城市燃气输配总复习.doc

《城市燃气输配》综合复习资料
一、填空题
1、 燃烧速度指数（燃烧势）反映了燃气燃烧火焰所产生离焰、黄焰、回火和不完全燃烧的倾向性，是一项反映燃具燃烧___________的综合指标，能更全面地判断燃气的燃烧特性。
2、 调压器按照用途或使用对象分类可分为：_______、_________和_________。
3、 液化石油气有两个来源，分别是油气田和_______，液化石油气的主要成分是_____。
4、 按燃气的起源或其生产方式进行分类，大体上把燃气划分为_______和___________两大类。________和________则由于气源和输配方式的特殊性，习惯上各另列一类。
5、 我国城市燃气的分类指标是国际上广泛采用的___________和____________。
6、 某小区面积151.8公顷，人口密度600人/公顷，气化率为90%，每人每年的耗气量123.9 Nm3/人.年，则该小区居民年耗气量为____________Nm3/年。
7、 区域调压站的最佳作用半径600 m，居民人口密度600人/公顷，每人每小时的计算流量0.06Nm3/人.h，则调压站的最佳负荷为____________Nm3/h。
8、 某低压燃气管道的途泄流量为50m3/h，转输流量为80 m3/h，则该管线计算流量为 m3/h。
9、 9、调压站的作用半径是指从调压站到 平均直线距离。
10、 某多层住宅，燃气室内立管终端标高17m，引入管始端标高-0.6m，燃气密度0.71kg/Nm3，产生的附加压头为________。
11、 某管网系统有m个节点，则独立的节点流量平衡方程共有 个。
12、 已知流入某节点的所有管段的途泄流量120 Nm3/h，流出该节点的所有管段的途泄流量150 Nm3/h，该节点存在集中负荷200 Nm3/h，则该节点的节点流量 Nm3/h。
13、 燃气管道的投资费用取决于 和 。
14、 月不均匀系数用来表示 ，其计算式为 ，影响居民生活及公共建筑用气月不均匀性的主要因素是 。
15、 城市燃气管网系统按照管网压力级制的不同组合形式分类，可分为 、 、 、及 四种。
16、 在绘制燃气管道水力计算图表时，燃气密度按 计算。
17、 按照天然气的常规分类，一般可分为四种，分别为 、 、 、 。
18、 已知天然气中各组分的容积成分，其中甲烷80%，乙烷16%，氮气4%，则天然气的相对密度为 。（注：甲烷密度0.7174kg/Nm3，乙烷密度1.3553 kg/Nm3，氮气密度1.2504 kg/Nm3，空气密度1.293 kg/Nm3）
19、 在进行城市燃气管网设计时， 是确定气源、管网和设备通过能力的依据。
二、判断题
1、 城市燃气应具有可以察觉的臭味，无臭味或臭味不足的燃气应加臭，有毒燃气中臭剂的最小量应符合下列规定：泄漏到空气中，浓度达到爆炸下限的20％时，应能察觉。
2、 如果气源产量能够根据需用量改变一周内各天的生产工况时，储气容积以计算月最大日燃气供需平衡要求确定，否则应按计算月平均周的燃气供需平衡要求确定。
3、 枝状管网中变更某一管段的管径时，不影响管段的流量分配，只导致管道节点压力的改变。
4、 不均匀系数法适用于求解室内和庭院燃气管道的计算流量。
5、 5、“附加投资偿还年限法”适用于城市配气管网较多方案的技术经济比较。
6、 运动方程中项为惯性项，反映了气体流动的不稳定性，项为对流项。
7、 液化石油气减压器属于间接作用式调压器。
8、 水煤气是气化煤气，发生炉煤气是干馏煤气。
9、 用户直接与低压管网相连，当低压管网发生事故时，所有用户的供气量都均匀下降。
10、 液化石油气是高热值燃气，气化煤气是低热值燃气。
11、 用户处压力的最大波动范围就等于管网的计算压力降。
12、 4、高、中压管网的每环边长一般宜控制在300~600米。
13、 5、在低压城市燃气干管上，应设置分段阀门。
14、 6、在单向供气的燃气管道上，放散管应安装在阀门之后。
15、 8、气态液化石油气的密度小于空气的密度。
16、 城市燃气分配管道的计算流量可采用同时工作系数法确定。
17、 地下储气库适合用于平衡日不均匀用气及小时不均匀用气。
18、 在专用调压站内，应选用能够关闭严密的单座阀调压器。
19、 对某燃气输配系统，方案一总投资费用60万，年运行费用30万；方案二总投资费用90万，年运行费用20万；标准偿还年限6年，则方案二更经济。
20、 月不均匀系数的计算方法为各月的用气量与全年平均月用气量的比值。
21、 在城市未改建的老区，由于街道狭窄，人口密集，因此只能敷设中压和低压管道。
22、 铸铁管的耐腐蚀性优于钢管。
23、 当管网的起点压力为定值时，燃具前的最大压力出现在管网负荷最大的情况下。
24、 城市燃气输配系统的管径及设备通过能力直接用燃气的年用量来确定。
25、 室内和庭院燃气管道的计算流量采用同时工作系数法确定。
26、 随燃具数增加，同时工作系数减小。
三、不定项选择题
1、燃气输配管道的管材主要使用 。
A、钢管 B、铸铁管 C、PE管 D、铅塑复合管
2、对于高层建筑的室内燃气管道系统，其特殊问题有 。
A、补偿高层建筑的沉降 B、克服高程差引起的附加压头的影响
C、补偿温差引起的变形 D、在用户引入管上设置紧急切断阀。
3、在城市燃气输配管网中，调压器的作用是 。
A、降压 B、稳压 C、增压 D、超压放散
4、调压站内的安全装置主要有 。
A、安全放散阀 B、安全切断阀
C、监视器装置 D、调压器的并联装置
5、按照调压器的敏感元件与传动装置的受力元件之间的关系分类，调压器可分为 。
A、直接作用式调压器 B、间接作用式调压器
C、区域调压器 D、专用调压器
6、调压站的最佳作用半径随 的增加而增大。
A、调压站的造价 B、低压管网的压力降
C、管道造价系数 D、低压管网的密度系数。
7、按照用途城市燃气管道可分为 。
A、长距离输气管道 B、分配管道
C、用户引入管 D、室内燃气管道
8、在确定高、中压管网末端最小压力时，应保证 。
A、区域调压站能正常工作并通过用户在高峰时的用气量
B、与管网相连的中压引射器的正常工作
C、管网的水力可靠性
D、低压用户的燃气压力
9、年用气量主要取决于 。
A、用户的类型 B、数量
C、用气量指标 D、工业与民用供气的比例
10、常见的储气设施有 。
A、地下储气库 B、液态储存
C、管道储气 D、储气罐储气
四、简答题
1、 简述用户燃具前的压力及其波动范围的影响因素。
2、 燃气常用的储存方法有哪些？
3、 简述储气设施的作用。
4、 简述什么是平差计算？
5、 简述枝状与环状管网的水力计算特点。
6、 简答城市燃气管道采用不同压力级制的必要性。
7、 在选择城市燃气管网系统时，主要应考虑哪些因素？
8、 附加压头是如何产生的？写出其计算公式。
9、 简述直接式调压器的工作原理。
10、 简述调压站安全装置中监视器装置的工作原理。
11、 什么是环状管网的管网平差计算？
五、作图分析题
已知：一周内不同时刻供气量及用气量累计值；按其数据绘制成曲线，如图1所示。横坐标表示一周内小时数，纵坐标表示一周内不同时刻供气量及用气量累计值。
分析：如图所示的一条直线、一条曲线，各自的含义。
作图：根据此数据设计储气罐，则在图上表示出该储气罐所需的有效储气容积。
A
B
单位：
Nm3
单位：h
D
C

图1
六、计算题
1、如图2所示，已知各管段的途泄流量及节点6的集中负荷（单位：Nm3/h），请计算各管段的转输流量及计算流量。

图2

2、管线A为与调压站相连的城市燃气分配管道，该管段供气区域的年用气量为800000Nm3/a；管线B为一居民楼供气，该楼居民共40户，其中10户只安装了一台双眼灶，30户分别安装了一台双眼灶和一台热水器，请分别计算两管段的小时计算流量。
其中：月高峰系数，日高峰系数，小时高峰系数；
双眼灶热负荷23450kJ/h
热水器热负荷25590kJ/h
煤气低热值17074kJ/m3
燃气用具的同时工作系数见表1。
表1 不同设备类型的同时工作系数
设备类型
户数
10
20
30
40
一个双眼灶
0.54
0.45
0.40
0.39
一个双眼灶和一个热水器
0.27
0.22
0.21
0.20

3、如图3所示的区域燃气管网，各管段长度如图所示（m）。人口密度为600人/公顷，每人每小时的燃气用量为0.06Nm3，节点⑥上有集中负荷Qs=100 Nm3/h，请计算各管段的途泄流量。

图3

4、某219×7的低压燃气钢管，管道长度1000m，输送燃气流量200 Nm3/h，燃气密度0.788 kg/Nm3，查燃气管道水力计算图表，得到该管线单位管长的压力降为0.2Pa/m（图表显示数据），管道起点压力2000Pa，管道起终点高程差为50 m（终点 高于起点，计算中考虑附加压头），局部阻力损失按沿程阻力损失的10%计，请计算该管段的终点压力。
5、已知某城市人口50万，标准状况下燃气低热值取36000KJ/Nm3；气化率为0.9，居民生活用气定额为2500MJ/（人.年）；公共建筑设施标准：托儿所：150人/1000人，旅馆：8床位/1000人，其中托儿所的用气定额取2000MJ/（人.年），旅馆的用气定额取4000 MJ/（人.年）；炼钢的用气定额为7000 MJ/（吨.年），熔铝的用气定额为3200MJ/（吨.年），年产钢2万吨，年产铝1.5万吨，计算整个城市的年用气量。

参考答案
一、填空题
1、 燃烧速度指数（燃烧势）反映了燃气燃烧火焰所产生离焰、黄焰、回火和不完全燃烧的倾向性，是一项反映燃具燃烧 稳定状况 的综合指标，能更全面地判断燃气的燃烧特性。
2、 调压器按照用途分类可分为： 区域调压器 、 用户调压器 和 专用调压器 。
3、 液化石油气有两个来源，分别是油气田和 炼油厂 ，液化石油气的主要成分是 丙烷和丁烷 。
4、 按燃气的起源或其生产方式进行分类，大体上把燃气划分为 天然气 和 人工燃气 两大类。 液化石油气 和 生物气 则由于气源和输配方式的特殊性，习惯上各另列一类。
5、 我国城市燃气的分类指标是国际上广泛采用的华白指数W和燃烧势CP。
6、 某小区面积151.8公顷，人口密度600人/公顷，气化率为90%，每人每年的耗气量123.9 Nm3/人.年，则该小区居民年耗气量为 1.016×107 Nm3/年。
7、 区域调压站的最佳作用半径600 m，居民人口密度600人/公顷，每人每小时的计算流量0.06Nm3/人.h，则调压站的最佳负荷为 2592 Nm3/h。
8、 某低压燃气管道的途泄流量为50m3/h，转输流量为80 m3/h，则该管线计算流量为 107.5 m3/h。
9、 调压站的作用半径是指从调压站到 零点 平均直线距离。
10、 某多层住宅，燃气室内立管终端标高17m，引入管始端标高-0.6m，燃气密度0.71kg/Nm3，产生的附加压头为 100.56 Pa。
11、 某管网系统有m个节点，则独立的节点流量平衡方程共有 m-1 个。
12、 已知流入某节点的所有管段的途泄流量120 Nm3/h，流出该节点的所有管段的途泄流量150 Nm3/h，该节点存在集中负荷200 Nm3/h，则该节点的节点流量 333.5 Nm3/h。
13、 燃气管道的投资费用取决于 管材费用 和 建设费用 。
14、 月不均匀系数用来表示 一年内各月用气的不均匀性 ，其计算式为 该月平均日用气量/全年平均日用气量 ，影响居民生活及公共建筑用气月不均匀性的主要因素是 气候因素 。
15、 城市燃气管网系统按照管网压力级制的不同组合形式分类，可分为 一级管网 、 二级管网 、 三级管网 及 多级管网 四种。
16、 在绘制燃气管道水力计算图表时，燃气密度按 1kg/m3 计算。
17、 按照天然气的常规分类，一般可分为四种，分别为 气田气 、油田伴生气、 凝析气田气 、 生物气 。
18、 已知天然气中各组分的容积成分，其中甲烷80%，乙烷16%，氮气4%，则天然气的相对密度为 0.65 。（注：甲烷密度0.7174kg/Nm3，乙烷密度1.3553 kg/Nm3，氮气密度1.2504 kg/Nm3，空气密度1.293 kg/Nm3）
19、 在进行城市燃气管网设计时， 年用气量 是确定气源、管网和设备通过能力的依据。
二、判断题
×√√××　√×××√　√××××　××√√×　√√××√　√
三、不定项选择题
ABC　ABC　AB　ABCD　AB　AB　BCD　ABC　ABC　ABCD
四、简答题
1、答：
（1）计算压力降的大小和压降利用程度；
（2）流量的变化情况；
（3）调压器出口压力调节方法。
2、答：
地下储气；低温液态储存；高压管束储气及长输干管末端储气；用储气罐储气等。储气罐储气采用最多。
3、答：
（1）解决气源供气的均匀性与用户用气不均匀性之间的矛盾；
（2）混合不同组分的燃气，使燃气的性质、成份、热值均匀、稳定；
（3）储备燃气，当制气装置发生暂时故障时，保证一定程度的供气；
（4）合理确定储气设施在供气系统的位置，使输配管网的供气点分布合理，从而改善管网的运行工况，优化输配管网的技术经济指标。
4、答：
在人工计算中，平差计算是逐次进行流量校正，使环网闭合差渐趋工程允许的误差范围的过程。
5、答：
枝状管网的水力计算特点：管段数等于节点数减1；气源至各节点一个固定流向；送至某一管线的燃气只能由一条管线供气，流量分配方案唯一；任一管段流量等于该管段以后所有节点流量之和（顺气流方向），管段流量唯一；改变某一管段管径，不影响管段流量分配，只导致管道终点压力的改变；各管段有直径与压力降两个未知数。
环状管网的水力计算特点：管段数=节点数+环数-1；某一管段同时可由1条或几条管道供气，并有许多不同的分配方案；若改变环网某一管段的管径，就会引起管网流量的重新分配并改变各节点的压力值，因而环状管网水力计算则有直径、压力降和计算流量三个未知量。
6、答：
管网采用不同的压力级制比较经济；
各类用户所需要的燃气压力不同；
消防安全要求。
7、答：
当出口处的用气量增加或进口压力降低时，燃气出口压力下降，造成薄膜上下压力不平衡，此时薄膜下降，阀门开大，燃气流量增加，使压力恢复平衡状态；反之，当出口处用气量减少或入口压力增大时，燃气出口压力升高，此时薄膜上升，使阀门关小，燃气流量减少，又逐渐使出口压力恢复原来状态。
8、答：
备用调压器和工作调压器串联使用，使备用调压器的出口压力大于工作调压器的出口压力，正常运行时，备用调压器处于全开状态。当工作调压器发生故障，出口压力上升到备用调压器的出口压力时，备用调压器投入使用。
9、答：
气源情况：种类及性质、供气量和供应压力、气源的发展或更换气源的规划；
城市规模、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、用户的分布情况；
原有的城市燃气供应设施情况；
对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型用户对燃气压力的要求；
用气的工业企业的数量和特点；
储气设备的类型。
10、答：
由于燃气和空气的密度不同，当管段始、末端存在标高差时，在燃气管道中将产生附加压头；
计算公式：
11、答：
在人工计算中，平差计算是逐次进行流量校正，使环网闭合差渐趋工程允许的误差范围的过程。
五、作图分析题
B
单位：Nm3
单位：h
A
D
C

答：
直线表示供气量累计值曲线，曲线表示用气量累计值曲线。
如图所示两条平行线之间的纵坐标方向的距离即为所需的有效储气容积。
六、计算题
1、解：

2、解：

双眼灶热负荷：23450kJ/h=1.37 Nm3/h
热水器热负荷：25590kJ/h=1.50 Nm3/h

3、解：
（1）计算各小区的燃气用量；
QA=（300+500）×300×600×0.06/104=864Nm3/h
QB=400×300×600×0.06/104=432Nm3/h
QC=500×400×600×0.06/104=720Nm3/h
（2） 计算各管线单位长度途泄流量；
qA= QA/（L1-2+L2-4+L4-6）=864/1100=0.79 Nm3/（h.m）
qB= QB/（L2-3+L2-4+L4-5）=432/1100=0.39 Nm3/（h.m）
qC= QC/（L4-5+L4-6）=720/900=0.8Nm3/（h.m）
（3）计算各管段途泄流量；
Q11-2= qA L1-2=0.79×300=237 Nm3/h
Q12-3= qB L2-3=0.39×400=156 Nm3/h
Q12-4= （qA+ qB） L2-4=（0.79+0.39）×300=354 Nm3/h
Q14-5= （qC+ qB） L4-5=（0.8+0.39）×400=476Nm3/h
Q14-6= （qA+ qC） L4-6=（0.79+0.8）×500=795Nm3/h
4、 解：

P2=126.5 KPa

∴P=126.5+5.8=132.3 KPa
5、解：
居民年用气量：
公共建筑年用气量：
托儿所：
旅馆：
工业：
总用气量：