城镇燃气用量及供需平衡分析
第2章 城市燃气需用量及供需平衡

各月用气量 全年平均月用气量
该月平均日用气量 月不均匀系数:K m 全年平均日用气量
4 、月高峰系数 Kmmax:月最大不均匀系数 5、计算月(design month):
平均日用气量最大(月不均匀系数值最大)的月
二、日用气工况
影响因素: 居民生活习惯 各周影响几乎一样,(包含节日的周除外) 工业企业工作和休息制度 比较有规律 室外气温变化 一周中的各日没有一定规律性,气温低,用气量就大
Q n
Qy 365 24
max max max Km Kd Kh
Q
8760 n max max max Km Kd Kh
结论:不均匀系数越大,供气量最大利用小时数越小
2、供气量最大利用小时数法
hours of usage during the peak load
居民及商业用户供气量最大利用小时数
用气不均匀性 • 月不均匀性(或季节不均匀性) • 日不均匀性 • 时不均匀性
一、月用气工况(月不均匀性)
1. 影响因素 居民、商业用户—气候条件
冬季气温低,水温也低,使用的热水较多,人们习惯
吃热食,故烧水和制备食品需用的燃气量增多 工业企业—生产工艺的性质、比较稳定 建筑物供暖—气候条件,月不均匀性很突出
公共建筑设施标准
旅馆 医院 托儿所 理发店
2床 /1000人 5床 /1000人 10人/100人 24次/人· 年
目
录
2.1 城市燃气需用量
2.2 燃气需用工况
2.3 燃气输配系统的小时计算流量 2.4 燃气输配系统的供需平衡
2.2 燃气需用工况
思考:能否用年用气量确定管网及设备的通过能力、 储气容积? 不能。因为城市各类燃气用户的用气情况是不均匀的, 是随月、日、时而变化 用气工况的影响因素: 各类用户用气工况 该用户在总用气量中所占的比例
第二章城市燃气需用量及供需平衡

采用此法必须考虑气源运转、停止的难易程 度,气源生产负荷变化的可能性和变化幅度 以及供气的经济性和安全可靠性。
干馏煤气(焦炉煤气)的产量不易变更,不能改变其生产能力,也不能 作为机动气源;油制气、发生炉煤气、液化石油气可以改变其生产能 力,作为机动气源;天然气气源在离城市不远时,可调节供气量。
用来平衡月(季)不均匀性、日不均匀性,少 量可以平衡时不均匀性 。
称为计算月。并将月最大不均匀系数k1max称为月高峰系
数,一般取1.1 ~ 1.3。
二、日用气工况
日用气工况最不稳定的是居民和公建用户,取决于居
民生活习惯、气温变化等。
外。
工业企业的日用气工况变化不大,除节假日及轮休日
供暖期间,供暖用气的日不均匀系数变化不大。 日不均匀性的表示方法:日不均匀系数
供气量最大利用小时数n 指的是假设把全年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
二、室内和庭院燃气管道的计算流量
常采用同时工作系数法:Q Kt K0Qn N 同时工作系数K0:所有燃具在同一时间工作的概率 同时工作系数还与用户数和燃气设备类型有关,户数
第二章 城市燃气需用量及供需平衡
第一节 城市燃气需用量
一、供气对象及供气原则
1. 供气对象
居民生活用户 商业(公共建筑)用户 工业企业生产用户 汽车用户 供暖空调用户 其他气量
2.供气原则
首先应供气给居民、公建用户,尤以居民生活
用气为优先
应优先供应在工艺上使用燃气后,可使产品产
(三)利用储气设施
1.地下储气 在有地下储气库的情况下,可以平衡月 ( 季 ) 不均匀性。 此方法容量大,费用省。夏天注气,冬天采气。 2.液态储存 (天然气) 将天然气液化后储存于特别的低温储罐或储气库中, 用气高峰时,经气化后使用。采用此法储气必须储气 量大,否则不经济。适用于调节各种不均匀用气。 3.管道储气 即高压管道储气和长输干管末端储气。此法可平衡小 时不均匀用气。 4.储气罐储气 只能平衡日不均匀用气和小时不均匀用气。目前广泛 使用的调节小时不均匀用气。
第二章城市燃气需用量及供需平衡

•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
v 1. 各类用户的用气量指标 (即用气定额)
v (1) 居民生活用气量指标q
城镇地区
东北地区
华东、中 南地区
•城镇居民生活用气量指标[MJ/人·年]
有集中供 暖的用户
无集中供 暖的用户
城镇地区
有集中供 暖的用户
2303-2721 1884-2303 成都
v 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) v 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%。
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第二章城市燃气需用量及供需平衡
•城市燃气需用量及供需平衡
(2)商业用户年用气量
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第二章城市燃气需用量及供需平衡
•城市燃气需用量及供需平衡
(3)工业企业用气量指标
v 产品的耗气量定额或其他燃料实际耗量折算的用气 指标。
❖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 域的实际用气情况,对比工业性质,对于一般工业用户按照 8000m3/d·km2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 (20000m3/d·km2)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。
第二章城市燃气需用量及供需平衡
•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
燃气输配2章

第二节
燃气需用工况
用户的用气不均匀性分为三种:月不均匀性、日不均匀性、 时不均匀性。与下列因素有关:
各类用户用气量在城市总用气量中的比例分配; 气候条件; 居民生活水平及生活习惯; 工业企业的生产班次(二班制还是三班制); 生产工艺性质 用气设备的工作情况(连续式还是间歇式) 。
三、小时用气工况
1.居民和商业用户在一天中的用气不均匀性最为显著;这主要取 决于居民生活习惯,用户的数量以及职业的差别等。 2.供暖用户,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。 3.对于工业用户,小时用气不均匀性不明显(两班制除外)。 小时用气不均匀性的表示方法:
小时不均匀系数
世界上第一座地下储气库于1915年在加拿大韦林特利用枯竭气藏
建成。 我国自行建造的第一个地下储气库是在天津大港油田利用枯竭油 气藏建成的大张坨地下储气库,将来自陕京线管道富余的天然气 加压后注入地下储气库。
中国石油天然气集团公司在江苏金坛建设地下储气库,这是中国 盐穴第一库,从西气东输镇江分输站引出采气。 此外,重庆市燃气集团公司2011年开建相国寺储气库,西南地区 首家地下储气库,今明年有望正式投入使用。
n n1
t1 t 2 t1 t3
5.燃气汽车年用气量 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或计算后确定。 6.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.年用气总量 城市的年用气量为各类用户的年用气量之和(含未预见量)。
2. 液态储存 液态储存是将天然气液化后储存在绝热良好的低温储罐或冻穴储 气库中,在用气高峰时气化后供出。 采用低温液态储存,储存量都很大,LNG站的建设和运营成本相 对较高。 液化天然气气化方便,负荷调节范围广,适于调节各种不均匀用 气. 目前国内外建设的液化天然气厂站有“卫星站”和“调峰全能站 ”,站内设有储存和再气化装置。 “卫星站”构造简单、可拆可装,还可用汽车拖载,可作为中小 城镇调峰用气的手段,也可作为设备大修或事故处理过程中保证 安全供气的措施。“调峰全能站”的容量比“卫星站”大,可作 为天然气管道尚未到达的小城镇的燃气气源。
城市燃气工程设计

2014年6月
主要内容:
1.燃气的性质 2.燃气需用量及供需平衡 3.城镇燃气输配管网的选择及布置 4.小区及室内管网设计 5.调压站设计
一、燃气的性质
燃气是由多种可燃气体和不可燃气体组成的 混合气体。其中可燃气体有碳氢化合物、氢和一 氧化碳等,不可燃气体有二氧化碳、氮和氧等。
加臭地点:加臭装置可以设置在起点 站、城市分配站(门站、调压站)。
装置类型:滴入式、吸收式。 加入乙硫醇的量:(一年平均值) 天然气:16-20mg/m3; 20%CO有毒燃气:230mg/m3。
城镇燃气是具有一定毒性的爆炸性气 体,又是在压力下输送和使用。由于管道及 设备材质和施工方面存在问题和使用不当,容 易造成漏气,有引起爆炸、着火和人身中毒 的危险。因此,当发生漏气时应能及时被人们 发觉进而消除燃气的泄露。所以需要对没有臭 味的燃气进行加臭。
室内燃气管道计算方法有两种:不均匀系数法 和同时工作系数法。由于居民住宅使用燃气的数量 和使用时间变化较大,故室内燃气管道的计算流量 一般都按燃气用具的额定耗气量和同时工作系数来 确定。
(2)燃气管道的管段计算长度确定
管段的计算长度由两部分组成:实际管段长 度和当量长度。
局部阻力损失的计算可以用将各种管件折成相 同管径管段的当量长度,乘以单位管长阻力损失的 方法。 (3)管段阻力损失计算
基本方式:管道输配、容器输送。 介质:天然气、LPG。 管输系统组成:接收站(门站)、输配管网、储 气设施、调压设施、运行管理设施、监控系统等。 管网类型:环状管网、枝状管网、环枝状管网。
燃气管网系统的选择
根据技术经济比较合理的最佳方案选择采用中压A 一级管网系统。该系统以天然气为气源,采用储气罐 储气。
城市燃气需用量

三、城市燃气需用量及供需平衡(一)城市燃气需用量1、供气对象按照用户的特点,城市燃气供气对象一般分为下列三个方面:①居民生活用气居民用户是城市供气基本对象,也是必须保证连续稳定供气的用户。
②公共建筑用气公共建筑包括职工食堂、饮食业、幼儿园、托儿所、医院、旅馆、理发店、浴室、洗衣房、机关、学校和科研机关等,燃气主要用于炊事和生活用热水,对于学校和科研机关,燃气还用于实验室。
③工业企业生产用气工业企业用气主要用于生产工艺。
此外,城市燃气也可用作供暖、空调及汽车的能源。
2、供气原则燃气是一种优质燃料,应力求经济合理地充分发挥其使用效能,燃气的供气原则不仅涉及国家的能源政策及环保政策,而且与当地具体情况、条件密切相关,首先应该从提高热效率和节约能源方面考虑,由于我国气源尚不丰富,城市燃气应优先供给居民生活用户。
因为小煤炉的热效率很低,只有15%-20%,但采用燃气后,热效率可高达55%-60%。
燃气供应可大量节约燃料。
对于大量的、分散的小用户,即居民生活用户及公共建筑用户来说,使用燃气还可有效地防止环境污染、节约劳动力以及减轻城市交通运输量。
①居民用气供气原则a.优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气。
b.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。
c.人工煤气一般不供应采暖锅炉用气,如天然气气量充足,可发展燃气供暖和空调。
②工业用气供气原则它应该是各月的用气量与全年平均月用气量的比值,但由于每个天数是在28-31d范围内变化的,因此月不均匀系数K值按下式确定:1该月平均日用气量K1=------------------全年平均日用气量12个月平均日用气量最大的月,即:不均匀系数值最大的月,称为计算月。
称为月高峰系数.并将该月的最大不均匀系数K1max2、日不均匀性一个月或一周中用气的波动主要由下列因素决定:居民生活习惯、化共建筑营业服务的高峰、工业企业的工体制度、室外气温的变化等。
实测资料表时:我国一些城市的居民生活和公共建筑用气,除了包含法定节日休息的一些周外,波动和影响几乎是一样的。
城镇燃气用量及供需平衡分析

加强燃气基础设施建设,提 高供应能力
完善燃气价格机制,合理定 价
鼓励企业创新,提高燃气利 用效率
加强市场监管,确保燃气供 应安全
加强燃气安全宣传教育,提 高公众安全意识
燃气市场发展趋势
市场需求持续 增长:随着城 市化进程加快, 燃气需求量将
持续增长
政策支持:政 府对燃气市场 的支持力度加 大,推动燃气 市场健康发展
供需平衡调整措施
增加燃气供应:提高燃气生产能力,增加燃气供应量 减少燃气需求:推广节能减排,提高能源利用效率 调整燃气价格:通过价格机制调节供需平衡 加强燃气储备:建立燃气储备体系,应对突发情况
随着城市化进程的加快,城镇燃气 需求将持续增长
供需平衡发展趋势
随着技术的进步,燃气供应能力将 不断提高,供需矛盾将逐渐缓解
燃气供应安全保障
燃气供应能力:评 估燃气供应能力, 确保供应稳定
燃气供应设施:检 查燃气供应设施, 确保安全运行
燃气供应管理:加 强燃气供应管理, 确保供应有序
燃气供应应急:制 定燃气供应应急方 案,确保应对突发 事件
经济发展预测
GDP增长:预测未来几年GDP的增长率 城市化进程:预测未来几年城市化进程的速度 能源消费结构:预测未来几年能源消费结构的变化 环保政策:预测未来几年环保政策的影响
近年来,城镇 燃气用量呈上
升趋势
主要原因是城 市化进程加快,
人口增加
随着环保意识 的提高,天然 气等清洁能源 的使用量增加
预计未来几年, 城镇燃气用量 将继续保持增
长趋势
用气量影响因素
经济发展:城镇经济发展水平对燃气用量有直接影响 人口规模:城镇人口规模越大,燃气用量越高 气候条件:寒冷地区燃气用量高于温暖地区 政策因素:政府对燃气行业的政策支持程度也会影响燃气用量
第二章燃气需用工况

第二节 燃气需用工况
用气不均匀性可以分为三种,即月不均匀性 或季节不均匀 用气不均匀性可以分为三种,即月不均匀性(或季节不均匀 性)、日不均匀性和时不均匀性。 、日不均匀性和时不均匀性。 一、月用气工况 影响居民生活及公共建筑用气月不均匀性的主要因素是气候条件。 影响居民生活及公共建筑用气月不均匀性的主要因素是气候条件。 城市居民生活月用气量占全年用气量的百分数
该月中日最大不均匀系数
称为该月的日高峰系数。 称为该月的日高峰系数。
第二节 燃气需用工况
三、小时用气工况
城市燃气管网系统的管径及设备, 城市燃气管网系统的管径及设备,均按计算月小时最大流 量计算的。 量计算的。 居民生活用户小时用气工况与居民生活习惯、 居民生活用户小时用气工况与居民生活习惯、气化住宅的 数量以及居民职业类别等因素有关。 数量以及居民职业类别等因素有关。 通常用小时不均匀系数表示一日中小时用气量的变化情况, 通常用小时不均匀系数表示一日中小时用气量的变化情况, 小时不均匀系数K 小时不均匀系数K3可按下式计算
第一节 城市燃气需用量
3、工业企业年用气量 工业企业年用气量 1)工业企业年用气量可利用各种工业产品的用气定额及其 年产量来计算。 年产量来计算。工业产品的用气定额可根据有关设计资科 或参照已用气企业的产品用气定额选取。 或参照已用气企业的产品用气定额选取。 在缺乏产品用气定额资料的情况下, 2)在缺乏产品用气定额资料的情况下,通常是将工业企业 其它燃料的年用量折算成用气量,折算公式如下, 其它燃料的年用量折算成用气量,折算公式如下,
Qy=Nkq/Hl
Qy-----居民生活年用气量 居民生活年用气量 N------居民人数 居民人数 K------气化率 气化率 Q------居民用气定额 居民用气定额 HL-----燃气低热值 燃气低热值
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城镇燃气用量及供需平衡分析
摘要:城镇燃气用户主要有居民用户、商业用户、一般工业用户等,城镇燃气企业会根据对气量的需求,在气量许可的条件下,对不同用户进行供应。
在对城镇各类用户进行燃气用量需求预测时,要根据用户实际需求来进行,以保证输配管网系统的合理性,使供需得以平衡,同时还留有发展余地。
本文从城镇不同用户对燃气用量出发,分析了存在的问题,探讨了措施,以保证供需平衡。
关键词:城镇燃气;用量;供需平衡
目前我国的天然气的产量跟不上实际的消耗量,供需逐渐失衡,且在逐年扩大化。
为更好的满足城镇燃气需求,保证城市持续发展,除了要加大产量,同时还要协调好燃气供应,做好不同用户的用量实际需求,保证供需平衡。
1 城镇燃气用量
各类用户的年用气量是进行燃气供应系统设计和运行管理的重要依据,以人口数量在五百万的地级城市为例,城市总年用气量等于各类用户年用气量与未预见量之和(未预见量一般按照总用气量的5%考虑)。
其中,各类用户年用气量计算如下:
1.1 居民用户
居民年用气量可以通过用气量指标、居民人口数、气化率及燃气低热值来计算,下面是计算公式:
居民分为常驻及暂住两类,两种居民的用气量指标要有所区别,一般来说,暂住居民按照常驻居民的50%—70%来对用气量进行测算。
1.2 商业用户
商业用户的用气量,参照居民用气负荷预测,以居民用户的用气量为基数,对商业用户与居民用户的用气比例进行计算。
用气比例要参照居住用地与商业用户规划用地的比例关系及相似城市(地区)的值;用气比例应参照相似城市(地区)的值及商业用户规划用地与居住用地的比例关系;对公共建筑综合用气量指标预测时,要参照类似城市(地区)指标,以工业项目为主的地区规划&综合性地区规划应参照相似工业城市(地区)和城市(地区)的统计值;按各类用户用气量指标预测,商业用户主要指宾馆、饭店、医院、学校等。
根据各类商业用户用气量指标及商业建筑设施标准,可计算出各类商业用户的年用气量。
各类商业用户用气量指标应详细分析当地第三产业发展趋势及参照毗邻地区的值确定。
1.3 一般工业用户
一般工业用户的燃气用量,也可以参照居民用气负荷预测,将居民用户用量作为基数,确定工业用户与居民用户的用气量比例来计算。
确定用气量比例,也要参照相似城市(地区)的值及工业用户规划用地与居住用地的比例关系,还要考虑单位用地用气量指标和用地性质。
2 城镇燃气供需存在的问题
2.1 燃气储备、调峰和应急能力不强
国家没有建立健全燃气战略储备机制,相应的储备设施建设落后。
近年来,我国对于燃气的需求越来越大,使得燃气的进口量不断增加,2014年,我国天然气的对外依存度已经达到30%多。
由于缺乏相应机制,使得相应储备设施建设缓慢,发生特殊情况时就难以应对,无法保证天然气的正常供应。
燃气调峰能力不
强,使得用气出现不均衡的情况,当冬季供应燃气需求量大幅增长时,由于储备
设施建设滞后,使得冬季供应时,供应紧张状况还时有发生。
燃气企业燃气需求
应急保障手段不完善,燃气调峰问题凸显,虽然建设了大量储气设施,主要用于
日调峰。
但是,由于下游用气特点、气候等影响,在不同季节,城市燃气调峰问
题仍十分的突出。
2.2 管网建设失序,运营效率不高
燃气管网支线建设过多,增加企业供气成本,成立省网天然气公司和管网公
司的本意是为了统筹全省或全市的天然气资源需求,实现与上游的统一协调,以
保障区域内消费市场的气源供应,但在实际操作中,气源协调的作用不但没有发
挥出来,部分省网公司通过重复建设门站,人为增加中间输送环节,重复加价的
事情时有发生。
部分城市管网多家建设,互不联通,运营效率低部分地方政府以
放开市场竞争为由,在同一个城市区域引入多家燃气企业,形成划片经营,管网
之间无法互联互通的现象。
各家企业管网由于“吃不饱”,造成管网运营效率差,
既增加了政府的管理成本,也不利于管网资源的综合调配和资源优化配置。
2.3 燃气管道安全隐患突出
地面违章难整改,野蛮施工破坏性大,管道保护法贯彻执行不力,由于多种
原因,形成了占压燃气管线,乱搭乱建构筑物的状况;未经燃气管理部门许可,
野蛮施工,随意开挖,燃气地下设施受到严重破坏的事故时有发生,给人民生命
财产带来危害。
地下管线隐患难发现,管网底数不清晰,城市地下管线包含燃气、热力、供排水、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施,分别由城建、电力、广电等多个部门自行建设和管理。
地下管线众多,在粗放管理方式下,燃
气企业自己都很难掌握地下燃气管线的精确位置、数量以及老旧程度。
“底数”不
清就难以及时发现安全隐患,构成管网安全运行的巨大隐患,这也是近几年燃气
管道爆炸等事件时有发生的主要原因之一。
3 城镇燃气用量的供需平衡措施
3.1 用户调峰措施
燃气公司的燃气用户档案可清楚地反映用户的用气结构和价格、生产经营、
业务信息、供气设备等信息,为用户的管理提供了可靠的鉴定依据,但在燃气用
量的记录与分析方面却较为薄弱。
为此,城市燃气公司应引进具有营销信息系统
的管理软件,对用户档案进行动态化、数据化、信息化的管理,分析用户的燃气
节日用量、日三峰和季节性的变化规律,为用户的用量控制、天然气供求平衡管理、居民用氣保障提供精确且可靠的数据支撑平台。
制定短期供气应急预案。
燃
气公司应制定短期供气应急预案,当城镇燃气供应全天仅在早、中、晚三峰供气
能力不足,其他时段供气富余时,应采取错峰为主要调峰措施;当燃气公司全天
供气总量不足时,除了要启动储气设备中的燃气以补充供量外,还要采取LNG停用、压减等措施,同时要根据用气单位的生产情况,选择大型且负荷系数较高的
用户,对其进行临时供气中断、调减用气量。
3.2 设备调峰措施
加强环网和储气设施的现代化建设。
目前,城镇燃气公司对用户的供气管理
主要采用的是强化对输配气站的操作管控频率,包括在早、中、晚三个时间段增
加燃气的供应量、供气压力和调解阀门。
此管控措施,一方面能够确保计划指标
内的燃气用户能够正常用气,另一方面则可以保证输送管网的运行安全。
但是,
如冬季采暖期,某个时段的用气高峰值常超出输送管网的输配能力,而且随着居
民用气的普及化,这种常用的调峰方式已经无法彻底保障居民的正常用气。
4 结语
天然气是镇居民安定生活与经济发展的基本条件之一,对于燃气储备、调峰
和应急能力不足、管网建设失序,运营效率不高、燃气管道安全隐患突出等问题,通过用户调峰措施、设备调峰措施来予以科学合理的解决,保证居民用户、商业
用户、一般工业用户等燃气需求,为城市经济和环境的持续发展与优化奠定基础。
参考文献
[1] 张朝峻,陈文学.城镇燃气用量及供需平衡分析[J].中国高新技术企业,2016,02:187-188.
[2] 吕淼.中国城镇燃气行业发展现状及政策建议[J].国际石油经济,2015,06:23-29+110.。