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1、1,燃气工程设计规范,浙江省能源集团城市燃气有限公司,邵 旭 东2014-6-17,2,一、燃气工程常用规范二、城镇燃气工程设计相关规范的简介 1、城镇燃气管道压力级制 2、常规燃气工程 3、“点对点”燃气工程,燃气工程设计规范,3,国家规范,城镇燃气设计规范GB50028-2006工业金属管道工程施工规范GB50235-2010输送流体用无缝钢管GB/T8163-2008低压流体输送用焊接钢管GB/T3091-2008现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB50236-2011城镇燃气调压器GB27790-2011建筑设计防火规范GB50016-2006输气管道工程设计规范GB50251-20
2、03油气输送管道穿越工程设计规范GB50423-2007油气输送管道穿越工程施工规范GB50424-2007,一、燃气工程常用规范,行业规范,聚乙烯燃气管道工程技术规程CJJ63-2008城镇燃气输配工程施工及验收规范CJJ33-2005城镇燃气室内工程施工与质量验收规范CJJ94-2009,4,二、城镇燃气工程设计相关规范的简介,1、城镇燃气管道压力级制,为什么燃气需要进行压力分级？,1经济性2各类用户需要的燃气压力不同3消防安全要求,5,二、城镇燃气工程设计相关规范的简介,重点：a.计算流量b.管道布置与敷设c.调压装置d.计量装置e.安全及监控,2、常规燃气工程,城镇居民、商业、工业燃气
3、管道工程及市政中压燃气管道工程,6,2、一般燃气工程,a.计算流量(GB50028，)1 居民生活用燃气计算流量可按下式计算：Qh燃气管道的计算流量(m3/h)；N 同种燃具或成组燃具的数目；Qn燃具的额定流量(m3/h)；k 燃具同时工作系数，居民生活用燃具可按附录F确定。2 商业用和工业企业生产用燃气计算流量应按所有用气设备的额定流量并根据设备的实际使用情况确定。,实际负荷与总的额定负荷的比值。反映了多个燃具同时使用的几率及每个燃具使用时达到额定负荷的几率。,附录F 居民生活用燃具的同时工作系数K,某楼共10户居民，每户一台燃气双眼灶(Qn=0.8m3/h)和一台快速热水器(Qn=1.6m
4、3/h)。求该楼居民的小时计算流量？,按同时工作系数法求解，计算如下:,8,b.管道布置和敷设,二、城镇燃气工程设计相关规范的简介,(GB50028，6.3.3)地下燃气管道不得从建筑物和大型构筑物(不包括架空的建筑物和大型构筑物)的下面穿越。地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平和垂直净距，不应小于表和表的规定。,常用燃气管道,聚乙烯燃气管道,用聚乙烯混配料通过挤出成型工艺 生产的管材，用作埋地管道。(GB 15558.1),镀锌钢管,无缝钢管,用钢板或带钢经过卷曲成型后焊接制成的钢管；采用热镀锌工艺，耐腐蚀性好，一般用于低压。(GB/T 3091),热轧或者冷拉工艺成型，具有中空
5、截面、周边没有接缝的长条钢材；承压性好，一般用于高、中压。(GB/T 8163),*燃气管道的设计使用年限不应小于30年。(GB50494),表6.3.3-1 和表6.3.3-2 规定地下燃气管道与热力管的净距不适于聚乙烯燃气管道和钢骨架聚乙烯塑料复合管。详见CJJ63聚乙烯燃气管道工程技术规程,11,(GB50028，6.3.4)地下燃气管道埋设的最小覆土厚度(路面至管顶)应符合下列要求：1 埋设在机动车道下时，不得小于0.9m；2 埋设在非机动车车道(含人行道)下时，不得小于0.6m；3 埋设在机动车不可能到达的地方时，不得小于0.3m；4 埋设在水田下时，不得小于0.8m。,1、净距要求
6、的依据？2、为何要规定埋深？,参照现行的GB 50289城市工程管线综合规划规范编制的。,为了避免因埋设过浅使管道受到过大的集中轮压作用，造成设计浪费或出现超出管道负荷能力而损坏。,b.管道布置和敷设,1、净距要求的依据？2、为何要规定埋深？,聚乙烯管道要求为不得小于0.5m,12,(GB50028，6.3.10)燃气管道通过河流时，可采用穿越河底或采用管桥跨越的形式。当条件许可时，可利用道路桥梁跨越河流，并应符合下列要求：1 随桥梁跨越河流的燃气管道，其管道的输送压力不应大于0.4MPa。2当燃气管道随桥梁敷设或采用管桥跨越河流时，必须采取安全防护措施。3 燃气管道随桥梁敷设，宜采取下列安全
7、防护措施：1)敷设于桥梁上的燃气管道应采用加厚的无缝钢管或焊接钢管，尽量减少焊缝，对焊缝进行100无损探伤；,上述敷设在桥梁上通过河流的方式实践表明有着较大的优点，但与城市桥梁设计准则原规定燃气管道不得敷设于桥梁上有矛盾。2001年，经过专家讨论达成共识：当条件许可，允许利用道路桥梁跨越河流时，必须采取安全防护措施。并限定燃气管道输送压力不应大于0.4MPa”。,b.管道布置和敷设,13,二、城镇燃气工程设计相关规范的简介,c.调压装置,由调压器及其附属设备和管道组成件等组成，将较高燃气压力降至所需的较低压力的调压单元总称。常见的有调压箱和调压柜。(GB27790，GB27791)1.调压器的
8、分类：按作用原理：直接作用式、间接作用式 按用途和使用对象：区域调压器、专用调压器及用户调压器 按结构：截止式、轴流式 按被调参数：后压调压器、前压调压器 按进出口压力：,14,c.调压装置,2.调压器选型 体积换算(1)实际气体的状态方程 P 气体的绝对压力（Pa）v 气体的比容（m3/kg）（即气体体积/气体的质量）Z 压缩系数(可在专业手册上按图表查取)R 气体常数（J/KgK）T 气体的热力学温度（K）(2)根据气体状态方程，由工况体积向标况体积的转换公式为：,（b为标况，m为工况）,1.流量：应按调压器所承担的管网小时最大输送量的1.2倍确定。2.验算调压器的出口流速，防止噪音过大。
9、3.精度等级、适用压力等,15,c.调压装置,3.调压装置设置(GB50028，6.6.2)调压装置的设置应符合下列要求：1自然条件和周围环境许可时，宜设置在露天，但应设置围墙、护栏或车挡；2 设置在地上单独的调压箱(悬挂式)内时，对居民和商业用户燃气进口压力不应大于0.4MPa；对工业用户(包括锅炉房)燃气进口压力不应大于0.8MPa；3 设置在地上单独的调压柜（落地式）内时，对居民、商业用户和工业用户（包括锅炉房）燃气进口压力不宜大于1.6MPa；,(GB50028，6.6.3),17,c.调压装置,(GB50028，6.6.4)调压箱(悬挂式)1)调压箱的箱底距地坪的高度宜为1.01.2
10、m，可安装在用气建筑物的外墙壁上或悬挂于专用的支架上；当安装在用气建筑物的外墙上时，调压器进出口管径不宜大于DN50；2)调压箱到建筑物的门、窗或其他通向室内的孔槽的水平净距应符合下列规定：当调压器进口燃气压力不大于0.4MPa时，不应小于1.5m；当调压器进口燃气压力大于0.4MPa时，不应小于3.0m；调压箱不应安装在建筑物的窗下和阳台下的墙上；不应安装在室内通风机进风口墙上；3)安装调压箱的墙体应为永久性的实体墙，其建筑物耐火等级不应低于二级；（参照GB50016建筑设计防火规范）4)调压箱上应有自然通风孔。,18,二、城镇燃气工程设计相关规范的简介,d.计量装置,燃气计量装置称燃气表或
11、燃气流量计，用以累计通过管道的燃气的体积或质量。由于气体计量易受温度和压力的影响，计量装置上可附设温度和压力补偿装置。1.根据工作原理分类,流量计,容积式,膜式燃气表,速度式,差压式,质量式,气体腰轮流量计,气体涡轮流量计,超声波流量计,d.计量装置,2.常用流量计概况表,20,d.计量装置,3.流量计的选型(1)类型的选择 流量计的测量精度不是燃气计量选型的唯一条件，设计要根据燃气设备的实际运行工况，综合考虑流量计的成本及安装、使用、维护成本，合理选择满足测量要求的流量计。（始动流量）(2)量程的选择方法：1）测量介质的工况换算；2）测量介质的量值宜在流量计最大计量流量的20%-85%的量程
12、范围内。(3)计量修正：根据介质的特性压力、温度、密度、粘度、压缩性等因素，考虑进行补偿修正。（例：配备体积修正仪）,21,d.计量装置,4.安装位置要求(GB50028，10.3.2)(1)宜安装在不燃或难燃结构的室内通风良好和便于查表、检修的地方。(2)严禁安装在下列场所：1)卧室、卫生间及更衣室内；2)有电源、电器开关及其他电器设备的管道井内，或有可能滞留泄漏燃气的隐蔽场所；3)环境温度高于45的地方；4)经常潮湿的地方；5)堆放易燃易爆、易腐蚀或有放射性物质等危险的地方：6)有变、配电等电器设备的地方；7)有明显振动影响的地方；8)高层建筑中的避难层及安全疏散楼梯间内。,22,d.计量
13、装置,(3)燃气表的环境温度，当使用人工煤气和天然气时，应高于0；当使用液化石油气时，应高于其露点5以上。(4)住宅内燃气表可安装在厨房内，当有条件时也可设置在户门外。住宅内高位安装燃气表时，表底距地面不宜小于1.4m；当燃气表装在燃气灶具上方时，燃气表与燃气灶的水平净距不得小于30cm；低位安装时，表底距地面不得小于10cm。(5)商业和工业企业的燃气表宜集中布置在单独房间内，当设有专用调压室时可与调压器同室布置。,23,二、城镇燃气工程设计相关规范的简介,e.安全及监控,1.加臭(GB50028，3.2.3)城镇燃气应具有可以察觉的臭味，燃气中加臭剂的最小量应符合下列规定：1 无毒燃气泄漏
14、到空气中，达到爆炸下限的20时，应能察觉；2 有毒燃气泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度时，应能察觉：对于以一氧化碳为有毒成分的燃气，空气中一氧化碳含量达到002(体积分数)时。应能察觉。,因为天然气无色无味，泄漏不容易察觉，而加臭剂是一种具有强烈气味的有机化合物或混合物。当以很低的浓度加入燃气中，使燃气有一种特殊的、令人不愉快的警示性臭味，以便发生燃气泄漏时易被察觉。,为什么要对天然气进行加臭？,目前广泛使用的加臭剂是四氢噻吩，用量不宜小于20mg/m3。,24,e.安全及监控,2.燃气报警(GB50028，10.8.1)在下列场所应设置燃气浓度检测报警器：1 建筑物内专用的封闭式燃气调
15、压、计量间；2 地下室、半地下室和地上密闭的用气房间；3 燃气管道竖井；4 地下室、半地下室引入管穿墙处；5 有燃气管道的管道层。3.其他(GB50028，10.4.4)家用燃气灶的设置应符合下列要求：燃气灶应安装在有自然通风和自然采光的厨房内。利用卧室的套间(厅)或利用与卧室连接的走廊作厨房时，厨房应设门并与卧室隔开。例：酒店式公寓和保障性住房,地上密闭房间包括地上无窗或窗仅用作采光的密闭房间等。,核心部件为气敏传感器，当燃气在空气中的浓度超过设定值，仪器就会被触发，对外发出声光报警信号，同时可与排风设备和紧急切断阀进行联锁。,25,e.安全及监控,(GB50028，10.2.21)地下室、
16、半地下室、设备层和地上密闭房间敷设燃气管道时，应符合下列要求：1 净高不宜小于2.2m。2 应有良好的通风设施。房间换气次数不得小于3次/h；并应有独立的事故机械通风设施，其换气次数不应小于6次/h。3 应有固定的防爆照明设备。4 应采用非燃烧体实体墙与电话间、变配电室、修理间、储藏室、卧室、休息室隔开。,间距都正确吗？,调压柜进口压力为中压，3#楼为一级高层建筑，间距8m,3KPa为低压，距外墙0.7m,0.4MPa为中压A，距外墙1.5m,调压柜进口压力为中压，1#楼为一般建筑，间距4m,27,二、城镇燃气工程设计相关规范的简介,3、“点对点”燃气工程,“点对点”供应,瓶组站,CNG瓶组供
17、气站,LNG瓶组气化站,CNG释放站(小规模的储配站),小型LNG气化站,“点对点”供应,瓶组站,“点对点”供应,瓶组站,“点对点”供应,0.4MPa,3KPa,20MPa 卸气,a.CNG瓶组供气站 1.压缩天然气：经过脱水、过滤、脱硫，经压缩机压缩到压力大于或等于10MPa且不大于25MPa的气态天然气，缩写为CNG。2.压缩天然气瓶组：具有压缩天然气加(卸)气系统和安全防护及安全放散等设施，固定在瓶筐上的多个压缩天然气瓶组合。3.压缩天然气瓶组供应站：采用压缩天然气气瓶组作为储气设施，具有将压缩天然气卸气、调压、计量和加臭，并送入城镇燃气输配管道功能的设施。4.典型工艺流程,3、“点对点
18、”燃气工程,CNG瓶组,一级换热器,一级调压器,二级换热器,二级调压器,三级调压器,城镇管网或用户,计量,加臭,29,(GB50028，7.4.1-7.4.2)瓶组供气站的规模应符合下列要求：1 气瓶组最大储气总容积不应大于1000m3，气瓶组总几何容积不应大于4m3。2 气瓶组储气总容积应按1.5倍计算月平均日供气量确定。压缩天然气瓶组供气站宜设置在供气小区边缘，供气规模不宜大于1000户。,a.CNG瓶组供气站,气瓶组最大储气总容积为各气瓶组总几何容积(m3)与其最高储气压力(绝对压力102kPa)乘积之和，并除以压缩因子。,一年中逐月平均的日用气量中出现最大值的月份。,30,a.CNG瓶
19、组供气站,(GB50028，7.4.3-7.4.4)气瓶组应在站内固定地点设置。气瓶组及天然气放散管管口、调压装置至明火散发火花的地点和建、构筑物的防火间距不应小于表的规定。气瓶组可与调压计量装置设置在一起。,b.LNG瓶组供气站 1.液化天然气：经压缩、冷却至其沸点温度后变成液态的天然气，缩写为LNG。2.液化天然气瓶组供应站：采用液化天然气气瓶作为储气设施，具有将液化天然气气化、调压、计量和加臭，并送入城镇燃输配管道功能的设施。3.BOG：LNG储罐内吸收外界热量后气化产生的闪蒸气体，日蒸发率约为0.3%。4.空温式气化器：利用空气自然对流加热换热管中的低温液 体，使其完全蒸发成气体；是一
20、种集空温式和加热式汽化 功能、可替代加热汽化产品的高效节能换热设备。,3、“点对点”燃气工程,5.典型工艺流程,b.LNG瓶组供气站,LNG瓶组,空温式气化器,调压器,计量,城镇管网或用户,加臭,BOG气化器,加热器(必要时),储存在杜瓦瓶中的LNG通过气瓶自增压器进行增压，在压力的作用下液态天然气进入液相保冷管道、流入主空温式气化器进行气化，气化后进入主调压器调压；储罐内BOG进入气相管道在BOG气化器进一步换热气化，通过BOG调压器调压，随主气流计量加臭后进入供气管网。,BOG调压器,33,b.LNG瓶组气化站,(GB50028，、9.3.4-9.3.5)液化天然气瓶组气化站采用气瓶组作为
21、储存及供气设施，应符合下列要求：1 气瓶组总容积不应大于4m3。2 单个气瓶容积宜采用175L钢瓶，最大容积不应大于410L，灌装量不应大于其容积的90%。3 气瓶组储气容积宜按1.5倍计算月最大日供气量确定。气瓶组应在站内固定地点露天(可设置罩棚)设置。气瓶组与建、构筑物的防火间距不应小于表的规定。气化装置的总供气能力应根据高峰小时用气量确定。气化装置的配置台数不应少于2台，且应有1台备用。瓶组气化站的四周宜设置高度不低于2m的不燃烧体实体围墙。,34,b.LNG瓶组气化站,表9.3.2 气瓶组与建、构筑物的防火间距(m),(GB50028，9.3.3)设置在露天(或罩棚下)的空温式气化器与
22、气瓶组的间距应满足操作的要求，与明火、散发火花地点或其他建、构筑物的防火间距应符合本规范第条气瓶总容积 2m3一档的规定。,20MPa 卸气,二、城镇燃气工程设计相关规范的简介,c.CNG释放站 1.压缩天然气储配站：具有将槽车、槽船运输的压缩天然气进行卸气、加热、调压、储存、计量、加臭，并送入城镇燃气输配管道功能的站场。2.压缩天然气释放站：当压缩天然气气瓶转运车直供的气量能够满足用户需要，储配站内可不设储罐，直接通过调压调节至为用户供气的压力。即小规模的压缩天然气储配站。3.典型工艺流程,0.4MPa,3KPa,CNG气瓶车,一级换热器,一级调压器,二级换热器,二级调压器,三级调压器,低压
23、管网或用户,计量,加臭,中压管网,加臭,36,c.CNG释放站,(GB50028，7.3.8-10)气瓶车固定车位与站外建、构筑物的防火间距应符合本规范第条的规定。气瓶车固定车位与站内建、构筑物的防火间距应符合本规范第条的规定。气瓶车固定车位的设置和气瓶车的停靠应符合本规范第条和条的规定。卸气柱的设置应符合本规范第条有关加气柱的规定。,加气柱与站内设施及建、构筑物的间距要求（m）,表7.2.4 气瓶车固定车位与站外建、构筑物的防火间距(m),表7.2.5 气瓶车固定车位与站内建、构筑物的防火间距(m),1、建筑耐火等级不应低于现行国家标准建筑设计防火规范GB 50016中“二级”规定。2、气瓶
24、车在固定车位储气总几何容积不大于18m3，且最大储气总容积不大于4500m3时，应符合汽车加油加气站设计与施工规范GB50156的规定。,39,3、“点对点”燃气工程,*CNG/LNG瓶组站及CNG释放站消防(GB50183，8.1.2)集输油工程中的井场、计量站等五级站，集输气工程中的集气站、配气站、输气站、清管站、计量站及五级压气站、注气站，采出水处理站可不设消防给水设施。(GB50183，8.9.1)油气站场内建(构)筑物应配置灭火器，其配置类型和数量按现行国家标准建筑灭火器配置设计规范GB50140的规定确定。CNG/LNG瓶组站及CNG释放站可按五级站场处理，所以仅需按规范配置灭火器
25、即可，可不设置消防给水设施。,3、“点对点”燃气工程,d.小型LNG气化站（通常采用1-2个50m3或100m3的储罐）1.液化天然气气化站：具有将槽车或槽船运输的液化天然气进行卸气、储存、气化、调压、计量和加臭，并送入城镇燃气输配管道功能的站场。2.水浴式加热器：通过热水与低温液态气体进行热交换，从而使低温液态气体气化成气态气体的一种设备。3.典型工艺流程,41,d.小型LNG气化站,(GB50028，、9.2.7-8)液化天然气气化站的液化天然气储罐、集中放散装置的天然气放散总管与站外建、构筑物的防火间距不应小于表的规定。液化天然气气化站的液化天然气储罐、集中放散装置的天然气放散总管与站内
26、建、构筑物的防火间距不应小于表的规定。注：间距的计算应以储罐的最外侧为准。液化天然气气化站应设置高度不低于2m的不燃烧体实体围墙。液化天然气气化站生产区应设置消防车道，车道宽度不应小于3.5m。当储罐总容积小于500m3时，可设置尽头式消防车道和面积不应小于12m x12m的回车场。,42,d.小型LNG气化站,(GB50028，9.2.11-12)气化器、低温泵设置应符合下列要求：1 环境气化器和热流媒体为不燃烧体的远程间接加热气化器、天然气气体加热器可设置在储罐区内，与站外建、构筑物的防火间距应符合现行国家标准建筑设计防火规范GB 50016中甲类厂房的规定。2 气化器的布置应满足操作维修
27、的要求。3 对于输送液体温度低于-29的泵，设计中应有预冷措施。液化天然气集中放散装置的汇集总管，应经加热将放散物加热成比空气轻的气体后方可排入放散总管；放散总管管口高度应高出距其25m内的建、构筑物2m以上，且距地面不得小于10m。,43,d.小型LNG气化站,*LNG气化站消防(GB50028，9.5.1)液化天然气气化站在同一时间内的火灾次数应按一次考虑，其消防水量应按储罐区一次消防用水量确定。液化天然气储罐消防用水量应按其储罐固定喷淋装置和水枪用水量之和计算，其设计应符合下列要求：1总容积超过50m3或单罐容积超过20m3的液化天然气储罐或储罐区应设置固定喷淋装置。喷淋装置的供水强度不
28、应小于0.15L/(sm2)。着火储罐的保护面积按其全表面积计算，距着火储罐直径(卧式储罐按其直径和长度之和的一半)1.5倍范围内(范围的计算应以储罐的最外侧为准)的储罐按其表面积的一半计算。2 水枪宜采用带架水枪。,44,d.小型LNG气化站,*LNG气化站消防(GB50028，9.5.3)消防水池的容量应按火灾连续时间6h计算确定。但总容积小于220m3且单罐容积小于或等于50m3的储罐或储罐区，消防水池的容量应按火灾连续时间3h计算确定。当火灾情况下能保证连续向消防水池补水时，其容量可减去火灾连续时间内的补水量。,45,d.小型LNG气化站,*LNG气化站消防(GB50028，9.5.6
29、)站内具有火灾和爆炸危险的建、构筑物、液化天然气储罐和工艺装置区应设置小型干粉灭火器，其设置数量除应符合表的规定外，还应符合现行国家标准建筑灭火器配置设计规范GB 50140的规定。表9.5.6 干粉灭火器的配置数量,46,3、“点对点”燃气工程,e.管道及附件选择 1.针对压缩天然气高压的特点，管道应采用高压无缝钢管。相关技术性能应符合下列标准：高压锅炉用无缝钢管GB 5310 流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T 14976 化肥设备用高压无缝钢管 GB 6479 2.针对液化天然气低温的特点，使用温度低于-20的管道应采用奥氏体不锈钢无缝钢管。相关技术性能应符合流体输送用不锈钢无缝钢管GB/
30、T 14976 3.系统的管件、设备与阀门的设计压力或压力级别不应小于系统的设计压力，其材质应与介质情况相适应。,47,参考书目：1、GB50028-2006城镇燃气设计规范2、燃气输配(第四版)，段常贵主编，中国建筑工业出版社,48,谢 谢！,(1)MRS 最小要求强度，是指在20和50年内压长期作用下，管道(PE或PVC等)环向抗拉强度的最低保证值。MRS 值的10倍定义为PE管材料等级的分级值。例：PE80 是指 MRS 为 8.0MPa的聚乙烯材料。,(2)SDR 标准尺寸比，指公称直径与公称壁厚的比值。例：某聚乙烯管道的公称直径为110mm，壁厚为10mm，则SDR=110/10=11,即为SDR11的聚乙烯管道。,CJJ63，表4.1.3 聚乙烯燃气管道的最大允许工作压力(MPa),
