[科普中国]-城市燃气供应系统

简介

城市中供应居民生活和部分供应生产用燃气的工程设施系统，是城市公用事业的组成部分。城市使用燃气代替煤作为燃料，对发展生产、方便居民生活、节约能源、减轻大气污染等都有重要意义。城市燃气供应系统由气源、输配管网和应用设施三部分组成。气源是指人工制气厂或天然气从干线进入城市管网的配气站(又称门站)。输配管网是气源到用户之间的一系列燃气输送、分配和储存设施，包括管网、储气库(站)、储配站和调压室等。应用设施由入户管、燃气表和燃具等组成。1

分类气源城市燃气主要有三类：

①天然气。主要组分是甲烷(CH4)，其次是乙烷(C2H6)和少量的其他气体。天然气有纯天然气(又称气田气)、含油天然气和石油伴生气，还有煤矿开采中伴生的矿井气(又称矿井瓦斯)。天然气热值高，生产成本低，是理想的城市燃气气源。1

②人工气。主要组分是甲烷和氢（H2）。从煤加工得到的，称为煤制气或煤气，包括干馏气(如焦炉气等)和压力气化气（如鲁奇气等）；从石油加工得到的，称为油制气。人工气种类很多，但只有符合一定质量要求的，才能作为城市燃气。1

③液化石油气。

主要组分是丙烷 (C3H6)和丁烷(C4H10)，既可从纯天然气和石油伴生气中分离得到，也可从石油炼制中得到。1

发展概况1812年，英国首先建成人工煤气厂，并建立了世界上第一个煤气公司。各国城市燃气的发展大体经历三个阶段：最初以煤制气为主；20世纪50年代开始以油制气为主或煤制气、油制气混合应用；60年代开始以使用天然气为主。1

天然气已成为世界范围内典型的城市燃气气源。为了能够在天然气枯竭后仍保持城市燃气的供应，有的国家正在研究煤制气的新工艺。中国城市燃气供应始于1865年。这一年英商在上海开设中国第一个煤气厂。1943年以前日商先后在大连、鞍山、抚顺、沈阳、安东、长春、锦州、哈尔滨等 8个城市建立了城市燃气企业。这些燃气企业以煤为制气原料，规模都很小。1943年是中华人民共和国建立前全国燃气年产量最高的一年，也只有1.43亿立方米。1949年以后，中国城市燃气事业得到了发展。到1984年，中国已有109个城市建立了不同规模的城市燃气供应设施,年供人工气21.6亿立方米，天然气13.6亿立方米（包括矿井气），液化石油气45.4万吨；用气人数2350万人，占全国大中城市人口的22.4%。1

规划要点城市燃气供应系统的规划必须在城市总体规划指导下，结合地区能源平衡的特点进行；依据国家的资源和能源政策、统筹兼顾、全面安排，并注意环境保护的要求。1

规划主要的原则和方法① 根据有关政策和本地区能源资源情况，按照技术上可靠、经济上合理的原则，慎重地选择确定城市燃气的气源。要注意充分利用天然气和大型钢铁厂、炼油厂、化工厂等的可燃气体副产品。在建设投资方面，发展液化石油气一般比发展油制气经济，发展油制气又比发展煤制气经济。如果自建气源，必须要有足够的制气原料的供应和化工产品的销路。大中城市一般要有两个以上气源，以确保供气不致中断。在建设基本气源的同时，还应适当考虑机动气源和调峰气源（供高峰时间调节用的备用气源）。1

② 通过调查研究，根据需要和可能，确定城市燃气供应的规模。按照能源的综合平衡、环境保护的要求和投资能力，经过技术、经济比较，确定城市燃气的供气对象。城市燃气一般应优先满足综合效益最显著的城市居民生活用气。其次是充分满足公共福利事业的用气，如医院、托儿所、幼儿园、旅馆、饮食业等。同时，可以供应那些在工艺上必须使用燃气而且用量不大、又在城市燃气管网线附近的工业企业的用气，以利于减少调峰设施和节约管网投资。1

③ 在计算各类用户的耗气量和总用气量的基础上，根据气源类型、城市规模、人口密度、建筑分布、用地发展方向、大型用户的数量和分布、储气设备的类型、城市街道敷设各种压力的燃气管的可能性、用户对燃气压力的要求、管材及其他设备的生产和供应等情况，选定合理的压力级制，确定经济合理的输配系统和调峰方式。1

④ 在原则上确定燃气管网系统的压力级制后，便可进行燃气管网的布置工作。燃气管网的主要任务是保证安全可靠地供给各类用户具有正常压力和足够数量的燃气。燃气管网的布置应根据全面规划和远近期结合、以近期为主的原则，作出分期建设的安排。按照压力高低的顺序,先布置高压、中压管网,后布置低压管网。布置燃气管网时,要尽量缩短线路,以节省材料和投资。市区煤气管网的布置要服从城市工程管线综合设计。为保证燃气供应的可靠性，城市的主要燃气干线应逐步连成环状。城市燃气是在压力状态下输送和使用的，具有毒性和易爆性，规划中必须充分考虑安全问题。管网的布置，调压室的分布，储气库（站）和储配站的位置，必须严格遵守有关的安全规定。1

⑤ 根据拟定的城市燃气规划方案，提出分期实现的步骤，估算规划期内所需的建设投资、主要原材料和重要设备的数量，提出采用新技术、新工艺的研究项目和新设备、新材料的试制任务，对规划中存在的主要问题提出解决意见或研究课题。1