第二节 城镇燃气管道的分类及选择

一、燃气管道的分类

燃气管道根据用途、敷设方式和输气压力分类。

（一）根据用途分类

1.长输管道

由输气首站输送城镇商品燃气至城镇燃气门站、储配站或大型工业企业的长距离输气管线。

2.城镇燃气管道

（1）输气管道 由气源厂或门站、储配站至各级调压站输送燃气的主干管线。

（2）分配管道 在供气地区将燃气分配给工业企业用户、商业用户和居民用户。分配管道包括街区的和庭院的分配管道。

（3）用户引入管 从分配管道引到用户室内管道引入口处总阀门的燃气管道。

（4）室内燃气管道 通过用户管道引入口总阀门将燃气引向室内，并分配到每个燃气用具。

3.工业企业燃气管道

（1）工厂引入管和厂区燃气管道 由各级调压站将燃气引入工厂，分送到各用气车间。

（2）车间燃气管道 从车间的管道引入口将燃气送到车间内各个用气设备（如窑炉），车间燃气管道包括干管和支管。

（3）炉前燃气管道 从支管将燃气分送给炉前各个燃烧设备。

（二）根据敷设方式分类

1.地下燃气管道

在城镇中常采用地下敷设。

2.架空燃气管道

在工厂区和管道穿越铁路、河流时为了管理维修方便，有时用架空敷设。

（三）根据输气压力分类

由于城镇燃气管道直接敷设于城镇地下，管道漏气可引发火灾、爆炸、中毒事故，造成严重后果。燃气管道中的压力越高，管道接头脱开或管道本身出现裂缝等的危险性也越大。因此，根据人口密度、道路、地下管线等状况对城镇燃气管道按输气压力进行分级是十分必要的。对不同压力燃气管道的材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也各不同。

我国城镇燃气管道设计压力P分为7级，见表2-1。

表2-1 城镇燃气管道设计压力（表压）分级

居民用户和小型商业用户一般由低压管道供气。

中压管道必须通过区域调压站或用户专用调压站向城镇分配管道供气，或向工厂企业、大型商业用户以及锅炉房供气。

城镇高压燃气管道是大城市供气的主动脉，高压燃气也必须通过调压站送入次高压或中压管道、高压储气罐以及工艺需要高压燃气的大型工厂企业。

高压燃气管道在沿管道中心线两侧各200m范围内，任意划分为1.6km长并能包括最多供人居住的独立建筑物数量的地段，按划定地段内的房屋建筑密集程度划分为四个等级。

一级地区：有12个或12个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。

二级地区：有12个以上，80个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。

三级地区：介于二级和四级之间的中间地区。有80个和80个以上供人居住建筑物的任一地区分级单元，或距人员聚集的室外场所90m内铺设管线的区域。

四级地区：地上4层或4层以上建筑物普遍且占多数的任一地区分级单元（不计地下室层数）。

城镇燃气管道系统中各级压力的干管，特别是中压以上压力较高的管道，应连成环网，初建时也可以是半环形或枝状管道，但应逐步构成环网。

城镇、工厂区和居民点可由长距离输气管道供气，个别距离城镇燃气管道较远的大型用户，经论证确系经济合理和安全可靠时，可通过自设调压站与长输管线连接。除了一些允许设专用调压器、与长输管线相连接的管道检查站用气外，单个的居民用户不得与长输管线连接。

随着科学技术的发展，有可能改进管道和燃气专用设备的材质，提高管道施工的质量和运行管理的水平，在新建的城镇燃气管网系统和改建旧有的系统时，燃气管道可采用较高的压力，以降低管网的总造价或提高管道的输气能力。

二、城镇燃气管道系统及选择

（一）城镇燃气输配系统的构成

现代化的城镇燃气输配系统是复杂的综合设施，主要由下列几部分构成：

（1）低压、中压、次高压以及高压等不同压力的燃气管道。

（2）门站、储配站。

（3）分配站、压送站、调压计量站、区域调压站。

（4）信息与电子计算机中心。

输配系统应保证不间断地、可靠地给用户供气，在运行管理方面应是安全的，在维修检测方面应是简便的。还应考虑到在检修或发生故障时，可关断某些部分管段而不致影响全系统的工作。

在一个输配系统中，宜采用标准化和系列化的站室、构筑物和设备。采用的系统方案应具有最大的经济效益，并能分阶段地、一部分一部分地建造和投入运行。

（二）城镇燃气管道系统

城镇燃气输配系统的主要部分是燃气管道，根据所采用的管道压力级制不同可分为：

（1）一级系统

仅用低压管道来分配和供给燃气，一般只适用于小城镇的供气系统。如供气范围较大时，则输送单位体积燃气的管材用量将急剧增加。

（2）两级系统

由低压和中压或低压和次高压两级管道组成。

（3）三级系统

包括低压、中压（或次高压）和高压的三级管道。

（4）多级系统

由低压、中压、次高压和高压的管道组成。

（三）采用不同压力级制的必要性

城镇燃气输配系统中管网应采用不同的压力级制，其原因如下：

（1）管网采用不同的压力级制是比较经济的。因为燃气由较高压力的管道输送，为充分利用能量，管道单位长度的压力损失可以选得大一些，这样可降低管道的管径，以节省管材。如由城镇的一地区输送大量燃气到另一地区，采用较高的压力比较经济合理。对于城镇中一些大型工业企业用户，可根据工艺需要采用压力较高的专用输气管线。

（2）各类用户所需要的燃气压力不同。如居民用户和小型商业用户需要低压燃气，直接与低压管网连接，即使采用用户调压器或楼栋调压装置时，一般也只与压力小于或等于中压的管道相连。而大多数工业企业则需要中压或次高压、甚至高压燃气。

（3）在城市未改建的老区，建筑物比较密集，街道和人行道都比较狭窄，不宜敷设高压或次高压管道。对于城市新建区道路宽阔，建筑物比较整齐、宽松，可敷设压力较高的燃气管道。对于大城市燃气输配系统的建造、扩建和改建过程时间较长，新区与老区条件差别较大，新区的道路与建筑物条件比老区要好，因此，一般近期建造的管道的压力都比原建的老区燃气管道压力要高。

（四）燃气管道系统的选择

无论是旧有的城镇，还是新建的城镇，在选择燃气管网系统时，应考虑到许多因素，其中最主要的有：

（1）气源情况。燃气的性质，是选用人工燃气（煤制气或油制气）、天然气、还是利用几种可燃气体或空气的掺混燃气；供气量和供气压力；燃气的净化程度和含湿量；气源的发展或更换气源的规划。

（2）城镇性质、规模、远景规划情况、建筑特点、人口密度、居民用户的分布情况。

（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、汽化率及不同类型的用户对燃气压力的要求。

（5）用气的工业企业的数量和特点。

（6）储气设备的类型。

（7）城镇地理地形条件，敷设燃气管道可能遇到天然和人工障碍物（如河流、湖泊、铁路等）的情况。

（8）发展城镇燃气事业所需的材料及设备的生产和供应情况。

设计城镇燃气管网系统时，应全面综合考虑上述诸因素，从而提出数个方案作技术经济计算，选用经济合理的方案。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。

三、城镇燃气管网系统举例

（一）低压—次高压两级管网系统

气源为天然气，用长输管线的末段储气。如图2-1所示。

天然气由长输管线从东西两方向经燃气分配站送入该城市。次高压管道连成环网，通过区域调压站向低压管网供气，通过专用调压站向工业企业供气。低压管网根据地理条件分成三个互不连通的区域管网。

图2-1 低压—次高压两级管网系统

1—长输管线 2—城镇燃气门站 3—次高压（或中压）管网 4—区域调压站 5—工业企业专用调压站 6—低压管网 7—穿过铁路的套管敷设 8—穿越河底的过河管 9—沿桥敷设的过河管 10—工业企业

图2-1上与铁路相交处的燃气管道敷设在套管内，过河的地方一处用双管穿越河底，另一处则利用已建的桥梁采用沿桥敷设。

居民用户和小型商业用户由低压管网供气。根据居民区规划和人口密度等特点，一种情况是低压管道沿大街小巷敷设，以组成较密的低压环网；另一种情况则是低压管道敷设在街坊内，而只将主干管连成环网。

第一种情况适用于城镇的老区，因为那里建筑物鳞次栉比，又分成许多小区，故低压管道敷设在每条街道上、胡同里，互相交叉而连成较密的环网，从低压管道上连接用户引入管。

第二种情况适用于城镇的新建区，那里居民住宅区楼房整齐地布置在街坊内，楼房之间保持必要的间距。在这样的条件下，低压管道可以敷设在街坊内，这些楼房可由枝状管道供气，而主要的街道低压干管连成环网，以提高供气的可靠性和保持供气压力稳定性。

低压管网中主干管连成环网是比较合理的，次要的管道可以是枝状管。为了使压力留有余量，以保证环网工作可靠，主环各管段宜取相近的管径。不同压力等级的管网应通过几个调压站来连接，以保证在个别调压站关断时仍能正常供气。这样的管网方案，既保证了必要的可靠性，同时也比较经济。低压燃气管网还应根据城镇的地形地物自然分片布置，不必形成全城性的由许多环组成的大环网，因为从供气安全可靠的角度看，一个大型或中型城镇的低压管网连成大片环网的必要性不大，再则为了形成大环网要穿越较多的河流、湖泊、铁路和公路干线，这种做法并不一定合理。

区域调压站的主要设备是调压器，调压器将压力较高的燃气降压，并在其出口处保持稳定的压力。

给低压管网供气的区域调压站的数量，即各调压站的作用半径，应由技术经济计算决定。调压站宜布置在供气区的中心，并靠近管道的汇交点。调压站一般应设在地上单独的建筑物内或采用调压箱。

图2-2 低压—中压两级管网系统

1—气源厂 2—低压管线 3—压送机站 4—低压储罐站 5—中压管网 6—区域调压站 7—低压管网

（二）低压—中压两级管网系统

气源是人工燃气，用低压储气罐储气，如图2-2所示。

从位于该城镇西侧的燃气厂生产的低压燃气，经加压后送入中压管网，再经区域调压站调压后送人低压管网，设置在用气区的低压储气罐由中压管供气，用户高峰时向低压管网输送燃气。这种两级系统的特点是中压管网经调压后与低压储气罐相连，中压管道和低压干管均连成环网，但由于低压罐站设在城市里，对市容和安全是不利的。另外，区域调压站与储气罐站的位置必须布置合适，以避免局部地区供气量和压力不足的情况出现。

（三）三级管网系统

由低压、中压和次高压管网组成，气源是来自长输管线的天然气（也可以是高压的人工燃气），用高压储气罐储气，如图2-3所示。

该城镇原气源是煤制气，为中压和低压两级管网。随着燃气供应事业的发展，天然气送入该市，建立了压力为0.003MPa、0.07～0.15MPa和0.3～0.5MPa的三级管网。

为了充分利用该城镇原有的供气系统，天然气先与煤气厂煤制气掺混，然后送入城镇管网。该城镇先后在郊区建立了三个高压储配站，用1.2MPa的次高压管道在城镇郊区将几个储配站连成整体。

当城镇的气源全部是低压人工燃气时，由于燃气出厂的压力较低，是否采用三级系统和高压储气设备，需要根据发展规划，进行技术经济计算加以确定。

（四）多级管网系统

气源是天然气，该城镇的供气系统用地下储气库、高压储配站以及长输管线储气，如图2-4所示。

图2-3 三级管网系统

1—长输管线 2—城镇燃气门站或分配站 3—次高压管道 4—高压储配站 5—次高压管网 6—次高压调压站 7—中压管网 8—中低压调压站 9—低压管网 10—煤气厂

居民人口密度相当大的某特大型城市，采用了多级管网系统。天然气通过几条长输管线进入城镇管网，两者的分界点是城镇燃气门站或分配站，天然气的压力在该站降到2MPa，进入城镇外环的高压管网。

该城镇管网系统的压力主要分为四级，即低压、中压、次高压和高压。各级管网分别组成环状。天然气由较高压力等级的管网进入较低压力等级的管网时，必须通过调压站。

由于该城镇中心区的人口密度很大，从安全考虑只敷设了压力不大于0.15MPa的中压管网。工业企业用户和大型商业用户与中压或次高压管网相连，居民用户和小型商业用户则与低压管道相连。

图2-4 多级管网系统

1—长输管线 2—城镇燃气门站（分配站） 3—调压计量站 4—储配站 5—调压站 6—高压外环网 7—次高压A管网 8—次高压B管网 9—中压管网 10—地下储气库

从运行管理方面来看，该系统既安全又灵活，因为气源来自多个方向，主要管道均连成环网。平衡用户用气量的不均匀性可以由缓冲用户、地下储气库、高压储气罐以及长输管线储气来解决。