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第1章 城镇燃气1

1.1燃气气源种类及特性1

1.1.1天然气1

1.1.2人工燃气5

1.1.3液态燃气6

1.1.4生物质燃气7

1.1.5各种燃气组分与热值8

1.2城镇燃气的质量要求8

1.2.1城镇燃气的基本要求8

1.2.2人工燃气的质量要求9

1.2.3天然气的质量要求10

1.2.4液化石油气的质量要求10

1.2.5燃气的加臭11

参考文献11

第2章 燃气的物理和热力性质13

2.1单一气体的物理特性13

2.2质量成分和体积成分15

2.2.1混合物组分的表示方法15

2.2.2混合物组分的换算16

2.3密度17

2.3.1平均分子量17

2.3.2平均密度和相对密度17

2.4临界参数与对应态原理19

2.4.1临界参数19

2.4.2拟临界参数20

2.4.3对应态原理21

2.5黏度24

2.5.1黏度方程24

2.5.2混合气体常用的黏度算法27

2.5.3液态碳氢化合物的动力黏度30

2.6液体的表面张力31

2.7导热系数32

2.7.1气体的导热系数32

2.7.2混合液体的导热系数36

2.8液态烃的体积膨胀系数37

2.9蒸气压及相平衡、露点38

2.9.1饱和蒸气压与温度的关系38

2.9.2混合液体的蒸气压40

2.9.3相平衡常数41

2.9.4沸点和露点45

2.10气体的压缩因子与气体状态方程49

2.10.1理想气体与实际气体49

2.10.2气体的压缩因子49

2.10.3气体状态方程54

2.11气化潜热59

2.11.1气化潜热与温度的关系59

2.11.2混合液体的气化潜热60

2.12比热容61

2.12.1定容比热容与定压比热容61

2.12.2比热容的性质62

2.12.3混合气体的比热容63

2.12.4混合液体的比热容66

2.13焓68

2.13.1理想气体的焓69

2.13.2实际气体的焓70

2.14熵72

2.14.1理想气体的熵72

2.14.2实际气体的熵72

2.15？74

2.16热值75

2.16.1混合可燃气体的热值75

2.16.2干、湿燃气的热值76

2.17燃气爆炸极限与燃气混合安全性76

2.17.1影响燃气爆炸极限的因素77

2.17.2燃气爆炸极限的计算80

2.17.3混合燃气爆炸极限函数85

2.17.4燃气混合安全性定律87

2.18天然气含水量、水合物87

2.18.1气体在水中的溶解度87

2.18.2水在液态烃中的溶解度88

2.18.3计算法确定天然气的含水量89

2.18.4天然气水合物的生成92

参考文献96

第3章 城镇燃气用气负荷97

3.1城镇燃气用气负荷的定义及分类97

3.1.1城镇燃气用气负荷的定义97

3.1.2燃气用户分类97

3.1.3天然气的应用领域97

3.2城镇燃气负荷的指标和参数99

3.2.1用气量指标及制订99

3.2.2城镇燃气年用气量计算100

3.3城镇燃气负荷工况102

3.3.1月用气工况103

3.3.2日用气工况103

3.3.3小时用气工况104

3.4燃气输配系统的小时计算流量105

3.4.1城镇燃气分配管道的计算流量105

3.4.2室内和街坊燃气管道的小时计算流量107

3.5燃气输配系统的供需平衡108

3.5.1供需平衡方法108

3.5.2储气容积的确定108

3.6燃气负荷指标的制订110

3.6.1燃气负荷指标的制订途经110

3.6.2燃气用气定额及用气小时高峰系数的制订111

3.7城镇燃气用气负荷预测112

3.7.1燃气负荷的变化特性113

3.7.2燃气负荷模型113

3.7.3燃气负荷预测120

参考文献127

第4章 输气管道系统129

4.1燃气输送方式与管道输送129

4.1.1燃气输送方式129

4.1.2天然气管道系统129

4.2输气管道工程与技术130

4.2.1输气管道工程组成130

4.2.2现代输气管道技术130

4.3输气管道工艺131

4.3.1工艺设计131

4.3.2管道水力计算132

4.3.3管道温降计算137

4.3.4输气管道工艺设计参数与优化139

4.4输气管道的设计与敷设150

4.4.1线路选择150

4.4.2输气管道材质及选择151

4.4.3输气管道强度计算及稳定性校核153

4.4.4输气管道敷设155

4.5输气管道场站161

4.5.1概述161

4.5.2首站161

4.5.3清管站168

4.5.4压气站169

4.5.5分输站185

4.5.6末站187

4.6输气管道系统运行工况188

4.6.1压气站与管道系统的联合运行188

4.6.2输气管道压气站运行优化199

4.7防止水合物生成的方法204

4.7.1天然气参数控制防止水合物生成204

4.7.2采用抑制剂防止水合物生成205

参考文献205

第5章 燃气储存207

5.1概述207

5.1.1燃气系统的储气要求207

5.1.2储气分类207

5.1.3储气的系统211

5.2孔隙地层地下储气库214

5.2.1枯竭油气田地下储气库217

5.2.2含水层地下储气库223

5.3洞穴型地下储气库231

5.3.1盐穴地下储气库231

5.3.2岩洞地下储气库232

5.3.3洞穴型地下储气库热力分析234

5.4地下储气库的运行方式237

5.5管道及高压钢制容器储气238

5.5.1长输管道末段储气238

5.5.2高压球型罐储气241

5.5.3高压管束储气244

5.6液化天然气储存245

5.6.1调峰液化天然气厂储存245

5.6.2液化天然气终端站储存245

5.7天然气新型集态储存248

5.7.1低温液化石油气溶液中天然气储存248

5.7.2天然气水合物储存249

5.7.3超级活性炭吸附天然气储存250

5.8低压储气罐253

5.8.1低压湿式储气罐254

5.8.2低压干式储气罐255

5.8.3干式罐与湿式罐比较257

参考文献257

第6章 城镇燃气输配系统260

6.1城镇燃气输配系统压力级制与分类260

6.1.1输配系统的压力级制260

6.1.2输配系统的分类261

6.2场站263

6.2.1门站263

6.2.2储配站267

6.2.3调压站269

6.2.4场站设备276

6.3管道布置、阀门配置与管材316

6.3.1管道布置316

6.3.2用户管道敷设319

6.3.3阀门配置324

6.3.4管道材质330

6.3.5阀门335

6.4埋地钢管的电化学腐蚀与防腐338

6.4.1电化学腐蚀的机理338

6.4.2土壤电化学腐蚀性的测定339

6.4.3埋地钢管的防腐341

6.5管道穿跨越工程350

6.5.1水域、冲沟穿越工程351

6.5.2铁路、公路穿越工程352

6.5.3跨越工程354

6.6埋地钢管的抗震设计355

6.6.1直管轴向应变计算356

6.6.2直管轴向应变校核计算357

6.7城镇燃气管网运行调度357

6.7.1概述357

6.7.2管网运行工况宏观模型358

6.7.3建模原始数据与应用要点359

6.7.4模型特性与应用范围360

6.7.5应用示例361

6.7.6应用说明362

6.8天然气压力能利用363

6.8.1天然气压力能及有效利用363

6.8.2天然气压力能利用系统366

参考文献369

第7章 燃气管网水力计算与分析370

7.1管道中燃气流动基本方程370

7.1.1管道内的流动状态370

7.1.2流动基本方程372

7.1.3流动摩阻系数374

7.2燃气管道定常流动376

7.2.1定常流动方程376

7.2.2输气管道定常流动水力计算379

7.2.3城镇燃气管网定常流动水力计算383

7.3燃气管道不定常流动401

7.3.1简化的不定常流动方程401

7.3.2燃气管道不定常流动方程的定解问题403

7.3.3不定常流动方程解析法求解410

7.3.4不定常流动方程数值法求解422

7.4燃气管道非等温流动435

7.4.1燃气管道非等温流动能量方程435

7.4.2燃气管道非等温定常流动437

7.4.3燃气管道非等温不定常流动440

7.5管道的水力等效计算450

7.5.1并联管段451

7.5.2串联管段451

7.5.3管段替代452

7.5.4管道局部阻力系数的当量长度453

参考文献453

第8章 燃气管网优化与供气可靠性评价455

8.1燃气管网优化455

8.1.1燃气管网优化问题的特点455

8.1.2城镇燃气输配管网优化模型456

8.1.3管网设计优化拉格朗日乘数法460

8.1.4管网设计优化遗传算法462

8.1.5管网设计综合优化474

8.2燃气输配管网供气可靠性评价478

8.2.1概述478

8.2.2可靠性基本概念479

8.2.3系统的状态转移484

8.2.4输配管网供气可靠性487

参考文献494

第9章 压缩天然气输配496

9.1概述496

9.2压缩天然气加气站498

9.2.1加气站工艺498

9.2.2加气站设备504

9.2.3加气站设施的安全防护509

9.2.4加气站的平面布置510

9.2.5压缩天然气储气分区510

9.3压缩天然气供气站516

9.3.1供气站工艺518

9.3.2供气站设备520

9.3.3加热设备工艺计算520

9.3.4储气设备527

9.3.5供气站运输车运行模式528

9.3.6供气站平面布置529

9.4压缩天然气汽车加气子站529

9.4.1加气子站工艺531

9.4.2加气子站设备532

参考文献534

第10章 液化天然气供应535

10.1液化天然气的特性535

10.1.1液化天然气的特性535

10.1.2关于液化天然气的物理现象535

10.2天然气液化537

10.2.1天然气预处理537

10.2.2天然气液化流程544

10.2.3天然气液化装置的主要设备553

10.3液化天然气储运565

10.3.1槽船运输565

10.3.2槽车运输571

10.3.3储罐575

10.3.4储存相关设备589

10.4液化天然气终端站597

10.4.1终端站工艺流程597

10.4.2终端站主要设备601

10.5液化天然气的冷能利用608

10.5.1液化天然气冷能利用的？分析概念609

10.5.2液化天然气发电611

10.5.3液化天然气冷量用于空气分离620

10.5.4液化天然气冷量用于食品冷冻622

10.5.5液化天然气冷量用于低温粉碎626

10.5.6液化天然气冷量制取液态二氧化碳和干冰626

10.5.7蓄冷装置628

10.6液化天然气气化站628

10.6.1气化站工艺628

10.6.2气化站主要工艺设备631

10.6.3气化站总平面与安全637

10.6.4瓶组供气站642

10.7液化天然气加气站643

10.7.1加气站643

10.7.2液化天然气-压缩天然气加气站645

参考文献647

第11章 液化石油气输配649

11.1液化石油气运输649

11.1.1运输方式649

11.1.2管道输送650

11.1.3槽车运输658

11.2液化石油气分配与供应659

11.2.1储配659

11.2.2常温压力储存661

11.2.3储配站663

11.2.4储罐储存压力673

11.3液化石油气低温储存677

11.3.1液化石油气低温降压储存677

11.3.2低温常压储存680

11.3.3低温储存参数优化693

11.4液化石油气气化供气699

11.4.1自然气化供气699

11.4.2强制气化供气708

11.4.3混合气供气725

11.5液化石油气汽车加气站741

11.5.1汽车加气站规模741

11.5.2加气站主要设备741

11.5.3加气站站址与总平面742

11.6液化石油气容器过量灌装危险分析743

11.6.1容器过量灌装危险743

11.6.2容器全充满温胀破裂的解析模型744

11.6.3事故模拟算例747

参考文献747

第12章 燃气泄漏与燃气系统安全风险评价749

12.1燃气泄漏危险性概述749

12.2燃气泄漏与扩散750

12.2.1燃气泄漏750

12.2.2泄漏燃气扩散759

12.3燃气火灾、爆炸与中毒772

12.3.1燃气火灾772

12.3.2燃气爆炸775

12.3.3燃气中毒781

12.4燃气输配系统安全风险评价782

12.4.1风险概述783

12.4.2风险评价与风险管理783

12.4.3燃气输配系统风险评价基本过程785

12.4.4风险评价的基础数据787

12.4.5燃气输配系统危险源辨识788

12.5燃气输配系统安全风险评价方法790

12.5.1风险评价方法分类790

12.5.2安全检查表法791

12.5.3危险性预分析法791

12.5.4风险矩阵法792

12.5.5肯特管道风险指数法792

12.6概率风险评价方法802

12.6.1事件树分析法802

12.6.2故障树分析法804

12.7模糊综合评价方法812

12.7.1模糊数学基本概念812

12.7.2模糊综合评价816

参考文献819

第13章 燃气输配测控与信息系统821

13.1监控和数据采集系统821

13.1.1燃气输配调度821

13.1.2 SCADA系统的结构体系822

13.2监控和数据采集系统场站823

13.2.1 SCADA主站系统823

13.2.2 SCADA从站系统825

13.2.3输配场站信号与测控设计827

13.2.4输配场站故障分类与报警响应829

13.3网络与通信832

13.3.1调度中心局域网832

13.3.2城域网与SCADA应用835

13.3.3无线网与SCADA应用837

13.4燃气输配管理信息系统839

13.4.1输配生产管理子系统839

13.4.2营业管理子系统839

13.4.3输配管理信息系统结构组织840

13.5燃气管网地理信息系统840

13.5.1基础地理子系统841

13.5.2燃气管网子系统841

13.5.3燃气管网地理信息系统结构组织842

参考文献842

第14章 城镇燃气规划与工程文件843

14.1城镇燃气规划843

14.1.1燃气规划编制的意义与要求843

14.1.2燃气规划工作内容843

14.1.3燃气规划编制的要点844

14.1.4规划工作步骤845

14.1.5规划文件组成845

14.2城镇燃气输配工程项目可行性研究845

14.2.1可行性研究在工程项目建设中的作用与特点845

14.2.2燃气输配工程项目可研编制的要点847

14.2.3可研报告的文件编制问题850

14.3城镇燃气输配工程初步设计850

14.3.1初步设计在工程建设中的作用与特点850

14.3.2燃气输配工程初步设计编制的要点851

14.3.3设计中技术的趋向性855

14.3.4设计方法和态度856

14.4城镇燃气输配工程项目后评价857

14.4.1项目后评价的定义及作用857

14.4.2燃气项目后评价的内容857

14.5城镇燃气项目安全评价858

14.5.1评价依据859

14.5.2评价程序859

14.5.3危险有害因素与重大危险源859

14.5.4评价单元划分859

14.5.5评价方法选用860

14.5.6定性定量分析项目860

14.5.7编制评价报告860

参考文献861