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:ly H NkqQ =式中 y Q ——居民生活年用气量(Nm 3/a );N ——居民人数()人;k ——气化率()%;q ——居民生活用气定额(kJ/人·a ); l H ——燃气低热值(kJ/Nm 3)。
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=2512~2931,取q=2800MJ/(人·年);3/964.37Nm MJ H l =。
本设计中计算地区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1164km 2,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400×1164×(1+0.2%)14 = 48⨯104人,近期规划时人口数为48⨯104×70%= 33.6⨯104人,同理规划中期时为48.0⨯104×85% = 40.8⨯104人。
所以近期规划时:l y H Nkq Q =39.362800%92106.334⨯⨯⨯=()a Nm /108.2336⨯= 中期规划时:l y H Nkq Q =39.362800%95108.044⨯⨯⨯=()a Nm /108.2936⨯= 远期规划时:l y H Nkq Q =39.362800%1001000.484⨯⨯⨯=()a Nm /1036.936⨯= 居民年用气量汇总表 表3.13.1.2 商业(公建)年用气量由《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则近期商业(公建)年用气量计算如下:医院年用气量:()3441013.839.361000300010485.3Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯; 饮食业年用气量:()3441033.639.361000850010483Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯; 快餐店年用气量:()3441033.639.361000850010483Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯;面食店年用气量:()3441028.039.361000850010485.2Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯; 理发店年用气量:()3441052.839.364104810Nm ⨯=⨯⨯⨯; 旅馆(有餐厅)年用气量:()3441052.839.3610004000104810Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯;托儿所年用气量(全托):()3441066.039.3610002500104820Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯。
远期规划商业(公建)总年用气量为:()()a Nm /102.811066.052.852.828.033.633.613.8364⨯=⨯++++++中期规划商业(公建)总年用气量为: ()a Nm /1039.285.0102.81366⨯=⨯⨯ 近期规划商业(公建)总年用气量为: ()a Nm /101.977.0102.81366⨯=⨯⨯3.1.3 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:91601031048160-34=⨯⨯⨯=⨯=座位千人指标人口数饭店的数目,约取为9个。
考虑7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):()a Nm /1075.136524100236⨯=⨯⨯⨯; 宾 馆(共二处、三班制):()a Nm /1075.136524100236⨯=⨯⨯⨯。
总用气量为: ()a Nm /1050.21075.11075.13666⨯=⨯+⨯中期和近期时:高级饭店(共一处、三班制):()a Nm /1087.03652410036⨯=⨯⨯; 宾 馆(共一处、三班制):()a Nm /1087.03652410036⨯=⨯⨯。
总用气量为: ()a Nm /1074.11087.01087.03666⨯=⨯+⨯远期居民用户及商业(公建)总年用气量为:()a Nm /1042.211081.21050.2109.6336666⨯=⨯+⨯+⨯中期居民用户及商业(公建)总年用气为:()a Nm /1033.93101.741039.21029.836666⨯=⨯+⨯+⨯近期居民用户及商业(公建)总年用气为:()a Nm /1027.33101.741079.11023.836666⨯=⨯+⨯+⨯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 /1044.32%511042.21366Nm ⨯=+⨯⨯)( 中期: ()a /1063.53%511093.33366Nm ⨯=+⨯⨯)( 近期: ()a /1070.28%511027.33366Nm ⨯=+⨯⨯)(3.1.4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)6535⨯远期:()a Nm /1030.866535)1012.78102.1710(44.3236656⨯=⨯⨯+⨯+⨯, 中期:()a Nm /1023.216535)107.3101.4510(35.6536656⨯=⨯⨯+⨯+⨯ 近期:()a Nm /1019.456535)103.7101.2910(28.7036656⨯=⨯⨯+⨯+⨯特定工厂用气:(单厂)纺织厂年用气量(二班制):()a Nm /10876.03651615036⨯=⨯⨯; 灯泡厂年用气量(三班制):()a Nm /1062.23652430036⨯=⨯⨯; 食品厂年用气量(二班制):()a Nm /10584.03651610036⨯=⨯⨯。
工业企业年总用气量为:()a Nm 366661008.410584.01062.210876.0⨯=⨯+⨯+⨯3.1.6 加气站年用气量该市总面积约为11642Km ,远期人口数为48万人。
在该市建2个CNG 加气站,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,每辆车约服务600~800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=0.963Nm 天然气 ,1升汽油=0.883Nm 天然气。
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。
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 /(105.0)0.610010796.02015007.01048()1001088.087507.01048(364454Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯ 标准站年用气量 = 2万方×365天 = 7.3×106)a /(3Nm 中期加气站年供气量:)a /(106.8)0.810010796.020150085.01048()1001088.0875085.01048(364454Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯ 标准站年用气量 = 2万方×365天 = 7.3×106)a /(3Nm远期加气站年供气量:)a /(108.8)10010796.020********.00()1001088.087501048.00(364454Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯标准站年用气量 = 3.5万方×365天 = 12.78×106)a /(3Nm3.1.7年用气量汇总3.4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、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K 2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max2K 称为该月的日高峰系数。
该市日高峰系数的范围在1.05~1.2之间,本设计取日高峰系数15.1max2=K 。