各类用户用气量计算示例

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 Nm3/h（二班制）
灯泡厂 300 Nm3/h（三班制）
食品厂 100 Nm3/h（二班制）
大型公共建筑用气负荷：
高级饭店 300 Nm3/h（三班制）
宾馆 300 Nm3/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：
式中
Q——居民生活年用气量（Nm3/a）；
y
N——居民人数()人；
k——气化率()%；
q——居民生活用气定额（kJ/人·a）；
H——燃气低热值（kJ/Nm3）。

l
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
MJ
=。

H
37Nm
.
964
/
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1164km2，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：
中期规划时：
远期规划时：
居民年用气量汇总表表3.1
3.1.2 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：
则近期商业（公建）年用气量计算如下：
医院年用气量：
()
3441013.839.3610003000
10485.3Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯； 饮食业年用气量：
()3441033.639.3610008500
10483Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯； 快餐店年用气量：
(
)
3441033.639.3610008500
10483Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯； 面食店年用气量：
()
3441028.039.3610008500
10485.2Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯； 理发店年用气量：
()
3441052.839
.364
104810Nm ⨯=⨯⨯⨯； 旅馆（有餐厅）年用气量：
()
3441052.839
.3610004000
104810Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯；
托儿所年用气量（全托）：
()
3441066.039
.3610002500
104820Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯。

远期规划商业（公建）总年用气量为： 中期规划商业（公建）总年用气量为： 近期规划商业（公建）总年用气量为：
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:
9160
1031048160-3
4=⨯⨯⨯=⨯=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： 中期居民用户及商业（公建）总年用气为： 近期居民用户及商业（公建）总年用气为：
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）65
35⨯
远期：()
a Nm /1030.8665
35
)1012.78102.1710(44.3236656⨯=⨯⨯+⨯+⨯，
中期：()
a Nm /1023.216535
)107.3101.4510(35.6536656⨯=⨯
⨯+⨯+⨯ 近期：()
a Nm /1019.4565
35
)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：
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。

近期汽车用气量计算 表3.8
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。

3.10
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)0.6100
10796.02015007.01048()1001088.087507.01048(364
454Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯ 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)0.8100
10796.020150085.01048()1001088.0875085.01048(364
454Nm ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯ 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：
标准站年用气量 = 3.5万方×365天 = 12.78×106)
a /(3Nm
3.1.7年用气量汇总
年用气量汇总表
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m ax
2K 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15.1max
2
=K 。

通常用小时不均匀系数表示一日中小时用气量的变化情况，小时不均匀系数3K 可按下式计算：
该日平均小时用气量
该日某小时用气量=
3K
该日小时不均匀系数的最大值m ax 3K 称为该日的小时高峰系数。

根据教材《燃气输配》表2-3得：
（1）近期民用(居民生活与公共建筑)小时最大用气量发生在10~11时
则: 小时高峰系数为K 3max = 11.27×24/100 = 2.7 民用最高日用气量 =m a x ,d Q 11.43×104 (Nm 3/d)
采暖小时用气: 因为只在医院和宾馆考虑供暖，所以仍认为其供气均匀
24
Q Q h y
== 24100.184
⨯=75(Nm 3/h)
考虑工业供气均匀,则: K 1max = K 2max = K 3max = 1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。

K 1max = K 2max ，K 3max = 1.5 即: 工业小时用气量： 取两班制和三班制工作各半。

三班制： 24
3655.0Q Q h ⨯⨯='总= 243655
.01019.456⨯⨯⨯=1110(Nm 3/h)
两班制： 16
3655.0Q Q h ⨯⨯=''总= 163655
.01019.456⨯⨯⨯=1665(Nm 3/h)
加气站小时用气： max
3h K 24
365Q Q ⨯⨯=总=
5.124365107.36⨯⨯⨯ = 1250(Nm 3/h) 近期最高日小时用气量
近期最高日小时用气量变化曲线图
3.5输配系统小时计算流量
城市燃气输配系统的管径及设备的通过能力，不能直接用其年用气量确定，而是按燃气计算月的小时最大流量计算。

小时计算流量的确定，关系到燃气输配的经济性和可靠性.小时计算流量定得偏高,将会增加输配系统的金属用量和基础投资,定得偏低,又会影响用户的正常用气。

确定方法有不均匀系数法和同时工作系数法。

这里通过上表查得有关数据。

小时计算流量汇总。