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第一节 燃气的特性及类别
一、燃气（气体燃料）的特性
与固体燃料、液体燃料相比，燃气具有燃烧充分、效率高、便于输送等优点。
1、可燃性
在加温受热的条件下，与空气中的氧气发生剧烈氧化反应而燃烧，并产生一定的热量。
（1）燃点（着火点）：可燃物质加温受热并点燃后，所放出的燃烧热能加热该物质并维持燃烧的继续。此时加温该物质所需的最低温度，称为该物质的燃点。燃点越低，则…
（2）热值：1立方米燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值。
2、爆炸性
燃气与空气的混合物在一定条件下会发生爆炸。
3、有毒性（部分燃气）
人体吸入某些气体后，会导致窒息、腐蚀器官、致癌等后果，称为有毒气体。

二、燃气的类别：
燃气的构成：可燃组分与不可燃组分的混合气体。
燃气的种类：天然气、人工燃气、液化石油气和生物质燃气。
（一）天然气
1、常规天然气 、非常规天然气
常规天然气主要有气田气、石油伴生气、凝析气田气
非常规天然气通常指页岩气、煤层气、煤矿矿井气、天然气水合物
（二）人工燃气（manufactured gas）
1、固体燃料干馏煤气
利用焦炉、连续式直立炉和立箱炉等对煤进行干馏所获得的煤气。低热值一般为16700KJ/Nm3。

第一节 城市燃气分类
2、固体燃料气化煤气
高压气化煤气：2.0~3.0MPa的压力下，以煤作原料采用纯氧和水蒸气为气化剂，可获得高压蒸气氧鼓风煤气，也叫高压气化煤气。主要组成为氢和含量较高的甲烷，低热值一般为15100KJ/Nm3。
水煤气：高温条件下，固体燃料与水蒸气反应。主要成分为一氧化碳和氢，煤气低热值一般为10500KJ/Nm3。
发生炉煤气：固体燃料与空气、水蒸气反应。主要成分CO、氢气、氮气等。低热值一般为5400KJ/Nm3。
煤制代用天然气：煤经过加压气化、分离、净化、甲烷化等过程，生产以甲烷为主要成分的代用天然气或称人工合成天然气（SNG）
3、油制气
利用重油制取的城市燃气。分重油蓄热热裂解气、重油蓄热催化裂解气。重油蓄热热裂解气以甲烷、乙烯和丙稀为主，发热值41900KJ/Nm3；重油蓄热催化裂解气中氢含量最多，也含有甲烷和一氧化碳，发热值17600～20900 KJ /Nm3

（三）液态燃气
1、液化石油气（LPG）
开采、炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分C3、 C4碳氢化合物。占7％～8％。
主要组成为C3（丙烷、丙稀）、C4（丁烷、丁烯）。发热值为92100～121400KJ/Nm3。
2、轻烃燃气
开采、炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分C5、 C6碳氢化合物。蒸汽压小，露点高，供应受限制。

（四）生物质燃气
利用物理化学转化技术，将生物质通过热解或气化转化为燃气；
采用生物化学转化技术，经过微生物的厌氧发酵，将生物质转化为燃气（沼气）。主要组成为甲烷占60％，二氧化碳约35％。发热值为20900KJ/Nm3。

第二节 城市燃气发展史
人类社会发展至今，燃料的应用经历了植物燃料、固体燃料、液体燃料、气体燃料四个阶段。
气体燃料的发展又明显地随着社会经济的发展而发展，随着工业技术的进步而进步，并不断向高层次发展。从煤气的供应开始，过渡到液化石油气，最终实现天然气大管网供气是世界性的气体燃料发展的途径。

（四） 燃气输配技术课题
燃气负荷预测：不同用户用气负荷规律性研究，用气负荷的时间特性及叠加效果，储气调峰及调度手段；
输气系统网络及调峰：输气网络的输气与储气能力优化，输气管网模拟仿真及应用，地下储气库及储气设施的模拟分析、运行优化；
城市分配管网：水力工况分析、可靠性评价，优化设计、优化运行调度，地下管网故障诊断及查找；
燃气安全技术：CNG、LNG的安全应用及管理；输配气系统的风险评估与安全管理。
燃气输配领域节能减排技术。

1. 临界参数、对比参数
（1）临界温度定义：任何气体在温度低于某一数值时都可以等温压缩成液体，但当高于该温度时，无论压力增加到多大，都不能使气体液化。可以使气体压缩成液态的这个极限温度称为该气体的临界温度。
当温度等于临界温度时，使气体压缩成液体所需压力称为临界压力，此时状态称为临界状态。
气体临界状态下的温度、压力、密度分别称为临界温度、临界压力、临界密度。

（3）对比参数：
气体的压力、温度、密度与其临界压力、临界温度和临界密度之比称为气体的对比压力、对比温度和对比密度。
实际气体状态方程：
当燃气压力不太高（低于1MPa）、温度不太低时，在工程上可作为理想气体。当压力很高（天然气长输管线中）、温度很低时，用理想气体状态方程引起的误差很大。引入压缩因子Z，得到实际气体状态方程。
Pv=ZRT

四、混合液体的蒸汽压
（3）相平衡常数
一定温度下，各纯组分的蒸汽压与混合液体总蒸汽压之比为常数。且等于气相中分子成分与液相分子成分之比。

液化石油气蒸汽压：取决于温度和各组分所占比例，使用过程中，总是先蒸发出较多的丙烷。随着各组分成分的改变，蒸汽压下降，当蒸汽压小于大气压时，形成残液。

混合液体的蒸汽压定义：一定温度下，密闭容器中气、液相达到动态平衡时气体的压力。
（1）道尔顿定律：混合液体的蒸汽压等于各组分蒸汽分压之和。
（2）拉乌尔定律：一定温度下，当液体与蒸汽处于平衡状态时，混合液体上方各组分的蒸汽分压等于此纯组分的蒸汽压乘以其在混合液体中的分子成分。

五、沸点、露点
（1）定义：
沸点：一定压力下，液体沸腾时的温度。
露点：一定压力下，蒸汽出现凝结时的温度，此时的蒸汽为饱和蒸汽。
（3）液化气混空气的露点
气态液化石油气掺混空气前后露点的变化：
因为露点与压力有关，通过降低压力，可使露点降低。
当气态液化气采用管道输送时，使空气与其混合成非爆炸性气体，使其分压力低于管道输送压力，降低露点。
在输送气态液化气时，应确保环境最低温度高于输送压力下的露点温度。

六、液态液化石油气的容积膨胀
（1）容积膨胀系数：
液体碳氢化合物的容积膨胀系数很大，约比水大16倍。在灌装时须考虑由温度变化引起的容积增大，留出必要的气相空间。

七、爆炸极限
（1）定义
可燃气体与空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。
在这种混合物中当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸气体时的含量称为燃气的爆炸下限；
而当燃气含量增加到不能形成爆炸气体时的含量称为爆炸上限。

8. 其他性质
动力粘度 ：为两个相邻层的流体间速度梯度为1时，作用在单位面积上的摩擦力。
气化潜热：单位质量的液体变成与其处于平衡状态的蒸汽所吸收的热量，称为
该液体的气化潜热。影响因素：P、T

第四节 城市燃气的质量要求
3、城市燃气的加臭
城市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的。因此，当发生漏气时能及时被人们发觉进而消除漏气是很有必有的。
要求对没有臭味的燃气加臭。
有毒燃气：使有毒燃气在达到允许有害浓度之前应能察觉。
无毒燃气：在相当于爆炸下限20％的浓度时，应能察觉。

第一节 城市燃气需用量
在进行城市燃气系统设计时，首先要确定燃气需用量（用气负荷），即年用气量。这是确定（1）气源规模；（2）管网通过能力；（3）站场设备供应能力；（4）储气能力的基础数据。
取决于供气对象（用户类别）、用户数量、用气量指标（定额）。
一、供气对象
主要包括：居民用户、商业用户、采暖空调用户、天然气汽车；工业用户和燃气发电等。
其中前两者是城市的基本用户。
天然气作为清洁能源及资源类能源，国家制定了指导性利用政策。（见附件）

实例：长沙市供气原则
（1）优先供应具有气化条件的居民用户；
（2）积极发展公共建筑用户，尤其是燃煤和燃非洁净燃料污染较大的公建用户；
（3）积极供应各类工业用户，尤其是污染型工业用户的气代油和气代煤工作；
（4）积极供应大中型公建（如宾馆、商场、写字楼等）的直燃机组用气；
（5）适当供应CNG燃料汽车用气。

第四节 燃气输配系统的供需平衡
一、平衡方法
（一）常用平衡方法
1、平衡月不均匀用气
（1）调整气田产量
（2）地下库储气
天然气的季节性调峰通常由上游供气方解决。

第三章 长输管线系统
一、井场集输管网系统（集气站）
在各气井的附近直接设立单独的天然气净化、计量、和压力调节点，经环形放射状或直线形输气系统汇集，送入矿场压气站或天然气处理厂。
作用：气田处汇集天然气。
构成：集气管、油尘捕采器、调压器、计量装置。

二、净化处理厂
当天然气中硫化氢、二氧化碳、凝析油的含量和含水量超过管道输气规定的标准时，需设置天然气净化处理厂进行处理。
作用：1、干燥（防水化物），吸收法（二甘醇）；2、清除H2S等，干法（Fe(OH)3），湿法（胺基丙醇）；3、加臭

三、输气站
输气首站（Gas Transmission First Station）
保持输气压力平稳，对燃气压力进行自动调节、计量以及除去燃气中的液滴和机械杂质。当输气管线采用清管工艺时，在站内设置清管球发射装置。
输气末站（ Gas Transmission Last Station ）
分离、调压、计量、清管接收等功能。

四、输气管线系统
输气干线（Gas transmission trunk line）
输气支线（Gas transmission branch line）
阴极保护站
分段阀及阀室

三、输气站
压气站（Compressor Station）
为了远距离输气，通常每隔一定距离设置中间压气站，使燃气压力满足城市门站的压力要求。中间压气站的数量和压缩比，与输气管道的管径和加压成本之间的关系很大，要通过技术经济计算确定，并由此决定两个压气站间的合理距离。
气体接收站
在输气管沿线，为接收输气支线来气而设的站，具有分离、调压、计量、清管等功能。
气体分输站
在输气管沿线，为接收输气支线来气而设的站
清管系统
清除管内凝聚物和沉积物，采用不停气密闭清管流程，间距100KM以上，设在输气站内。包括：清管器、清管器收发筒、清管器指示器、清管器示踪仪。

二、长输管线系统的安全性
1、系统安全保证的两种指导思想：
（1）控制管道自身的安全性，即控制管道及构件的强度及严密性，确保管线系统的安全，从而保证周围建筑物的安全。（欧美模式）
（2）控制安全距离，对管道系统有一定要求，主要控制间距，以此保证周围建筑物的安全。（前苏联模式）

三、线路选择
1、线路走向考虑地形、工程地质、交通运输、动力等条件。
2、避开重要的军事设施、易燃易爆仓库、国家重点文物保护区。
3、避开飞机场、火车站、海（河）港码头、国家级自然保护区等。
4、避开不良工程地质地段。
5、除管道专用的隧道、桥梁外，不应通过铁路或公路的隧道和桥梁。

第四章 燃气管网系统
一、燃气管道的分类
（一）根据用途分类
1、长距离输气管线
2、城市燃气管道
（1）输气干管：承担整个城市燃气的输送任务。
（2）分配管道：将燃气分配给各类用户，包括街区分配管、庭院分配管。
（3）用户引入管：将燃气从庭院管引向用户室内管。
（4）室内燃气管道：包括立管、水平管、下垂管等，将燃气分配给各个燃具。
3、工业企业燃气管道
工厂引入管、厂区燃气管道、车间燃气管道、炉前燃气管道。

（二）根据敷设方式分类
1、地下燃气管道
城市中普遍采用的方式。
2、架空燃气管道
工厂内普遍采用的方式，城市小区内有时采用。

（三）根据输气压力分类
1、低压燃气管道：P 0.01MPa
2、中压B燃气管道：0.01~0.2MPa
3、中压A燃气管道：0.2~0.4MPa
4、次高压B燃气管道：0.4~0.8MPa
5、次高压A燃气管道：0.8~1.6MPa
6、高压B燃气管道：1.6～2.5MPa
7、高压A燃气管道：2.5～4.0MPa

（四）燃气管道根据压力分类的原因：
因为燃气泄漏可能导致火灾、爆炸、中毒等事故，与其它管道相比，燃气管道的气密性要求高。管道内燃气压力不同，对管道材质、安装质量、检验标准等要求不同。一般来说，管道内压力越高，管道漏气的可能性越大，对管道的质量要求越高；但采用较高压力的管道，可以减少整个管网的投资。

二、城市燃气管网系统
（一）城市燃气输配系统的构成
1、低压、中压、高压等不同压力等级的燃气管网及附属设施
2、燃气调压站、调压箱等调压设施
3、燃气储气设施
4、监控与调度中心
5、城市门站

（二）城市燃气管网系统的分类
根据管网的压力机制分为：
1、一级系统：只含有一种压力等级的管道，有中压一级系统、低压一级系统。
2、二级系统：含有两个压力等级的燃气管道。
3、三级系统：含有三个压力等级的燃气管道。
4、多级系统：含有三个以上压力等级的燃气管道。

（三）燃气管网系统的选择
选择燃气管网系统时，应考虑以下因素：
1、气源情况：燃气种类、供气压力等
2、城市性质、规模及城市地理条件
3、已有城市燃气设施情况
4、用户类型、分布情况
5、储气设施情况
应在不同方案技术经济比较基础上确定最佳方案。

三、几种系统介绍
1、低压一级系统：管网压力低于0.005MPa，各类用户直接与管网连接。此系统简单、较安全，供气范围小，适应于小城市及人工气源。
2、中压B一级系统：管网压力低于0.2MPa，用户通过调压器与中压管网相连。与低压系统相比，因输气压力较高，管径较小，供气范围较大；用户处压力稳定，但调压器数量多，安装费用较大。适应于中、小城市，用户分布较分散及空混气气源。

3、中压A一级系统：管网压力低于0.4MPa，用户通过调压箱（调压器）与中压管网相连。适应于中、小城市及天然气气源。
4、中压B、低压二级系统：由中压B管网系统、区域调压站、低压管网系统组成。中压B管道与低压管道之间由中低压调压器连接，气源压力不大于0.2MPa。部分只有较低压力气源的大城市。

5、中压A、低压二级系统：气源为天然气，进入管网的压力不超过0.4MPa，适应于中、小城市及部分无大型用户的大城市。
6、高压B、中压A、低压三级系统及多级系统：
适用于大城市、天然气气源

四、不同压力管道之间及管道与用户的连接
1、用户与低压管道直接连接的条件
当燃气为人工煤气时，管道压力为0.002MPa;当燃气为天然气时，管道压力为0.0035MPa；当燃气为液化石油气时，管道压力为0.005MPa。
2、用户与低压管道通过调压器连接
当管道压力为0.01MPa时，低压管道与用户之间应加调压器（低-低压）。
3、高压或中压燃气管道与用户之间须通过调压器（高-中压，或中-低压调压器）连接。
4、不同压力的管道之间须通过相应的调压站（调压器）连接。

第二节 城市燃气管道的布线
一、城市燃气管道的布线
在城市燃气管网系统确定之后，决定各管道的具体位置及走向。城市燃气管道主要采用地下敷设。
地下管道通常沿城市道路、人行便道敷设，或敷设在绿化带内。各级管网的输气压力不同，防火安全间距也不同。

（一）布线依据
1、管道内燃气压力
2、街道交通量、路面结构情况及地下管道分布情况
3、燃气的含湿量，必要的管道坡度
4、线路上遇到的障碍物情况
5、土壤性质、腐蚀性能
6、管道在施工、运行和发生故障时，对交通和人民生活的影响

（二）高、中压管网的平面布置
1、高压管道宜布置在城市边缘或市内有足够安全间距的地带，并尽量成环。
2、中压管道应布置在城市用气区的规划道路上，尽量避免闹市区。
3、主要中压干管应成环布置。
4、尽量靠近大型用户及负荷中心。
5、尽量避免穿越铁路等大型障碍物。
6、考虑远近期结合。
（三）低压管网的平面布置
1、低压管道尽量布置在小区内兼作庭院管道。
2、沿道路敷设，并与道路轴线或建筑物的前沿平行，尽量避免在高级路面下敷设。
3、低压管网主要以枝状分布，干管也可以成环，
但环边长一般控制在300～600M。
4、与建筑物、构筑物及其它管线保持必要的水平净距。
（四）管道的纵断面布置
1、地下管道的埋设深度：车行道0.9m，人行道0.6m，绿化带0.3m。
2、输送湿燃气的管道，坡度不小于0.003，最低点设凝水缸。
3、与其它管道相交时，保持必要的垂直净距。
4、不得从其它建筑物下穿过。
5、当埋深或垂直净距不能保证时，采取加套管或地沟等防护措施。

二、燃气管道穿越铁路、河流等障碍物
（一）燃气管道穿越铁路、高速公路、城市干道
1、需加设套管或地沟，并经有关部门批准。
2、宜垂直穿越，顶管施工。
（二）燃气管道通过河流
1、穿越河底：直接开挖，在北方采用较多；顶管施工。
2、随桥梁敷设。
3、架设管桥。

一、工业企业燃气管网系统的构成
（一）一级系统
1、低压一级系统：系统直接与城市燃气管网相连，只适应于小型工业企业用户。因为低压管网的供气量很小，且较大用户的用气工况变化会影响连在同一管网上的居民用户。
2、中压一级系统：系统与城市中压或高压燃气管网通过调压器相连，适应于大型的工业用户。
工厂引入管上设调压计量装置，各个车间用户直接与厂区管道相连，各个车间的用气工况会相互影响。在车间分布较紧凑，用气设备类型相同，燃烧器前燃气压力稳定性要求不严时，采用该系统较合适。
（二）二级系统
1、工厂引入管处设总调压计量装置、部分车间设调压装置的二级管网系统。
2、厂区管道直接与城市中压A管道相连，各车间引入管处设调压装置的二级管网系统。
两者的区别：后者各车间的压力稳定性较好，各车间相互影响较小，但调压计量装置数量多。

二、工业企业燃气管网系统的选择与布线
（一）系统的选择
1、连接引入管处的城市燃气管道的压力
2、各用气车间所需燃气压力
3、用气车间的分布
4、车间的用气量规模
5、各车间用气稳定性要求
（二）布线原则
1、厂区燃气管道布线
可以采用地下敷设，也可采用架空敷设，敷设方式取决于车间的分布、地下管道和构筑物的密集程度等，多采用架空敷设，考虑必要的温度补偿措施。
管材为钢管，架空管道应避免受到外界损伤，间隔300M左右设接地装置。管道末端设放散管。
燃气管道与输送酸、碱等的管道共架时，放在上层。
2、车间燃气管道布线
每个车间设置总阀门，阀门安装高度不超过1.7M。燃气管道架设高度不低于2M，一般敷设在房架上，或沿厂房的柱子或墙敷设。
车间一般采用枝状管，末端设放散管。

二、室内燃气管道系统的布线
1、引入管与庭院管道相连，并坡向庭院管。有地上引入和地下引入两种方式，穿过承重墙、建筑物基础时，应设在套管内，并考虑沉降的影响。
2、燃气立管设在厨房或走廊内，立管穿过楼板处设套管，套管高出地面至少50MM，套管和燃气管道之间用沥青油麻填实。
3、由立管引出用户支管，高度不小于1.7M，穿墙时加套管，并由燃气表坡向立管和燃具。
4、室内燃气管道应为明管敷设，特殊情况下，可以暗管敷设，但须设置在有活盖的墙槽或管井内，每层楼间应隔开。
5、室内管道多采用热镀锌钢管，丝扣连接，不得敷设在卧室、浴室、卫生间等处。

三、高层建筑燃气供应系统
除了上述要求外，高层建筑还应考虑三个特殊问题。
1、建筑物的沉降
高层建筑物自重大，沉降量显著，易在引入管处造成破坏。可在引入管处安装伸缩补偿接头消除此影响，如在引入管处安装金属软管。
2、高程差引起的附加压头
由于燃气与空气的密度不同，随着建筑物高度的增加，附加压头也增大。而用户的燃具工作压力，是有一定的允许波动范围的。为了使所有燃具在正常压力范围内工作，需采取必要的措施消除附加压头的影响。

三、高层建筑燃气供应系统
2、高程差引起的附加压头
（1）分开设置高层供气系统和底层供气系统
（2）采用中压进户供气方式，各用户设用户调压器
（3）采用低－低压调压器，分段消除楼层的附加压头
3、温差产生的变形
高层建筑燃气立管的管道较长、自重大，需在立管底部设置支墩。为了补偿温差产生的伸缩变形，将立管两端固定，中间安装吸收变形的补偿装置。
补偿量计算公式：

第五章 燃气管道及其附属设备
第一节 管材及其连接方式
用于输送燃气的管材种类主要有：钢管、铸铁管、聚乙烯（PE）塑料管。

一、钢 管
1、钢管的特点
钢管具有强度高、韧性好、抗冲击性和严密性好，能承受很大的压力，抗压、抗震的强度大，塑性好，便于焊接和热加工等优点，壁厚较薄，节省金属等优点。
缺点是耐腐蚀性较差，需要采取防腐措施。
2、钢管分类
（1）无缝钢管：采用焊接连接为主，与阀门、设备连接采用法兰连接。
（2）焊接钢管（又称卷焊钢管）：采用焊接连接为主，与阀门、设备连接采用法兰连接。
直缝钢管：直缝电阻焊钢管、直缝埋弧焊钢管
螺旋缝钢管
（3）镀锌焊接钢管：连接方式多采用螺纹（即丝扣）连接。目前各地多采用聚四氟乙烯密封带或密封胶代替铅油油麻作螺纹接口的密封填料。

二、聚乙烯（PE）塑料管
1. 燃气用聚乙烯管材
聚乙烯管材的性能与其密度和分子量有关，并随材料的密度、模量及屈服应力的提高而提高。
用于输送燃气的聚乙烯管材，分为两类：PE80，PE100（按长期静液压强度分类）。
2. 聚乙烯塑料管道的特点
（1）优点
寿命长（50年以上）；耐腐蚀、耐化学性好；柔韧性、耐压性好；重量轻，施工简单；接头强度高、严密性好；摩阻系数小。
（2）缺点
对温度变化敏感：
①     熔点低，容易软化和分解；
②     热膨胀系数大，热胀冷缩现象显著；
③   使用温度范围小，温度过高时材料变软，温度过低时材料变脆。
容易老化：
聚乙烯塑料管在燃气管网工程上，只作埋地管道使用。
硬度差：抗破坏能力弱。

三、铸铁管
一、铸铁管的分类与特点
1、灰口铸铁管
抗拉强度、抗弯曲、抗冲击力、焊接性能等较钢管差，但抗腐蚀性好。
2、球墨铸铁管
抗拉强度、抗弯曲、抗冲击力等较好，抗腐蚀性好，焊接性较差。
铸铁管的连接方式主要是柔性机械接口承插连接。

第二节 燃气管道的附属设备
一、阀 门
（一） 阀门的分类
按工业管道的压力级别，分为低压阀门，中压阀门，高压阀门和超高压阀门。
城市燃气管道最高压力Pg≤4MPa，所用阀门属中、低压阀门。
按阀门的功用分闭路阀（回流阀）、止回阀、安全阀和减压阀等。
按阀门启闭零件的结构分闸阀、截止阀、球阀、蝶阀和旋塞阀等。
按阀门启闭时的传动方式可分成人工控制阀门（手动传动和齿轮传动）、电动控制阀门、电磁控制阀门、气动控制阀门和液压控制阀门等。除人工控制阀门外，其余阀门均可用于自动控制和自动调节的燃气管路中。
按阀门的材料可分为铸铁、铸钢、锻钢、PE塑料，材料不同，阀门的结构、密封方式、操作方式有所不同。
（二 ） 燃气常用阀门
1. 干线、支线切断阀
分为以下两类：
（1）球阀（2）平板阀
2. 旋塞阀。
3. 蝶阀。蝶阀分为手动蝶阀、电动蝶阀与气动蝶阀。

二、补偿器
1、用于消除因管段胀缩对管道产生应力的设备，常用于架空管道。
2、安装在阀门的下侧（按气流方向），利用其伸缩性能，方便阀门的拆卸和检修。

三、凝水缸（排水器）
为排除燃气管道中的冷凝水或石油伴生气管道中的轻质油，管道敷设时应有一定的坡度，以便在低处设凝水缸，将汇集的水排出。
由于管道内燃气压力不同，凝水缸有两种结构。在低压管道上，因管道内压力较低，要依靠抽水设备排出。高中压管道上，积水可在排水管旋塞打开后自行喷出。

四、放散管、阀门井
1、放散管 用于排放管道内部的空气或燃气，在管道投入运行时，排出管道内的空气，在管道检修时，排放管道内的燃气，防止在管内形成爆炸性气体。通常与阀门一起设在阀门井内。
2、阀门井 为便于阀门的操作以及管道的放散，通常在阀门和放散管处设阀门井。

一、钢管腐蚀的原因
1、化学腐蚀
由化学反应引起，指金属和周围介质如氧、硫化氢、二氧化硫等接触发生反应。
对输送净化后的燃气的管道而言，化学腐蚀的危害不大。
2、电化学腐蚀
金属和电解质溶液接触，形成原电池而发生电化学反应引起的腐蚀，在管道的内壁和外壁都会发生，当燃气中含水极少时，内壁的腐蚀不严重。主要发生在管道的外壁，这种腐蚀使钢管表面出现凹穴，以至穿孔，对钢管的安全和寿命威胁最大。
3、杂散电流对钢管的腐蚀
由于外界各种电气设备的漏电与接地，在土壤中形成杂散电流。该电流流经燃气管道时，形成电解电池。
4、细菌作用
微生物参与腐蚀过程，如硫酸盐还原菌，将可溶的硫酸盐转化为硫化氢，加速了管道的腐蚀。

二、钢管的防腐方法
管道内壁的防腐主要通过燃气的净化来实现，一般不采取其它特别的措施。
架空管道的腐蚀主要是化学腐蚀，危害不是很严重，通常是在管道外壁涂上油漆覆盖层。
埋地钢管的腐蚀，需根据土壤的腐蚀性强弱采取相应的防腐措施。
1、土壤的腐蚀等级划分
采用土壤电阻率对土壤腐蚀性进行分级。土壤电阻率和土壤有机质含量、含水量、含盐量有关，表示土壤导电能力的大小。
2、管道外壁防腐的基本方法
为了增加钢管和土壤之间的电阻，减少腐蚀电流，一般采用（1）管道外壁加防腐绝缘层的方法。但防腐层难免由于不同的原因而造成局部破坏，采用了绝缘层防腐的同时必须采用（2）阴极保护（电保护法）。

第六章 水力计算
一、管道内燃气流动的特点
1、燃气流动状态参数
反映静态气体状态的参数：压力、温度、密度
反映流动气体状态的参数：压力P、密度、温度、流速
2、稳定流动与不稳定流动
气体的流动状态参数不随时间变化的流动过程称为稳定流动。
相反气体的流动状态参数不但随管道长度变化，而且，随着时间发生变化的流动称为不稳定流动。
3、流体的可压缩性
随着管道内沿程压力的下降，燃气的密度也在减小，因此，燃气是可压缩流体。
在低压管道内，由于密度的变化可忽略不计，视为不可压缩流体。

二、管道流动类型
1、雷诺数
用来描述气体流动状态的无量纲数，是气体流动的惯性力与内摩擦力之比。由气体性质、气体流速和管道内径来决定。
2、层流（Re<2100）
出现在理想的光滑管内且雷诺数很小（小于2100）的情况，此时可认为流体分层相互滑动，内流层比外流层的流速快。流动的摩擦阻力取决于流速梯度和流体的粘性。
3、部分紊流（Re=2100~3500）
当管道内的流量超过了一定限度，流线中部将发展成涡流，层流状态被破坏。紧挨着管壁有一层流层，即边界层。流动的摩擦阻力是由于层流层粘性效应并依赖于雷诺数
4、完全紊流（Re>3500）
当流量进一步增大，涡流向外扩展，层流层朝管壁方向缩小，当层流层小到使管壁粗糙度能影响中部的紊流流动时，称为完全紊流。流动的摩擦阻力取决于管壁的粗糙度。流量继续增大，阻力将与雷诺数无关而仅依赖于管道特征。

四、燃气管道局部阻力损失和附加压头
（一）局部阻力损失
当燃气通过三通、弯头、阀门、变径管等管道附件时，由于几何边界的急剧改变，燃气流线发生变化，产生额外的压力损失，称为局部阻力损失。
（二）附加压头
由于燃气与空气的密度不同，当管段始末端存在标高差时，在管道中产生附加压头。

第三节 燃气分配管网的计算流量
一、燃气分配管段计算流量的确定
1、转输流量与途泄流量
从管道的始端进入，并从末端流出的燃气流量称为管道的转输流量。
从管道的始端进入管道，在到达末端之前，沿管道逐步流出的燃气流量称为管道的途泄流量。
2、管道的连接用户的情况
用户连接在管段的末端，管道只有转输流量。
管道沿线连接大量的居民用户、小型公建用户，管道只有途泄流量。
管道沿线连接大量的小型用户，末端也连接管道或用户，管道既有途泄流量，又有转输流量。

第三节 燃气分配管网的计算流量
3、管道的计算流量
假定含有途泄流量的管道中的燃气是均匀流出的，管道中的各个断面的流量不同。为了进行变负荷管道的水力计算，假定一个不变的流量Q，它产生的管段压力降与实际压力降相等。这个假定的不变流量即为管道的计算流量。

一、枝状管网的水力计算
（一）枝状管网水力计算特点
1、燃气在管网中的流向是确定的，从气源至各节点只有一个固定的流向。
2、管网中各管道的流量分配方案是唯一的，管道的转输流量只有一个数值，任一管段的流量等于该管段以后所有节点流量之和。
3、枝状管网中变更某一管段的直径时，不影响管段的流量分配，只导致管道终点压力的改变。
（二）枝状管网水力计算步骤
根据枝状管网的特点，各管段的计算流量是已知的。而根据气源及用户特点，管网的总压力降是已知的。有关研究表明，等比压降接近于经济压力降。枝状管网水力计算的任务是求各管段的直径。

二、环状管网的初步水力计算
（一）环状管网水力计算特点
1、环状管网任何一个节点均可由两向或多向供气。
2、管网可以有无数个流量分配方案。每个分配方案都满足节点流量平衡方程。
3、当变更某一管段的管径时，会引起环网中所有管段的流量重新分配，并改变各节点的压力值。

三、环状管网的水力平差
需要对管网流量进行重新分配，使环路压力降闭合差趋近于零，俗称平差计算。

第七章 燃气管网的水力工况
一、低压管网计算压力降的确定
低压管网分两种情况：
a. 与用户直接连接
b. 通过调压器与用户连接

（一）用户处的压力波动及其影响因素
用户直接与低压管网连接，随着管网中流量变化，燃具前的压力也随之变化。
燃具能够正常工作的最大允许压力和最小允许压力可用燃具的额定压力乘一个系数表示。
燃气管网设计时采用的计算工况：管道系统的流量是最大流量（小时计算流量），管网系统的压力降最大，称为计算压力降，用户处的压力最小。
运行中的最不利工况：管网负荷最小，管网的压力降最小，燃具前压力最大。
在最不利工况下，管网负荷为零，管网最小压力降为零，所有用户处的压力都等于调压器出口压力P1。
因此，用户处压力的最大波动范围等于计算压力降。

一、低压管网计算压力降的确定
（二）低压管网计算压力降的确定
由以上分析知，与用户直接相连的低压管道的计算压力降等于燃具的最大允许波动范围。即取决于（k1－k2）和Pn。
增大Pn可以增大管网计算压力降，降低金属用量，节约管网投资。但是，Pn越大，对设备的制作和安装质量要求越高，管网的运行费用越大；若Pn取得过小，将增加管网的投资。
（k1－k2）代表了燃具前压力的波动，其值越大，计算压力降越大，但燃具的正常工作要求其压力波动不超过一定的范围。

二、高中压管网计算压力降的确定
（一）高中压管网通过调压器与用户或低压管网相连，其压力波动不影响低压用户的燃气压力。
高中压管网的起点压力主要受上游供气压力的影响，其末端压力应保证中低压或高中压调压器能正常工作并通过用户在高峰时的用气量，受末端调压设备的影响，对应高峰流量及相应的调压设备有一个最小允许压力。
高中压管网的计算压力降等于起点压力与末端最小允许压力之差。
（二）高中压管网与中压引射式燃烧器相连时，需保证其在额定压力下工作，并考虑专用调压器的压力降及用户管道的压力损失。这样确定高中压管网末端的最小压力。由上游提供的压力和下游最小压力求得其计算压力降。
（三）为了保证供气的可靠性，在确定环网的计算压力降时应留有适当的压力储备。

三、工业企业管道计算压降的确定
（一）设有总调压装置的一级系统，管道直接与各车间的燃烧器相连。
车间燃烧器的最低压力控制在Pn，管网的压力降取决于管网负荷的稳定性和燃具前压力的允许波动范围。
假定管网起点的压力足够高，管网负荷越稳定，可取的计算压力降越高；但若管网负荷不稳定，计算压力降太大，会导致燃具前压力超过其允许范围。
因为，一旦压力降确定，管网起点的压力也随之确定。若管网负荷减小，管道压力降减小，燃具前压力升高。而燃具前的压力波动有其允许的范围。因此，计算压力降的确定应综合考虑以上两个因素。
（二）管道通过调压器与燃烧器相连
与高中压燃气管道计算压力降的确定情况相同。

第二节 低压管网的水力工况
主要讨论用户燃具与低压管网直接相连时，在任意工况下，用户燃具前的压力变化情况。
一、管网系统起点压力为定值时的工况
1、计算工况时，管网中的负荷最大，管网压力降最大，燃具前压力最低。
2、任意工况时，随着管网负荷的降低，管网压力降减少，用户燃具前压力升高。
设任意工况时，流量变化系数为x，则管道起点压力、燃具前压力和管道计算压降的关系为

二、按月调节调压器出口压力时的水力工况
为了缩短燃具超负荷工作的时间，可采取按月调节调压器出口压力的措施，在用气量较低的月份降低出口压力。
调压器出口压力的调整值应满足该月最大小时用气量时燃具前压力为额定压力。

三、随管网负荷变化调节调压器出口压力时的水力工况
管网起点压力根据在任意工况下燃具前的压力等于或接近于额定压力而确定的。

第三节 高、中压环网的水力可靠性
在相同水力可靠性的情况下，等管径环路比等比压降环路的金属用量要少。
在事故工况分析过程中，假定用户的用气量是均匀降低的，这在以下情况下完全成立。
1、事故工况不与全年的用气高峰期重合。季节性的用气量减少比由于个别管段损坏引起的管网通过能力的降低还要大。事故工况并不影响用户的正常工作，用户的负荷均匀降低。适合管网大修。
2、在管段发生事故时，通过调度管理缩减部分用户的用气量，使用户的负荷均匀降低。

第四节 低压环网的水力可靠性
低压管网和用户直接相连时，由于各用户的燃气量是无法调节的，当发生事故时，各用户的用气量的减少是不同的，其取决于用户支管与环网连接点的压力和用户支管的压力降。连接点的压力降低，供气量随之减少。这是计算低压管网事故工况的基础。
（1）等管径低压环网的水力可靠性比高、中压环网要高得多。这是因为在低压系统中用户和管网直接连接，发生事故时用户的燃气量减少，燃具前的压力下降，从而管网的允许压力降增大，超过计算压力降。
（2）事故工况下，不同用户的燃气量减少程度有显著差别。离气源点越近，燃气量减少越少。
（3）等管径低压环网在事故工况下大部分用户燃气量的降低并不太多，可以满足水力可靠性的要求。

四、提高输配管网水力可靠性的途径
1、管网系统应有两个或两个以上的供气点以防止供气中断。高、中压管网及低压干管应成环布置。
2、如果存在天然或人工障碍，低压管网可分区布置，而不要连成整体系统，但每一独立区至少应有两个调压站。各调压站的出口可用同管径管道以最短的线路互相连接。
3、若高、中压管网只有一个环时，可采用相同或相近的管径，并留有一定的压力储备。
4、低压环网可按单位长度压力降为常数进行计算，而相邻管段直径不能相差太大。

第八章 技术经济计算
第一节 技术