土堤 C、架空 9、燃气储配站的主要任务是（ ABC ）
A、燃气储存 B、加压 C、向城市燃气输配管网输送燃气 10、储配站的工艺流程的功能（ ABC ）
A、燃气接受 B、燃气储存 C、加压与供气 11、储配站的安全装置（ABCD）
A、报警装置 B、加臭装置 C、安全检测系统装置 D调整的变频装置。
12、钢制燃气管道腐蚀的原因（ ABCD ）
A、化学腐蚀 B、电化学腐蚀 C、杂散电流腐蚀 D、细菌作用 13、经济分析过程中应遵循的原则（ ABC ）
A、实事求是 B、费用-效益分析 C、可比性原则 D、处理方便 14、燃气管网技术经济分析指标包括（ ABCD ）
A、压力级别 B、管长指标 C、耗金属指标 D、投资指标 15、燃气输配方案经济性评价方法有（ AB ）
、压力 A、投资回收期 B、费用指标法 C、风险评价法 D、净现值法 16、调节过渡过程形式包括（ ABCD ）
A、发散振荡 B、等幅振荡 C、衰减振荡 D、非振荡过程 17、影响过渡过程动态特性的因素（ ABCD ）
A、自行调节特性 B、容积系数 C、滞后 D、干扰的特性 18、影响调压器通过能力的因素有（ ABC ）
A、阀孔的面积 B、阀门前后压力降 C、燃气性质 D、燃气温度 19、调压站按使用性质分为（ ABCD ）
A、门站 B、区域调压站 C、用户调压箱 D、专用调压站 20、活塞式压缩机按照结构形式可以分为（ ABCD ） A、卧式 B、立式 C、角度式 D、对置式 21、天然气的种类包括（ ABCD ）
A、纯天然气 B、石油伴生气 C、凝析气田气 D、煤矿矿井气 22、影响燃烧特性的参数主要有（ ABC ）
A、燃气热值H B、相对密度s C、燃烧速度 D、燃料 23、储气设施按照压力分为（ ABCD ）
A、高压储气 B、低压储气 C、中压储气 D、常压储气 24、天然气的种类包括（ ABCD ）
A、纯天然气 B、石油伴生气 C、凝析气田气 D、煤矿矿井气 三、判断题
1、确定城镇燃气输配系统的压力级制、管径、燃气管网构筑物等均与燃气的种类有关。（ T ）
2、天然气主要是由低分子的碳氢化合物组成的混合物。（ T ） 3、气田气的组分以甲烷为主，含量达到90%以上。（ T ）
4、石油伴生气的甲烷含量达到80%，含有乙烷、丙烷和丁烷约15%。（ T ） 5、天然气既是化工产品的原料气，同时也是优质燃料气，是理想的城镇气源。（ T ）
6、液态天然气的体积为气态时的1/600，有利于运输和储存。（ T ） 7、生物质气是由各种有机物在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物的作用下产
生的可燃气体。（ T ）
8、华白指数作为燃具相对热负荷的一个度量，是设计或选用燃具的重要依据。（ T ）
9、气体的临界温度越高，越易液化。（ T ）
10、液态碳氢化合物的动力粘度随分子量的增加而增加，随温度上升而减小。 11、在确定用气量分配时，一般优先发展民用用气。（ T ） 12、管网的漏损量和未预见量，一般按总用气量的3%-5%计算。（ T ） 13、计算流量的大小直接关系到燃气输配系统的经济性和可靠性。（ T ） 14、不均匀系数法适用于规划、设计阶段确定居民生活和商业燃气小时计算流量。（ T ）
15、同时工作系数法适用于独立居民小区、庭院燃气支管和室内燃气管道计算流量的确定。（ T ）
16、一般工业用气较为均衡，民用气波动较大。（ T ）
17、长输管线的设计输送能力应按年最大输气量计算，应尽量使管线在设计能力下工作，以提高管线的利用率。（ T ）
18、长输管线均采用钢管，连接方式为焊接。（ T ）
19、燃气储配站按储气压力可分为低压储气和高压储气两种。（ T ） 20、燃气调压室是将输气管网的压力调节至下一级管网或用户所需的压力，并使调节后的燃气压力保持稳定。（ T ）
21、调压器的作用是将燃气压力降低并稳定在一定范围内，保证运行安全可靠、经济合理。（ T ）
22、水封是由塔节与塔节之间密封储气的部件。它由上水封（挂圈）与下水封（杯圈）所组成。（ T ）
23、当相邻另个塔节升起时，上水封与下水封钩在一起，称之为合封。（ T ） 24、储气罐漏气的主要原因是由于罐体钢板被腐蚀造成穿孔而漏气。（ T ） 25、附加压力是由于燃气的密度和空气的密度不同，在管段有高程差变化时产生的。（ T ）
26、当附加压力为正值时，有助于燃气流动；而当附加压力为负值时，阻碍燃气流动。（ T ）
27、燃气分配管道计算流量的确定是燃气分配管网水力计算的基础。（ T ） 28、计算工况是指管道系统的流量满足最大负荷燃具前的压力为额定压力Pn，燃具的流量为额定流量Qn时的工况。（ T ）
29、直接连在管网上的用户，其燃具前的燃气压力随计算压力降利用程度不同而不同。（ T ）
30、当压力超过燃具额定压力时，燃具在超负荷下工作会产生不完全燃烧。（ T ） 31、当压力低于燃具额定压力时，将导致燃具热强度降低，加热过程延长。（ T ） 32、燃气输配系统造价的最大部分是燃气管道的造价，因此燃气管道的技术经济分析计算是非常重要的任务。（ T ）
33、管道总投资在很大程度上取决于管径。（ T ）
34、调压站的作用半径指从调压站到零点的平均直线距离。（ T ） 35、压力的自动调节系统是带有负反馈的闭环系统。（ T ） 36、调压器的调节机构可以分为各种形式的阀门。（ T ） 37、调压站是用来调节和稳定管网压力的设施。（ T ）
38、在燃气输配系统中，燃气的压送是靠压缩机完成的。（ T ）
39、储配站的主要功能是接受长输管线或气源厂的来气，在站内净化、储存燃气、调压、计量后向城市输配管网或大用户输送燃气。（ T ） 四、简答题
1、城市燃气进行分类的必要性？
答：从燃气输配、燃烧应用和燃气互换性方面考虑，为了使燃气输配企业和燃烧设备制造厂都遵循一个共同的准则，必须将燃气进行分类。 2、什么是气体的临界温度？临界压力？ 答：（略）
3、什么是饱和蒸汽压？有何用途？
答：就是在一定温度下密闭容器中的液体及其蒸汽处于动态平衡时的蒸汽所表示的绝对压力。（略） 4、什么是气化潜热？ 答：（略）
5、什么是爆炸极限？
答：（略）
6、水化物的危害及其防治方法？
答：水化物的生成会缩小管道的流通断面，甚至堵塞管线、阀件和设备。为防止水化物的形成或分解已形成的水化物有两种方法：
（1）采用降低压力、升高温度、加入可以使水化物分解的反应剂。 （2）脱水，使气体中水分含量降低到不致形成水化物的程度。 7、城镇燃气加臭的必要性？加臭的剂量？ 答：（略）
8、为什么要发展工业用气用户？
答：这有利于提高气源生产企业的经济效益，减少储气容积，增加售气收费，有利于用气负荷的平衡等。
9、什么是用气定额？其影响因素有哪些？
答：根据当地的实际燃料消耗量、生活习惯、燃气价格、气候条件等具体条件综合分析得到的用气量指标。
影响因素包括：燃气器具的类型和数量，住宅建筑等级和卫生设备的设置水平，采暖方式及热源种类，居民生活用热习惯及生活水平等。 10、什么是气化百分率？
答：指城镇居民使用燃气的人口数占城镇居民人口总数的百分数。 11、燃气小时计算流量计算的意义？
答：计算流量的大小，直接关系到燃气输配系统的经济型和可靠性。计算流量偏大，输配系统的金属耗量和基建投资都会增加；计算流量偏小，又会影响用户的正常、可靠用气，因而应合理确定燃气的计算流量。燃气的计算流量应按燃气计算月的高峰日小时最大用气量确定。 12、燃气输配系统调节供需平衡的方法？ 答：（1）改变气源的生产能力和设置机动气源。 （2）利用缓冲用户进行调节； （3）利用储气设施进行调节。 13、储气罐储气容积的确定方法？ 答：（略）
14、什么是储气系数？
答：是指储气设备总容积与高峰月平均日供气能力的比值。 15、长距离输气系统的构成？
答：长距离输气系统主要由集输管网、气体净化设备、起点站、输气干线、输气支线、中间调压计量站、压气站、燃气分配站、管理维修站、通信和遥控设备、阴极保护站等构成。 16、对加臭剂的要求？
答：加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味，不应对人体、管道或与其接触的材料有害，其燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀或伤害于此燃烧产物直接接触的材料。
17、长输管线通过地区分级方法？
答：地区等级是按照输气管道通过的地区沿线居民户数和建筑物的密集程度划分的，即沿管道中心线两侧各200米范围内，任意划分成长度为2km并能包括最大聚居户数的若干地段，按地段内的户数分为四个等级。一级地区户数在15户及以下的区段；二级地区户数在15户以上，100户以下的区段；三级地区在100户或以上的区段；四级地区指四层及四层以上的楼房普遍集中、交通频繁、地下设施多的区段。
18、接受站的主要功能？
答：负责接受气源厂矿输入城镇使用的燃气，进行计量、质量检测，按城镇供气的输配要求，控制与调节向城镇供应的燃气流量与压力，必要时还需对燃气进行净化。
19、燃气储配站的组成？
答：储气罐、加压机房、计量间、变电室、配电室、控制室、水泵房、消防水池、锅炉房、工具库、油料库以及生产和生活辅助设施组成。 20、储配站内按其功能主要的设备有什么？
答：⑴压缩机及其辅助系统设备；⑵、储气罐；⑶、调压装置；⑷、计量装置；⑸、仪表与控制系统。
21、燃气储配站的主要作用是什么？
答：⑴、接受气源来气；⑵、储存燃气，调节燃气生产与使用之间的不平衡；⑶、
控制输配系统供气压力；⑷、进行气量分配；⑸、测定燃气流量；⑹、检测燃气气质。
22、燃气储罐的工作原理是什么？
答：当燃气进入储气罐储存时，放在水槽的钟罩和塔节，依次（按直径由小到大）升起，当储气罐内的燃气导出时，塔节和钟罩又依次（按直径由大到小）降落到水槽中。钟罩与塔节、内侧塔节与外侧塔节之间利用水封将罐内空间与大气隔绝。因此，随着塔节的升降，燃气的储存容积和压力是变化的。 23、低压湿式罐罐体主要组成部分包括什么？
答：⑴、基础； ⑵、水槽； ⑶、钟罩顶板附属装置；钟罩顶板上的附属装置有：放散管，即在钟罩顶板中央最高位置处，焊接一节小短管，并设一阀门；入孔，其安装位置应正对露出水槽水面的进、出气管；⑷、道轨、导轮； ⑸、水封； ⑹、配重块。
24、城市燃气管网采用不同压力级制的必要性？ 答：（1）采用不同的压力级制是比较经济的；
（2）各类用户需要的燃气压力不同； （3）消防安全要求。
25、高层建筑燃气供应系统应考虑的三个特殊问题？ 答：（1）补偿高层建筑的沉降；
（2）克服高程差引起的附加压头的影响； （3）补偿温差产生的变形。 26、钢制燃气管道的防腐方法？ 答：（1）绝缘层防腐法； （2）电保护法； （3）排流保护法。
27、燃气计量的主要目的是什么？
答：一是计量收费，进行成本核算；二是为城市燃气调度与控制提供基础数据。 28、我国目前城市燃气分那几级别？ 答：
高压A 0.8 0.4 答：（1）钢管壁厚在4MM以下时，可采用气焊焊接；管壁厚大于4mm或管径大于等于80mm时，用电弧焊焊接；管壁厚大于5mm时，焊接接口应按规定开口v型坡口并应焊接三道；小于5mm焊二道，可不开坡口。 （2）管径小于等于700mm时，采用在外壁焊三道的工艺，管径大于700mm时，采用先在外壁点焊，固定后从内壁焊接第一道，再在外壁焊第二、第三道的工艺。 31、管道连接主要要求有哪些？ 答：（1）法兰密封面应与管道中心线垂直。垂直度允许差为：DN≤300mm时为1mm；DN>300mm时为2mm； （2）安装时法兰螺孔应能保证螺栓自由插入，螺栓拧紧后应有2~3扣外露； （3）法兰间必须加密封垫。输送焦炉煤气时用石棉橡胶垫，输送天然气时宜用耐油橡胶垫； （4）螺纹连接应采用锥管螺纹，丝扣应整齐光洁，中心线角度偏差不得大于1度； （5）螺纹连接后应在适当位置设置活接头； （6）丝扣连接处应缠绕聚四氟乙烯密封胶带。 32、焊接外观应符合的质量要求是什么？ 答：宽度：坡口每边压2mm，根部焊透；高度：平立焊部位为2~3mm；仰韩部位≤5mm；咬边：深度≤0.5mm,总长度<1/10周长；焊缝表面无裂纹、夹渣、气孔等。清除焊渣后的实体厚度不能小于管道厚。 33、燃气管道的捡漏方法有哪些？ 答：（1）钻孔查漏；（2）挖深坑；（3）井室检查；（4）检漏工具；（5）使用检漏仪器查漏；（6）观察植物生长；（7）利用集水井判断漏气。 34、什么情况下会形成水封冒气？ 答：当罐体的内侧塔节与外侧塔节脱封时，由于水封格间内原有气体压力的作用使格间内水位下降，该气体就会从水封格间内溢出外冒，形成水封冒气。 35、低压湿式罐存在的问题有哪些？ 答：不宜建在风力大、地震频繁的地区；导轮与导轨之间的磨损较严重；维护费用较高；不能储存干燃气；必须定期防腐。 36、日常维护储气罐的内容是什么？ 答：⑴、低压湿式储气罐钟罩及塔节的升降位置； ⑵、储气罐的基础； ⑶、补漏防腐； ⑷、防冻； ⑸、高压储气罐安全阀。 37、湿式储气罐日常维修内容有哪些？ 答：⑴、测定储气罐的倾斜度和水槽内的水位情况，做好记录； ⑵、定期检查导轮道轨运行情况及清洁加油； ⑶、定期检查钢板焊缝、柳钉及螺丝接头的密封情况，做好记录； ⑷、定期检查溢水管运行，水槽、钟罩和塔节水封高度，并做好记录； ⑸、定期检查放气阀。 38、造成水封破坏的主要原因是什么？ 答：⑴、由于大风使罐体摇晃，水封遭到破坏； ⑵、下部塔节被卡，上部塔节在下落时造成脱封冒气； ⑶、地震使储罐摇晃倾斜，水封水大量泼出，引起漏气。 39、干式储气罐的优缺点有哪些？ 答： （1）干式储气罐可以储存干燃气，不易腐蚀，使用年限长，不需采取防冻措施； （2）干式储气罐的储气压力只取决于活塞体重，故其排气压力是恒定的； （3）干式储气罐不使用水封，同容积下罐体总重要比湿式储气罐小的多，因此地基承受的压力小； （4）干式储气罐的密封构造较复杂，因此罐体各部件安装和施工要求较高，运行管理技术比较复杂； （5）干式储气罐的附属设备较多； （6）与同容积的湿式储气罐相比，造价高。 40、低压湿式罐的竣工验收内容包括什么？ 答：⒈防腐性的测验；⒉罐体的升降的试验；⒊气密性试验。 41、技术经济分析的目的？ 答：就是根据经济效益的标准对不同工程方案进行评价和选优。为的是在相同的规模条件下，用较小的投入取得较大的产出，也就是说以较小的投资获得最大的经济效益。 42、燃气管网技术经济分析的内容有哪些方面？ 答：（1）各方案可比投资和可比运行费用计算； （2）各方案技术经济比较； （3）各方案技术经济指标计算； （4）确定调压站经济作用半径和管道经济管径。 43、燃气输配系统进行压力调节的必要性？ 答：燃气输配系统包括不同压力等级的输配管网，并连接有不同使用压力要求的用户，因此要使输配系统终端使用压力不随用气量的变化而保持稳定，必须根据使用压力要求设置压力调节装置。 44、调压器的工作原理是什么？ 答：当出口燃气用量或燃气出口压力p2变化时，通过导压管使压力作用到薄膜的下方，由于它与薄膜上方重块的给定压力值不相等，故薄膜失去平衡。薄膜移动，通过阀杆带动调节阀改变流经孔口的燃气量，从而使压力恢复平衡。 45、选择调压器应考虑的因素？ 答：燃气流量，燃气的种类，燃气进出口压力，调节精度和阀座的形式。 46、差压式流量计的工作原理？ 答：（略） 47、燃气压缩机的主要功能是什么？ 答：（1）远程输送燃气； （2）向高压储气或地下储气设施经压缩机加压送燃气 （3）工业窑炉中压燃烧时，燃气压力低的情况下需经压缩机压送。 48、容积型压缩机中，气体压力提高的原因是什么？ 答：在容积型压缩机中，气体压力的提高是由于压缩机中气体的体积被缩小，使单位体积内气体分子的密度增加而形成。 49、在速度型压缩机中，气体的变化特点是什么？ 答：在速度型压缩机中，气压的提高是由于气体分子的运动速度转化的结果，即先使气体的分子得到一个很高的速度，然后又使速度降下来，使动能转化为压力能。 50、罗茨式回转压缩机的工作原理是什么？ 答：在椭圆型机壳内，有两个铸铁或铸钢的转子，装在两个互相平行的轴上，在轴端装有两个大小及式样完全相同的齿轮配合转动，由于传导齿轮作相反的旋转而带动两个转子也作相反方向的转动。两转子相互之间有一极小的间隙，使转子能自由地运转，而又不引起气体过多地泄露。 51、罗茨式回转压缩机的优点是什么？ 答：当转数一定而进口压力稍有波动时，排气量不变，转数和排气量之间保持恒正比的关系，转数高、没有气阀及曲轴等装置，重量较轻，应用方便。 52、罗茨式回转压缩机的缺点是什么？ 答：当压缩机有磨损时，影响频率颇大；当排出的气体受到阻碍，则压力逐渐升高。为了保护机器不被损坏，在出气管必须安全安全阀。53、加压机房起火后的具体灭火方法是什么？ 答：⒈断气灭火，先关排气阀门再关进气阀门； ⒉先灭火后断气，先用干粉灭火，然后关闭进气阀门，切断气源；⒊降压灭火。 54、储气设施的主要功能？ 答：（1）解决供需不平衡的矛盾； （2）意外事故发生时的一定量供气； （3）混合不同组分气体，使燃气性质均匀； （4）对间歇循环制气设备起缓冲作用； （5）回收其它可燃、可用废气； （6）保证一定的供气压力。 55、什么是定容储罐？ 答：高压储罐中燃气的储存原理与低压储罐有所不同，即罐的几何容积固定不变，而是靠改变其中燃气的压力来储存燃气的，故称定容储罐。 56、储配站的主要作用？ 答：（1）接受气源厂来气； （2）储存燃气，以调节燃气生产与使用的不平衡； （3）控制输配系统供气压力； （4）进行气量分配； （5）测定燃气流量； （6）检测燃气气质； （7）对燃气加臭。 57、燃气储配站的主要工艺流程组成？ 答：（1）燃气接受部分； （2）燃气储存部分； （3）加压与供气部分。 58、天然气液化的目的？ 答：（1）节约运输费用； （2）调节供需； （3）经济有效地生产氦气。 59、燃气的地下储存方法？ 答：（1）利用枯竭油气田储气； （2）利用盐矿层建造储气库； （3）含水多孔地层中的地下储库。 五、计算题 1、已知干燃气的容积成分为甲烷27%，一氧化碳6%，氢气56%，二氧化碳3%，氧气1%，氮气5%，丙烯2%。求混合气体平均分子量、平均密度和相对密度。若含湿量为0.002kg/m3干燃气，求湿燃气的容积成分及其平均密度。 2、有一内径为900mm、长度为115km的天然气管道。当天然气的平均压力为3.04Mpa、温度为278K，求管道中的天然气在标准状态下的体积。已知天然气的 容积成分为甲烷97.5%，乙烷0.2%，丙烷0.2%，氮气1.6%，二氧化碳0.5%。 3、如图所示低压燃气管网，图中注有环网各边长度。人口密度为600人/hm2，最大用气量为0.06m3/(人*h)，有一个集中用户，用气量为120m3/h。A为调压站。管网输送人工燃气，燃气密度为0.45kg/m3，运动粘度为25×10-6m2/s，输送温度T=273K。管材为钢管，允许压力降为500Pa。试进行水力计算。 4、已知人工燃气燃烧器的额定压力为Pn=1000Pa，管道内径D=156mm，燃气的相对密度S=0.328，Qmax=1000m3/h，试确定调压器出口压力Pg和孔板直径d0，并绘图表示β=1时燃烧器前的压力可能的波动范围。 5、根据下列数据确定调压站的经济作用半径和最佳负荷：一个调压站的造价B=20000元，管道造价系数b=2元/(cm*m)，fg=0.25,fln=0.18,低压管网计算压力降△p=1000Pa，人口密度N=400人/hm2，每人每小时的计算流量e=0.1m3/(人*h),管网密度系数为0.015。 6、已知管道末端长度为100km，起点最高压力为5MPa（绝压），终点要求最低压力为2MPa（绝压），管径为529×10mm，每昼夜输气量为300万m3，燃气密度0.7kg/ m3,燃气相对密度为0.54，摩阻系数0.0119，压缩因子0.93，输气温度278K，试求管道末端储气量。 1 燃气的分类及性质 1.1 燃气的分类和用途 城市民用和工业用燃气是由几种气体组成的混合气体，其中含有可燃气体和不可燃气体。可燃气体有碳氢化合物、氢和一氧化碳，不可燃气体有二氧化碳、氮和氧等。 燃气的种类很多，主要有天然气、人工燃气、液化石油气和沼气。 1.1.1 天然气 天然的可燃气体统称为天然气。 天然气是以烷烃为主的各种烃类和少量非烃类气体所组成的气体混合物。按其化学组成(以体积百分含量计)，绝大部分是甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H9)；丁烷(C4H10)和戊烷(C5H12)含量不多。天然气中也含有其他一些气体，如硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、氮(N2)及水汽(H2O)；有时还含有微量的稀有气体，如氦(He)和氩(Ar)等。 在基准状态(101325Pa，0℃)下，在天然气中，从甲烷到丁烷的烃类以气态存在；戊烷以上的烃类是液态，即天然气油。 按矿藏分类，天然气可分为气田气、油田气和凝析气田气三种。 1.2 天然气的物理化学性质 1.2.1 压力 天然气的压力是天然气中无规则运动的大量分子之间碰撞力的总和，它表示天然气能量的大小。 1.2.2 温度 天然气的温度表示天然气内分子热运动的剧烈程度。温度的高低取决于天然气内部的热运动状态。 1.2.3 临界温度 对每一种纯的气体都存在着一特定的温度，高于此温度时，无论加多大压力也不可能使它由气体变为液体，这个温度称为临界温度，用符号TC表示。临界温度是该气体能以液体状态存在的最高温度。 1.2.4 临界压力 在临界温度下，气相与液相相平衡时所施加的压力。也可定义为相应于临界温度时的饱和压力，用符号PC表示。它是在临界温度下该气体由气态转变为液态所需的最低压力。 天然气是混合物，其临界点的情况要复杂得多。临界参数随组成而变化，没有一个恒定的数值，天然气的临界压力和临界温度称为天然气的平均临界值或视临界值或假临界值或虚拟临界值等，用符号PC'及TC' 表示。 1.2.5 天然气的分子质量 天然气是多种气体组成的混合气体，它本身没有一个分子式，也不能像纯气体一样，可以从分子式算出一个恒定的分子质量。但是，工程上为了计算方便，把101325Pa，0℃时体积为22.4 m3天然气所具有的质量认为是天然气的分子质量。换言之，天然气的分子质量，在数值上等于在基准状态下lmol天然气的质量。 天然气的分子质量是一种人们假想的分子质量，因此，也称为“视分子质量”。同时，由于天然气的分子质量随组成的不同而变化，没有一个恒定的数值，因此，又称为“平均分子质量”，通常简称为天然气的分子质量，实际上指的就是“视分子质量”或“平均分子质量” 1.2.6 天然气的热值 天然气的重要用途之一是作燃料，热值是它的一项经济指标。 每千克或每立方米天然气完全燃烧所发出的热量称为天然气的燃烧热值，简称天然气热值，单位为kJ／kg或kJ／m3。完全燃烧是指燃烧反应后生成最稳定的氧化物或单质。 天然气的热值有两种表示方法：高热值(或全热值)和低热值(或净热值)。天然气燃烧时，要生成水蒸汽，水蒸汽冷凝成水要放出汽化潜热，把水蒸汽的汽化潜热(水的汽化潜热为2256.7kJ／kg)计算在内的热值称为高热值。实际上，在天然气燃烧时，由于烟筒内烟道气温度很高，燃烧产生的蒸汽不能凝结，汽化潜热并无法利用，从高热值中减去实际上不能利用的汽化潜热就是低热值，工程上通常用的都是低热值。 天然气的燃烧热值决定了它的热力价值，是天然气很重要的质量指标，在下列几种常用燃料中天然气的燃烧热值最高。 其中，天然气：46055kJ／kg； 气田气：35588～41868kJ／m3； 油田气：35588～66989kJ／m3； 煤：29308 kJ／kg； 干木材：12560 kJ／kg。 1.2.7 天然气的爆炸性 天然气在空气中的含量达到一定比例时，就与空气构成爆炸性的混合气体，这种气体遇到火源，就会发生燃烧和爆炸。 在形成爆炸的混合气体中，天然气在混合气中的最低含量叫爆炸下限，低于爆炸下限就不会爆炸。最高含量叫爆炸上限，高于爆炸上限也 不会爆炸。上、下限之间叫爆炸范围或爆炸极限。在常温常压下，天然气的爆炸范围约为5％～15％。压力对爆炸范围是有影响的，爆炸威力与压力成正比。压力愈高爆炸范围愈大。天然气含量小于4％时是不会爆炸的。 1.2.8 天然气的计量单位及标准条件 我国天然气计量常以体积表示，单位是立方米，即以立方米(m3)为计量单位。天然气的重要特性之一，是它具有压缩性和膨胀性，故天然气随着压力、温度条件的变化而改变体积。为了便于比较和量度气体的体积，必须指定一种压力和温度作为标准，大家统一使用标准条件。在国际物理学界是以压力为101325Pa、温度为0℃作标准。但在实际工业生产中，各个国家又根据本国情况各自定立标准。我国定压力为101325Pa、温度为20℃作为天然气计量的标准条件。 1.2.9 天然气的压缩系数 当燃气压力低于1MPa和温度在10～20℃时，在工程上还可当作理想气体。当压力很高、温度很低时，用理想气体状态方程进行计算引起的误差将很大。实际工程中，在理想气体状态方程中引入考虑气体压缩性的压缩因子Z，可得实际气体状态方程。压缩因子Z是随温度和压力变化。 关于天然气的压缩系数Z的求法很多，工程上最常用的方法是计算法、查图法和查表法。 1.3 城市燃气的质量要求 1.3.1城市燃气的加臭 城市燃气是具有一定毒性的爆炸性气体，又是在压力下输送和使用的。由于管道及设备材质和施工方面存在的问题和使用不当，容易造成漏气，有引起爆炸、着火和人身中毒的危险。因此，当发生漏气时能及时被人们发觉进而消除漏气是很必要的。要求对没有臭味的燃气加臭，对于减少灾害，是必不可少的措施。 作为城市燃气的气源，如干馏煤气、水煤气、油制气、天然气和液化石油气多数含有硫化物，因此其本身都具有臭味。仅部分地区使用的天然气有时不含有硫化物，要求经过 加臭后才进行输配使用。 在城市燃气的可燃成分中，最具有剧毒性而含量较多者为一氧化碳，故把含有一氧化碳的燃气视为“有毒燃气”。而规定了对有毒而又无臭味的燃气应加臭，使有毒燃气在达到允许有害浓度之前，应能察觉。对无毒燃气在相当于爆炸下限20％的浓度时，应能察觉。 2 城市燃气管网系统 2.1 城市燃气管网的分类及其选择 2.1.1 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。 1 根据用途分类 1）长距离输气管线 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。 2）城市燃气管道 3）工业企业燃气管道 2 根据敷设方式分类 1）地下燃气管道 一般在城市中常采用地下敷设。 2）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。 3 根据输气压力分类 燃气管道之所以要根据输气压力来分级，是因为燃气管道的气密性与其他管道相比，有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故。燃气管道中的压力越高，管道接头脱开或管道本身出现裂缝的可能性和危险性也越大。当管道内燃气的压力不同时，对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。 我国城市燃气管道根据输气压力—般分为： 1.高压A燃气管道：2.5MPa 居民用户和小型公共建筑用户一般直接由低压管道供气。低压管道输送人工燃气时，压力不大于2kPa；输送天然气时，压力不大于3.5kPa；输送气态液化石油气时，压力不大于5kPa。 2.1.2 城市燃气管网及其选择 1 城市燃气输配系统的构成 现代化的城市燃气输配系统是复杂的综合设施，通常由下列部分构成： 1）低压、中压以及高压等不同压力等级的燃气管网。 2）城市燃气分配站或压气站、各种类型的调压站或调压装置， 3）储配站。 4）监控与调度中心； 5）维护管理中心。 输配系统应保证不间断地、可靠地给用户供气，在运行管理方面应是安全的在维修检测方面应是简便的。还应考虑在检修或发生故障时，可关断某些部分管段而不致影响全系统的工作。 在—个输配系统中，宜采用标准化和系列化的站室、构筑物和设备。采用的系统方案应具有最大的经济效益，并能分阶段地建造和投入运行。 2 城市燃气管网系统 城市输配系统的主要部分是燃气管网，根据所采用的管网压力级制不同可分为： 1）一级系统：仅用低压管网来分配和供给燃气，一般只适用于小城镇的供气。如供气范围较大时，则输送单位体积燃气的管材用量将急剧增加。 2）两级系统：由低压和中压B或低压和中压A两级管道组成。 3）三级系统：包括低压、中压和高压的三级管网。 4）多级系统：由低压、中压B、中压A和高压B，甚至高压A的管网组成。 3 采用不同压力级制的必要性 城市燃气输配系统中管网采用不同的压力级制，其原因如下： 1）管网采用不同的压力级制是比较经济的。因为大部分燃气由较高压力的管道输送，管道的管径可以选得小一些，管道单位长度的压力损失可以选得大一些，以节省管材。如由城市的某一地区输送大量燃气到另一地区，则采用较高的输气压力比较经济合理，有时对城市里的大型工业企业用户，可敷设压力较高的专用输气管线。当然，管网内燃气的压力增高后，输送燃气所消耗的能量可能也随之增加。 2）各类用户需要的燃气压力不同。如居民用户和小型公共建筑用户需要低压燃气，而大型工业企业则需要中压或高压燃气。 3）消防安全要求。在城市未改建的老区，建筑物比较密集，街道和人行道都比较狭窄，不宜敷设高压或中压A管道。此外，由于人口密度较大，从安全运行和方便管理的观点看，也不宜敷设高压或中压A管道，而只能敷设中压B和低压管道。同时大城市的燃气输配系统的建造、扩建和改建过程要经过许多年，所以在城市的老区原先设计的燃气管道压力，大都比近期建造的管道压力低。 2.3 城市燃气管道的布线 2.3.1 城市燃气管道的布线原则 城市里的燃气管道均采用地下敷设。所谓城市燃气管道的布线，是指城 市管网系统在原则上选定之后，决定各管段的具体位置。 1 布线依据 地下燃气管道宜沿城市道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。在决定城市中不同压力燃气管道的布线问题时，必须考虑到下列基本情况： 1) 管道中燃气的压力。 2) 街道及其他地下管道的密集程度与布置情况。 3) 街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况。 4) 所输送燃气的含湿量，必要的管道坡度，街道地形变化情况。 5) 与该管道相连接的用户数量及用气情况，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与纵断面位置。 由于输配系统各级管网的输气压力不同，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。 2管道的纵断面布置 在决定纵断面布置时，要考虑下列各点： 1) 地下燃气管道埋设深度，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0.9m； 埋设在非车行道下时，不得小于0.6m； 埋设在庭院（指绿化地及载货汽车不能进入之地）内时，不得小于0.3m； 埋设在水田下时，不得小于0.8m。 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、次要街道、草地和公园的燃气管道可采用浅层敷设。 2) 输送湿燃气的管道，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。 3) 燃气管道不得在地下穿过房屋或其他建筑物，不得平行敷设在有轨电车 轨道之下也不得与其他地下设施上下并置。 4) 在一般情况下，燃气管道不得穿过其他管道本身，如因特殊情况要穿过 其他大断面管道(污水干管、雨水干管、热力管沟等)时，需征得有关方面同 意，同时燃气管道必须安装在钢套管内。 5) 燃气管道与其他各种构筑物以及管道相交时，应按规范规定保持一定的 最小垂直净距。 如受地形限制，燃气管道按有关规范要求以及埋设深度的规定布线有困难，而又无法解决时，要与有关部门协商，采取行之有效的防护措施，保证输送的湿燃气中的冷凝物不致冻结，管道也不致遭受机械损伤，则可适当降低标准。 通常采用的防护措施是将管道敷设在套管内(图2-5)。套管是比燃气管道稍大的钢管，直径一般大100mm，其伸出长度，从套管端至与之交叉的构筑物或管道的外壁不小于1m。也可采用非金属管道作套管。套管两端有密封填料，在重要套管的端部可装设检漏管。检漏管上端伸人防护罩内，由管口取气样检查套管中的燃气含量，以判明有无漏气及漏气的程度。穿越铁路、电车轨道、公路、峡谷、沼泽以及河流的燃气管道，应用钢管。可以采用地上跨越(即架空敷设)，也可采用地下穿越，需视当地条件及经济合理性而定。在城市，只在得到有关单位同意的情况下，才能采用地上跨越。而在矿区和工厂区，一般应采用地上跨越。 图2—5 敷设在套管内的燃气管道 ｌ一燃气管道；２一套管；３一油麻填料； ４一沥青密封层；５一检漏管；６一防护罩 燃气管道在铁路、电车轨道和城市主要交通干线下穿过时，应敷设在套管或地沟内，如图2-6所示，管道敷设在钢套管内，套管两端超出路基底边，至铁路边轨的距离不小于2.5m，至电车道边轨的距离不小于2.0m。置于套管内的燃气管段焊口应该最物理方法检查，还加强绝缘层防腐。要求是：从轨底到保护套管管顶应不 少，并需经应采用特对埋深的燃气管道小 于 1.2m。在穿越工厂企业的铁路专用支线时，燃气管道的埋深有时可略小些。 图2-6 燃气管道穿越铁路 1 一燃气管道；2 一阀门；3 一套管； 4 一密封层；5 一检漏管；6 一铁道 燃气管道在穿越电车轨道和城市主要交通干线时，允许敷设在钢制的、铸铁的、钢筋混凝土或石棉水泥制的套管中。对于穿过城市非主要干道，并位于地下水位以上的燃气管道，可敷设在过街沟里，如图2-7所示。 图2-7 燃气管道的单管过街沟 1 一燃气管道；2 一原土夯实；3 一填 砂；4 一砖墙沟壁；5 一盖板 2.4 建筑燃气供应系统 2.4.1建筑燃气供应系统的构成 建筑燃气供应系统的构成，随城市燃气系统的供应方式不同而有所变化，图2-11所示的系统，由用户引入管、立管、水平干管、用户支管、燃气计量表、用具连接管和燃气用具组成。这样的系统构成是因为用气建筑直接连接在城市低压管道上。有些城市也采用中压进户，表前调压的系统。 用户引入管与城市或庭院低压分配管道连接，在分支管处设阀门。输送湿燃气的引入管一般由地下引入室内，当采取防冻措施时也可由地上引入。在非采暖地区或采用管径不大于75mm的管道输送干燃气时，则可由地上直接引入室内。输送湿燃气的引入管应有不小于0.005的坡度，坡向城市燃气分配管道。引入管穿过承重墙、基础或管沟时，均应设在套管内(图2-12所示为用户引入管的一种作法)，并应考虑沉降的影响，必要时应采取补偿措施。 引入管上既可连一根燃气立管，也可连若干根立管，后者则应设置水平干管。水平干管可沿楼梯间或辅助房间的墙壁敷设，坡向引入管，坡度应不小于0.002。管道经过的楼梯间和房间应有良好的自然通风。 图2—11 建筑燃气供应系统剖面图 1一用户引入管；2一砖台；3一保温层；4一立管；5一水平干管； 6一用户支管；7一燃气计量表；8——表前阀门；9一燃气灶具连接管； 10一燃气灶；11一套管；12一燃气热水器接头 图2—12 用户引入管 1一沥青密封层；2一套管；3—油麻 填料；4一水泥砂浆；5一燃气管道 燃气立管一般应敷设在厨房或走廊内。当由地下引入室内时，立管在第一层处应设阀门。阀门一般设在室内，对重要用户尚应在室外另设阀门。立管的下端应装丝堵，其直径一般不小于25mm。立管通过各层楼板处应设套管。套管高出地面至少50mn，套管与燃气管道之间的间隙应用沥青和油麻填塞。 由立管引出的用户支管，在厨房内其高度不低于1.7m。敷设坡度不小于0.002，并由燃气计量表分别坡向立管和燃具。支管穿过墙壁时也应安装在套管内。 用具连接管(又称下垂管)是在支管上连接燃气用具的垂直管段，其上的旋塞应距地面1.5m左右。 室内燃气管道应为明管敷设。当建筑物或工艺有特殊要求时，也可采用暗管敷设，但应敷设在有人孔的闷顶或有活盖的墙槽内。为了满足安全、防腐和便于检修需要，室内燃气管道不得敷设在卧室、浴室、地下室、易燃易爆品仓库、配电间、通风机室、潮湿或有腐蚀性介质的房间内。当输送湿燃气的室内管道敷设在可能冻结的地方时，应采取防冻措施。 室内燃气管道的管材应采用低压流体输送钢管，并应尽量采用镀锌钢管。 2.4.2 高层建筑燃气供应系统 对于高层建筑的室内燃气管道系统还应考虑三个特殊的问题。 1补偿高层建筑的沉降 高层建筑物自重大，沉降量显著，易在引入管处造成破坏。可在引入管处安装伸缩补偿接头以消除建筑物沉降的影响。伸缩补偿接头有波纹管头、套筒接头 和软管接头等形式。图2—13为引入管的软管补偿接头，建筑物沉降时由软管吸收变形，以避免破坏。软管前装阀门，设在阀门井内，便于检修。 图2—13 引人管的软管接头 ｌ一庭院管道；２一阀门；３一铅管； ４一法兰；５一穿墙管；６一阀门井 2 克服高程差引起的附加压头的影响 燃气与空气密度不同时，随着建筑物高度的增大，附加压头也增大，而民用和公共建筑燃具的工作压力，是有一定的允许压力波动范围的，当高程差过大时，为了使建筑物上下各层的燃具都能在允许的压力波动范围内正常工作，可采取下列措施以克服附加压头的影响： 1）．分开设置高层供气系统和低层供气系统，以分别满足不同高度的燃具工作压力的需要。 2）．设用户调压器，各用户由各自的调压器将燃气降压，达到燃具所需的稳定压力值。 3）．采用低——低压调压器，分段消除楼层的附加压头。 3 补偿温差产生的变形 高层建筑燃气立管的管道长、自重大，需在立管底部设置支墩。为了补偿由于温差产生的胀缩变形，需将管道两端固定，并在中间安装吸收变形的挠性管或波纹管补偿装置。挠性管补偿装置和波纹管补偿装置如图2-14所示。 图2—14 燃气立管的补偿装置 （ａ）挠性管；（b）波纹管 ｌ一燃气立管；２一挠性管；３一波纹管；４—法兰 2.4.3 超高层建筑燃气供应系统的特殊处理 通常建筑的高度超过60m时，便称作超高层建筑。对这类建筑供应燃气时，除了使用在普通高层建筑上采用的措施以外，还应注意以下问题： 1 为防止建筑沉降或地震以及大风产生的较大层间错位破坏室内管道，除了立管上安装补偿器以外，还应对水平管进行有效的固定，必要时在水平管的两固定点之间也应设置补偿器。 2 建筑中安装的燃气用具和调压装置，应采用粘接的方法或用夹具子以固定，防止地震时产生移动，导致连接管道脱落。 3 为确保供气系统的安全可靠，超高层建筑的管道安装，在采用焊接方式连接的地方应进行100％的超声波探伤和100%的x射线检查，检查结果应达到Ⅱ级片的要求。 4 在用户引入管上设置切断阀，在建筑物的外墙上还应设置燃气紧急切断阀，保证在发生事故等特殊情况时随时关断。燃气用具处应设立燃气泄露报警器和燃气自动切断装置，而且燃气泄露报警器应与自动燃气切断装置联动。 5 建筑总体安全报警与自动控制系统的设置，对于超高层建筑的燃气安全供应是必需的，在许多现代化建筑上已有采用，该系统的主要目的是： 1）当燃气系统发生故障或泄漏时，根据需要能部分或全部地切断气源； 2）当发生自然灾害时，系统能自动切断进入建筑内部的总气源； 3）当该建筑的安全保卫中心认为必要时，可以对建筑内的局部或全部气源进行控制或切断； 4）可以对建筑内的燃气供应系统运行状况进行监视和控制。 3 燃气管道的流量计算和水力计算公式 3.1 燃气需用工况 城市各类用户的用气情况是不均匀的，是随月、日、时而变化的。这是城市燃气供应的一个特点。 用气不均匀性可以分为三种，即月不均匀性(或季节不均匀性)、日不 均匀性和时不均匀性。 城市燃气需用工况与各类用户的需用工况及这些用户在总用气量中所占的比重有关。 各类用户的用气不均匀性取决于很多因素，如气候条件、居民生活水平及生活习惯机关的作息制度和工业企业的工作班次，建筑物和车间内装置用气设备的情况等，这些因素对不均匀性的影响，从理论上是推算不出来的，只有经过大量地积累资料，并加以科学的整理，才能取得需用工况的可靠数据。 3.1.1 月用气工况 影响居民生活及公共建筑用气月不均匀性的主要因素是气候条件。气温降低则用气量增大，因为在冬季一些月份水温低，故用气量较多，又因为在冬季，人们习惯吃热食，制备食品需用的燃气量增多，需用的热水也较多。反之，在夏季用气量将会降低。 公共建筑用气的月不均匀规律及影响因素，与各类用户的性质有关，但与居民生活用气的不均匀情况基本相似。 工业企业用气的月不均匀规律主要取决于生产工艺的性质。连续生产的大工业企业以及工业炉用气比较均匀。夏季由于室外气温及水温较高，这类用户的用气量也会适当降低。 建筑物供暖的用气工况与城市所在地区的气候有关。计算时需要知道该地区月平均气温和供暖期的资料。 根据各类用户的年用气量及需用工况，可编制年用气图表。依照此图表制订供气计划，并确定给缓冲用户供气的能力和所需的储气设施，还可预先制订在用气量低的季节维修燃气管道及设备的计划。 一年中各月的用气不均匀情况用月不均匀系数表示。根据字面上的意义，它应该是各月的用气量与全年平均月用气量的比值，但这不确切，因为每个月的天数是在28～31天的范围内变化的。因此月不均匀系数K1值应按下式确定 k1?该月平均日用气量 （3-1） 全年平均日用气量 12个月中平均日用气量最大的月，也即月不均匀系数值最大的月，称为计算月。并将月最大不均匀系数K1MAX称为月高峰系数。 3.1.2 日用气工况 一个月或一周中日用气的波动主要由下列因素决定：居民生活习惯、工业企业的工作和休息制度、室外气温变化等。 上述第一个因素对于各周，除了包含节日的一些周外，影响几乎是一样的。工业企业的工作和休息制度，也比较有规律。惟独第三个因素，在一周中各日气温的变化却没有一定的规律性，气温低的日子，用气量就大。 居民生活和公共建筑用气工况主要取决于居民生活习惯。平日和节假日用气的规律各不相同。 工业企业用气的日不均匀系数在平日波动较少，而在轮休日及节假日波动较大。 供暖期间，供暖用气的日不均匀系数变化不大。 用日不均匀系数表示一个月(或一周)中日用气量的变化情况，日不均匀系数K：可按下式计算 k2?该月中某日用气量该月平均日用气量 （3-2） 该月中日最大不均匀系数K2MAX称为该月的日高峰系数。 3.1.3 小时用气工况 城市燃气管网系统的管径及设备，均按计算月小时最大流量计算的。只有掌握了可靠的小时用气波动的数据，才能确定这个小时最大流量。一日之中小时用气工况的变化图对燃气管网的运行，以及计算平衡时不均匀性所需储气容积都很重要。 城市中各类用户的小时用气工况均不相同，居民生活和公共建筑用户的用气不均匀性最为显著。对于供暖用户，若为连续供暖，则小时用气波动小，一般晚间稍高；若为间歇供暖，波动也大。 居民生活用户小时用气工况与居民生活习惯、气化住宅的数量以及居民职业类别等因素有关。每日有早、午、晚三个用气高峰，早高峰最低。由于生活习惯和工作休息制度不同等情况，有的城市晚高峰低于午高峰，另一些城市则晚高峰会高于午高峰。 星期六、星期日小时用气的波动与一周中其他各日又不相同，一般仅 有午、晚两个高峰。 通常用小时不均匀系数表示一日中小时用气量的变化情况，小时不均匀系数K3，可按下式计算 k3?该日某小时用气量该日平均小时用气量 （3-3） 该日小时不均匀系数的最大值K3MAX称为该日的小时高峰系数。 3.4 燃气输配系统的供需平衡 城市燃气的需用工况是不均匀的，随月、日、时而变化，但一般燃气气源的供应量是均匀的，不可能完全随需用工况而变化。为了解决均匀供气与不均匀耗气之间的矛盾，不间断地向用户供应燃气，保证各类燃气用户有足够流量和正常压力的燃气，必须采取合适的方法使燃气输配系统供需平衡。 3.4.1 供需平衡方法 1 改变气源的生产能力和设置机动气源 采用改变气源的生产能力和设置机动气源，必须考虑气源运转、停止的难易程度、气源生产负荷变化的可能性和变化的幅度。同时应考虑供气的安全可靠和技术经济合理性。 2 利用缓冲用户和发挥调度的作用 一些大型的工业企业、锅炉房等都可作为城市燃气供应的缓冲用户。夏季用气低峰时，把余气供给它们燃烧，而冬季高峰时，这些缓冲用户改烧固体燃料或液体燃料。用此方法平衡季节不均匀用气及一部分日不均匀用气。 可采用调整大型工业企业用户厂休日和作息时间，以平衡部分日不均匀用气。 此外，还采用计划调配用气的方法。随时掌握各工业企业的实际用气和计划用气量。对居民生活用户和公共建筑用户则设一些测点，在测点装置燃气总计量表，掌握用气情况。根据工业企．业、居民生活及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。 3 利用储气设施 1)地下储气 地下储气库储气量大，造价和运行费用省，可用以平衡季节不均匀用气和一部分日不均匀用气。但不应该用来平衡日不均匀用气及小时不均匀 用气，因为急剧增加采气强度，会使储库的投资和运行费用增加，很不经济。 我国第一座地下天然气储气库，就用来平衡季节不均匀用气，夏季注气，冬季采气储气量约为10×106m3。 2）液态储存 天然气的主要成分甲烷，在1.056MPa、-161℃时即液化，可以储存在储罐中，储罐必须保证绝热良好。储罐的压力较低，比较安全。将大量天然气液化后储存于特别的低温储罐或冻穴储气库中，用气高峰时，经气化后供出。采用低温液态储存，通常储存量都很大，否则经济上是不合算的。 液化天然气气化方便，负荷调节范围广，适于调节各种不均匀用气。 3）管道储气 高压燃气管束储气及长输干管末端储气，是平衡小时不均匀用气的有效办法，高压管束储气是将一组或几组钢管埋在地下，对管内燃气加压，利用燃气的可压缩性及其高压干和理想气体的偏差(在16MPa、15.6℃条件下，天然气比理想气体的体积小22％左右)，进行储气。利用长输干管储气是在夜间用气低峰时，燃气储存在管道中，这时管内压力增高，白天用气高峰时，再将管内储存的燃气送出。 4）储气罐储气 储气罐只能用来平衡日不均匀用气及小时不均匀用气。储气罐储气与其他储气方式相比，金属耗量和投资都较大。 5 城市燃气的储存 城市燃气在供应过程中，由于生产量和用气量在时间上存在着极大的不平衡性，因此必须将低谷供气时多余的燃气储存起来，高峰供气时压送出去，以补偿燃气消耗量之不足。 燃气储存的形式有：储气柜储存，管道储存，管束储存，地下储存，液化储存等。 5.1 储气柜 5.1.1 储气柜的功能 1 解决燃气生产量和用气量不平衡的矛盾。 2 当发生意外事故，例如停电、设备暂时故障等，保证有一定的供气量． 3 混合不同组分的燃气，使燃气性质(成分、热值、燃烧特性等)均匀。 4 对间歇循环制气设备起缓冲、调节、稳压作用。 5 回收高炉煤气及其他可燃、可用废气，节约能源，减少污染。 6 工业炉窑中压燃烧，需加压机加压时， 其加压机进口侧设置储气柜稳压及保持一定的安全储存量。 5.1.2 储气柜的分类 储气柜按储存压力、密封方式、结构形式分类见表5-1 表5-1 储气柜分类 按储气压力分类 高压储气柜 低压储气柜 圆柱形（立式或卧式） 球形 湿式（水封） 直立升降式、螺旋升降式 按密封方式分类 按结构形式分类 稀油密封，即曼型（MAN型） 干式 润滑脂密封，即可隆型（KLONNE型） 橡胶夹布帘密封，即威金斯型（WIGGINS型） 1 高压储气罐 高压储气罐其几何容积固定不变，靠改变其中燃气的压力来储存燃气的，故称定容储罐。 高压罐可以储存气态燃气，也可以储存液态燃气。根据储存的介质不同储罐设有不同的附件，但所有的燃气储罐均设有进出口管、安全阀、压力表、人孔、梯子和平台等。 当燃气以较高的压力送人城市时，使用低压罐显然是不合适的，这时一般采用高压罐。当气源以低压燃气供应城市时，是否要用高压罐则必须进行技术经济比较后确定。 高压罐按其形状可分为圆筒形和球形两种。 1) 储罐的构造 A) 圆筒形罐的构造(图5—1) 图5—1 圆筒形罐 1—筒体；2—封头；3—鞍式支座 B) 球形罐的构造 球形罐通常由分瓣压制的钢板拼焊组装而成。罐的瓣片分布颇似地球仪，一般分为极板、南北极带、南北温带、赤道带等。罐的瓣片也有类似足球外形的。这两种球形罐如图5—2所示。 球形罐的支座——般采用赤道正切式支柱、拉杆支撑体系，以便把水平方的外力传到基础上。设计支座时应考虑到罐体自重、风压、地震力及试压的充水重量，并应有足够的安全系数。 燃气的进出气管一般安装在罐体的下部，但为了使燃气在罐体内混合良好，有时也将进气管延长至罐顶附近。为了防止罐内冷凝水及尘土进入进、出气管内，进出气管应高于罐底。 图5—2 球形罐 5.2 管道储存 在高压供气系统中，将低谷负荷时多余的燃气储存在高压供气管道内， 高峰负荷时自高压管道内输出，将输气和储存结合在一起，是一种比较理想的储气方法。但是，它有局限性，只有在具备高压输配供气的条件下才能实现。 5.3 管束储存 管束储存是高压储气的一种，是用直径较小(目前一般1.0～1.5m)、长度较长(几十米或几百米)的若干根乃至几十根钢管按一定的间距排列起来，压入燃气进行储存。在陆地上和海运天然气船上都可用这种方法储存燃气。例如英国某高压储配站，就用一排17根管径为1.10m、长度为320m，压力为0.68～6.8MPa的钢管束来储存燃气。又如， 某国打算用管径为1m，长度为15m， 压力为14～15MPa的钢管组成管束安装在船上，运送气相天然气。管束储存的最大特点是由于管径较小，其储存压力可以比圆筒形和球型高压储气柜的压力更高。 5.4 地下储存 由于冬季和夏季燃气供应量的差异逐渐增大，用储气柜储存的方式来解决绝对量相当大的季节负荷差显然是不实际的。因此，英、法、德、美等国家都采用地下储气的方法来解决季节用气量不平衡的矛盾。 地下储气的形式有 1 利用枯竭的天然气田和油田的地层穴洞压入燃气进行储存 一般不需要采取特殊措施，因为油、气田的地质构造必然是气密构造，基本上没有漏泄现象。所以利用枯竭的天然气田和油田来储存燃气是地下储存方法中最简易而且较为安全可靠的一种。目前此种方法使用最多。 2 利用地下含水层储气 这种地质构造的特点是具有多孔质浸透性地层，其上面是不浸透的冠岩层，下面是地下水层，形成完全密封结构。燃气的压入与排出是通过从地面至浸透层的井孔。由于浸透性砂层内水的流动比较容易，因此燃气压入时水被排挤，燃气充满空隙，达到储气目的。地下水位的高度随储气量而 改变，所以必须保持一定的储气压力，使井孔的底端在最高地下水位以上，不接触水面。 3 岩盐地穴储存 利用岩盐矿床里除去岩盐后的孔穴或打井注入温水使盐层的一部分被溶解为孔洞，压入燃气，进行储存。 总之，实行地下储存必须有适宜于燃气压入和输出的地质构造。 5.5 液化储存 天然气的液态储存目前一般采用低温常压储存的方法，即将天然气冷冻到其沸点温度(-162℃)以下，在其饱和蒸汽压接近于常压的情况下进行储存。其储存方式有冻土地穴储存，预应力钢筋混凝土储罐，地上金属储罐等。 地下燃气管道安装 一、地下钢管 (一)运输与布管 在预制厂运管子时，应检查防腐绝缘层的质量证明书以及外观质量。必要时，可进行厚度、粘附力与绝缘性检查，合格后再运。 环氧煤沥青防腐层、石油沥青涂层与聚乙烯胶粘带防腐层防腐的钢管。吊具应用较宽的尼龙带，不得用钢丝绳或铁链。移动钢管用的撬棍，应套橡胶管。卡车运输时，钢管间应垫草袋，避免碰撞。当沿沟边布管时，应将管子垫起，以防损伤防腐层。 (二)沟边组对焊接 沟边组对焊接就是将几根管子在沟旁的地面上组对焊接，采用滚动焊接，易保证质量，操作方便，生产效率高，焊成管段再下入地沟。 逐根管子清除内壁泥土、杂物后，放在方木或对口支撑上组对。主要的工作是对口、找中、点焊、焊接，有关技术要求与操作方法见本书第六章第四节。应特别注意，有缝钢管的螺旋焊缝或直焊缝错开间距，不得小于100mm弧长。点焊与焊接时，不准敲击管子。分层施焊，焊接到一定程度，转动管子，在最佳位置施焊。第一层焊完再焊第二层，禁止将焊口的一半全部焊完，再转动管子，焊另一 半焊口。 管段下沟前，应用电火花检漏仪对管段防腐层进行全面检查，发现有漏点处立即按有关规程认真补伤，补伤后再用电火花检漏仪检查，合格后方可下沟。 下班前，用临时堵板将管段两端封堵，防止杂物进入管内。 (三)管道下沟与安装 管道下沟的方法，可根据管子直径及种类、沟槽情况、施工场地周围环境与施工机具等情况而定。一般来说，应采用汽车式或履带式起重机下管，当沟旁道 路狭窄，周围树木、电线杆较多，管径较小时，只得用人工下管 1．管道下沟前，管沟应符合以下要求： (1)下沟前，应将管沟内塌方土、石块、雨水、油污和积雪等清除干净。 (2)应检查管沟或涵洞深度、标高和断面尺寸，并应符合设计要求。 (3)石方段管沟，松软垫层厚度不得低于300mm，沟底应平坦、无石块。 2.稳管、焊接与防腐。稳管是将管子按设计的标高与水平面位置稳定在地基或基础上。管道应放在管沟中心，其允许偏差不得大于100mm。管道应稳贴地安放在管沟中，管下不得有悬空现象，以防管道承受附加应力。 事先挖出的焊接工作坑如有位置误差时，应按实际需要重新开挖。挖土时，不可损伤管道的防腐层。管子对口前应将管内的泥土、杂物清除干净。沟内组对焊接时，对口间隙与错边量应符合要求，并保持管道成一直线。焊接前应将焊缝两侧的泥土、铁锈等清除干净。 管道焊接完毕，在回填土前，必须用电火花检漏仪进行全面检查，对电火花击穿处应进行修补，直至合格。 管道组对焊接后，需要进行焊缝无损探伤、对管道进行强度与严密性试验，合格后再将焊口包口防腐，用电火花检查合格后方可全部回填土。通常在管子焊 接后，留出焊接工作坑，先将管身部分填土，将管身覆盖，以免石块等硬物坠落在管上，损坏防腐层，同时可以减少由于气温变化而产生的管道的热胀冷缩使防腐层与土壤摩擦而损伤。 地下燃气管道与建筑、构筑物或相邻管道、电缆之间的水平和垂直净距，不应小于规定。 二、聚乙烯燃气管道安装 聚乙烯燃气管道只作埋地管道使用，严禁用作室内地上管道。 (一)一般规定 1．聚乙烯燃气管道分SDRll和SDRl7．6两种系列。SDR11系列宜用于输送人工煤气、天然气、液化石油气(气态)；SDRl7．6系列宜用于输送天然气，聚乙烯燃气管的最大允许工作压力应符合下表的规定。 表聚乙烯燃气管最大允许工作压力(MPa) 最大允许工作压力 燃气种类 天然气 PE100 SDR11 0.800 PE100 SDR17.6 0.400 注：SDR为标准尺寸比，即公称外径与壁厚之比 2．聚乙烯燃气管道最大允许工作压力，除应符合上表规定外，在不同温度下的允许工作压力还应符合下表的规定。 温度 20℃ 30℃ 40℃ 折减系数 1.0 0.9 0.76 注:其他温度可按插入法确定 3．聚乙烯燃气管道与各类地下管道、电缆或设施的垂直净距不应小于下表的规定。 4．聚乙烯燃气管道埋设的最小管顶覆土厚度应符合以下规定： (1)埋设在车行道下时，不宜小于0．8m。 (2)埋设在非车行道下时，不宜小于0. 6m。 (3)埋设在水田下时，不宜小于0．8m。 当采取行之有效的防护措施后，上述规定可适当降低。 (4)聚乙烯燃气管道在输送含有冷凝水的燃气时，应埋设在土壤冰冻线以下，并应设凝水缸。管道坡向凝水缸的坡度不宜小于0．003。 (5)中压聚乙烯燃气管道干管上，应设置分段阀门，并应在阀门两侧设置放散管；中压聚乙烯燃气支管起点也应设置阀门；低压聚乙烯燃气管道可不设置阀门。阀门宜设置在阀门井内。 (6)聚乙烯燃气管道不宜直接引入建筑物内或直接引入附属在建筑墙上的调压箱内。当直接用聚乙烯燃气管道引入时，穿越基础或外墙以及地上部分的聚乙烯燃气管道必须用硬质套管保护。 (7)聚乙烯燃气管道不宜直接穿越河底。 (三)材料验收、存放和运输 1．材料验收。接收管材、管件必须进行验收，验收产品合格证、产品使用说明书、质量保证书和各项性能检验报告等有关资料。验收管材、管件时，应在同一批中抽样，并按现行国家标准《燃气用埋地聚乙管材》和《燃气用埋地聚乙烯管件》进行规格尺寸和外观性能检查。必要时进行全面测试。 2. 存放。管材和管件应存放在通风良好、温度不超过40℃的库房或简易棚内。管材应水平堆放在平整的支撑物上或地面上，堆放高度不宜超过1．5m。当管材捆扎成1m×lm的方捆，并且两侧加支撑保护时，堆放高度可适当提高，但不宜超过3m。管件应逐层叠放整齐，应确保不倒塌，并便于拿取和管理。管材存放时，应将不同直径和壁厚的管材分别堆放。管材和管件在户外堆放时，应有遮盖物，避免阳光照射。管材、管件从生产到使用之间的存放时间不宜超过一年。 3. 运输。管材、管件的存放、搬运和运输，应用非金属绳捆扎、吊装，管材端头应封堵；不得与油类、酸、碱、盐等其他化学物质接触。 管材、管件搬运时，应小心轻放，排列整齐，不得抛摔和沿地拖拽。寒冷季节搬运管材、管件时，严禁剧烈撞击，以防裂纹。 车输运输管材时，应放置在平底车上；船运时，应放在平坦的船舱内。无论何种方式运输，全长应设有支撑，盘管应叠放整齐，直管和盘管均应捆扎、固定，避免相互碰撞。堆放处不应有可能损伤管材的尖凸物。管件运输时，应按箱叠放整齐，并固定牢靠。管材、管件运输中，应有遮盖物，避免曝晒和雨淋。 (四)管道连接 1．一般规定： (1)聚乙烯燃气管道连接前，应对管材、管件及附属设备按设计要求进行核对。核对管材、管件外观是否符合现行的《燃气用埋地聚乙烯管材》和《燃气用埋地聚乙烯管件》国家标准的要求。 (2)聚乙烯燃气管道连接应采用电熔连接(电熔承插连接、电熔鞍形连接)或热熔连接(热熔承插连接、热熔对接连接、热熔鞍形连接)，不得采用螺纹连接和粘接。聚乙烯管道与金属管道连接，必须采用钢塑过渡接头连接。 上述几种连接方式是最经济并能保证聚乙烯燃气管道长期使用的方法。 (3)聚乙烯燃气管不同的连接形式应采用对应的专用连接工具或设备。如对接熔接采用对接设备，电熔连接采用电熔连专用设备等。连接时，不得使用明火加热。 (4)聚乙烯燃气管道连接宜采用同种牌号、材质的管材和管件。对性能相似的不同牌号、材质的管材与管材或管材与管件之间的连接，应经过试验，确定连接质量能得到保证后，方可使用。 在机械性能无甚差别的情况下，对于不同牌子、材质的聚乙烯燃气管道，其 熔体流动速率一般不同，密度一般也不同，因而焊接条件不同。当密度差异较大的两连接件进行连接时，接间处会出现残余应力等不良影响。在实际施工时，不同牌号、材质(即熔体流动速度或密度相差较大量)的聚乙烯燃气管道连接，不可能获得稳定的连接质量，所以应避免不同材质的聚乙烯相互熔接。 (5)聚乙烯燃气管道连接的操作工人上岗前，应经过专门培训。经过考试和技术评定合格后，方可上岗操作。 由于聚乙烯燃气管道与金属管道性能不同，而且连接方法与焊接设备也不同，它主要是通过加热工具熔化聚乙烯管材或管件，达到连接目的的。接头质量与操作步骤和参数有直接关系，如熔接温度、熔接时间、施压大小、保压冷却时间、连接件对直度等，因此操作工人上岗前要经过专门培训。 (6)在寒冷气候(-5℃以下)和大风环境条件下进行操作时，应采取保护措施或调整连接工艺。 在寒冷气假条件下进行熔接操作，达到熔接温度的时间比正常情况下要长，连接后冷却时间也要缩短。因此，此时应对正常情况下焊接参数进行修正。此外，在低于-5℃时进行熔接操作，工人工作环境差，操作精度很难保证。故要采取保护措施或调整熔接工艺。 (7)聚乙烯燃气管材、管件存放处与施工现场温差较大时，连接前，应将管材和管件在施工现场放置一定时间，使其温度接近施工现场温度。 由于聚乙烯燃气管道采用熔化连接，熔接条件(温度、时间)是根据施工现场调节的。管材、管件从存放处运到施工现场，若其温度高于现场温度时，导致加热时间过长；反之，加热时间不足。两者都会影响接头质量。同时，聚乙烯管材的线膨胀系数较大，由于温度变化而产生的热胀、冷缩也较大，如果待连接的管材或管件从不同温度存放处运来，两者温度不同，产生的热胀冷缩也不同，也会影响接头质量。 (8)聚乙烯燃气管道连接时，管端应洁净。每次收工时，管口应临时封堵，防止杂物进入管内。 (9)管道连接结束后，应进行接头外观质量检查。不合格者必须返工，返工后重新进行接头外观质量检查。 2．电熔连接。电熔连接是先将电熔管件套在管材、管件上，然后通电，通过电熔管件内电阻丝发热，使塑料管连接部位熔化，达到连接的目的。其特点是连接方便、迅速，接头质量好，外界因素干扰小。电熔连接在口径较小的管道上应用是比较经济的。 3．热熔连接 热熔对接连接是将与管轴线垂直的两对应管子端面与加热板接触，加热至熔化，然后撤去加热板，将熔化端压紧，保压、冷却，直至冷却至环境温度。 管材或管件连接面上的污物应用洁净棉布擦净，应铣削连接面，使其与管轴线垂直，并使其与对应的待接断面吻合。在对接连接前，两管段应各伸出夹具一定自由度，并应校直两对应的连接件，使其在同一轴线，管口错边不宜大于管壁厚度的10％。热熔对接连接均是用机械设备来进行，因此，对接连接件要留有夹具工作宽度。待连接的端面应用专用对接连接工具加热，其加热时间与加热温度应符合对接连接工具生产厂和管材、管件生产厂的规定。加热完毕，待连接件应迅速脱离对接连接工具的加热板，并用均匀外力使其完全接触，形成均匀凸缘。 凸缘高度要符合有关规定要求。热熔连接保压、冷却时间，应符合热熔对接连接工具生产厂家与管材、管件生产厂的规定，在保压、冷却期间不得移动连接件或在连接件上施加任何外力。 (4)钢塑过渡接头连接。钢塑过渡接头的聚乙烯管端与聚乙烯管道连接应符合有关电熔连接(电熔承插连接)或热熔连接(热熔承插连接、热熔对接连接)的规定。钢塑过渡接头钢管端与金属管道连接，可采用焊接、法兰连接和机械连接。当与钢管焊接时，应采取降温措施。因钢管焊接的高温对聚乙烯管道有不良影响，聚乙烯燃气管道熔点一般在210℃左右，过高温度会使聚乙烯管与其接合部位熔化，达不到密封作用。 (五)管道敷设 1．土方工程 (1)聚乙烯燃气管道的土方工程包括开槽和回填，基本上与钢管相同。由于聚乙烯燃气管道质量轻(仅为金属管的1／8)，每根管的长度比金属管长，而且柔软，搬运及向管沟中下管方便，宜在沟上进行连接，故沟底宽度按钢管沟上焊接要求设定。当单管沟边组装敷设时，沟底宽度为管道公称外径加0．3m。 (2)由于聚乙烯燃气管道柔软，当管道拐弯时，可使管道本身弯曲而不需另加弯管。聚乙烯燃气管道敷设时，管道允许弯曲半径应符合下列规定： ①管段上无承插接头时，应符合表5—4—9的规定； 表5-4-9 管道允许弯曲半径(mm) 管道公称外径允许弯曲半D 径R D≤50 50 ②管段上有承插接头时，不应小于125D。 当聚乙烯燃气管道改变走向而用管道本身弯曲时，开挖管沟应按照管道的弯曲半径尺寸。当地环境不许可时，应用聚乙烯燃气管件中的弯管。 (3)接口工作坑。应根据聚乙烯燃气管材每根的长度，在下管前挖好接口工作坑，以作沟内焊接、强度与严密性试验检查时使用。接口作坑比金属管道接口工作坑略小。下管后工作坑有误差时，应修整，防止损伤管道。 (4)沟底坡度。当聚乙烯燃气管道输送含有冷凝水的燃气时，沟底坡度必须严格检查；合格后方准敷设。防止由于聚乙烯燃气管道柔软而造成的倒坡或集水。 2．管道敷设 (1)聚乙烯燃气管道应在沟底标高和管基质量检查合格后，方可敷设。 (2)下管方法： ①拖管法施工。用机动车带动犁沟刀，车上装有掘进机，犁出沟槽，盘卷的聚乙烯管道或已焊接好的聚乙烯管道在掘进机后部被拖带进入沟中。采用拖管施工时，拉力不得大于管材屈服拉伸强度的50％。拉力过大会拉坏聚乙烯管道。拖管法一般用于支管或较短管段的聚乙烯燃气管道敷设。 ②喂管法施工。将固定在掘进机上的盘卷的聚乙烯管道，通过装在掘进机上 的犁刀后部的滑槽喂入管沟。喂管弯曲不可超过表5—4—9的规定。 ③人工法。常用压绳法、人工抬放等。 (3)聚乙烯燃气管道热胀冷缩比钢管大得多，其线膨胀系数为钢管的10倍以上。为减少管道的热应力，可利用聚乙烯管道的柔性，横向蜿蜒状敷设和随地形弯曲敷设，但弯曲半径应符合表5—4—9的规定。 (4)聚乙烯燃气管道硬度较金属管道小，因此在搬运、下管时要防止划伤。划伤的聚乙烯管道在运行中，受外力作用，再遇表面活性剂(如洗涤剂)，会加速伤痕的扩展，最终导致管道破坏。此外，还应防止对聚乙烯管道的扭曲或过大的拉伸与弯曲。 (5)聚乙烯燃气管道敷设时，宜随管道走向埋设金属示踪线；距管顶不小于300mm处应埋设警示带。埋设示踪线是为了管道测位方便，精确地描绘出聚乙烯燃气管道的走线。目前常用的示踪线有两种，一种是裸露金属线，另一种是带有塑料绝缘层的金属导线。它们的工作原理都是通过电流脉冲感应，探测系统进行检测。警示带是为了提醒以后施工时，控制警示带时要注意，下面有聚乙烯燃气管道，小心开挖，避免损坏燃气管道。 (6)管道敷设后，留出待检查(强度与严密性试验)的接口，将管身部分回填土，避免外界损伤管道。 (六)试验与吹扫 聚乙烯燃气管道系统安装完毕，在外观检查合格后，应对全系统进行分段吹扫。吹扫合格后，方可进行强度试验和严密性试验。在强度试验时，使用肥皂液或洗涤剂检查是否漏气，并在检验完毕后，及时用水冲去检漏的洗涤剂或肥皂液。因为聚乙烯燃气管道在其内部变形达到某一临界值或与外部介质(洗涤剂等表面活性剂)接触时，聚乙烯燃气管道会出现龟裂。 吹扫与试验介质宜用压缩空气，其温度不宜超过40℃。 压缩机出口端应安装分离器和过滤器，防止有害物质进入聚乙烯燃气管道。由于空气压缩机使用的油和寒冷冬季使用的防冻剂容易随压缩空气进入聚乙烯燃气管道内，油和防冻剂会对聚乙烯燃气管道产生不良影响，故规定要在压缩机出口端安装分离器和过滤器。 聚乙烯燃气管道的强度试验压力应为管道设计压力的1．5倍。中压管道最低不得小于0．30MPa；低压管道最低不得小于O. 05MPa。聚乙烯燃气管道进行强度试验时，应缓慢升压，达到试验压力后，稳压1h，不降压为合格。 聚乙烯燃气管道的严密试验与金属管道相同。 燃气输配 1.燃气的种类主要有天然气，人工燃气，液化石油气和沼气。 2.天然气分为气田气（纯天然气），石油伴生气，凝析气田气，矿井气。 3.人工燃气分为干馏煤气，气化煤气，油制气，高炉煤气。 4.液化石油气的主要成分是C3、C4。 5.沼气如何产生的？各种有机物质，如蛋白质、纤维素、脂肪、淀粉等，在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物的作用下产生的可燃气体。 6.临界参数：温度不超过某一数值，对气体进行加压，可使气体液化，而在该温度以上，无论加多大压力都不能使气体液化，这个温度就叫该气体的临界温度。在临界温度下，使气体液化所必须的压力叫做临界压力。 7.实际气体状态方程：Pv＝ZRT P →气体的绝对压力；v→气体的比容；Z→压缩因子；R→气体常数；T→气体的热力学温度。 8.露点：饱和蒸气经冷却或加压，立即处于过饱和状态，当遇到接触面或凝结核便液化成露，这时的温度称为露点。 9.爆炸极限：可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。 10.水化物及其生成条件：如果碳氢化合物中的水分超过一定含量，在一定温度压力条件下，水能与液相和气相的C1,C2,C3和C4生成结晶水化物CmHn*xH2O。 在湿气中形成水化物的主要条件是压力及温度；次要条件是：含有杂质、高速、紊流、脉动，急剧转弯等因素。 水化物的生成，会缩小管道的流通断面，甚至堵塞管线、阀件和设备。 11.天然气的主要杂质：焦油与灰尘、萘、硫化物、氨、一氧化碳、氧化氮。人工燃气的主要杂质：烃类凝析液、冷凝水、夹带的岩屑粉尘、硫化氢。 12.城市燃气质量要求：热值高、毒性小、杂质符合要求、脱湿、加臭。 13.供气对象：居民生活用气、公共建筑用气、工业企业生产用气。 供气原则：1.民用供气原则：(1)优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气。（2）尽量满足托幼、医院、学校、旅馆、食堂和科研等公共建筑的用气。（3）人工煤气一般不供应采暖锅炉用气。2.工业供气原则：（1）应优先供应在工艺上使用燃气后，可使产品产量及质量有很大提高的工业企业。（2）使用燃气后能显著减轻大气污染的工业企业。（3）作为缓冲用户的工业企业。 14.城市燃气年用气量计算：1.居民生活年用气量2.公共建筑年用气量。3.工业企业年用气量。4.建筑物供暖年用气量5.未预见量。 16. 17.室内和庭院燃气管道的计算流量：Q＝Kt∑KoQnN .Q →庭院及室内燃气管道的计算流量;Kt →不同类型用户的同时工作系数，当缺乏资料时，可取Kt＝1;Ko →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→照相同或相同组合燃具的额定流量。1 18.燃气输配系统的供需平衡方法：1.改变气源的生产能力和设置机动气源。2.利用缓冲用户和发挥调度的作用3.利用储气设备。 19.长距离输气系统一般由矿场集输管网、净化处理厂、输气管线起点站、输气 干线、输气支线、中间压气站、管理维修站、通讯与遥控设备、阴极保护站、燃气分配站等组成。 20.燃气干线起点站的主要作用是保持输气压力平稳，对燃气压力进行自动调节，计量以及除去燃气中的液滴和机械杂质。 21.燃气分配站（门站）的作用:除尘，调压，计量和加臭。 22.对加臭剂的要求是：气味要强烈，独特，有刺激性，还应该持久且不易被其他气味所掩盖；加臭剂及其燃烧产物对人体无害；不腐蚀管线及设备；沸点不高且易于挥发，在运行条件下有足够的蒸汽压；其蒸气不溶于水和凝析液，不与燃气组分发生反应，不易于被土壤吸收；价廉而不稀缺。 23.燃气管道的分类（按输气压力分）： 1.低压燃气管道：P≤0.005MPa； 2.中压B燃气管道：0.005MPa＜P≤0.2MPa； 3.中压A燃气管道：0.2MPa＜P≤0.4MPa； 4.高压B燃气管道：0.4MPa＜P≤0.8MPa； 5.高压A燃气管道 ：0.8MPa＜P≤1.6MPa。 24.城市燃气输配系统的构成：1.低压，中压以及高压等不同压力等级的燃气管网。2.城市燃气分配站或压气站，各种类型的调压站或调压装置。3.储配站。4.监控与调度中心。5.维护管理中心。 25.采用不同压力级制的必要性：1.管网采用不同的压力级制是比较经济的。 2.各类用户需要的燃气压力不同。 3.消防安全要求。 26.城市燃气管道布线依据： 1.管道中燃气的压力。 2.街道及其他地下管道的密集程度与布置情况。 3.街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况。 4.所输送燃气的含湿量，必要的管道坡度，街道地形变化情况。 5.与该管道相连接的用户数量及用气情况，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。 27.建筑燃气供应系统的构成：又用户引用管，立管，水平干管，用户支管，燃气计量表，用户连接管和燃气用具所组成。 28．高层建筑室内燃气管道系统应考虑的三个问题： 1.补偿高层建筑的沉降。 2.克服高程差引起的附加压头的影响。 3.补偿温差产生的变形。 29.管材连接方法： 钢管（螺纹，焊接，法兰）铸铁管（机械接口）塑料管（热熔，电熔连接） 30.放散管的作用及安装位置： 专门用来排放管道内部的空气或燃气的装置。在管道投入运行时利用放散管排出管内的空气，在管道或设备检修时，可利用放散管排放管内的燃气，防止在管道内形成爆炸性的混合气体。放散管设在阀门井中时，在环网中阀门前后都应安装，而在单向供气的管道上则安装在阀门之前。 31.钢制燃气管道腐蚀的原因：1.化学腐蚀。2.电化学腐蚀。3.杂散电流对钢管的腐蚀。4.细菌作用引起的腐蚀。 32.钢制燃气管道防腐方法： 1.架空管道（外壁涂上油漆覆盖层） 2.埋地管道 (一) 采用耐腐蚀管材 (二) 增加金属管道与土壤之间的过渡电阻，减小腐蚀电流 (三) 采用电保护法 1、绝缘层防腐法 2、电保护法 a) 外加电源阴极保护法 b) 牺牲阳极保护法 c) 排流保护法（用排流导线将管道的排流点与电气铁路的钢轨，回馈线或牵引 变电站的阴极母线相连接，使管道上的杂散电流不经土壤而经过导线单向的流回电源的负极，从而保护管道不受腐蚀） 33.不稳定流动状态是：压力，密度，流速随时间距离而变化的状态。 管道内燃气流动的三个基本方程式：运动方程，连续性方程和状态方程。 34.燃气管道的摩擦阻力系数：是反映管内燃气流动摩擦阻力的一个无因次系数，其数值与燃气在管道内的流动状况，燃气性质，管道材质（管道内壁粗糙度）及连接方法，安装质量有关。 35.计算图标的绘制条件： 1. 燃气密度按po=1kg/Nm3计算，低压管道（） 2. 运动粘度 人工燃气v=25*10-6m2/s 天然气 v=15*10-6m2/s 3.取钢管的当量绝对粗糙度0.00017m。 36.城市燃气管网水力计算时，管网局部阻力损失不逐步计算，可按燃气管道摩擦阻力损失的5%~10%计算。街坊内庭院管道和室内管道及厂，站区域的燃气管道常逐一计算。 37.附加压头： ΔP=g（ρa—ρg）ΔH ΔP----附加压头；g----重力加速度；ρa----空气的密度；ρg----燃气的密度； ΔΗ---管道终端和始端标高差值。 38.燃气分配管网计算流量Q=0.55Q1+Q2 Q---计算流量（Nm3/h）；Q1---途泄流量；Q2---传输流量；a---流量折算系数。 39枝状管网水力计算步骤： 1. 对管网的节点和管道编号。 2. 确定气流方向，从主干线末梢的节点开始，利用ΣQi=0的关系，求得管 网各管段的计算流量。 3. 根据确定的允许压力降，计算单位长度的压力降。 4. 根据管段的计算流量及单位长度允许压力降预选管径。 5. 根据所选定的标准管径，求摩擦阻力损失和局部阻力损失，计算总的压 力降。 6. 检查计算结果。 40.环状管网水力计算步骤： 1. 绘制管网平面示意图，对节点，管段，环网编号，并标明管道长度， 集中负荷，气源或调压站的位置。 2. 计算管网各管段的涂泄流量。 3. 按气流沿最短路径从供气点流向零点的原则，拟定环网各管段的燃气 流向。 4. 从零点开始，逐一推算各管段的传输流量。 5. 求管网各管段的计算流量。 6. 根据管网允许压力降和供气点至零点的管道计算长度求得单位长度 允许压力降，并预选管径。 7. 初步计算管网各管段的总压力降及每环的压力闭合差。 8. 管网平差计算。 41.用户处的压力及波动范围取决于如下三个因素： 1. 计算压力降的大小及压降利用程度； 2. 系统负荷（流量）的变化情况； 3. 调压器出口压力调节方法。 42.低压管网压力降计算：；ΔPd=0.75Pn+150 ΔPd----从调压站到最远燃具的管道允许阻力损失；Pn-----低压燃具的额定压力。 43.低压管网的水力工况：随用户用气量的变化，用户燃具前的压力波动状况。若调压器出口压力应随用气量的变化而调节。 44.高中压环网的水力可靠性：不能满足，在设计时在系统中留有一定的压力储备。 45.低压环网的水力可靠性能否满足要求？能。 46.提高输配管网水力可靠性的途径： 1. 管网系统应有两个或两个以上的供气点以防供气中断。 2. 如果存在天然或人工障碍，低压管网最好分区布置，而不要连成整体系 统，但每一独立区至少应有两个调压站。 3. 如果高中压管网只有一个环时，可采用相同或相近的管径，并留有一定 的压力储备，以提高事故情况下的通过能力。 4. 低压环网可按单位长度压力降ΔP/l=常数进行计算，而相邻管段直径不能 相差很大，否则在事故情况下就不能保证供应一定的燃气量。 47.输配系统的投资费用： 1. 燃气管道的投资取决于管子本身的造价和建设费用。管道的建设费用取 决于管子敷设深度，土壤和路面性质，管子连接方法，施工机械化程度等。 Kp=bd Kp-------管道的造价（元/m）；d------燃气管道直径（cm）； b---------造价系数（元/(cm*m)）. 2.调压站、燃气储配站、压投资送站的造价与其类型及容量有关，经计算确定。 48.燃气输配系统的运行费用：折旧费（包括大修费）；小修和维护管理费用；加压燃气用的电能或燃料费用。 49.附加投资偿还年限：附加的部分由于每年运行费用的节省，经过t年后即可得到回收。t称为附加投资偿还年限。Z=S+K/T Z---方案的年计算费用 50.调压器的工作原理：作用：根据燃气的需用情况将燃气调至不同压力。 调压器通常安设在气源厂、燃气压送站、分配站、储罐站、输配管网和用户处。 51.调压器的工作原理 52调压器如何选择：Q0max=（1.15~1.2）Qp Q0max---调压器的最大流量； Qp---调压器的计算流量。 调压器的计算流量，应按调压器所承担的管网计算的1.2倍确定 53.燃气调压站通常是由调压器、阀门、过滤器、安全装置组成。 54.监视器的串联工作原理：备用调压器2的给定出口压力略高于正常工作调压器3的出口压力，因此，正常工作时备用调压器的阀门是全开的。当3失灵，出口压力上升到2的给定出口压力时，2投入运行。备用调压器也可放到正常工作调压器之后，备用调压器的出口压力不得小于正常工作调压器。 55.调压器的并联：正常工作调压器的给定出口压力略高于备用调压器的给定出口压力，所以正常工作时，备用调压器呈关闭状态。 56.调压站的分类 57.燃气计量表的分类： ? 容积式流量计（膜式计量表、回转式流量表、湿式流量计） ? 速度式流量计 ? 差压式流量计 ? 涡街式流量计 58.压缩机分活塞式、螺杆式、离心式。 59.低压湿式罐的分类：直立罐、螺旋罐、 低压干式罐的分类：阿曼啊恩式干式罐、可隆型干式罐、威金斯型干式罐。 高压储气罐：圆球，圆筒式 燃气职称复习材料 绪论能源与燃气 能源是能够转换为机械能 热能 电磁能 化学能等各种能量的资源 燃气：可以作为燃料的气体，以可燃气体为主要成分的多组分的混合气体 天然气 NG 基方一个大气压20oC，标方一个大气压0oC 人工煤气MG 煤制气：干馏煤气 气化煤气 液化石油气：LPG C3C4 特点：液化石油气在常温常压下层气态，但升高压力或降低温度就可以转为液态；液化石油气从气态转为液态，体积约缩小250-300倍（液化天然气体积缩小600倍）；液化石油气热值高，低热值为48.1MJ/Kg(液态) 或87.8-108.7 MJ/m3(气态)；气态液化石油气比空气重，约为空气的1.5倍；易燃易爆；气化需要吸收大量的热量。 燃气的基本性 液体温度升高 粘度降低；气体温度升高，粘度升高 压力越低沸点越低 体积膨胀：V2=V1[1+β(t2-t1)] 钢瓶的容积充满度：K= V1/V2 <100 % 热值一般指低热值 CH4 5%-15%(爆炸极限) 城镇燃气的基本要求：热值高，毒性小，杂质少 燃气的加臭 1、无毒燃气达到爆炸下限的20%能察觉 2、加臭剂的特性： （1）正常浓度，不应对人体、管道或与其接触的材料有害 （2）具有持久、难闻且与一般气体气味有明显区别的特殊臭味 （3）有适当的挥发性 （4）完全燃烧，燃烧产物不应对人体呼吸系统有害，并不应腐蚀或伤害与燃烧 产物经常接触的材料 （5）不与燃气的组分发生化学反应 （6）加臭剂溶于水的程度不大于2.5% （7）价格低廉 四氢噻吩THT 乙硫醇 EM 第二章 燃气供应规划的编制 3、燃气供应规划的基础资料： （1）国家及地方关于燃气事业的方针、政策，技术规范和规定等 （2）城镇现状及近期、远景总体规划资料 （3）燃气资源和城镇能源供应情况的有关资料 （4）城镇的自然条件资料 （5）其他资料 第三章 燃气供应与需求 4、燃气用户类型 （1）城镇居民用户 特点：单户用气量不大，用气随机性较强 （2）商业用户 特点：用气量不很大，用气比较有规律 （3）工业用户 特点：用气比较有规律，而且用气比较均衡 5、用气指标：用气量指标又称耗气定额，常用热量指标来表示用气量指标。（有集中采暖的用户比无集中采暖的用户用气量指标高） 6、北京的采暖期为1024小时 7、用气不均匀情况描述：（1）月用气工况 K1=该月平均日用气量/全年平均日用气量 （2）日用气工况 K2=该月中某日用气量/该月平均日用气量 （3）小时用气工况K3=该日某小时用气量/该日平均小时用气量 8、小时计算流量的确定：（1） 不均匀系数法：适用于各种压力和用途的城镇燃 气分配管道的小时流量的计算。Qh=Qa/n （2）同时工作系数法：适用于居民小区，庭院及室内 燃气管道的设计计算 Qh=(εk N Qn) 9、燃气的调峰手段：（调峰：用来解决供气的均匀性和用气的不均匀性的方法） （1）改变气源的生产能力，设置机动气源 （2）利用缓冲用户，发挥调度的作用 （3）利用储气设施，可采用地下储气、液态储存、管道储气、贮罐储气等方法 第四章 燃气输配系统 10、城镇燃气输配系统：一般由门站、储配站、输配管网、调压站以及运行管理 操作和控制设施等共同组成。 11、燃气输配管网分类：高 压A 2.5＜p≤4.0 ; 高 压B 1.6＜p≤2.5; 次高压A 0.8＜p≤1.6; 次高压B 0.4＜p≤0.8; 中 压A 0.2＜p≤0.4；中 压B 0.01≤p≤0.2; 低 压p＜0.01 12、按管网形状分类：环状、枝状、环枝状 13、提高管网水力可靠性的途径： （1）管网系统应有2个或2个以上的供气点，防止供气中断 （2）低压管网最好分区布置，每个独立区至少两个调压站 （3）高中压只有一个环时，可采用相同或相近的管径 （4）低压管网可按单位长度压力降为定值进行计算，但应留有余量 14、城镇燃气管网布线的原则： （1）应结合城市总体规划和有关专业规划进行 （2）应尽量靠近用户，以保证用最短的路线，达到同样的供气效果 （3）为确保供气可靠，高中压管网主干线应尽量成环 （4）燃气管网应满足与其他管线和建筑物、构筑物的安全防护距离 15、布线需要考虑的因素： （1）气源情况的种类、性质、气源点位置、供应量等 （2）城镇情况：规模、建筑物特点、平面布局、发展规划；地理地形条件及障 碍情况、地下设施情况 （3）城镇道路现状及规划情况 （4）燃气用户情况：种类、用气负荷、压力要求等 （5）施工及材料设备供应情况：费用及供应可能性等 16、城镇燃气管道地区等级的划分： （1）管道中心两侧200米内，任意划分1.6公里长 （2）地区等级划分：一级地区：12个或12个以下供人居住建筑物的任一地区 分级单元 二级地区：12——80个供人居住建筑物的任一地区分级单元 三级地区：介于一级地区和二级地区之间 四级地区：地上4层或以上建筑物普遍且占多数的任一地 区分级单元 17、压力不大于1.6MPa的室外燃气管道的布线： 1）、地下燃气管道埋设的最小覆土厚度应符合： （1） 埋设在车行道下：不小于0.9m （2） 埋设在非车行道下：不小于0.6m （3） 埋设在庭院内：不小于0.3m （4） 埋设在水田下：不小于0.8m 2）、输送市燃气的燃气管道，应埋设在土壤冰冻线以下，燃气管管道坡向凝水缸 的坡度不小于0.003 18、燃气管道穿越铁路、高速公路、电车轨道和城镇交通干道的方法： （1）应加装钢制或混凝土套管 （2）套管应比燃气管道外径大100mm以上，满足埋深要求 （3）燃气管道宜垂直穿越 19、管材的选用： 根据规范，室外燃气管道可以采用钢管、铸铁管、塑料管（PE）等 （1） 钢管：承载应力大、可塑性好、便于焊接、管壁薄、施工技术成熟、耐腐 蚀性差 （2） 铸铁管：抗拉、抗弯曲、抗冲击能力差、耐腐蚀 （3） 球墨铸铁管：阻力小、宜连接、具有钢管和铸铁管的优势 （4） 塑料管：无腐蚀、质轻、流动阻力小、抗拉、抗弯曲性好、使用寿命长、 施工快 （5） 其他管材：还可以考虑使用 钢骨架聚乙烯管道等 20、附属设备：阀门、补偿器、排水器、放散管、闸井 21、钢管腐蚀原因：化学腐蚀；电化学腐蚀——原因（原理）：发生了原电池反