第八章 燃气管网的技术经济计算PPT课件
燃气管道的流量计算和水力计算公式

燃气管道的流量计算和水力计算公式第一节燃气需用工况城市各类用户的用气情况是不均匀的,是随月、日、时而变化的。
这是城市燃气供应的一个特点。
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。
城市燃气需用工况与各类用户的需用工况及这些用户在总用气量中所占的比重有关。
各类用户的用气不均匀性取决于很多因素,如气候条件、居民生活水平及生活习惯机关的作息制度和工业企业的工作班次,建筑物和车间内装置用气设备的情况等,这些因素对不均匀性的影响,从理论上是推算不出来的,只有经过大量地积累资料,并加以科学的整理,才能取得需用工况的可靠数据。
1 、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。
气温降低则用气量增大,因为在冬季一些月份水温低,故用气量较多,又因为在冬季,人们习惯吃热食,制备食品需用的燃气量增多,需用的热水也较多。
反之,在夏季用气量将会降低。
公共建筑用气的月不均匀规律及影响因素,与各类用户的性质有关,但与居民生活用气的不均匀情况基本相似。
工业企业用气的月不均匀规律主要取决于生产工艺的性质。
连续生产的大工业企业以及工业炉用气比较均匀。
夏季由于室外气温及水温较高,这类用户的用气量也会适当降低。
建筑物供暖的用气工况与城市所在地区的气候有关。
计算时需要知道该地区月平均气温和供暖期的资料。
根据各类用户的年用气量及需用工况,可编制年用气图表。
依照此图表制订供气计划,并确定给缓冲用户供气的能力和所需的储气设施,还可预先制订在用气量低的季节维修燃气管道及设备的计划。
一年中各月的用气不均匀情况用月不均匀系数表示。
根据字面上的意义,它应该是各月的用气量与全年平均月用气量的比值,但这不确切,因为每个月的天数是在28~31天的范围内变化的。
因此月不均匀系数K1值应按下式确定全年平均日用气量该月平均日用气量1k (3-1) 12个月中平均日用气量最大的月,也即月不均匀系数值最大的月,称为计算月。
第8章 燃气管网

总的原则: 总的原则: 根据全面规划,远近期结合, 根据全面规划,远近期结合,以近期为 做出分期建设的安排; 主,做出分期建设的安排; 在满足用户使用要求的基础上,尽可能 在满足用户使用要求的基础上, 的缩短线路长度,节省投资; 的缩短线路长度,节省投资; 管网布置按照压力高低顺序进行, 管网布置按照压力高低顺序进行,先布 置高、中压管网,后布置低压管网; 置高、中压管网,后布置低压管网; 对于改扩建的城市燃气管网, 对于改扩建的城市燃气管网,应充分发 挥原有管道的作用。 挥原有管道的作用。
第一节 城市燃气管网系统分类及选择
(二) 、根据敷设方式分类 地下燃气管道: 1 地下燃气管道:一般在城市中常采用 架空燃气管道:在管道通过障碍, 2 架空燃气管道:在管道通过障碍,或 在工厂区为了管理维修方便, 在工厂区为了管理维修方便 , 采用架空 敷设。 敷设。
第一节 城市燃气管网系统分类及选择
(三)、根据输气压力分类
原因: 原因:燃气管道的气密性与其他管道相 有特别严格的要求, 比,有特别严格的要求,漏气可能导致 火灾、爆炸、中毒等事故。压力越高, 火灾、爆炸、中毒等事故。压力越高, 危险性就越高, 危险性就越高,对管道材质安装质量以 及检验标准越高。 及检验标准越高。
第一节 城市燃气管网系统分类及选择
与该管道相连接的用户量及用气量情况, 5.与该管道相连接的用户量及用气量情况, 该管道是主要管道还是次要管道。 该管道是主要管道还是次要管道。 线路上所遇到的障碍物情况。 6.线路上所遇到的障碍物情况。 土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度。 7.土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度。 该管道在施工、运行和万一发生故障时, 8.该管道在施工、运行和万一发生故障时, 对城市交通和人民生活的影响。 对城市交通和人民生活的影响。
燃气管网水力计算ppt课件

1、实际压力降的求解
采用微元的方法求解管段的实际压力降 简化:管段上有n条分支管,各分支管间距均相等,并且每条分支管的途泄流量q也 相等,n条分支管就管段AB均匀地分成了n+1条小管段。
压降计算公式:
PKQ1.75l
流进管段的总流量: QN=Q2+Q1
每一条分支管段的流量:
q Q1 n
在AB上取任一小段y,该管段上的流量用Qy表示,则
0.71kg/Nm3,计算附加压头;又已知引入管起点压力P1=1000Pa,
80Pa,求P2。
P沿程局部
P2 17m P gag H 1.6 0P 0a
-0.6m P1
五、局部阻力损失计算
当燃气流经三通管、弯管、变径异型管、阀门等管路附件时,由于几何边界的急 剧改变,燃气在管道内气流方向和气流断面改变,燃气运动受到扰乱,必然产生 额外的压力损失。
原 则 -- 以 计 算 流 量 求 得的管段压力降应与 变负荷管段的实际压 力降相等。
计算流量先用转输流量与途泄流量的组合来表示
QQ1Q2
式中:Q------计算流量,Nm3/h; Q1-----途泄流量,Nm3/h; Q2-----转输流量,Nm3/h; α-----流量折算系数,它与途泄流量与转输流量之比、沿途支管数有关。
P12
P22 L
01
3.1(kP)a2/m
P 12 LP 22 00
3.10
.7
.7 2
.(1 k7 P )2/am
1502 P22 2.17 200
四、附加压头
由于空气与燃气密度不同,当管道始、末端存在标高差时,在燃气管道中将产 生附加压头。对始末端高程差值变化甚大的个别管段,包括低压分配管道及建 筑物的室内的低压燃气管道,必须将附加压头计算在内。
城市燃气课件 第八章燃气管网的技术经济

fg R0 4.3 f ln
讨 论:
0.388
B
0.388
P
0.081
0.245 b0.3881 ( Ne )0.143
⑴ R0随B和ΔP的增大而增大;
⑵ R0随b、φ1和N的增加而减小;
⑶对R0影响较大的是调压站造价B、管道造价系数b及低压管网
密度系数φ1,影响较小的是人口密度N和每人每小时的计算流量 e,影响最小的是计算压力降ΔP。
0.21
l R R
R a 0.21 ( 0.55qR )0.368 P
19
考虑到地下敷设不能采用直径过小的管道以及在个别情况下计 算压力降不能被充分利用,故按公式求得的平均管径应增加 10%~15%富裕值,则低压管网的平均管径按下式计算:
a d m 0.9 P
17
二
低压管网的计算费用
1、低压管网的投资费用 根据经验,低压燃气管网的投资费用可近似地表示为
Kln bdm lln
低压管道主要工作在水力光滑区,可采用下面的计算公式:
Q 1.75 P a 4.75 l d
18
设低压管网仅通过途泄流量,且均匀途泄,所以低压燃气 管道的计算流量可表示为:
Q 0.55qR
Qln 其中: q lln
R 定义: R
称为调压
站的配置系数。应大于等于1,且值越小,说明管网的配置越 合理。 A型布置的情况下,α=1,该形式是经济的; B型布置中,α=1.41;平均可采用α=1.3。 ∴ Q 0.55qR
d m 4.75 aQ1.75 P
作用半径定义 调压室到其零点的平均直线距离。 调压室数目增加 低压管网造价降低 调压室本身造价提高 连接调压室的中压或高压管道的长度增加,提高了 中压或高压管网的造价。 最佳(最经济)作用半径 管网系统的年计算费用最小
城市燃气输配系统规划.pptx

(五)三级管网系统
图 6—5 三级管网系统
1—长输管线;2—城镇燃气分配站;3—郊区高压管道(1.2MPa);4—储气站; 5—高压管网;6—高-中压调压站;7—中压管网;8—中-低压调压站;9—低压 管网;10—煤制气厂
6.5.4 城镇燃气管网的分类及其选择
一、燃气管道的分类 二、城镇燃气管网及其选择 三、城镇燃气管网系统举例
一、燃气管道的分类
按输气压力分类 (低压 、中压B 、中压A 、次
高压B、次高压A 、高压B 、高压A )
按管网形状分类 (环状 、枝状 、环枝状 )
按用途分类
(长距离输气管线 、城镇燃气管 道 、工业企业燃气管道 )
(二)采用不同压力级制的必要性
1.管网采用不同的压力级制是比较经济的。 2.各类用户需要的燃气压力不同。 3.消防安全要求。
(三)燃气管网系统的选择
在选择燃气输配管网系统时,应考虑许多因素,其中 最主要的因素有:
1.气源情况 2.城镇规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、 建筑特点、人口密度、各类用户的数量和分布情况。 3.原有的城镇燃气供应设施情况。 4.对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型的用 户对燃气压力的要求。 5.大型燃气用户的数目和分布。
6.储气设备的类型。 7.城镇地理地形条件,敷设燃气管道时遇到天然和人工 障碍物(如河流、湖泊、铁路等)的情况。 8.城镇地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、 扩建规划。 9.对城镇燃气发展的要求。
设计城镇燃气管网系统时,应全面考虑上述诸因素 进行综合,从而提出数个方案进行技术经济比较,选用 经济合理的最佳方案。方案的比较必须在技术指标和工 作可靠性相同的基础上进行。
第八章燃气管网的技术经济计算

一、调压站的计算费用
1. 低压管网调压室的布置形式 A型、B型。 2. 调压室的作用半径:调压室到零点的平均直线距离, 如图8-2 调压室的作用半径为
(8-10)
R
显然,对A型、B型来说,R是不同的。 3. 调压室的造价Kg和运行费用Sg
K g nB BF 2R 2
2 2
F n
n
F 2R 2
(二)输配系统的运行费用
1. 2.
包括折旧费(大修费)、小修及维护管理费、加压燃 气用的电能或燃料费。 折旧费(大修费)、小修及维护管理费:
S ( f / f // ) K
能源消耗费用可计算
二、方案比较方法
1.
1.
方案比较时有两种情况: 一个方案在经济上明显优于其他方案。 这个方案具有最小的投资和最低的运行费用;或者 是投资最小而运行费用与其他方案相同;或者是投 资与其他方案相同而运行费用最小。 被比较的方案中一个方案的投资费用比另一方案大, 而运行费用却比另一方案小。 设 x 为方案的可变参数 ( 如管道直径 ) ,则投资费用 K 和运行费用S分别为: K f 1 ( x) S f 2 ( x) 如图8-1 最佳方案是位于 a 方案 ( 即相应于 Kmin 的方案 ) 与 b 方 案(即相应于Smin的方案)之间。
2.结构相同,但某些参数各不相同的方案。例如直径各 不相同的燃气管道方案;调压站作用半径不同的燃气 分配管网方案;城市燃气分配站数目不等的城市管网 方案等。
这类方案的数目可能非常多,但这类方案的费用和可变参数间可以建立
数学分析关系式,使问题的解决大大地简化了,恃别是当能够求得一个 可以决定可变参数最佳值的简单公式时更是如此。
第三节 枝状燃气管网的技术经济计算
第6章 燃气管网的技术经济计算

6 燃气管网的技术经济计算6.1 技术经济计算的任务和所用方法6.2 燃气调压站的最佳作用半径6.3 枝状管网的技术经济计算6.1 技术经济计算的任务和所用方法一基本任务任何一个燃气输配系统的方案:不仅要技术成熟、先进,还要在运行中安全、可靠,同时也必须经济合理结构不同的方案:结构相同,某些参数不同的方案设计燃气输配系统时,可能遇到的方案为两类:定线不同;压力级制不同;不同类型调压站和储配站⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧运行费用投资费用⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧施工费用设备费用调压站、储配站施工费用管道费用管道⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧和职工工资管理费其他动力费加压消耗的燃气费用或维护管理费小修和折旧费(含大修费)二燃气输配系统的总费用⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎭⎬⎫><<>⎪⎭⎪⎬⎫<==<<<2121212121212121212154321S S K K SS KK S S K K S S K K S S K K 但、但、且、且、且、:表示运行费用表示投资、以两个方案比较为例)(S K 三方案比较的方法TKS Z +=年计算费用:t SK S S K K =ΔΔ=−−2112附加投资回收年限:、静态评价方法1T p min Z min ⎟⎠⎞⎜⎝⎛T K minS四、技术经济计算的评价方法⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎟⎠⎞⎜⎝⎛⎪⎩⎪⎨⎧概率分析盈亏分析敏感性分析不确定性分析内部收益率费用年值和费用现值净年值项目投资现值项目净现值净现值指数净现值动态评价方法投资总额收益投资收益率投资回收期静态评价方法经济评价方法)(•静态投资回收期:不考虑资金时间价值的条件下,以项目的净收益回收其全部投资所需要的时间。
•静态投资回收期(P t )与基准投资回收期(Pc)比较:(l)若P t ≤Pc ,则方案可以考虑接受;(2)若P t >Pc,则方案不可行。
第三讲城市燃气管网系统课件

按远期气量设计,设计压力 0.4MPa ,采用 PE 管。
47
48
第二节 城市燃气管道的布线
管网系统在原则上选定之后,决定各管段的具体位置 路由 管道平面 纵、横断面管位 穿越障碍物
布线依据 高、中压管网的平面布置原则 低压管网的平面布置原则 管道的纵断面布置原则 燃气管道穿越铁路、河流等障碍物的方法
第三讲 城市燃气管网系统
城市燃气管网的分类及其选择 城市燃气管道的布线 工业企业燃气管网系统 建筑燃气供应系统 管材及其连接方式 燃气管道的附属设备
1
第一节 城市燃气管网的分类及其选择 燃气管道的分类 城市燃气管网及其选择
2
一、燃气管道的分类 按用途分类 按敷设方式分类 按输气压力分类 按管网形状分类
35
c、当天然气压力大于2.0MPa时,因储罐运行压力一般为 1.6MPa,采用管道储气较储罐储气经济。
长输管道末段储气
高压管道
管束储气
由于四级地区地下燃气管道压力不宜大于1.6MPa,高压管道 一般设置在中心城区边缘。 对于要求供气压力较高的用户(如发电厂)可由高压或次高 压管道直接供气。
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d、对于中小城市,中压单级管网系统为首选。
3
(一)按用途分类
长距离输气管线 ——其干管及支管的末端连接城市或大 型工业企业,作为该供应区的气源点。
城市燃气管道
分配管道——在供应地区将燃气分配给工业企业用户、 公共建筑用户和居民用户,主要指街区干管。
庭院管道
用户引入管——将燃气从庭院管道引到用户室内管道 引入口处的总阀门。
室内燃气管道——通过用户管道引入口的总阀门将燃 气引向室内,并分配到每个燃气用具。
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不确定因素变化大小对项目经济效益的影响程度
目的
找出影响项目经济效益最大、最关键的主要因素,并确定 项目可行区间,对项目提出合理的控制与改善措施,充分 利用有利因素,尽量避免不利因素,以便达到最佳的经济 效益
敏感性大小
经济效益评价值对不确定因素变化的敏感程度 敏感因素、不敏感因素
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盈亏平衡分析
1
Why?
配气管网->水力计算->各参数
技术上-可行 运行中-安全可靠 经济上?不一定合理,更不是最优
从技术上,为实现规定的任务数量
有不同参数组合的方案 哪一个方案在经济上最合理
靠水力计算无法确定 ->技术经济计算
技术经济计算的任务:
对诸多方案进行经济比较,选出最佳方案。
2
第八章 燃气管网的技术经济 计算
21
二、数学分析法
建立数学模型
目标函数-管网系统计算费用最小 约束条件-管网正常运行的工艺条件
求解数学模型,得到管网系统最优参数
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三、灰色关联分析法
预选若干个设计方案 水力计算和技术经济计算 求出众多预选方案和理想方案的关联度 按关联度的大小对预选方案进行排序 关联度最大的方案为最佳方案
燃气管网系统的投资费用和运行费用 燃气管网技术经济计算方法 燃气调压站的最佳作用半径
3
第一节 燃气管网系统的投资 费用和运行费用
燃气管网系统的投资费用
管道投资:
本身造价:与管径有关 建设费用
管道运输费-管径的函数 钢管的防腐绝缘费-管径的函数 管道的安装铺设费
埋深、连接方法、土壤路面性质、施工机械化程 度有关
方案种类:
结构不同的方案
定线、级制、不同类型调压(区域或用户)和储配站 与城市具体条件、设计的原始资料有很大关系 方案数目不太多
结构相同、但某些参数各不相同的方案
D 调压站作用半径不同 分配站数目不等 方案数目多 费用和可变参数间可建立数学关系式 除可用方案比较法外,还可用数学分析法
城市燃气输配
绪论 第一章 燃气的分类及其性质 第二章 城市燃气需用量及供需平衡 第四章 城市燃气管网系统 第五章 燃气管道及其附属设备(自学) 第六章 燃气管网的水力计算 第七章 燃气管网的水力工况 第八章 燃气管网的技术经济计算 第九章 燃气的压力调节及计量 第十一章 燃气的储存
是管径和管长的函数
4
第一节 燃气管网系统的投资 费用和运行费用
燃气管网系统的投资费用
管道投资
与管径成正比的投资 与管径无关的投资
K(元/m)=b(元/cm.m)d(cm)+C (元/m) 调压站、储配站、压送站投资费用
基建费用 站内设备费用 与站的(类型及容量)有关
5
第一节 燃气管网系统的投资 费用和运行费用
建立年计算费用的函数式, 并求出其最小值 多方案
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(一)静态评价方法
缺点
未考虑投资回收以后方案寿命期间内的效益 情况及项目的盈利能力
未考虑资金的时间价值
优点
计算简便、直观
适用范围
建设工期短、见效快的工程项目
14
(二)动态评价方法
动态评价方法
必须考虑资金时间价值的一种技术经济评价 方法
选择净现值比最高(净现值/投资现值)的方案
反映项目的资金利用效率
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(三)不确定性分析
定义
针对项目技术经济分析中存在的不确定因素, 分析其在一定幅度内发生变动时,对项目经 济效益的影响程度
完成基本方案评价后,要做不确定性分析 含敏感性分析、盈亏平衡分析和概率分析
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敏感性分析(灵敏度分析)
研究拟建项目成本与收益平衡关系 赢亏平衡点
盈利与亏损的转折点
盈亏平衡分析目的
找出项目的盈亏平衡点
盈亏平衡点越低、说明项目盈利的可能 性越大,亏损性越小,因而项目有较大 的抗风险能力
20
概率分析(风险分析)
根据随机事件出现的概率来研究不确定 因素对项目评价指标影响程度的一种定 量分析方法,从而为项目的风险分析提 供可靠的依据
8
一、方案比较方法
方案比较的两种情况:
一个方案在经济上明显优于其它方案 一个方案的投资费用比另一方案大,而运行
费用却比另一方案小
9
x——方案的可变参数,d K——投资费用 S——运行费用 最佳方案——a、b方案之间
的某一方案 根据工程量的规模和性质采 用不同的方法进行评价
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一、方案比较法
静态评价方法 动态评价方法 不确定性分析
11
(一)静态评价方法
附加投资偿还年限法:
K2 K1 K t S1 S2 S
t——附加投资的偿还年限 T——标准偿还年限(7年) t<T 投资大的方案2经济 t>T 投资大的方案2不经济 适用范围:只有两个方案
12
(一)静态评价方法
年计算费用法:
Z S K T
燃气管网系统的运行费用
折旧(包括大修)、小修及维护管理费用
S(f元
加压用的电能或燃料费用
年用气量及需用情况 压缩机的类型及其功率 电价或燃料价格
燃气输送成本:运行费/年用气量
6
第二节 燃气管网技术经济计 算方法
方案比较法 数学分析法 灰色关联分析法
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一、方案比较方法
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净现值法
净现值
将项目全部存在期内每年发生的现金流入和现金流出的 差额(现金流量),按固定的预先确定的利率贴现而得 到的价值。
n
P
Ct
净现值
t0 1 i t
Ct—t年的现金流量 i—固定预先确定的利率 n—项目寿命
逐年收益现值的总和-逐年开支现值的总和
选择净现值最大的方案
未反应出投资大小的影响作用
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第三节 区域调压室的最佳作 用半径
作用半径定义
调压室到其零点的平均直线距离。
调压室数目增加
低压管网造价降低 调压室本身造价提高 连接调压室的中压或高压管道的长度增加,提高了
中压或高压管网的造价。
最佳(最经济)作用半径
管网系统的年计算费用最小
主要优点
考虑了方案在其经济寿命期限内投资、成本 和收益随时间而发展变化的真实情况,能够 体现真实可靠的技术经济评价
以净现值法为例
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净现值法
现金流出
一个工程项目在某一时间内支出的费用
现金流入
一个工程项目在某一时间内取得的收入
折现或贴现
把将来一定时间内所得的收益(或应支付的 费用),换算成现在时刻的价值(即现值)