5.2.2.1 城镇燃气管网系统分级

根据所采用的管网压力级制不同，可分为单级、两级、三级和多级管网系统。

1.单级管网系统

仅由低压或中压一级压力级别的管网输配系统，一般只适用于小城镇的供气系统。建筑小区一般为一级系统，当供气范围较大时，则输送单位体积燃气的管材用量将急剧增加。图5-2所示为低压单级管网系统，从气源送出的燃气先进入贮气罐，经稳定后进入低压网。该系统随贮气罐钟罩及塔节的升降，会产生0.5～2.0kPa的燃气压力波动，因而供气压力不稳且压力低，致使输送管道直径较大。但当贮气罐容积较小时，也可不设稳压器。该系统简单、供气安全、运行费用低，适用于用气量小、供气范围1～3km的小城镇。图5-3所示为中压单级管网系统，燃气自气源厂（或天然气长输管线）送入城镇燃气贮气站（或天然气门站），经加压（或调压）送入中压输气干管，再由输气干管送入配气管网。最后经箱式调压器或用户调压器送入用户燃具前。

图5-2 低压单级管网系统示意图

1—气源厂 2—低压贮气罐 3—稳压器 4—低压管网

图5-3 中压（A或B）单级管网系统示意图

1—气源厂 2—贮气站 3—中压（A或B）输气管网 4—中压（A或B）配气管网 5—箱式调压器

2.两级管网系统

由低压和中压B或低压和中压A两级组成的管网输配系统。目前我国大多数城市采用中低压两级系统，如图5-4和图5-5所示。图5-4中，天然气从东西两个方向送入城市，城市燃气分配站对置设置，无贮气设施，用长输管线的末端贮气，中压管网连成环，低压管网连成不相通的环。此系统中将城市供气区域划分为三个区域，气源采用天然气，贮气为末端贮气，2个城镇燃气分配站分布于东、西，中压管网为1个环，有9个区域调压站，向低压管网供气（民用、公建、小工业），3个工业企业专用调压站服务于工业用户。图5-5中，此系统为低压贮气，压气站加压后送入中压B管网，再经区域调压站调压后送入低压管网，低压贮气站在低峰时向中压B管网供气，高峰时向中、低压管网同时供气。

图5-4 低压-中压A两级管网系统

1—长输管线 2—城镇燃气分配站 3—中压A管网 4—区域调压站 5—工业企业专用调压站 6—低压管网 7—穿越铁路的套管敷设 8—穿越河底的过河管道 9—沿桥敷设的过河管道 10—工业企业

图5-5 低压-中压B两级管网系统

1—气源厂 2—低压管道 3—压气站 4—低压贮气站 5—中压B管网 6—区域调压站 7—低压管网

居民用户和小型商业用户都直接由低压管网供气。根据居民区规划和人口密度等特点，有两种管网连接形式：一种情况在老城区，由于建筑物鳞次栉比，街道和胡同分割成许多小区，所以低压管道沿大街小巷敷设，互相交叉而连成较密的低压环网，各用户从低压管道上连接引入；另一种情况是在城市的新建区，居民住宅区的楼房整齐地布置在街区，楼房之间保持必要的间距，低压管道可以敷设在街区内，楼房则可由枝状管道供气，而只要将主要的街区干管连成环网，以提高供气的可靠性和保持供气压力的稳定性。

低压管网中主干管连成环状管网是比较合理的，次要的管道可以是枝状管网。为了使压力留有裕量，以保证环状管网工作可靠，主环各管段宜取相近的管径。不同压力等级的管网应通过几个调压站来连接，以保证在个别调压站关断时仍能正常供气。这样的管网方案，既保证了必要的可靠性，又比较经济。低压燃气管网还应根据城镇的地形地貌自然分片布置。不必形成全城性的由许多环组成的大环网。因为从供气安全可靠的角度看，一个大型或中型城镇的低压管网连成大片环网的必要性不大，再则为了形成大环网要穿越较多的河流、湖泊、铁路和公路干线，这种做法并不一定经济合理。

3.三级管网系统

由低压、中压和次高压或高压三级组成的管网输配系统。这种系统通常在市内难以敷设高压管道，而中压系统又不能保证长距离输送大量燃气时采用，高压管网承担长距离输气，设在郊区或者近郊区。图5-6所示为由高压、中压和低压管网组成的三级管网系统，气源是来自长输管线的天然气，高压贮气站贮气，并用高压管道将贮气站连成整体；通过高-中压调压站和中-低压调压站将高压管网、中压管网、低压管网连接。

图5-6 三级管网系统(www.daowen.com)

1—长输管线 2—城镇燃气分配站 3—郊区高压管道（1.2MPa） 4—贮气站 5—高压管网 6—高-中压调压站 7—中压管网 8—中-低压调压站 9—低压管网 10—煤制气厂

4.多级管网系统

由中压、次高压和高压管网组成的管网输配系统。以天然气为主要气源的大城市，其用气量很大，为了充分利用天然气的输送压力，提高输送能力和供气的可靠性，往往在城市边缘设超高压管网（输气压力大于1.6MPa），形成多级管网系统。图5-7为某城市的多级管网系统。该城市气源为天然气，供气系统用地下贮气库、高压贮气站以及长输管线贮气，各级管网均成环。

图5-7 多级管网系统

1—长输管线 2—城镇燃气分配站 3—调压计量站 4—高压贮气站 5—调压站 6—2.0MPa的高压环网 7—高压B环网 8—中压A环网 9—中压B环网 10—地下贮气库

5.2.2.2 采用不同压力级制的必要性

燃气管网系统采用不同压力级制是基于以下几点原因：

1）管网采用不同的压力级制是比较经济的，因为大部分燃气由较高压力的管道输送，管道的管径可以选得小一些，管道单位长度的压力损失可以选得大一些，以节省管材。如由城市的某一地区输送大量燃气到另一地区，则采用较高的输气管线，当然管网内燃气的压力增高后，输送燃气所消耗的能量可能也随之增加。

2）各类用户需要的燃气压力不同，如居民用户和小型公共建筑用户需要低压燃气，而大型工业企业则需要中压或高压燃气。

3）消防安全要求。在城市未改建的老区，建筑物比较密集，街道和人行道都比较狭窄，不宜敷设高压或中压A管道，而只能敷设中压B和低压管道，同时大城市的燃气输送系统的建造、扩建和改建过程要经过许多年，所以在城市的老区原先设计的燃气管道压力大都比近期建造的管道压力低。

5.2.2.3 燃气管网系统的选择

在选择燃气输配管网系统时，应考虑许多因素，其中最主要的因素有：

1）气源情况，即燃气的性质。是人工燃气、天然气还是包含几种可燃气体的混配燃气；供气量和供气压力；燃气的净化程度和含湿量；气源的发展或更换气源的规划。

2）城镇规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、建筑特点、人口密度、各类用户的数量和分布情况。

3）原有的城镇燃气供应设施情况。

4）对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型的用户对燃气压力的要求。

5）大型燃气用户（如工业企业）的数目、分布及特点。

6）贮气设备的类型。

7）城镇地理地形条件，敷设燃气管道时遇到天然和人工障碍物（如河流、湖泊、铁路等）的情况。

8）城镇地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划。

9）对城镇燃气发展的要求。

设计城镇燃气管网系统时，应全面考虑上述诸因素进行综合，从而提出数个方案进行技术经济比较，选用经济合理的最佳方案。方案的比较必须在技术指标和工作可靠性相同的基础上进行。