长丰县初步设计.docx
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长丰县初步设计
前言
城市燃气是城市重要的基础设施，管道燃气是城镇现代化水平的重要标志。
天然气具有高效、节能、清洁等其它气源不可比拟的优点，是城镇燃气气源的首选。
发展和利用天然气对城镇的经济发展、提高人民生活水平和生活质量，改善大气环境有着重要的意义。
合肥市北城位于长丰县南部，合肥市市区北部，含包括庐阳产业园、双凤经济开发区、新站北部片区、双墩镇区、三十头集镇区以及岗集镇区等。
合肥市北城工业生产用能源以煤炭、液化石油气为主，天然气生产为辅，居民用户使用天然气和液化石油气为主。
工业窑炉、锅炉用煤是造成大气环境低空污染的主要原因，不能适应现代化城镇建设和可持续发展的需要。
为进一步提高居民的生活水平和生活质量，完善城镇基础设施建设，减少环境污染，改善地区投资环境，大力发展高效清洁的天然气供应势在必行。
城市能源建设是城市建设的重要组成部分，优质的城市能源结构是建设现代化城市的基础，也是城市现代化程度的标志。
天然气是一种清洁、高效的能源，居民及公共建筑用户使用时其热效率可达到60%～80%左右，工业用户使用天然气热效率可达到80%～95%。
合理的利用天然气将会大大减少城市的污染物排放，增加社会效益。
天然气的使用，对改善能源结构、节约能源、促进经济得可持续发展、方便人民的生活、提高人民的生活质量、改善环境质量都十分必要。
随着国家大力开发西部地区，相继实施的天然气“西气东输”“川气东送”工程给长丰县提供了良好的机遇。
我院受长丰县合肥北城建设投资（集团）有限公司的委托，编制《安徽省合肥市北城燃气初步设计》初步设计本初步设计的编制工作在长丰县、合肥市各有关部门的大力帮助下，于2010年10月得以顺利完成，对此表示衷心的感谢。
1.总论
1.1项目概况
工程名称：
安徽省合肥市北城燃气初步设计
业主单位：
北城核心区建设办公室
项目建设单位：
长丰县合肥北城建设投资（集团）有限公司
⑷建设内容：
本项目位于长丰县南部，项目区是全县政治副中心区、经济中心区、人口集中区。
（5）研究范围：
本次初步范围设计研究近期（2010-2012）,远期内容不在本次初步设计的研究范围内，三十头镇不在本次初步设计的研究范围内。
本工程主要是为了改善投资环境和提高环境质量的重要基础设施工程，与长丰县的经济发展密切相关。
该工程的主要建设内容包：
对双凤工业拓展区、北城启动区、三十头镇、双墩镇、岗集镇、双凤工业园铺设中低压燃气管网，工程量为85.029km，以及建设两座高－中压调压站。
1.2编制依据、原则及范围
1.2.1编制依据
⑴合肥市北部组团提供的委托函及相关资料。
⑵《合肥市北部组团总体规划》（2007-2020）。
合肥市规划设计研究院与长丰县规划局2007年10月。
《长丰县岗集镇镇区及工业园区总体规划（2006-2020）》
⑷《合肥市北部组团燃气工程规划》
⑸《长丰县燃气管网工程可行性研究报告》
⑹《安徽省合肥市天然气利用规划》煤炭工业部合肥设计研究院 2001年11月。
《合肥市天然气利用工程可行性研究报告》（修订本）。
中国市政工程华北设计研究院 2001年11月。
《合肥市城市天然气发展专项规划》中国市政工程华北设计研究院、合肥市燃气工程设计院2007年6月。
1.2.2编制原则
⑴在总体规划的指导下，统筹安排，分步实施，远近结合，为发展留有余地。
⑵贯彻国家能源政策及节能方针，合理利用能源资源，力求取得好的经济效益、社会效益和环境效益。
⑶贯彻城市燃气为人民生活服务、为发展生产服务、为各行各业服务的方针，确定合理的供气比例。
⑷坚持科学态度，采用成熟的先进工艺、技术和新材料、新设备，体现经济合理、技术先进、安全可靠。
⑸严格遵守国家标准、规范，满足消防安全和环境保护的要求。
1.2.3编制范围
⑴本工程供气范围为安徽省合肥市北城区内居民、商业用户及部分工业用户。
依据《合肥北部组团规划说明书》（2007~2020年），庐阳产业园、双凤经济开发区、新站北部片区、双墩镇区、三十头集镇区等，近期2010年，人口规模约为18万人，远期2020年，人口规模约为60万人；
依据《长丰县岗集镇镇区及工业园区总体规划（2006-2020）》近期2010年，人口规模约为6.4万人；远期2020年，人口规模约为15万人；
合计近期2010年，人口规模约为24.4万人；远期2020年，人口规模约为75万人。
⑵编制范围包括：
用气量计算，输配方案的确定，中压管网布置与计算，工程投资概算。
⑶庭院与户内管道部分不在编制范围内。
1.3城区概况
1.3.1地理位置与自然条件
北部组团位于江淮丘陵北部，北、东、南三面地势稍高，西部瓦埠湖沿岸稍低，平均海拔高度在50m上下。
地带性特征有利于区域化、专业化生产。
气候受海洋影响较大，属亚热带季风性湿润气候。
气候温和，降水充沛，日照充足，植被丰富，四季分明。
年平均气温15℃，年平均降雨960毫米，年平均日照2160小时，年平均无霜期224天。
抗震设防烈度为7度。
设计基本地震加速度值为0.15g。
1.3.2经济社会状况
2009年全年长丰县全年实现地区生产总值132.22亿元，按可比价格计算，比上年增长20.4%。
其中，第一产业增加值32.49亿元，增长8.6%；第二产业增加值67.62亿元，增长31.5%；第三产业增加值32.11亿元，增长13.3%。
三次产业比例为24.6：
51.1：
24.3;按户籍人口计算，人均地区生产总值16399元，比上年增加2926元。
全部工业完成总产值228亿元，其中：
规模以上工业完成总产值174.27亿元。
全部工业实现增加值53.62亿元，按可比价格计算增长33.4%，其中：
规模以上工业增加值46.82亿元，增长38%。
年末全县规模以上工业企业户数225户，比上年增加46户。
全年产值超亿元企业29户，比上年增加4户，鸿路钢构产值首超30亿元。
全年工业对GDP增长的贡献率达55.2%，工业占GDP比例达40.6%，比上年提高5.4个百分点。
全年规模以上工业实现主营业务收入152.63亿元，同比增长57.4%；实现利税总额15.38亿元，增长73.2%；工业企业经济效益综合指数262.6%，比上年提高35个百分点。
1.3.3城镇燃气现状
合肥市北城工业生产用能源以煤炭、液化石油气为主，天然气生产为辅，居民用户使用天然气和液化石油气为主。
工业窑炉、锅炉用煤是造成大气环境低空污染的主要原因，不能适应现代化城镇建设和可持续发展的需要。
1.4工程概述
1.4.1工程建设规模
本次工程涉及区域主要包括长丰县双凤工业拓展区、长丰县北城启动区、长丰县三十头镇、长丰县岗集镇、长丰县双墩镇、长丰县双凤工业园区，涉及：
近期2012年人口24.4万人；
远期2020年人口75万人。
1.4.2合肥市北部组团各类用户的用气比例及天然气用气量预测
合肥市北部组团居民用气量预测（104Nm3/年）
序号
项目
2012
2020
1
规划人口（万人）
40.5
75.0
2
气化率（%）
72.5
95.4
3
气化人口（万人）
29.34
71.52
4
气化户数（万户）
9.78
23.84
5
耗热量（MJ/人·年）
76172.48
209257.28
6
耗气量（104Nm³/年）
2165.74
5949.61
合肥市北部组团各类用户用气量预测（104Nm3/年）
序号
项目
2012年
2020年
1
公建用户与居民用户用气量比例
0.195
0.160
2
商业用户与居民用户用气量比例
0.226
0.403
3
工业用户与居民用户用气量比例
1.493
2.975
4
居民用气量（104Nm³/年）
2165.738
5949.607
5
公建用户用气量（104Nm³/年）
422.535
951.840
6
商业用户用气量（104Nm³/年）
488.915
2395.432
7
工业用户用气量（104Nm³/年）
3234.096
17703.019
8
未预见用气量（104Nm³/年）
315.564
1349.995
9
用气量总量（104Nm³/年）
6626.848
28349.892
1.4.3合肥市北部组团天然气计算月小时最大流量计算
合肥市北部组团天然气计算月小时最大流量汇总表（Nm3/h）
年份
2012
2020
居民用户用气量
2212
6778
公建用户用气量
442
1084
商业用户用气量
465
2711
工业用户用气量
3030
20334
合计
6149
30907
1．4．4主要技术经济指标
项目
单位
2012年
2020年
气化居民人数
万户
24.4
75
供气规模：
年用气量
高峰小时流量
万m3/年
m3/小时
6626.848
6149
28349.892
30907
中压管道：
高压管道
km
km
85.029
235（增加）
17
调压设施：
高中压调压站
座
2
总投资
万元
6700
--
1.4.5设计采用的主要标准与规范
⑴《建筑设计防火规范》GB50016-2006
⑵《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
⑶《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-2005
⑷《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-2008
⑸《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004
⑹《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
《钢制法兰、垫片、紧固件》HG20592-20635-97
《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范》（穿越工程）SY/T0015.1-98
《输油（气）埋地钢制管道抗震设计规范》SY/T0450-97
《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2008
《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB50032-2003
《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》（SY/T0019-97）
⒁《工业金属管道设计规范》（GB50316－2000）2008版
⒂《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
2.供气规模与供气范围
2.1供气原则和供气范围
2.1.1供气原则
⑴优先供应具备条件的城区居民用气。
⑵满足供气范围内的各类商业用户的用气需要。
⑶发展使用燃气后可提高产品质量、改善劳动条件和提高经济效益的工业用户用气。
⑷在条件允许情况下，推动燃煤锅炉改用天然气，使城市大气环境得到较大幅度改善。
2.1.2供气范围
本工程供气范围为安徽省合肥市北城区内居民、商业用户及部分工业用户。
2.2天然气成分及主要物理性质
2.2.1“西气东输”气源性质及参数
（1）组分（%）
成份
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
CO2
N2
合计
V%
96.23
1.77
0.30
0.14
0.13
0.47
0.96
100
（2）热值
20℃，1.01325×105帕时：
低热值：
33.81兆焦/标准立方米
高热值：
37.51兆焦/标准立方米
0℃，1.01325×105帕时：
低热值：
36.29兆焦/标准立方米
高热值：
40.26兆焦/标准立方米
（3）密度：
0.6982公斤/标准立方米
（4）比重：
0.541
（5）运动粘度：
13.91×10-6平方米/秒
（6）爆炸极限：
上限15.36%
下限5.10%
（7）华白指数：
50.78兆焦/标准立方米
（8）燃烧势：
38.30
（9）天然气类别：
12T
2.2.2“川气东送”气源性质及参数
（1）组分（%）
成份
CH4
C2H6
CO2
N2
H2O
合计
V%
97.037
0.713
1.277
0.969
0.004
100
其中H2S≤20毫克/立方米。
（2）热值
20℃，1.01325×105帕时：
低热值：
33.1兆焦/标准立方米
0℃，1.01325×105帕时：
低热值：
35.48兆焦/标准立方米
（3）密度：
0.7494公斤/标准立方米
（4）比重：
0.58
（5）运动粘度：
14.02×10-6平方米/秒
（6）爆炸极限：
上限15.03%
下限5.1%
（7）华白指数：
51.78兆焦/标准立方米
（8）燃烧势：
39
（9）天然气类别：
12T
2.3耗热指标和不均匀系数
2.3.1居民耗热指标
影响居民生活耗热指标的因素主要有居民的生活水平和生活习惯、住宅内用气设备情况，公共生活服务网（食堂、熟食店、饮食店、浴室、洗衣房等）的发展程度以及热水供应情况，气价的高低等。
由于确定居民生活用气量指标的影响因素很多，因此各个城市或各个地区的居民用气指标不尽相同。
根据有关资料，根据长丰县合肥北部燃气专项规划对居民用气统计数据为1884~2303MJ/人·年。
2.3.2商业用户耗热指标
结合合肥的具体情况，确定各类商业用户的用气指标：
商业用户耗热指标
序号
类别
单位
用气量指标
1
职工食堂
MJ/人·年（1.0×104cal/人·年）
2094（50）
2
饮食业
MJ/座·年（1.0×104kcal/人·年）
8793（210）
3
托幼：
全托
半托
MJ/人·年（1.0×104kcal/人·年）
2303（55）
1466（35）
4
医院
MJ/床·年（1.0×104kcal/床·年）
3350（80）
5
旅馆招待所：
有餐厅
无餐厅
MJ/床·年（1.0×104kcal/床·年）
4187（100）
850（20）
6
高级宾馆
MJ/床·年（1.0×104kcal/床·年
9630（230）
7
大中专院校
MJ/人·年（1.0×104kcal/人·年）
2303（55）
8
中、小学
MJ/人·年（1.0×104kcal/人·年）
417（10）
2.3.3居民和商业用户用气不均匀系数
用气不均匀性是城市燃气供应的重要特征，用气高峰系数包括：
月、日和小时高峰系数。
（1）月高峰系数
影响北部组团居民和商业用户的月不均匀性主要有以下因素：
①季节的影响，尤其是冬、夏季节水温的影响；
②国家法定节假日所在月份；
③旅游期的影响。
根据合肥市历年用气的统计数据，确定北部组团居民和商业用户的月高峰系数Km=1.2。
（2）日高峰系数
一个月或一周中的日用气量均匀性主要取决于居民生活习惯、工作休息制度和气温变化等情况。
根据合肥市历年用气的统计资料，在一周内从周一至周四用气量变化较小，而周五特别是周六、周日用气量有所增加。
故确定北部组团居民和商业用户的日高峰系数Kd=1.15。
（3）小时高峰系数
居民和商业用户的小时用气不均匀性波动较大，小时不均匀性与居民生活习惯、城市用气规模大小及工作休息制度有关。
根据合肥市供气现状及历年统计数据，确定北部组团居民和商业用户的小时高峰系数为Kh=3.0。
2．3．4公建用户用气高峰系数的确定
（1）月高峰系数
根据合肥市历年用气的统计数据，确定北部组团公建用户的月高峰系数Km=1.15。
（2）日高峰系数
根据合肥市历年用气的统计数据，确定北部组团公建用户的日高峰系数Kd=1.10。
（3）小时高峰系数
根据合肥市供气现状及历年统计数据，确定北部组团公建用户的小时高峰系数为Kh=1.5。
2．3．5工业用户高峰系数的确定
工业用户根据调查统计结果，已调查的大型工业用户用气量皆采用三班制连续生产，年工作日为365天，月高峰系数取1.1，日高峰系数取1.05，小时用气高峰系数取Kh=1.2。
2.4各类用户用气量计算
2.4.1居民用户用气量计算
根据长丰县合肥北部燃气专项规划对居民用气统计数据为1884~2303MJ/人·年。
居民家庭燃气主要用于以下几个方面：
（1）热水器
居民生活用水量：
125~165L/人·d
热水供应温度：
40摄氏度
冷水计算温度：
平均20摄氏度
全年热负荷计算公式：
Q=L×A×α×7300/η
Q：
居民热水器热负荷千卡/人·年
L：
居民生活用水量L=125L/人·d
A：
热水使用量占总用量百分比A=40%
α：
热水器市场占有率65%
η：
热水器热效率85%
计算结果为：
Q=1168MJ/人·年
（2）引用开水
125.6MJ/人·年
（3）烧菜做饭
根据有关资料、居民每人每年用于烧饭、做菜的热负荷一般在1256~1465MJ/人·年之间。
长丰县居民收入高，半成品使用较多。
用于烧饭、做菜的热负荷取较低值1047MJ/人·年。
（4）小结
随着人们生活水平的提高，人均耗热量会呈现递增趋势，综合以上分析，预测长丰县居民耗热量见下表：
表4-1长丰县居民耗热量预测（MJ/人·年）
年份
耗热量
燃气类别
2010
2340
天然气
2015
2596
天然气
2020
2926
天然气
根据以上数据结合气化率，得出居民生活用气量。
表4-2长丰县居民用气量预测
序号
项目
2011
2012
2013
2014
1
规划人口（万人）
37.5
40.5
43.7
47.2
2
气化率（%）
70.0
72.5
75.0
77.6
3
气化人口（万人）
26.25
29.34
32.80
36.66
4
气化户数（万户）
8.75
9.78
10.93
12.22
5
耗热量（MJ/人·年）
68145.00
76172.48
85145.60
95175.75
6
耗气量（104Nm³/年）
1937.50
2165.74
2420.86
2706.04
2015
2016
2017
2018
2019
2020
51.0
55.1
59.5
64.3
69.4
75.0
80.3
83.1
86.0
89.1
92.2
95.4
40.98
45.81
51.21
57.24
63.98
71.52
13.66
15.27
17.07
19.08
21.33
23.84
106387.45
126799.03
141735.95
158432.45
177095.79
209257.28
3024.81
3605.15
4029.84
4504.55
5035.19
5949.61
2.4.2公建、商业及工业用气量
公建用户主要指医院、学校、政府机关等非对外商业经营的炊具、燃烧器、燃气锅炉用气；商业用户指酒店、饭店、洗浴等营业性行业的炊具、燃烧器、燃气锅炉；工业用户指工业生产用气。
按照国内燃气的多年的发展经验，一般公建和商业用户用气量与居民用户用气量是有一定比例关系的。
工业用气一般均衡稳定，工业用户的用气量对城市调峰将取决定性作用，为满足城市和长丰县天然气的调度和调峰需要有合适的工业用气比例。
比例系数法在目前国内的燃气预测方面应用广泛，本规划将采用该方法对长丰县的公建用户、商业用户及工业用户进行预测，用气比例以居民用气为基准。
未预见及气损按总用气量5%计算。
表4-3合肥市北部组团各类用户用气量预测
序号
项目
2011年
2012年
2013年
2014年
1
公建用户与居民用户用气量比例
0.200
0.195
0.190
0.186
2
商业用户与居民用户用气量比例
0.210
0.226
0.243
0.261
3
工业用户与居民用户用气量比例
1.370
1.493
1.628
1.774
4
居民用气量（104Nm³/年）
1937.500
2165.738
2420.861
2706.039
5
公建用户用气量（104Nm³/年）
387.500
422.535
460.738
502.396
6
商业用户用气量（104Nm³/年）
406.875
488.915
587.498
705.958
7
工业用户用气量（104Nm³/年）
2654.375
3234.096
3940.429
4801.026
8
未预见用气量（104Nm³/年）
269.313
315.564
370.476
435.771
9
用气量总量（104Nm³/年）
5655.563
6626.848
7780.003
9151.189
2015年
2016年
2017年
2018年
2019年
2020年
0.181
0.177
0.172
0.168
0.164
0.160
0.280
0.301
0.324
0.348
0.375
0.403
1.934
2.108
2.298
2.504
2.730
2.975
3024.810
3605.152
4029.839
4504.555
5035.191
5949.607
547.819
636.927
694.515
757.308
825.780
951.840
848.304
1086.889
1306.044
1569.388
1885.832
2395.432
5849.580
7599.354
9259.068
11281.268
13745.119
17703.019
513.526
646.416
764.473
905.626
1074.596
1349.995
10784.039
13574.740
16053.940
19018.145
22566.517
28349.892
3.输配系统设计方案的确定
天然气输配系统方案的确定，关系到燃气系统运行是否安全可靠、经济合理。
因此，除了选择合理的管道走向和通过计算确定管径以外，还要经过比较选择输配系统的储存、调压方式，确定管道的压力级制。
天然气输配系统一般由门站、调压设施、输送干管、配气管道、庭院户内管、燃气表具等组成。
天然气的来气压力比较高，确
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