各类用户用气量计算示例.doc

1、3 各类用户用气量计算示例3.1 年用气量计算随着城市的发展和现代化进程，城市人口逐年增多，相应的燃气用气量也逐年增多，所以在进行用户用气量计算时必须考虑到人口增长，即按近期（5年发展） 、中期（10 年发展） 、远期（15 年发展）城市发展来进行规划计算。在进行城市燃气输配系统的设计时，首先要确定燃气需用量，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类型、数量及用气量指标。分别计算各类用户的年用气量。各类用户年用气量之和为城市年用气量。某市是一个面积为 11.64 平方千米，人口约为 46 万的城市。该市的燃气用户有：居民用户、公共建筑用户、大型公共

2、建筑用户、工业企业用户、CNG 加气站五类。其中工业企业有纺织厂、灯泡厂、食品厂三家，大型公共建筑有高级饭店和宾馆。工业企业用气负荷为： 纺织厂 150 Nm 3/h（二班制）灯泡厂 300 Nm 3/h（三班制）食品厂 100 Nm 3/h（二班制）大型公共建筑用气负荷： 高级饭店 300 Nm 3/h（三班制）宾馆 300 Nm 3/h（三班制）3.1.1 居民生活年用气量在计算居民生活年用气量时，需要确定用气人数。居民用气人数取决于城镇居民人口数及气化率。气化率是指城镇居民使用燃气的人口数占城镇总人口的百分数。居民用户的供气必须保证其连续稳定供气。影响居民生活用气量指标的因素很多，如住宅

3、内的用气设备，公共生活服务网的发展程度，居民的生活水平和生活习惯等。根据居民生活用气量指标、居民数、气化率即可按下式计算居民生活年用气量： lyHNkqQ式中 居民生活年用气量（Nm 3/a） ；yQN居民人数 ；人气化率 ；k%居民生活用气定额（kJ/人a） ；q燃气低热值（kJ/Nm 3） 。lH根据“十五”要求，考虑城市燃气近期 5 年规划取 k=92%，中期 10 年规划取 k=95%，远期 15 年规划取 k=100%；q 值由 燃气输配教材表 2-1 查得按西南地区，无集中采暖设备 q=25122931，取 q=2800MJ/（人年） ；。3/964.37NmMJl本设计中计算地区

4、人口数是先求出远期规划时人数，再将其 70%，85%分别考虑为近期、远期规划时的总人数。该市占地面积约为 1164km2，根据人口密度 400 人/公顷，人口增长率为 0.2%，则该市远期规划人口数为4001164（1+0.2%） 14 = 48 104 人，近期规划时人口数为 48 10470%= 33.6 104 人，同理规划中期时为 48.0 10485% = 40.8 104人。所以近期规划时： lyHNkqQ39.6280%10.4 aNm/1.336中期规划时： lykq39.62805108.44a/1.936远期规划时： lyHNkqQ39.6280%10.484aNm/136

5、.93居民年用气量汇总表 表3.1名称 面积（km 2）人口密度（人/公顷）人口数（万人）气化率（%）年用气量（10 6Nm3/a）备注近期 1164 400 33.6 92 23.8中期 1164 400 40.8 95 29.8远期 1164 400 48.00 100 36.9近期人数=远期 0.7中期人数=远期 0.853.1.2 商业（公建）年用气量居住区公共建筑定额指标（千人指标）表 表 3.2序号 项目 千人指标 备注1 医院 33.75 床位，建筑面积129169m 2，其中 10%采暖 综合性医院，两个居住区设一处， 300 床位，每日 900 人次2 饮食业饭店 33.2

6、座 共 120160 座位，多为炒菜馆3 快餐店 1.94.4 座 共 76176 座位4 面食店 1.63 座 共 641505 理发店 10 座位6 宾馆、旅店 710 床位 宾馆两处，建筑面积 5000m2/处，需采暖。7 幼儿园 2025 床位由城镇燃气设计规范 （GB50028-93）查得几种公共建筑用气量指标和千人指数并列入表 3.3：公共建筑的千人指数及用气量指标表 表 3.3类别 千人指数 单位 用气量指标饮食业饭店 33.2 座 MJ/(座.年) 79559211幼儿园（全托） 2025 人 MJ/(人.年) 18842512医院 33.75 床位 MJ/(床位.年) 293

7、14187有餐厅 MJ/(座位.年) 33505024旅馆招待所 无餐厅 MJ/（座位.年) 6701047高级宾馆 MJ/(床位.年) 837410467理发店 10 次/人.年 MJ/(人.次) 3.354.19则近期商业（公建）年用气量计算如下：医院年用气量： ；34410.839.61085.3Nm饮食业年用气量： ；344.6.5快餐店年用气量： ；344103.9.1083Nm面食店年用气量： ；3441028.39.610585.2Nm理发店年用气量： ；344旅馆（有餐厅）年用气量：；3441052.839.6108Nm托儿所年用气量（全托）： 。3446远期规划商业（公建）总

8、年用气量为： aNm/102.8.052.828.03.6.18 364中期规划商业（公建）总年用气量为：aNm/1391. 36近期规划商业（公建）总年用气量为：/0.702.83663.1.3 大型公共建筑年用气量某市大型公共建筑有二家高级宾馆，饭店的数目可计算得:，约取为 9 个。考虑 7160348160-座 位千 人 指 标人 口 数饭 店 的 数 目个普通饭店，2 个高级饭店。大型公共建筑年用气量计算如下：近期和中期时考虑一处高级饭店和一处高级宾馆，远期时再分别多考虑 1个；所以远期：高级饭店（共二处、三班制）：；aNm/1075.36241036宾 馆（共二处、三班制）：。/.3

9、6总用气量为： aNm/105.27.1. 3666中期和近期时：高级饭店（共一处、三班制）： ；/87.34036宾 馆（共一处、三班制）： 。6总用气量为： aNm/1074.8.017. 3666远期居民用户及商业（公建）总年用气量为： /225.09.63 3666中期居民用户及商业（公建）总年用气为：a/103.910.743.12.8 36666 近期居民用户及商业（公建）总年用气为：Nm/29.0. 36666考虑到发展工程中未预见情况和供气管网中然气的泄漏损失,将未预见量取为民用年用气量的 5%：远期： a/104.3%51042. 366）（中期： 93）（近期： /7.28

10、7. 366 Nm）（居民和公建年用气量表 表 3.4名称 居民用气 小型公建用 气 大型公建用 气 总和 考虑未预见量 （5%）近期 a/1036Nm23.8 1.97 1.74 27.33 28.70中期 29.8 2.39 1.74 33.93 35.63远期 /3636.9 2.81 2.5 42.21 44.323.1.4工业企业年用气量工业企业年用气量与生产规模、班制和工艺特点有关，一般只进行粗略估算。某市已经给出工业企业用气负荷和工业企业数。设每班工作 8 小时。工业用气量总量 = 总用气量35% 所以 工业用气=（居民用气+共建用气+加气站用气+采暖用气） 653远期： ， a

11、Nm/103.865)102.78.10(4.3256 中期： 2345 36近期： /9.4)9(8.7656特定工厂用气：（单厂）纺织厂年用气量（二班制）： ；aNm/10876.35103灯泡厂年用气量（三班制）： ；224食品厂年用气量（二班制）： 。aNm/10584.361036工业企业年总用气量为： 36666 .584.12.087. 3.1.6 加气站年用气量该市总面积约为 1164 ，远期人口数为 48 万人。在该市建 2 个 CNG 加2Km气站，即在近期和中期时考虑 1 个，远期时增加 1 个。出租车耗气量为 8 升 /100 公里（汽油） ，年行驶 10 万公里，每辆

12、车约服务 600800 人；公交汽车耗气量为 20 升/100 公里（柴油） ，年运行 7 万公里，每辆车约服务 1500 人。1 升柴 油 =0.96 天然气 ，1 升 汽 油 =0.88 天然气。3N3N近 期 汽 车 用 气 量 计 算 表 3.8项目 数量 改造率 改造量 折合天然气单位 辆 % 辆 万 Nm3/年 Nm3/日 Nm3/小时公共汽车 224 60% 134 180.6 4949 206出租车 448 100% 448 315.4 8641 360合计 672 582 496 13590 566中 期 汽 车 用 气 量 计 算 表 3.9项目 数量 改造率 改造量 折合

13、天然气单位 辆 % 辆 万 Nm3/年 Nm3/日 Nm3/小时公共汽车 272 80% 218 292.4 8012 334出租车 544 100% 544 383.0 10492 437合计 816 762 675.4 18504 771根 据 表 3.8 和 表 3.9， 日 用 气 量 最 大 为 18504 方，则在近期和中期设计 1个 2 万方的标准 CNG 加气站即可。远 期 汽 车 用 气 量 计 算 表 3.10项目 数量 改造率 改造量 折合天然气单位 辆 % 辆 万 Nm3/年 Nm3/日 Nm3/小时公共汽车 320 100% 320 430.1 11783 491出租

14、车 640 100% 640 450.6 12344 514合计 960 960 880.7 24127 1005根 据 表 3.10， 则 知 在 远 期 时 加 设 1 个 1 万 方 的 CNG 站 就 满 足 用 气 要 求 ，此 时 的 标 准 站 的 日 用 气 量 总 和 3 万 方 。重 庆 、 成 都 、 西 安 等 地 汽 车 加 气 站 的 统 计 数 据 ， 加 气 站 月 、 日 用 气 量 波动 较 小 ， 一 般 每 天 加 气 量 主 要 集 中 在 16 小 时 左 右 ， 存 在 着 较 大 的 时 不 均 匀 性 。因 此 ， 本 规 划 取 月 、 日

15、高 峰 系 数 为 1， 按 加 气 站 每 天 工 作 16 小 时 计 算 小时 高 峰 系 数 ， 取 小 时 高 峰 系 数 为 1.5。则：近期加气站年供气量： )a/(105.)610796.21507.48().0875.14( 3645 Nm标准站年用气量 = 2 万方365 天 = 7.310 6 a/(3Nm中期加气站年供气量： )a/(106.8)10796.21508.4()8.075.148( 345 Nm标准站年用气量 = 2 万方365 天 = 7.310 6 a/(3Nm远期加气站年供气量： )a/(108.)10796.215048.()8.075148.(

16、364454 Nm标准站年用气量 = 3.5 万方365 天 = 12.7810 6 a/(33.1.7年用气量汇总年用气量汇总表类别 居民及共建 工业 采暖 CNG 加气站 总和近期 a/3Nm61028.76109.451.29105 6107.37105.中期 5231.45105 3远期 /364. 6.82.17105 62.87.23.4小时用气量计算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。城市中各类用户的小时用气工况均不相同，居民生活和公共建筑用户的用气不均匀性最为显著。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。每日早、

17、午、晚三个用气高峰，早高峰最低。由于生活习惯和工作休息制度不同等情况，有的城市晚高峰低于午高峰，另一些城市则晚高峰会高于午高峰。用日不均匀系数表示一个月中日用气量的变化情况，日不均匀系数 K2可按下式计算： 该 月 平 均 日 用 气 量该 月 中 某 日 用 气 量2K该月中日最大不均匀系数 称为该月的日高峰系数。该市日高峰系数的max2范围在 1.051.2 之间，本设计取日高峰系数 。15.max2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 可按下式计算： 3K该 日 平 均 小 时 用 气 量该 日 某 小 时 用 气 量3K该日小时不均匀系数的最大值 称为该日

18、的小时高峰系数。max3根据教材燃气输配表 2-3 得：（1）近期民用(居民生活与公共建筑)小时最大用气量发生在 1011 时则: 小时高峰系数为 K3max = 11.2724/100 = 2.7民用最高日用气量 11.43104 (Nm3/d)max,dQ采暖小时用气: 因为只在医院和宾馆考虑供暖，所以仍认为其供气均匀= =75(Nm3/h)24hy10.84考虑工业供气均匀,则: K 1max = K2max = K3max = 1 加 气 站 月 、 日 用 气 量 波 动 较 小 ，一 般 每 天 加 气 量 主 要 集 中 在 16 小 时 左 右 。 K1max = K2max

19、，K 3max = 1.5即: 工业小时用气量： 取两班制和三班制工作各半。 三班制： = =1110(Nm3/h) 24365.0Qh总 24365.09.两班制： = =1665(Nm3/h) 1.h总 1加气站小时用气： = = 1250(Nm3/h) max3hK2465Q总 5.24607.近期最高日小时用气量时间 民用比例(%)居民及公建（10 4Nm3/h)采暖用气量(Nm 3/h)工业 (三班制 Nm3/h)工业 (两班制 Nm3/h)加气站用气量(Nm 3/h)总用气量(104Nm3/h)0-1 1.35 0.15 75 1110 1665 0 0.441-2 1.3 0.1

20、5 75 1110 1665 0 0.432-3 1.65 0.19 75 1110 1665 0 0.473-4 0.99 0.11 75 1110 1665 0 0.404-5 1.63 0.19 75 1110 1665 0 0.475-6 4.35 0.50 75 1110 1665 0 0.786-7 4.87 0.56 75 1110 1665 0 0.847-8 5.2 0.59 75 1110 1665 0 0.888-9 5.17 0.59 75 1110 0 1250 0.839-10 6.55 0.75 75 1110 0 1250 0.9910-11 11.27 1.2

21、9 75 1110 0 1250 1.5311-12 10.42 1.19 75 1110 0 1250 1.4312-13 4.09 0.47 75 1110 0 1250 0.7113-14 2.77 0.32 75 1110 0 1250 0.5614-15 2.27 0.26 75 1110 0 1250 0.5015-16 4.05 0.46 75 1110 0 1250 0.7116-17 7.1 0.81 75 1110 1665 1250 1.2217-18 9.59 1.10 75 1110 1665 1250 1.5118-19 6.1 0.70 75 1110 1665

22、1250 1.1119-20 3.42 0.39 75 1110 1665 1250 0.8020-21 2.13 0.24 75 1110 1665 1250 0.6521-22 1.48 0.17 75 1110 1665 1250 0.5822-23 1.27 0.15 75 1110 1665 1250 0.5623-24 0.98 0.11 75 1110 1665 1250 0.52近期最高日小时用气量变化曲线图近 期 最 高 日 小 时 用 气 量 变 化 曲 线 图-20000200040006000800010000120001400016000180000 5 10 15

23、20 25 301日 中 的 各 小 时用气量（立方米/小时） 居 民 及 公 建 用 气采 暖 用 气 量工 业 三 班 制 用 气 量工 业 两 班 制 用 气 量加 气 站 用 气 量综 合 总 用 气 量3.5输配系统小时计算流量城市燃气输配系统的管径及设备的通过能力，不能直接用其年用气量确定，而是按燃气计算月的小时最大流量计算。小时计算流量的确定，关系到燃气输配的经济性和可靠性.小时计算流量定得偏高,将会增加输配系统的金属用量和基础投资,定得偏低,又会影响用户的正常用气。确定方法有不均匀系数法和同时工作系数法。这里通过上表查得有关数据。小时计算流量汇总类别 居民及共建工业（三班制）工业（二班制）采暖 CNG 加气站 总和近期 h/3Nm410.291110 0 75 1250 410.53中期 61325 0 87.5 1250 87远期 /34. 1761 0 100 2188 42.