【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (／kg)計(jì)算在內(nèi)的熱值稱為高熱值。實(shí)際上，在天然氣燃燒時(shí)，由于煙筒內(nèi)煙道氣溫度很高，燃燒產(chǎn)生的蒸汽不能凝結(jié)，汽化潛熱并無(wú)法利用，從高熱值中減去實(shí)際上不能利用的汽化潛熱就是低熱值，工程上通常用的都是低熱值。天然氣的燃燒熱值決定了它的熱力價(jià)值，是天然氣很重要的質(zhì)量指標(biāo)，在下列幾種常用燃料中天然氣的燃燒熱值最高。其中，天然氣：46055kJ／kg； 氣田氣：35588～41868kJ／m3； 油田氣：35588～66989kJ／m3； 煤：29308 kJ／kg；干木材：12560 kJ／kg。 天然氣的爆炸性天然氣在空氣中的含量達(dá)到一定比例時(shí)，就與空氣構(gòu)成爆炸性的混合氣體，這種氣體遇到火源，就會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸。在形成爆炸的混合氣體中，天然氣在混合氣中的最低含量叫爆炸下限，低于爆炸下限就不會(huì)爆炸。最高含量叫爆炸上限，高于爆炸上限也不會(huì)爆炸。上、下限之間叫爆炸范圍或爆炸極限。在常溫常壓下，天然氣的爆炸范圍約為5％～15％。壓力對(duì)爆炸范圍是有影響的，爆炸威力與壓力成正比。壓力愈高爆炸范圍愈大。天然氣含量小于4％時(shí)是不會(huì)爆炸的。 天然氣的計(jì)量單位及標(biāo)準(zhǔn)條件我國(guó)天然氣計(jì)量常以體積表示，單位是立方米，即以立方米(m3)為計(jì)量單位。天然氣的重要特性之一，是它具有壓縮性和膨脹性，故天然氣隨著壓力、溫度條件的變化而改變體積。為了便于比較和量度氣體的體積，必須指定一種壓力和溫度作為標(biāo)準(zhǔn)，大家統(tǒng)一使用標(biāo)準(zhǔn)條件。在國(guó)際物理學(xué)界是以壓力為101325Pa、溫度為0℃作標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，各個(gè)國(guó)家又根據(jù)本國(guó)情況各自定立標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)定壓力為101325Pa、溫度為20℃作為天然氣計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)條件。 天然氣的壓縮系數(shù)當(dāng)燃?xì)鈮毫Φ陀?MPa和溫度在10～20℃時(shí)，在工程上還可當(dāng)作理想氣體。當(dāng)壓力很高、溫度很低時(shí)，用理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算引起的誤差將很大。實(shí)際工程中，在理想氣體狀態(tài)方程中引入考慮氣體壓縮性的壓縮因子Z，可得實(shí)際氣體狀態(tài)方程。壓縮因子Z是隨溫度和壓力變化。 關(guān)于天然氣的壓縮系數(shù)Z的求法很多，工程上最常用的方法是計(jì)算法、查圖法和查表法。 城市燃?xì)獾馁|(zhì)量要求城市燃?xì)馐蔷哂幸欢ǘ拘缘谋ㄐ詺怏w，又是在壓力下輸送和使用的。由于管道及設(shè)備材質(zhì)和施工方面存在的問(wèn)題和使用不當(dāng)，容易造成漏氣，有引起爆炸、著火和人身中毒的危險(xiǎn)。因此，當(dāng)發(fā)生漏氣時(shí)能及時(shí)被人們發(fā)覺(jué)進(jìn)而消除漏氣是很必要的。要求對(duì)沒(méi)有臭味的燃?xì)饧映?，?duì)于減少災(zāi)害，是必不可少的措施。作為城市燃?xì)獾臍庠?，如干餾煤氣、水煤氣、油制氣、天然氣和液化石油氣多數(shù)含有硫化物，因此其本身都具有臭味。僅部分地區(qū)使用的天然氣有時(shí)不含有硫化物，要求經(jīng)過(guò)加臭后才進(jìn)行輸配使用。在城市燃?xì)獾目扇汲煞种?，最具有劇毒性而含量較多者為一氧化碳，故把含有一氧化碳的燃?xì)庖暈椤坝卸救細(xì)狻?。而?guī)定了對(duì)有毒而又無(wú)臭味的燃?xì)鈶?yīng)加臭，使有毒燃?xì)庠谶_(dá)到允許有害濃度之前，應(yīng)能察覺(jué)。對(duì)無(wú)毒燃?xì)庠谙喈?dāng)于爆炸下限20％的濃度時(shí)，應(yīng)能察覺(jué)。2 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng) 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的分類及其選擇 燃?xì)夤艿赖姆诸惾細(xì)夤艿栏鶕?jù)用途、敷設(shè)方式和輸氣壓力分類。1 根據(jù)用途分類 1）長(zhǎng)距離輸氣管線 其干管及支管的末端連接城市或大型工業(yè)企業(yè)，作為該供應(yīng)區(qū)的氣源點(diǎn)。 2）城市燃?xì)夤艿?）工業(yè)企業(yè)燃?xì)夤艿? 根據(jù)敷設(shè)方式分類1）地下燃?xì)夤艿? 一般在城市中常采用地下敷設(shè)。2）架空燃?xì)夤艿? 在管道通過(guò)障礙時(shí)，或在工廠區(qū)為了管理維修方便，采用架空敷設(shè)。3 根據(jù)輸氣壓力分類 燃?xì)夤艿乐砸鶕?jù)輸氣壓力來(lái)分級(jí)，是因?yàn)槿細(xì)夤艿赖臍饷苄耘c其他管道相比，有特別嚴(yán)格的要求，漏氣可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒或其他事故。燃?xì)夤艿乐械膲毫υ礁撸艿澜宇^脫開或管道本身出現(xiàn)裂縫的可能性和危險(xiǎn)性也越大。當(dāng)管道內(nèi)燃?xì)獾膲毫Σ煌瑫r(shí)，對(duì)管道材質(zhì)、安裝質(zhì)量、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行管理的要求也不同。 我國(guó)城市燃?xì)夤艿栏鶕?jù)輸氣壓力—般分為：：P≤ ；：P≤；：P≤；：P≤；：P≤。：P≤： P居民用戶和小型公共建筑用戶一般直接由低壓管道供氣。低壓管道輸送人工燃?xì)鈺r(shí)，壓力不大于2kPa；輸送天然氣時(shí)，；輸送氣態(tài)液化石油氣時(shí)，壓力不大于5kPa。 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)及其選擇1 城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的構(gòu)成現(xiàn)代化的城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)是復(fù)雜的綜合設(shè)施，通常由下列部分構(gòu)成： 1）低壓、中壓以及高壓等不同壓力等級(jí)的燃?xì)夤芫W(wǎng)。 2）城市燃?xì)夥峙湔净驂簹庹?、各種類型的調(diào)壓站或調(diào)壓裝置， 3）儲(chǔ)配站。 4）監(jiān)控與調(diào)度中心； 5）維護(hù)管理中心。輸配系統(tǒng)應(yīng)保證不間斷地、可靠地給用戶供氣，在運(yùn)行管理方面應(yīng)是安全的在維修檢測(cè)方面應(yīng)是簡(jiǎn)便的。還應(yīng)考慮在檢修或發(fā)生故障時(shí)，可關(guān)斷某些部分管段而不致影響全系統(tǒng)的工作。在—個(gè)輸配系統(tǒng)中，宜采用標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的站室、構(gòu)筑物和設(shè)備。采用的系統(tǒng)方案應(yīng)具有最大的經(jīng)濟(jì)效益，并能分階段地建造和投入運(yùn)行。2 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng) 城市輸配系統(tǒng)的主要部分是燃?xì)夤芫W(wǎng)，根據(jù)所采用的管網(wǎng)壓力級(jí)制不同可分為： 1）一級(jí)系統(tǒng)：僅用低壓管網(wǎng)來(lái)分配和供給燃?xì)猓话阒贿m用于小城鎮(zhèn)的供氣。如供氣范圍較大時(shí)，則輸送單位體積燃?xì)獾墓懿挠昧繉⒓眲≡黾印? 2）兩級(jí)系統(tǒng)：由低壓和中壓B或低壓和中壓A兩級(jí)管道組成。 3）三級(jí)系統(tǒng)：包括低壓、中壓和高壓的三級(jí)管網(wǎng)。 4）多級(jí)系統(tǒng)：由低壓、中壓B、中壓A和高壓B，甚至高壓A的管網(wǎng)組成。3 采用不同壓力級(jí)制的必要性城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中管網(wǎng)采用不同的壓力級(jí)制，其原因如下： 1）管網(wǎng)采用不同的壓力級(jí)制是比較經(jīng)濟(jì)的。因?yàn)榇蟛糠秩細(xì)庥奢^高壓力的管道輸送，管道的管徑可以選得小一些，管道單位長(zhǎng)度的壓力損失可以選得大一些，以節(jié)省管材。如由城市的某一地區(qū)輸送大量燃?xì)獾搅硪坏貐^(qū)，則采用較高的輸氣壓力比較經(jīng)濟(jì)合理，有時(shí)對(duì)城市里的大型工業(yè)企業(yè)用戶，可敷設(shè)壓力較高的專用輸氣管線。當(dāng)然，管網(wǎng)內(nèi)燃?xì)獾膲毫υ龈吆?，輸送燃?xì)馑牡哪芰靠赡芤搽S之增加。 2）各類用戶需要的燃?xì)鈮毫Σ煌?。如居民用戶和小型公共建筑用戶需要低壓燃?xì)?，而大型工業(yè)企業(yè)則需要中壓或高壓燃?xì)狻?）消防安全要求。在城市未改建的老區(qū)，建筑物比較密集，街道和人行道都比較狹窄，不宜敷設(shè)高壓或中壓A管道。此外，由于人口密度較大，從安全運(yùn)行和方便管理的觀點(diǎn)看，也不宜敷設(shè)高壓或中壓A管道，而只能敷設(shè)中壓B和低壓管道。同時(shí)大城市的燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的建造、擴(kuò)建和改建過(guò)程要經(jīng)過(guò)許多年，所以在城市的老區(qū)原先設(shè)計(jì)的燃?xì)夤艿缐毫?，大都比近期建造的管道壓力低?城市燃?xì)夤艿赖牟季€ 城市燃?xì)夤艿赖牟季€原則城市里的燃?xì)夤艿谰捎玫叵路笤O(shè)。所謂城市燃?xì)夤艿赖牟季€，是指城市管網(wǎng)系統(tǒng)在原則上選定之后，決定各管段的具體位置。1 布線依據(jù)地下燃?xì)夤艿酪搜爻鞘械缆贰⑷诵斜愕婪笤O(shè)，或敷設(shè)在綠化地帶內(nèi)。在決定城市中不同壓力燃?xì)夤艿赖牟季€問(wèn)題時(shí)，必須考慮到下列基本情況：1) 管道中燃?xì)獾膲毫Α?) 街道及其他地下管道的密集程度與布置情況。3) 街道交通量和路面結(jié)構(gòu)情況，以及運(yùn)輸干線的分布情況。4) 所輸送燃?xì)獾暮瑵窳?，必要的管道坡度，街道地形變化情況。5) 與該管道相連接的用戶數(shù)量及用氣情況，該管道是主要管道還是次要管道。6) 線路上所遇到的障礙物情況。7) 土壤性質(zhì)、腐蝕性能和冰凍線深度。8) 該管道在施工、運(yùn)行和萬(wàn)一發(fā)生故障時(shí)，對(duì)交通和人民生活的影響。 在布線時(shí)，要決定燃?xì)夤艿姥爻鞘薪值赖钠矫媾c縱斷面位置。由于輸配系統(tǒng)各級(jí)管網(wǎng)的輸氣壓力不同，其設(shè)施和防火安全的要求也不同，而且各自的功能也有所區(qū)別，故應(yīng)按各自的特點(diǎn)進(jìn)行布置。2管道的縱斷面布置在決定縱斷面布置時(shí)，要考慮下列各點(diǎn)：1) 地下燃?xì)夤艿缆裨O(shè)深度，宜在土壤冰凍線以下。管頂覆土厚度還應(yīng)滿足下列要求：埋設(shè)在車行道下時(shí)，；埋設(shè)在非車行道下時(shí)，；埋設(shè)在庭院（指綠化地及載貨汽車不能進(jìn)入之地）內(nèi)時(shí)，；埋設(shè)在水田下時(shí)。隨著干天然氣的廣泛使用以及管道材質(zhì)的改進(jìn)，埋設(shè)在人行道、次要街道、草地和公園的燃?xì)夤艿揽刹捎脺\層敷設(shè)。2) 輸送濕燃?xì)獾墓艿溃徽撌歉晒苓€是支管，其坡度一般不小于0．003。布線時(shí)，最好能使管道的坡度和地形相適應(yīng)。在管道的最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)排水器。3) 燃?xì)夤艿啦坏迷诘叵麓┻^(guò)房屋或其他建筑物，不得平行敷設(shè)在有軌電車軌道之下也不得與其他地下設(shè)施上下并置。4) 在一般情況下，燃?xì)夤艿啦坏么┻^(guò)其他管道本身，如因特殊情況要穿過(guò)其他大斷面管道(污水干管、雨水干管、熱力管溝等)時(shí)，需征得有關(guān)方面同意，同時(shí)燃?xì)夤艿辣仨毎惭b在鋼套管內(nèi)。5) 燃?xì)夤艿琅c其他各種構(gòu)筑物以及管道相交時(shí)，應(yīng)按規(guī)范規(guī)定保持一定的最小垂直凈距。如受地形限制，燃?xì)夤艿腊从嘘P(guān)規(guī)范要求以及埋設(shè)深度的規(guī)定布線有困難，而又無(wú)法解決時(shí)，要與有關(guān)部門協(xié)商，采取行之有效的防護(hù)措施，保證輸送的濕燃?xì)庵械睦淠锊恢聝鼋Y(jié)，管道也不致遭受機(jī)械損傷，則可適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)。通常采用的防護(hù)措施是將管道敷設(shè)在套管內(nèi)(圖25)。套管是比燃?xì)夤艿郎源蟮匿摴埽睆揭话愦?00mm，其伸出長(zhǎng)度，從套管端至與之交叉的構(gòu)筑物或管道的外壁不小于1m。也可采用非金屬管道作套管。套管兩端有密封填料，在重要套管的端部可裝設(shè)檢漏管。檢漏管上端伸人防護(hù)罩內(nèi)，由管口取氣樣檢查套管中的燃?xì)夂?，以判明有無(wú)漏氣及漏氣的程度。穿越鐵路、電車軌道、公路、峽谷、沼澤以及河流的燃?xì)夤艿溃瑧?yīng)用鋼管?？梢圆捎玫厣峡缭?即架空敷設(shè))，也可采用地下穿越，需視當(dāng)?shù)貤l件及經(jīng)濟(jì)合理性而定。在城市，只在得到有關(guān)單位同意的情況下，才能采用地上跨越。而在礦區(qū)和工廠區(qū)，一般應(yīng)采用地上跨越。圖2—5 敷設(shè)在套管內(nèi)的燃?xì)夤艿溃煲蝗細(xì)夤艿?；２一套管；３一油麻填料；４一瀝青密封層；５一檢漏管；６一防護(hù)罩燃?xì)夤艿涝阼F路、電車軌道和城市主要交通干線下穿過(guò)時(shí)，應(yīng)敷設(shè)在套管或地溝內(nèi)，如圖26所示，管道敷設(shè)在鋼套管內(nèi)，套管兩端超出路基底邊。置于套管內(nèi)的燃?xì)夤芏魏缚趹?yīng)該最少，并需經(jīng)物理方法檢查，還應(yīng)采用特加強(qiáng)絕緣層防腐。對(duì)埋深的要求是：。在穿越工廠企業(yè)的鐵路專用支線時(shí)，燃?xì)夤艿赖穆裆钣袝r(shí)可略小些。圖26 燃?xì)夤艿来┰借F路1 一燃?xì)夤艿溃? 一閥門；3 一套管；4 一密封層；5 一檢漏管；6 一鐵道燃?xì)夤艿涝诖┰诫娷囓壍篮统鞘兄饕煌ǜ删€時(shí)，允許敷設(shè)在鋼制的、鑄鐵的、鋼筋混凝土或石棉水泥制的套管中。對(duì)于穿過(guò)城市非主要干道，并位于地下水位以上的燃?xì)夤艿?，可敷設(shè)在過(guò)街溝里，如圖27所示。圖27 燃?xì)夤艿赖膯喂苓^(guò)街溝1 一燃?xì)夤艿溃? 一原土夯實(shí)；3 一填 砂；4 一磚墻溝壁；5 一蓋板 建筑燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)建筑燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的構(gòu)成，隨城市燃?xì)庀到y(tǒng)的供應(yīng)方式不同而有所變化，圖211所示的系統(tǒng)，由用戶引入管、立管、水平干管、用戶支管、燃?xì)庥?jì)量表、用具連接管和燃?xì)庥镁呓M成。這樣的系統(tǒng)構(gòu)成是因?yàn)橛脷饨ㄖ苯舆B接在城市低壓管道上。有些城市也采用中壓進(jìn)戶，表前調(diào)壓的系統(tǒng)。用戶引入管與城市或庭院低壓分配管道連接，在分支管處設(shè)閥門。輸送濕燃?xì)獾囊牍芤话阌傻叵乱胧覂?nèi)，當(dāng)采取防凍措施時(shí)也可由地上引入。在非采暖地區(qū)或采用管徑不大于75mm的管道輸送干燃?xì)鈺r(shí)，則可由地上直接引入室內(nèi)。，坡向城市燃?xì)夥峙涔艿馈Ｒ牍艽┻^(guò)承重墻、基礎(chǔ)或管溝時(shí)，均應(yīng)設(shè)在套管內(nèi)(圖212所示為用戶引入管的一種作法)，并應(yīng)考慮沉降的影響，必要時(shí)應(yīng)采取補(bǔ)償措施。引入管上既可連一根燃?xì)饬⒐?，也可連若干根立管，后者則應(yīng)設(shè)置水平干管。水平干管可沿樓梯間或輔助房間的墻壁敷設(shè)，坡向引入管。管道經(jīng)過(guò)的樓梯間和房間應(yīng)有良好的自然通風(fēng)。 圖2—11 建筑燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)剖面圖1一用戶引入管；2一磚臺(tái)；3一保溫層；4一立管；5一水平干管；6一用戶支管；7一燃?xì)庥?jì)量表；8——表前閥門；9一燃?xì)庠罹哌B接管；10一燃?xì)庠睿?1一套管；12一燃?xì)鉄崴鹘宇^圖2—12 用戶引入管1一瀝青密封層；2一套管；3—油麻填料；4一水泥砂漿；5一燃?xì)夤艿廊細(xì)饬⒐芤话銘?yīng)敷設(shè)在廚房或走廊內(nèi)。當(dāng)由地下引入室內(nèi)時(shí)，立管在第一層處應(yīng)設(shè)閥門。閥門一般設(shè)在室內(nèi)，對(duì)重要用戶尚應(yīng)在室外另設(shè)閥門。立管的下端應(yīng)裝絲堵，其直徑一般不小于25mm。立管通過(guò)各層樓板處應(yīng)設(shè)套管。套管高出地面至少50mn，套管與燃?xì)夤艿乐g的間隙應(yīng)用瀝青和油麻填塞。 由立管引出的用戶支管。，并由燃?xì)庥?jì)量表分別坡向立管和燃具。支管穿過(guò)墻壁時(shí)也應(yīng)安裝在套管內(nèi)。 用具連接管(又稱下垂管)是在支管上連接燃?xì)庥镁叩拇怪惫芏巍? 室內(nèi)燃?xì)夤艿缿?yīng)為明管敷設(shè)。當(dāng)建筑物或工藝有特殊要求時(shí)，也可采用暗管敷設(shè)，但應(yīng)敷設(shè)在有人孔的悶頂或有活蓋的墻槽內(nèi)。為了滿足安全、防腐和便于檢修需要，室內(nèi)燃?xì)夤艿啦坏梅笤O(shè)在臥室、浴室、地下室、易燃易爆品倉(cāng)庫(kù)、配電間、通風(fēng)機(jī)室、潮濕或有腐蝕性介質(zhì)的房間內(nèi)。當(dāng)輸送濕燃?xì)獾氖覂?nèi)管道敷設(shè)在可能凍結(jié)的地方時(shí)，應(yīng)采取防凍措施。室內(nèi)燃?xì)夤艿赖墓懿膽?yīng)采用低壓流體輸送鋼管，并應(yīng)盡量采用鍍鋅鋼管。 高層建筑燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)對(duì)于高層建筑的室內(nèi)燃?xì)夤艿老到y(tǒng)還應(yīng)考慮三個(gè)特殊的問(wèn)題。1補(bǔ)償高層建筑的沉降高層建筑物自重大，沉降量顯著，易在引入管處造成破壞?？稍谝牍芴幇惭b伸縮補(bǔ)償接頭以消除建筑物沉降的影響。伸縮補(bǔ)償接頭有波紋管頭、套筒接頭和軟管接頭等形式。圖2—13為引入管的軟管補(bǔ)償接頭，建筑物沉降時(shí)由軟管吸收變形，以避免破壞。軟管前裝閥門，設(shè)在閥門井內(nèi)，便于檢修。圖2—13 引人管的軟管接頭ｌ一庭院管道；２一閥門；３一鉛管；４一法蘭；５一穿墻管；６一閥門井2 克服高程差引起的附加壓頭的影響 燃?xì)馀c空氣密度不同時(shí)，隨著建筑物高度的增大，附加壓頭也增大，而民用和公共建筑燃具的工作壓力，是有一定的允許壓力波動(dòng)范圍的，當(dāng)高程差過(guò)大時(shí)，為