第三章_城市燃气需用量及供需平衡

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1、第三章_城市燃气需用量及供需平衡 第3章 城市燃气需用量及供需平衡 城市燃气需用量 2.12.2燃气需用工况 燃气输配系统的小时计算流量 2.3燃气输配系统的供需平衡 2.4第二章 1学习提示:(1)理解几个概念(2)掌握燃气的小时计算流量方法(3)了解供需平衡的调节方法(4)掌握储气容积的计算 难点:储气容积的计算2第二章 第二章 2需用量:即年用气量?年用气量是确定气源、管网和设备燃气通过能力的依据?年用气量主要取决于用户的类型、数量及用气量指标3第二章 第二章 3城市燃气需用量及供需平衡2.1 城市燃气需用量?供气对象及供气原则?供气对象及其用气特点?供气原则?城市燃气需用量的计算?各类

2、用户的用气量指标?城市燃气年用气量计算第二章 4城市燃气需用量及供需平衡2.1.1 供气对象及供气原则 1. 供气对象及其用气特点 居民生活用户?炊事、生活用热水;单户用气量不大,但用气随机性强。商业用户?公共建筑设施、机关、科研机构等;用气量不很大,用气较规律。 工业企业用户 ?生产工艺热加工燃料或原料;用气规律、量大、用气较均匀、可要求工业用户在规定的时间内停气或用气。 其他用户 ?采暖空调、汽车燃料、农业生产、燃气发电等。第二章 5城市燃气需用量及供需平衡2. 供气原则基本原则:?涉及国家的能源政策及环保政策,并与当地具体情况、条件密切相关?应从高效、节能、环保方面考虑。 (1)民用用户

3、供气原则优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气。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。第二章 6城市燃气需用量及供需平衡2工业用户供气原则根据城市气源情况确定。人工燃气:?靠近燃气管网、用气量不很大,但在工艺上使用燃气后,可使产品产量及质量有很大提高的高、精、尖工业,且生产工艺必须使用煤气,且节能显著的中小型工业企业应优先供应。?用气量很大的工业用户?自行产气。天然气:城镇天然气充足时,应大力发展工业企业。第二章 7城市燃气需用量及供需平衡3 工业与民用供气的比例? 应优先发展民用用气,同时发展工业用气,两者要应优先发展民用用气,同时发展工业用气,两者要兼顾。兼顾。比例的

4、确定:?城市燃气供应和需求的具体情况出发?考虑发展一定数量的工业用户(用气比较均匀、有些为缓冲用户)。?有利于平衡城市燃气使用的不均匀性,减少燃气储存容量、减小高峰负荷、有利于节假日调度平衡。?发展低碳经济,天然气占城镇能源的比例将大幅度升高。第二章 8城市燃气需用量及供需平衡(4)燃气采暖与空调用户供气原则人工燃气:不发展燃气采暖与空调;天然气:充足时,可发展燃气采暖与空调。(5)其他户供气原则气源为天燃气或液化石油气时:气源充足时,发展天然气发电、燃气汽车等。第二章 9城市燃气需用量及供需平衡2.1.2 城市燃气需用量的计算1. 各类用户的用气量指标 即用气定额 1 居民生活用气量指标q各

5、类燃气热值不同城镇居民生活用气量指标MJ/人?年有集中供 无集中供 有集中供 无集中供城镇地区城镇地区 暖的用户 暖的用户 暖的用户 暖的用户东北地区 2303-2721 1884-2303 成都 - 2512-2931华东、中- 2093-2303 上海 - 2303-2512南地区北京 2721-3140 2512-2931?注:1. 本表系指:户装一个燃气表的居民用户,在住宅内做饭和热水的用气量.不适用于瓶装液化石油气的居民用户2. 采暖系指非燃气采暖。 3. 燃气热值按低热值计算。第二章 10城市燃气需用量及供需平衡影响因素 用气设备是否齐全 公共生活服务网是否发达 居民的生活水平、生

6、活习惯 地区的气象条件 燃气的价格 住宅内是否集中采暖和供热水 第二章 11城市燃气需用量及供需平衡2商业用户用气量指标常用指标:见表2-2。影响因素: 用气设备效率 食品加工方式 气候条件等,注:居民生活和商业的用气量指标:应根据当地居民生活和商业用气量的统计数据分析确定。第二章 12城市燃气需用量及供需平衡3工业企业用气量指标产品的耗气量定额及其年产量。也可按同行业、类似企业的 产品用气定额选取。将工业企业其他燃料的年用量,折算成用气量?如在编制上海临港新城天然气管网规划时: 结合目前在上海实际运行的工业区,如:宝山工业区、嘉定工业区、漕泾化工区及金桥工业区等多个以工业为主的区域的实际用气

7、情况,对比工业性质,对于一般工业用户按照3 28000m /d?km 考虑;对于用气量较大的、相对比较集中的工业用户主要在重装备园区中,按照一般工业用气的2.5倍3 220000m /d?km 考虑。由此根据工业用户的规划占地面积,基本预测出临港新城远期各城区的工业用气量。第二章 13城市燃气需用量及供需平衡(4)建筑采暖与空调用气量指标可按国家现行标准城市热力网设计规范或当地建筑物耗热量指标确定。(5) 燃气汽车用气量指标应根据当地燃气汽车种类、车型和使用量的统计数据分析确定。当缺乏用气量的实际统计资料时,可按已有燃气汽车城镇的用气量指标分析确定。第二章 14表2 为北京用户的用气负荷指标?

8、为北京市的规划、设计和运行调度提供比较可靠的依据, 也为其他城市的工程提供参考。第二章 15城市燃气需用量及供需平衡2. 城市燃气年用气量计算1居民生活年用气量 N k q3m /aQyHl式中:N:居民人数 规划?应考虑人口的增长 k:气化率用气人口数占用城镇总人口数的百分数与城市结构、房屋结构、居住分布有关。在目前我国现有的条件下,不管气源是否充足,可以说每个城市的气化率都小于100%。 第二章 16城市燃气需用量及供需平衡2商业用户年用气量M N qQyHl式中:M?各类用气人数占总人口数的百分数。 3 H ?燃气的低热值 (kJ/Nm )l商业用户的用气人数,在做规划时,应根据一定的公

9、建设施标准。无准确数据资料:按居民生活用气量的10%-30%估算。 第二章 17城市燃气需用量及供需平衡3工业企业年用气量已知工业产品用气定额时: 年用气量用气定额年产量 已知企业其他燃料的年用量时:?1000G Hy gQyHl H ?其他燃料的低热值、设备效率g Gy ? 其他燃料年用量 (t/a)参考已用燃气且生产规模相近的同类企业年耗气量估算。第二章 18城市燃气需用量及供需平衡4建筑物供暖年用气量F q nfQyHl2 F: 使用燃气供暖的建筑面积(m ) 2 q : 民用建筑物的热指标 kJ/m ?h f n: 供暖最大负荷利用小时数(燃气用户连续以最大小时用气量耗尽其年用气量的小

10、时数), tt n - 供暖期 (h/a11 2nn1t - 供暖室内计算温度1tt1 3t - 供暖期室外平均温度2t -供暖室外计算温度 3第二章 19城市燃气需用量及供需平衡(5)末预见量 考虑管网燃气的漏损及发展过程中的未预见供气量,一般为总量的5-7% 。城市年用气总量城市的年用气量为各类用户的年用气量之和。 第二章 20城市燃气需用量及供需平衡2.2 燃气需用工况用户的用气工况:月用气工况、日用气工况、小时用气工况。 用气的不均匀性分三种:月、日、时不均匀性各类用户的用气不均匀性取决于很多因素: 气候条件; 居民生活水平及生活习惯; 工业企业的生产工艺性质、用气设备的工作情况连续式

11、还是间歇式、生产班次二班制还是三班制; 各类用户用气量在城市总用气量中的比例分配。 第二章 21城市燃气需用量及供需平衡2.2.1 月用气工况居民和商业用户:影响因素主要是气候条件。 工业企业:月用气可以近似认为是均匀的,影响因素主要是生产工艺性质。 建筑采暖或夏季空调:月用气不均匀性很突出,影响因素主要是当地气候。 月不均匀性的表示方法:月不均匀系数最大的月称为计算月第二章 22城市燃气需用量及供需平衡月不均匀系数值最大的月,称为计算月。k 一般取1.1 1.3。?年负荷图1年用气量和需用工况:制定用户的供气计划和调峰设施,并预先制定在用气量低的季节维修燃气管道和设备例如:冬夏燃气耗量比例:

12、冬夏燃气耗量比例:法国、加拿大冬夏燃气消耗量为4:1;巴黎地区:7比1;一般说来耗气量冬季为夏季的2-3倍,个别高寒地区高达11倍。我国北方:一些城市居民用户用煤炉采暖,并兼作热水或炊事?冬季的用气量反而比夏季的用气量少。若采用燃气采暖 :冬季燃气耗气量更是成倍增加第二章 23城市燃气需用量及供需平衡2.2.2 日用气工况居民和商业用户:日用气工况最不稳定,取决于居民生活习惯、气温变化等。 工业企业:日用气工况变化不大,除节假日及轮休日外。 采暖用户:采暖期内日用气量变化不大。 日不均匀系数:一个月(或一周)中日用气量的变化情况表示方法:该月的k 该月的日高峰系数,一般取1.051.2。2一年

13、中的月高峰系数和日高峰系数均在同一个月。?月(周)负荷图第二章 24城市燃气需用量及供需平衡2.2.3 小时用气工况居民和商业用户?一天中的用气不均匀性最显著?主要取决于居民生活习惯、用户数量、职业差别等。?每日有早、中、晚三个用气高峰。工业用户?小时用气不均匀性不明显,?与工作班制、工作时数有关。采暖用户?若为连续供暖,则小时用气波动小;?若为间歇供暖,则小时用气波动大。 小时用气不均匀性的表示方法:该日小时高峰系数k ,3一般取2.23.2 。第二章 25居民炊事用气日负荷第二章 26两类商业用户用气日负荷第二章 27第二章 28城市燃气需用量及供需平衡某城市小时不均匀系数一个月中:小时高

14、峰系数和日高峰系数在同一日。?日负荷图第二章 29城市燃气需用量及供需平衡2.3 燃气输配系统的小时计算流量定义:是指某城市一年中用气量最大的那个小时的燃气流量。计算月小时最大流量计算月小时最大流量作用:决定系统中管径、设备的通过能力?使系统满足所有用户需要。意义:正确计算小时计算流量,将会使燃气输配系统更为经济、可靠。方法:同时工作系数法、不均匀系数法 第二章 30城市燃气需用量及供需平衡1、 室内和庭院燃气管道的小时计算流量3Qk k N Q 同时工作系数法:Nm /ht 0 n k ?不同类型用户的同时工作系数。缺乏资料时,可取1。t k ?同一类型燃具或组合燃具的同时工作系数。0 N

15、?同一类型燃具或组合燃具的数目;3 Q ?同一类型燃具或组合燃气的额定流量Nm /hn 特点:考虑了一定数量的燃具同时工作的概率、用户燃具设置情况;没考虑使用同一燃具的人数差异。适用:庭院(包括独立居民小区)燃气支管和室内燃气管道计算流量的确定。第二章 31第二章 32城市燃气需用量及供需平衡2、 城市燃气分配管道的计算流量(1)不均匀系数法 (1)不均匀系数法Qy QK K K1 2 3336524Nm /h特点:?考虑:居民用户用气目的、气化总人数、用气定额、用气规律;?没考虑:户内燃具数、户内燃具的额定流量等因素对小时计算流量的影响。适用:?城镇燃气系统规划、设计阶段确定居民生活和商业燃

16、气分配管道的小时计算流量。第二章 33(2)供气量最大利用小时数法(2)供气量最大利用小时数法Q其中: y 8760Qn K K Kn1 2 3 供气量最大利用小时数n: 是假设把全年8760h所使用的燃气,按一年中最大小时用量即最大需用条件下 连续大量使用所能延续的小时数。供气量最大利用小时数n负荷乘数1/n负荷类型 年负荷乘数 1/n 最大利用小时数 n无燃气采暖0.000181 5525居民商业 0.000191 52360.000330 3030工业有燃气采暖0.000547 1828所有类型用户第二章 34城市燃气需用量及供需平衡计算流量中高峰系数k的确定?居民和商业用户:?据该城镇

17、各类用户燃气用量的变化情况,编制成月、日、小时用气量资料,经分析研究确定。?无资料时按下列范围选取: k 1.11.3; k 1.051.2;K 2.23.21 2 3?工业企业和燃气汽车用户:?宜按每个独立用户生产的特点和燃气用量的变化情况,编制成月、日、小时用气量资料确定。第二章 353、采暖、通风和空调用户的小时计算流量按国家现行标准中有关规定、并考虑燃气采暖、通风和空调的热效率折算确定。?采暖的燃气小时计算流量:qAfQH?l2q : 民用建筑物的热指标 kJ/m ?hfqA?通风空调的:fQHC O PlQWQ?小区生活热水的:H?l第二章 36城市燃气需用量及供需平衡2.4 燃气输

18、配系统的供需平衡Q燃气的供需平衡:是燃气气源的供应和使用的平衡。用气量原因供气量?一方面燃气用户的用气不均匀性o?另一方面是燃气生产部门供t气的相对均匀性。?为了解决均匀供气和不均匀用气的矛盾;同时使供气设施的利用率达到最高值,以获得最佳的经济效益;?须采取合适的方法满足输配系统的供需平衡。 第二章 37城市燃气需用量及供需平衡2.4.1 供需平衡方法1. 改变气源的生产能力和设置机动气源2. 利用缓冲用户和发挥调度的作用3. 利用储气设施第二章 38城市燃气需用量及供需平衡1. 改变气源的生产能力和设置机动气源 必须考虑:?气源启、停的难易程度,?气源生产负荷变化的可能性和变化幅度,?供气的经济性、安全可靠性。作用:可平衡月季 、日不均匀性。3?如:2008冬南京的天然气日缺口在50万m 左右?采购液化天然气、压缩天然气等作机动气源.第二章 39