燃气输配总复习题

在大多数情况下，设计城镇燃气管道时燃气流动的不稳定性可不予考虑

摩擦阻力 λ 是反映管内燃气流动摩擦阻力的一个无因次系数 水力计算任务：①根据流量和压力损失确定管径（设计、计算）②校核计算（d→Q，△p）

转输流量：从输气管始端到末端的流量 途池流量：由管段起点进入的燃气在途中全部供给各个用户的流量 变负荷管段的计算流量：找出一个假象不变的流量Q，使产生的管段压力降与实际压力降相等，这个不变的流量Q称为变负荷管段的计算流量

途池流量计算步骤：①将供气范围划分为若干小区②分别计算各小区的燃气流量③计算各管段单位长度途池流量 枝状管网水力计算特点：①管段数和节点数的关系均符合N=m-1②从气源至个点只有一个固定流向③流量的分配方案也是唯一的，，任一管段的流量等于该管段以后所有节点流量之和④枝状官网变更某一管段的直径时，不影响管段的流量分配，只导致管道终点压力的改变⑤枝状管网水力计算各管段只有直径和压力两个未知数

枝状管网水力计算特点①管段数N节点数n和环数满足N=m+n-1②任一节点均可由两向或多向供气，可以有不同的流量分配方案③环状管网中变更某一管段的直径时，就会引起所有管段流量的重新分配④环状管网水利计算中各个管段有三个未知量 直径 压力降 和流量

用户燃具前的压力：工作状态下，燃气到达燃具前所具有的剩余压力

城镇管网与用户的连接①通过用户调压器与燃具连接②用户直接与低压管网连接 为满足燃具燃烧的稳定性和良好的运行工况，应控制燃具前的压力波动范围

计算工况：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，燃具的流量为额定流量是的工况

计算压力降：在最大负荷下，管网起点调压出口到达最远端，用于燃具前的压力 用户处的压力及波动范围取决于三个因素①计算压力降的大小和压降利用程度②系统负荷的变化情况③调压器出口压力调节方法

与用户直接相连的低压燃气管网计算压力降取决于两个因素①取决于燃具的额定压力Pn，增大Pn就可以增大管网计算压力降②与燃具的压力降波动范围有关，增大压力波动范围，就可以增大计算压力降 钢管

1．分类 普通无缝钢管 焊接钢管（有缝焊接、螺旋焊接）

2．优缺点： 优点：具有承载应力大、可塑性好、便于焊接。与其他管材相比，壁厚较薄、节省金属用量 缺点：耐腐蚀性较差，必须采取有效的防腐措施

3.焊接钢管中应用最广的直焊缝钢管 按表面质量分为 镀锌管和非镀锌管 按壁厚分 普通管 加厚管 和薄壁管 4.钢管壁厚的选择

视埋设地点、土壤和交通负载等加以选择，要求不小于3.5mm，如果在街道红线内则不小于4.5mm。当管道穿越重要障碍物以及土壤腐蚀性强的地段应不小于8mm。户内不小于2.75mm 5.钢管连接

可以用螺纹、焊接、法兰连接，室内管径较小，压力较低一般用螺纹连接，高层有时也用焊接连接。室外输配管道以焊接为主，设备与管道的连接常用法兰连接 聚乙烯管

1. 优点：具有耐腐蚀、质轻、流体流动阻

力小，使用寿命长，施工简便，费用低、可盘卷、抗压强度较大

2. 分类：根据材料的长期静液压强度分为

两类PE80和PE100

3. PE100相比于PE80①更加优良的耐压

性能②更薄的管壁③更加经济

4. 缺点：由于PE管的钢性不如金属管，

所以埋设施工时必须夯实沟槽底，基础要垫沙，才能保证管道坡度的要求和防止被坚硬物体损坏

5. 连接：通常采用热熔连接，电熔连接

铸铁管

1. 分类:灰口铸铁管、球墨铸铁管

2. 连接：承插接、机械接口（广泛采用） 阀门

阀门是用于启闭管道通路或调节管道介质流量的设备 1、球阀

阀芯为有通腔的球体，用球芯的旋转控制阀门的开启 特点 ① 流动阻力小，全开时流动阻力与同长度

管段相同②结构简单，体积小，重量轻③密封性好，可任意角度安装④操作方便，启闭迅速⑤适用范围广 2、闸阀

闸极在闸杆的作用下上提、下压

分类：单闸板闸阀、双闸板闸阀 形状不同分为平行闸板闸阀、楔形闸板闸阀

特点：①允许介质双向流动②手柄分明杆、暗杆③阀门断开时，阀芯震动，不易作调节用④阀门开关闭时间长 明杆：阀杆的螺纹与附有手轮的套筒螺母相配合，闸杆下方有方头嵌入闸板，旋转手轮，筏板阀杆作上下升降运动 3、截止阀

依靠阀瓣的升降以达到开闭和节流的目的 特点：①安装有方向性②密封性好，兼有调节作用③结构尺寸大 4、蝶阀

是阀瓣绕阀体内固定轴旋转关启的阀门 特点：①构简单，外形尺寸与其他阀在阀门管道尺寸相同对的前提下，尺寸较小②流动阻力小③启闭迅速，调节性能好 5、旋塞

是一种动作灵活的阀门 广泛用于燃气管道上，常用的有两种：无填料旋塞、填料旋塞 6、.PE球阀

根据材料等级：PE80、PE100

根据性能：标准球阀、单放散球阀、双放散球阀 补偿器

作为消除因管段胀缩对管道所产生的应力设备

1. 在埋地燃气管道上，多用钢制波形补偿

器，不得使用套管补偿器

2. 优点：纵横方向均可变形，多用于通过

山区，坑道和多地震区的中低压燃气管道上 排水器：排除燃气管道中的冷凝水和石油伴生气管道中的轻质油 放散管：专门用来排放管道内部的空气或燃气的装置

钢制的腐蚀原因： 金属腐蚀按性质分为：化学腐蚀和电化学腐蚀

1、化学腐蚀 ①单纯由化学作用引起的腐蚀。金属直接和周围介质如氧、硫化氢、二氧化硫等接触发生化学作用，在金属表面产生相应的化合物②和化学腐蚀是全面的腐蚀，在化学腐蚀的作用下，管壁的厚度是均匀减少的

2、电化学腐蚀：

①当金属和电解质溶液接触时，由电化学作用引起的腐蚀。是由于形成了原电池而引起的②点腐蚀：使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀，使钢管表面出现凹穴，以至穿孔③土壤中埋地钢管受到电化学腐蚀的强弱程度，与土壤的腐蚀性，即土壤的电阻率有关，可通过电阻率值的大小划分土壤的腐蚀等级

杂散电流对钢管的腐蚀

产生：由于外界各种电气设备的漏电与接地，在土壤中形成杂散电流。

泄漏直流电的设备：电气化铁路、有轨电车的钢轨、直流电焊机，整流器外壳接地，阳极保护站的接地阳极等

杂散电流腐蚀的预防方法：

1、 对于架空钢管，防止外壁腐蚀的方

法，通常是在钢管的外壁涂上油漆覆盖层

2、 对于埋地钢管①采用耐腐蚀管材②

增加金属管道和土之间的过度电阻，减小腐蚀电流，采用防腐绝缘层，使电阻增大，在局部地区采用地沟敷设和非金属套管敷设等方法③采用电保护法

电保护法： 外加电流阴极保护、牺牲阳极阴极保护、排流保护法 输气管道的分类

1、 燃气管道可根据用途、敷设方式、

输气压力分类 2、 输气压力分类

① 高压A燃气管道2.5＜P≤4.0MPa ② 高压B燃气管道1.6＜P≤7.5 ③ 次高压A燃气管道0.8＜P≤1.6 ④ 次高压B燃气管道0.6＜P≤0.8 ⑤ 中压A燃气管道0.2＜P≤0.4 ⑥ 中压B燃气管道0.01≤P＜0.2 ⑦ 低压燃气管道P＜0101MPa

城镇燃气管网系统构成：门站、燃气管网、储气设施、调压设施、管理设施和监控系统 根据采用的管网压力级制不同可划分为： 1、 一级系统：仅用一种压力级别的管网来

分配和供给燃气的系统，通常为低压或中压管道系统

2、 二级系统：由两种压力级别的管网来分

配和供给燃气的系统，一般为中压B-低压或中压A-低压等

3、 三级系统：由三种压力级别的管网来分

配和供给燃气的系统，设计压力一般为高压-中压-低压或次高压=中压—低压等 低压管道敷设原则：

① 低压管道的输气压力低，沿程压力

降的允许值也较低，故低压管网的每环边长一般应控制在300m-600m之间

② 低压管道直接与用户相连，故低压

管道除以环状环网为主体的布置外，也允许存在枝状管道

③ 有条件时低压管道应尽可能布置在

街区内作庭院管道。以节省投资 ④ 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下敷设

建筑燃气供应系统构成：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所组成 引入管敷设原则：

① 不得敷设在卧室、卫生间，不适用燃气

的空调机房，电缆沟、暖气沟，烟道进水到等②住宅：宜设在厨房，外走廊，与厨房相连的阳台内，或可从楼梯间引入，若是湿燃气，阳台需要封闭

② ③宜沿外墙地面上穿墙引入，室外明露

管段上端弯曲处应加不少于DN15清扫用的三通或丝堵，并作防腐处理

③ ④引入管可埋地穿过建筑物外墙或基础

引入室内，当引入管穿过墙或基础进入建筑物后应在短距离内出室内地面，不得在室内地面下水平敷设

④ ⑤引入管穿过承重墙，基础或管沟时，

应均设在套管内，并应考虑沉降的影响，必要时应采取补偿措施 引入管最小更称直径

a. 输送人工煤气 DN≥25 b. 输送天然气 DN≥20

c. 输送气态液化石油气 DN≥15

燃气管道敷设原则（部分）：输送湿燃气的引入管，埋设深度应在土壤冰冻线下，并宜与不小于0.01坡向室外管道的坡度。

室内燃气管道应为明管敷设。有特殊要求，需要采用暗管敷设时，应按规范要求采取必要的安全防护措施。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，湿燃气敷设在可能冻结的地方时，应采取防冻措施。

高层建筑燃气供应系统 1、补偿高层建筑沉降，当沉降大于50mm时，补偿措施有

a. 加大引入管穿墙处的预留洞尺寸 b. 引入管穿墙前水平或垂直弯曲两次以上 c．引入管穿墙前设置金属柔性管或波纹补偿皿

2、克服高程差引起的附加压头的影响 a. 分开设置高层供气系统和地城供气系统

b. 设用户调压器

c. 采用低-低压调压器，分段消除楼层的附加压头

3、补偿湿差产生的变形

矿场集输系统：包括气田内部的井场、集气站和集输管网等工艺单元

井场：布置气井井口装置的场口

集气站：收集燃气，并进行分离、调压、计量的场所

总集气站：收集干线燃气，分离、调压、计量

单井集气站：集气站设在井场 多井集气站：集气站多组气井通过采气管道相连，集气管道长度不宜大于2KM

集气干线分为：1、放射型集气管网：适用于多井集气井场流程 2、树枝状集气管网：适用于单井集气井场流程 3、环形集气管网 4、组合型集气管网

管道气和商品气前需要：脱除硫化氢、二氧化碳、凝析油和水 输气干线设施：在长距离输气干线上，更具需要设置中间压气站、清管球收发装置、阴极保护站、阀室 燃气分配站：是长距离输气干线或支线的终点站的终点站，是城镇或工业区分配管网的气源站，经过除尘、调压、计量和加臭后送入城镇或工业区的管网 长距离输气线均采用钢管，连接方法为焊接 地区等级的划分：沿管道中心线两侧各200m范围内，任意划分为长度为2KM并能包括最大居民户数的若干地段，按划分户数分为四个等级：一级地区（15户以下）、二级（15-100） 三级（100户以上，包括市郊主居住区。商业区、工业区、发展区以及不够四级的人口） 四级（四层及四层以上刘芳普遍集中、交通频繁、地下设施多的地区） 燃气管道线路选择原则：

1、 应首先遵循与设计有关的管段

地带和安全防火规范，满足最小安全防火距离

2、 线路力求顺直，其转折角不应

小于120度

3、 线路应尽量靠近现有公路，避

免新修公路，少占用良田好地，方便施工和维修管道

4、 输气管道通过人工或天然障碍

物时，应视具体情况敷设单线或复线

5、 线路应尽量靠近含气结构和储

气构造以及工业和城镇

6、 在管线中心线两侧各5m划定

为“输气管线防护地带”

加臭常用方式：滴入式、吸收式、活塞泵注入式

加臭原则：1、气味要强烈，有刺激性 2、应持久且不被其他气味掩盖 3、加臭剂及其燃烧产物对人体无害 4、不腐蚀管线及设备 5、沸点不高且易于挥发，在运行过程中有足够的蒸汽压 6不溶于水和凝析液，不与燃气组分发生反应，不易被土壤吸收 7、价廉且不稀缺

年用气量取决于：用户的类型、数量及用气量指标

城镇燃气供气原则：我国根据不同用户的用气特点，将天然气的利用分为优先类、允许类、限制类和禁止类，优先发展居民用户、商业用户、汽车用户和分布式冷热电联产用户的用气 供气对象：居民用户、商业用户、工业用户、采暖制冷用户、燃气汽车用户

影响居民生活用气量指标的因素：1、住宅内用气设备的设置情况 2、公共生活服务网的发展程度 3、居民的生活水平和生活习惯4、居民用户平均人口 5、地区的气象条件，燃气价格及住宅内有无集中供暖设备和热水供应设备等 气化率：城镇居民使用燃气的人口数占城镇总人口的百分数

影响居民生活及商业用户用气不均匀的主要因素:气候条件

城镇燃气输配系统的管径及设备通过能力不能直接按用燃气的年用气量确定，而应该按燃起计算的小时最大流量进行计算 确定小时计算流量的方法：不均匀系数法和同时工作系数法

供气最利用小时系数：假如把全年8760h所使用的燃气总量，按一年中最大小时用量连续大量使用所能延续的小时数 不均匀系数越大，供气量最大利用小时数越小；城镇人口数越多，用气越均匀，则最大利用小时数最大

室内和庭院的燃气计算流程：一般按燃气用具的定额耗气量和同时工作系数来确定 季节性供需平衡方法：地下储气、液化储存 日供需平衡方法：管道储气、储气罐储气 管道储气：高压燃气管束储气及长输干管末端储气，是平衡日不均匀用气和小时不均匀勇气的有效方法 储气罐储气：只能用来平衡日不均匀用气和小时不均匀用气

城镇燃气可燃组分:碳氢化合物、氢和一氧化碳

不可燃组分：二氧化碳、氮、氧 天然气：储存在地下、自然形成的可燃气体，无色无味无毒，无腐蚀性 按勘探、开采技术分为常规天然气和非常规天然气

常规天然气按矿藏特点分为：气田气、石油伴生气和凝析气田气

气田气：产自天然气气藏的纯天然气，热值

35MJ/m3

石油伴生气：与石油共生的、伴随石油一起

开采出来的天然气，热值45MJ/m3

凝析气田气：从深层气田开采的含石油轻质馏分的天然气，48MJ/m3 非常规天然气：指由于目前技术经济条件的限制，尚未工业开采的天然气资源 人工煤气：以煤或石油系产品为原料转化制得的可燃气体，一般分为：干馏煤气、气化煤气和油制气

作为城市气源的人工煤气：高温干馏煤气、高压气化煤气、油制气 干馏煤气：在焦炉中隔绝空气加热到一定程度

气化煤气：在鲁奇炉、水煤气炉、发生炉里燃烧

油制气：以重油为原料，在高温和催化剂作用下裂解而成

高炉煤气：冶金工厂中炼铁时的副产品 具有相同华白指数的不同燃气，在相同燃烧压力下能释放相同热负荷 湿燃气：含有水蒸气的燃气 混合液体的相对密度：混合液体的平均密度和在相同条件下水的密度之比

临界温度：温度不超过某一数，对气体进行加压，可以是气体液化，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。气体的临界温度越高越易于液化

临界压力：在临界温度下，使气体所必需的压力称为气化压力 液体的饱和蒸汽压：在一定温度下密闭容器中的纯液体及其蒸汽处于动态平衡时，蒸汽所表示的绝对压力。蒸汽压仅取决于温度。温度升高时，蒸汽压增大 道尔定律：液体混合蒸汽压等于各组分蒸汽分压之和

乌尔定律：一定温度下，当液体与蒸汽处于平衡状态时，混合液体上方各组分的蒸汽压等于此纯组分在该温度下的蒸汽压乘以其在混合液体中的摩尔分数

沸点：通常说的沸点是指101.325KPa压力下液体沸腾时的温度

露点：饱和蒸汽经过冷却和加压，立即处于过饱和状态，当遇到接触面或凝结核便液化成露，该时温度称为露点。露点随混合气体的压力及各组分的体积分数而变化，混合气体的压力增大，露点升高 气化潜热：单位质量的液体变成与其处于平衡状态的蒸汽所吸收的热量。温度升高，气化潜热减小，达到临界温度时，气化潜热等于零

体积膨胀系数：单位体积的液态燃气温度升高或降低1℃时的体积变化率 爆炸极限：可燃气体与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。随着惰性组分含量的增加，混合气体的爆炸极限范围将缩小 爆炸下限：当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的含量 爆炸上限：当可燃气体含量增加到不能形成爆炸混合物时的含量

在含湿烃类气体中形成水合物的主要条件是压力和温度，次要条件是：含有杂质、高速、紊流、脉动和急剧转弯等因素

防止形成水合物及分解已形成的水合物的措施：

1、 降低压力、升高温度或加入可

使水合物分解的反应剂

2、 对含湿烃类气体脱水，使其中

水分含量降低到不致形成水合物的程度

干度：单位质量的饱和液体和饱和蒸汽中所含饱和蒸汽的质量

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