燃气工程燃气输配系统PPT课件

1、.,1,第四章 燃气输配系统,第一节 燃气输配系统的构成及管网分类与选择 第二节 城镇燃气管网的布线 第三节 燃气管道材料、附属设备及防腐 第四节 燃气管道的运行管理及维护修复 第五节 燃气行业信息化系统的建设,.,2,第一节 燃气输配系统的构成及管网分类与选择,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。 一、燃气输配管网的分类 二、城镇燃气管网系统及示例,.,3,一、燃气输配管网的分类,输配管网将门站(接收站)的燃气输送至各储气站、调压站、燃气用户，并保证沿途输气安全可靠。 燃气管网可按输气压力、敷设方式、管网形状、用途等加以分类。,.,4,(

2、一)按输气压力分类,我国城镇燃气管道按燃气设计压力P(MPa)分为七级。,.,5,(二)按敷设方式分类,(1)埋地管道 直接埋设、间接埋设 (2)架空管道,.,6,(三)按用途分类,(1)长距离输气管线 (2)城镇燃气管道 1)分配管道 2)用户引入管 3)室内燃气管道 (3)工业企业燃气管道 1)工厂引入管和厂区燃气管道 2)车间燃气管道 3)炉前燃气管道,.,7,(四)按管网形状分类,(1)环状管网 (2)枝状管网 (3)环枝状管网,.,8,(五)按管网压力级制分类,(1)单级系统：仅有低压或中压一种压力 (2)二级管网系统：两种压力 (3)三级管网系统：低压、中压、次高压 (4)多级管网

3、系统：低压、中压、次高压 、高压,.,9,二、城镇燃气管网系统及示例,(一)低压供应方式和低压一级制管网系统 (二)中压供气方式和中低两级制管网系统 (三)高压供气方式和高中低三级制管网系统,.,10,(一)低压供应方式和低压一级制管网系统,低压气源以低压一级管网系统供给燃气的输配方式，一般只适用于小城镇。,.,11,系统特点,(1)输配管网为单一的低压管网，系统简单，维护管理方便。 (2)无需压缩费用或只需少量的压缩费用。停电或压缩机故障，基本上不妨碍供气，供气可靠性好。 (3)对于供应区域大或供气量多的城镇，需敷设较大管径的管道而不经济。 因此，低压供应方式一般只适用于供应区域小，供气范围

4、在2-3km的小城镇。,.,12,(二)中压供气方式和中低两级制管网系统,(1)系统的特点 (2)中压单级管网系统 (3)中压B低压两级管网系统 (4)中压A低压两级管网系统,.,13,(1) 系统的特点,1)因输气压力高于低压供气，输气能力较大，可用较小的管径输送较多数量的燃气以减小管网的投资费用。 2)只要合理设置中低压调压器，就能维持比较稳定的供气压力。,.,14,(1) 系统的特点,3)输配管网系统有中压和低压两种压力级别，而且设有压缩机和调压器，维护管理复杂，运行费用较高。 4)由于压缩机运转需要动力，一旦储配站停电或其他事故，将会影响正常供气。,.,15,(1) 系统的特点,因此，

5、中压供气及二级制管网系统适用于供应区域较大、供气量也较大、采用低压供气方式不经济的中型城镇。,.,16,(2)中压单级管网系统,输气干管,气源厂,城镇燃气储配站,中压输气干管,配气管网,箱式调压器,用户燃具,加压,.,17,(2)中压单级管网系统,该系统减少了管材，故投资省。可提高燃烧效率。 但该系统安装水平要求高，供气安全性也比低压单级管网差。,.,18,(3)中压B低压二级管网系统,气源厂,中压管网,区域调压站,低压管网,加压,低压储气罐,用户燃具,高峰时,低峰时,高峰时,.,19,(3)中压B低压二级管网系统,该系统特点是采用低压配气，庭院管道在低压下运行比较安全，但投资要比中压单级系统

6、大。,.,20,(4)中压A低压两级管网系统,长输管线,燃气分配站,中压A管道,区域调压站,低压管网,工业企业,专用调压站,天然气,环网,.,21,(4)中压A低压两级管网系统,该系统特点是输气干管直径较小，比中压B低压二级系统节省投资。,.,22,(三)高压供气方式和高中低三级制管网系统,气源厂,高压管网,区域高中压 调压器,中压管网,区域中低 调压器,用户燃具,城镇的 天然气门站,低压管网,.,23,(三)高压供气方式和高中低三级制管网系统,系统的特点： (1) 投资和运行费用均较经济。 (2)因采用管道储气或高压储气罐，可保证在短期停电等事故时供应燃气。 (3)因三级制管网系统配置了多级

7、管道和调压器，增加了系统运行维护的难度。,.,24,(三)高压供气方式和高中低三级制管网系统,高压供应方式及三级制管网系统适用于供应范围大，供气量也大，并需要较远距离输送燃气的场合，可节省管网系统的建设费用，用于天然气或高压制气等高压气源更为经济。 三级系统通常含有中低压两级，另外一级管网是高(次高)压。,.,25,次高、中、低压三级管网系统,.,26,特点： 高压管道一般布置在郊区人口稀少的地区； 供气安全可靠； 系统复杂，维护管理不便，在同一条道路上往往要敷设两条不同等级的管道。,次高、中、低压三级管网系统,.,27,(四)多级管网系统,气源是天然气，该城市的供气系统采用地下储气库、高压储

8、气罐站以及长输管线储气。,.,28,(四)多级管网系统,高压B,次高压B,中压A,中压B,.,29,第二节 城镇燃气管网的布线,所谓城镇燃气管道的布线，是指城镇管网系统在原则上选定之后，决定各管段的具体位置。 城镇燃气管道一般采用地下敷设，当遇到河流或厂区敷设等情况时，也可采用架空敷设。,.,30,第二节 城镇燃气管网的布线,一、布线原则 二、城镇燃气管道地区等级的划分 三、燃气管网的平面布置 四、管道的纵断面布置 五、燃气管道穿越铁路、河流等障碍物的方法 六、压力大于1.6MPa 小于4.0MPa室外燃气管网的布线,.,31,一、布线原则,地下燃气管道宜沿城镇道路敷设。 一般敷设在人行便道或

9、绿化带内燃气管道的布线问题时，必须考虑到八种基本情况。,.,32,二、城镇燃气管道地区等级的划分,城镇燃气管道通过的地区，应按沿线建筑物的密集程度，划分为四个地区等级，并根据地区等级做出相应的管道设计。,200m,200m,1.6km,.,33,等级划分,1)一级地区：有12个或12个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。 独立住宅单元12 2)二级地区；有12个以上，80个以下供人居住建筑杨的任一地区分级单元。 12独立住宅单元80,.,34,等级划分,3)三级地区：有80个或80个以上供人居住建筑物的任一地区分级单元；或距人员聚集的室外场所90m内敷设管线的区域。 独立住宅单元80 4)四

10、级地区：地上4层或4层以上建筑物普遍且占多数的任一地区分级单元(不计地下室数)。,.,35,三、燃气管网的平面布置,(一)次高压、中压管网的平面布置 (二)低压管网的平面布置,.,36,(一)次高压、中压管网的平面布置,次高压管网的主要功能是输气。中压管网的功能则是输气并兼有向低压管网配气的作用。 布置原则有12条。,.,37,(二)低压管网的平面布置,低压管网的主要功能是直接向各类用户配气，是城镇供气系统中最基本的管网。 布置原则有6条。 为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于泄漏出的燃气影响相邻管道的正常运行，甚至逸入建筑物内，地下燃气管道与建筑物、构筑物以及其他各种管道之间应保持

11、必要的水平净距，见表4-20。,.,38,.,39,四、管道的纵断面布置,(一)管道的埋深 地下燃气管道埋深主要考虑地面动荷载，特别是车辆重荷载的影响以及冰冻线对管内输送气体中可凝物的影响。 在人行道下，0.9m； 非车行道下，0.6m; 庭院以及绿化带和载重汽车不能通过之地0.3m; 水田下0.8m。,.,40,四、管道的纵断面布置,(二)管道的坡度及排水器的设置 在输送湿燃气的管道中，不可避免有冷凝水或轻质油，为了排除出现的液体，需在管道低处设置排水器，各排水器之间距离一般不大于500m。管道应有不小于0.003的坡度，且坡向排水器。,.,41,四、管道的纵断面布置,(三)在一般情况下，燃

12、气管道不得穿越其他管道 如因特殊情况需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。,.,42,四、管道的纵断面布置,(四)地下燃气管道与其他管道或构筑物之间的最小垂直间距,.,43,五、燃气管道穿越铁路、河流等障碍物的方法,(一)燃气管道穿越铁路、高速公路、电车轨道和城镇交通干道 穿越交通干道采用地下穿越，分别设在套管或底沟内； 矿区、厂区则采用地上跨越(架空敷设)。 (二)燃气管道穿(跨)越河流 可以采用穿越河底、管桥跨越或道路桥梁跨越。,.,44,(一)燃气管道穿越铁路、高速公路、电车轨道和城镇交通干道,穿越高速公路、电车轨

13、道、城镇交通干道，要敷设在套管或地沟内； 穿越铁路，采用钢管或钢筋混凝土套管； 穿越电气化铁路以及铁路编组枢纽，采用架空敷设。,.,45,(二)燃气管道穿(跨)越河流,燃气管道水下穿越河流时，沟埋敷设，裸管敷设，顶管敷设，必须要有稳管措施。 沿桥架设，必须征得有关部门同意。 管桥跨越，管道支架应采用难燃或不燃材料制成，任何情况都要保证管道的稳定和不受破坏。,.,46,(二)燃气管道穿(跨)越河流,.,47,(二)燃气管道穿(跨)越河流,.,48,(二)燃气管道穿(跨)越河流,.,49,六、压力大于1.6MPa 小于4.0MPa室外燃气管网的布线,高压燃气管道的布置应符合七个方面的要求。,.,5

14、0,第三节 燃气管道材料、附属设备及防腐,一、燃气管道材料 二、附属设备 三、钢制燃气管道的防腐,.,51,一、燃气管道材料,用于输送燃气的管道材料有钢管、铸铁管、塑料管和复合管 一般应根据燃气的性质、系统压力、施工要求以及材料供应情况等来选用，并满足机械强度、抗腐蚀、抗震及气密性等各项基本要求。,.,52,(一)钢管,钢管具有强度高，韧性好，抗冲击性和严密性好，焊接加工方便等优点，但耐腐蚀性能较差，使用寿命约为30年。 用作输送燃气的钢管一般应采用低碳钢或低合金钢，焊接后的接口部位应与母材有同等强度。,.,53,(一)钢管,(1)钢管的分类 按制造方法可分为：卷焊钢管、无缝钢管及镀锌焊接钢管

15、。 (2)钢管的连接方式 1)焊接连接 2)法兰连接 3)螺纹(丝扣)连接,.,54,(二)铸铁管,用于燃气输配管道的铸铁管，一般采用铸模浇铸或离心浇铸方式制造出来。 铸铁管塑性好，钻孔、切割方便，耐腐蚀，使用寿命可达60年左右。,.,55,(二)铸铁管,(1)铸铁管的分类：铸铁管主要有灰铸铁管和球晶铸铁管两大类。 (2)铸铁管的连接方式：低压燃气铸铁管道的连接，广泛采用机械接口的形式。,.,56,(三)塑料管,具有耐腐蚀、质轻、流体流动阻力小、使用寿命长、施工简便、可盘卷、抗拉强度大以及管网运行管理容易且费用低廉等一系列优点。 但其刚性比钢管低，经剧烈碰撞容易断裂。,.,57,(三)塑料管,

16、(1)塑料管的分类 塑料管按其原材料的不同可分为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丁烯、ABS管(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名称: Acrylonitrile Butadiene Styrene )等。 经过不断的实践与淘汰，适用于输送燃气的塑料管主要是聚乙烯管。,.,58,(三)塑料管,(2)聚乙烯管连接方式 1)电热熔连接 2)热熔对接连接 3)热熔承插连接 4)旋压轮连接 5)螺纹连接 6)热焊连接 目前聚乙烯管道的连接方式主要采用电热熔连接和热熔对接连接。,.,59,(四)复合管,一般由内外两层聚乙烯中间夹铝、铜或合金层组成，金属层与聚乙烯依靠胶合层粘接。 连接方式：热熔承插,.,6

17、0,二、附属设备,主要有阀门、补偿器、排水器、放散管等，此外为在地下管网中安装阀门和补偿器，还要修建闸门。,.,61,阀门,作用：用来启闭管道通路或调节管道内介质流量。 要求：阀体的机械强度要高，转动部件灵活，密封部件严密耐用，对输送介质的抗腐蚀性强，零部件的通用性好。 种类：闸阀、旋塞阀、截止阀、球阀、蝶阀,.,62,补偿器,作用：调节管段胀缩量。 适用：架空管道和需要进行蒸汽吹扫的管道上；安装在阀门下侧，方便阀门拆卸和检修。 种类：钢制波形补偿器、橡胶卡普隆补偿器,.,63,.,64,排水器,根据管道中燃气的压力不同，排水器有不能自喷和能自喷的两种。,.,65,.,66,放散管,放散管是一

18、种专门用来排放管道中的空气或燃气的装置。 在管道投入运行时利用放散管排空管内的空气，防止在管道内形成爆炸性的混合气体。在管道或设备检修时，可利用放散管排空管道内的燃气。 放散管一般设在闸井中。,.,67,闸井,为保证管网的安全与操作方便，地下燃气管道上的阀门一般都设置在闸井中(塑料管可不设闸井)。 闸井应坚固耐久，有良好的防水性能，并保证检修时有必要的空间。 考虑到人员的安全，井筒不宜过深。,.,68,三、钢制燃气管道的防腐,(一) 腐蚀的原因 (二) 防腐方法,.,69,(一)钢制燃气管道腐蚀的原因,化学腐蚀 电化学腐蚀 杂散电流腐蚀 细菌腐蚀,.,70,化学腐蚀,单纯由化学作用引起。金属直

19、接和周围介质如氧、硫化氢、二氧化硫等接触发生化学反应，在金属表面上产生相应的化合物(如氧化物、硫化物等)。,.,71,电化学腐蚀,埋地管道各部位的金相组织结构不同，表面粗糙度不同以及作为电解质的土壤，其物理化学性质不均匀。例如含氧量，PH值不同等原因，使部分区域的金属容易电离形成阳极区，而另一部分金属不容易电离，相对来说电位较正的部分成为阴极区,.,72,电化学腐蚀,电子由电位较低的阳极区，沿管道流向电位较高的阴极区，再经电介质(土壤)流向阳极区，而腐蚀电流从高电位流向低电位，即从阴极区沿钢管流向阳极区，再经电解质(土壤)流向阴极区。,.,73,.,74,杂散电流腐蚀,由于外界各种电气设备的漏

20、电与接地，在土壤中形成杂散电流，其中危害最大的是直流电。,.,75,细菌腐蚀,根据对微生物参与腐蚀过程的研究发现，不同种类细菌的腐蚀行为，其条件也不相同。 在潮湿、通风与排水不良的缺氧土壤中存在厌氧硫酸盐还原菌，它能将可溶的硫酸盐转化为硫化氢，使埋地钢管阴极表面氢离子浓度增加，加速了管道的腐蚀过程。,.,76,(二)钢制燃气管道防腐方法,(1)净化燃气 (2)管道加内衬 (3)采用耐腐蚀管材 (4)绝缘层防腐 (5)电保护防腐蚀：牺牲阳极保护法、外加电源阴极保护法、排流保护法,.,77,第四节 燃气管道的运行管理及维护修复,一、城镇燃气管道的运行管理 二、燃气管道的投产置换 三、燃气管道的停气

21、降压施工 四、燃气管网运行中的安全技术 五、燃气管道的维护修复,.,78,一、城镇燃气管道的运行管理,管道系统在投入运行前需完成试压、吹扫等工序，投入运行后需定期检漏、清洗及进行日常维修保养。,.,79,(一)燃气管道的试压,试压包括强度试验和严密性试验。强度试验的目的是检查管材、焊缝和接头的明显缺陷。强度试验合格后，进行严密性试验。 城镇燃气管道的试压介质一般采用压缩空气。 试压持续时间一般不小于1h。,.,80,(二)管道的吹扫和清洗,燃气管道的吹扫需分段进行。吹扫管段的末端设有放散管或利用排水器的引出管作放散口之用。 通常用燃气直接进行吹扫，吹扫时现场应严禁火种，注意安全。,.,81,(

22、二)管道的吹扫和清洗,清洗城市干管：人力摇动绞车拉动特制刮刀及钢丝刷，沿管道内壁将其刮松并刷净； 长输管线：清管球法。,.,82,.,83,二、燃气管道的投产置换,(一)投产置换前的准备 (二)投产置换的实施 (三)管道换气时间估算 (四)投产置换有关注意事项,.,84,(一)投产置换前的准备,(1)了解投产置换管道相关参数，按照测绘图纸至现场逐一核对。 (2)置换方式的选择 1)间接置换法：惰性气体(一般用氮气) 2)直接置换法：用相连老管道的燃气输入新建管道直接置换管内空气。,.,85,(一)投产置换前的准备,(3)换气压力的确定 工作压力过低会增加换气时间，但如压力过高则燃气在管道内流速

23、增加，可能与管壁摩擦产生静电，同时，残留在管内的碎石等硬块会随着高速气流在管道内滚动，产生火花带来危险。,.,86,(一)投产置换前的准备,(4)放散管的数量、口径和放散点位置的确定 数量：根据置换管道长度和现场条件而确定，严防“盲肠”管道； 安装：远离居民住宅及明火； 口径：太小会增加换气时间，口径太大给安装放散管带来困难。,.,87,(一)投产置换前的准备,(5)现场通讯器材准备 各岗位有先后顺序和时间要求。 (6)现场安全措施落实 逐一宣传并现场检查，张贴告示。,.,88,(一)投产置换前的准备,(7)换气现场组织 各项工作需同步协调。 (8)管内“稳压”测试 换气前必须先进行以下两项措

24、施： 系统试压，利用压缩空气，寻找漏点并修复； 管内压力“监察”，防止管道发生破坏或意外。,.,89,(二)投产置换的实施,(1)根据方案规定的时间，各岗位人员就位 (2)由现场指挥部下达通气指令 (3)逐一开启排水器井梗阀门 (4)各放散点进入放散阶段 (5)“试样” 及判断方法 1)点火试样、2)测定气体合氧量 (6)换气的结尾工作,.,90,(三)管道换气时间估算,.,91,(四)投产置换有关注意事项,(1)投产置换之前施工部门应提供完整的管线测绘图，阀门、排水器和特殊施工的设备保养单及有关技术资料。投产置换后应及时办理交接手续。 (2)换气工作不宜选择在晚间和阴天进行。 (3)在换气开

25、始时，燃气的压力不能快速升高。,.,92,三、燃气管道的停气降压施工,在进行干管延伸、接装用户、管道大修更新等施工时需要暂时切断气源或降低燃气压力。在此情况下，为保证用户用气安全，应采取必要的安全措施。,.,93,(一)中压管道停气降压,中压管道因管内压力高，使用阻气袋(见图4-28)无法阻气，故一般采用关闭阀门停气的方法进行管道施工。,.,94,.,95,(二)低压管道停气降压,低压管道在根据不同情况采取停气或降压措施时，必须先查清所施工部位管道的供气情况。,.,96,(三)停气降压中应注意的有关事项,(1)中压管和低压管在施工中，确定影响用户的范围、停气降压允许的时间。应在施工前通知停气的

26、用户作好停气准备。 (2)停气降压的时间一般应避开高峰负荷时间。,.,97,(三)停气降压中应注意的有关事项,(3)中压管上停气时，为防止阀门关闭不严密，造成施工管段内压力增加，引起阻气袋位移，使燃气大量外泄，应在阀门旁靠近停气管段的一侧钻两个孔，安装测压仪表用。,.,98,(三)停气降压中应注意的有关事项,(4)施工结束后，在通气前应将停气管段内的空气进行置换。 (5)恢复通气前，必须通知所有停气的用户将燃具开关关闭；通气后再逐一通知用户放尽管内混合气再行点火。,.,99,(三)停气降压中应注意的有关事项,(6)大型工程以及出厂管、出站管的停气降压，因影响范围大，必须成立停气降压指挥部(组)，统一指挥、协调停气施工及用户安全供气等工作。 (7)停气降压时间经各方商定后，一般情况下不得更改。,.,100,四、燃气管网运行中的安全技术,燃气危险作业至少应由两人来完成，责任重大的作业应在工程技术人员的指导下进行。 工人和技术人员