商业用户室内燃气系统的优化研究

第 1 章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义
天然气是一种清洁能源，北京在“十二五”期间，将大力推广天然气的应用，北京燃气集团也在大力发展天然气用户。近年来，随着社会经济的发展，人民生活水平的不断提高，酒店、饭馆、餐厅及企事业单位的食堂发展很快，这些餐饮场所需要使用燃气进行食品加工；许多机关单位采暖，热水锅炉也均采用天然气。我工作的燃气公司主要从事民用户的拆除、改造、迁移、安装工程和商业用户的燃气安装、改造工程。近年来，公司所承接的燃气商业用户工程逐年增多，对于商业用户燃气工程施工质量的要求在很多燃气规范手册中都被单独作为一个章节进行详细的规定和说明，其重要性可窥一斑。商业用户室内燃气系统在施工技术要求上,与民用户和工业用户的燃气系统相比，有通用的部分；也有为满足商业用气设备而编制的、特殊的规范要求。商业用户室内燃气系统主要包括：燃气管道及燃气附件、燃气计量器具、燃气用气设备，燃气报警系统、燃气排烟系统、消防系统，在整个系统构成中每个环节都很重要。要保证商业用户室内燃气系统正常运转，就需要对以上系统中的重要部分进行优化选择，比如燃气计量装置有多种不同的型号，适用于不同的工作环境，，选择不当会影响用户正常使用天然气，也会影响对天然气费用的计量，给用户和燃气集团带来不必要的损失。比如可燃气体报警装置如果选择不当，安装的位置不合理就会失效。本文将对燃气系统的优化设计和施工、计量装置的优化选型、新型燃气用不锈钢薄壁管材等方面进行重点介绍。并通过在平日工作中对相关燃气工程的大量接触，结合了施工中的实际应用，收集相关的施工资料和数据，咨询了施工现场一线的工人，质量检查人员，材料管理人员，材料生产厂家等相关部门人员。
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1.2 燃气用户种类特点
城镇燃气用户主要包括居民燃气用户、商业燃气用户、工业企业用户，目前新型的用户类型又增加了居民自采暖用户（燃气壁挂式快速采暖热水器）、商业采暖和空调和发电用户简称三联供、新能源汽车 CNG 用户。居民用户室内燃气系统一般包括阀门、流量计、燃气管道、燃气灶具、燃气热水器等。居民用户使用燃气的特点是单户用气量不大，用气随机性较强，一般集中在中午、晚上的做饭时间，居民在平日生活中使用的用气设备普遍使用压力级制为低压的燃气设备，入户压力一般为 2000Pa。因为家用灶具的额定工作压力为 2000Pa，也是为了保证用气的安全性。由于原先北京的采暖以烧煤为主，非常污染环境，为了保护北京的蓝天，优化空气质量，为人们创造一个优质的生活环境，北京大力发展天然气能源，进行老旧小区煤改气工程和老楼通气工程将天然气送入千家万户，利用外爬墙三 PE 防腐管技术从楼外引入天然气。商业用户（不含锅炉和直燃机用户）一般是指宾馆、饭店、食堂及科研院所等场所，用气设备多采用低压燃气设备。商业用户具有用气量稳定、小时用气量波动不大，如果中断供气的话会影响营业等特点，所以在平时对这类工程的施工中，工作人员几乎都是利用夜里工作的。截至 2014 年底的统计数据北京燃气市场平均每年家庭用户发展 15 万户左右，商业公服用户 4000 个左右，燃气设备 6000 蒸吨左右。工业用户大多将天然气当做燃料使用，其特点是绿色、环保、低污染，且用气量非常大，燃烧器数量多，设施主要包括：安全放散装置、过滤器、计量设备、补偿器、调压或加压设备、安全切断及放散、仪器仪表、阀门、燃烧设备及配套管道等。
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第 2 章 商业用户室内系统组成及工艺要求

2.1 引言
燃气商业用户（不含锅炉和直燃机用户）的系统设计压力一般小于 0.01MPa（表压）。商业用户室内燃气系统主要包括：阀门、管道及附件、计量设备、用气设备、排烟系统、燃气报警系统、消防系统等。下面我们针对公司近年承包的几个天然气工程进行说明介绍，商业用户天然气工程的施工至少需要市政公用工程施工总承包叁级资质，依据资质要求可以承包小于 2 公斤/平方厘米及以下中压、低压燃气管道、调压站。公司承接的北京京东百汇蔬菜海鲜市场有限公司餐厅天然气工程，工程概况为由食堂现状 DN80 低压天然气管道开口接气，为食堂供气。共有 7 台燃气灶具，高峰小时耗气量约为 21 立方米每小时，选用 CPU 卡皮膜表（G25）进行计量，使用 G25 皮膜表专用仪表箱一套。所用材料为Φ60×3.5 无缝钢管共35 米（ 20#钢 GB/T8163），Q41F-16C DN50 法兰球阀 3 个，DN50 PN16 平焊钢法兰 6 片，G25CPU 卡皮膜表 1 块，DN40 镀锌钢管 9 米，Q11F-16 DN40 丝扣球阀 7 个，烤炉 1 台，煮面炉 1 台，炸炉 1 台，四眼炉 1 台，烤鱼炉 1 台，双眼炒灶 1 台，低汤灶 1 台，G25 防护表箱 1 个。图 2-1 为公司承接的、已经完工的某商业用户室内燃气系统图。该工程共接 4 台灶，两台双眼低汤灶，一台四头煲仔，一台双眼中餐，计算流量 0.5–20.0m3/h,设 G25 燃气皮膜表（ CPU）1 台，燃气表计量范围 0.25–40m3/h,压力 5000Pa。
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2.2 燃气管道及管道组成件
燃气管道组成件一般包括：管件、阀门、法兰片、法兰密封垫片和紧固件、绝缘接头、过滤器等。其中螺纹管件包括弯头、三通、管帽、内外螺纹接头等，可采用钢制钢牌号为 20#的镀锌螺纹管件；对焊管件包括弯头、弯管、三通、管帽、异径接头等，均采用钢牌号为 20#的钢制作的标准管件；在平日施工中对于管法兰的选用一般符合现行国家有关标准的规定，并应与管道附件（阀门等）上的法兰规格配对，法兰密封垫片和紧固件应与法兰配套选用并应符合现行国家有关标准的规定；在设计阶段除非另有说明，工程中使用的阀门均应采用燃气专用钢制阀门。城镇燃气行业规范规定，燃气室内工程所使用的管道、附件、设备及材料的规格、性能等应符合国家现行标准及设计文件的规定，并应有出厂合格文件；材料、设备及管道组成件在进场时，施工单位应按照国家现行标准及设计文件组织检查验收，并填写相应检查记录，比如物资进场备案表。燃气管理单位在验收时都以外观检查和查验质量合格文件为主要的检查方法，当对产品的质量或产品合格文件有质疑时，常用的办法是在监理（建设）单位人员的见证下，由相关单位按照产品检验标准分类抽样检验。北京地区燃气施工所用相关材料均为经过北京燃气集团检查合格的，有资质的供货商提供，不允许用私自采购的管件材料进行施工，这样可以保证公司有效地从材料源头对工程质量进行管控。

第 3 章 商业用户室内燃气系统优化设计与施工...... 21
3.1 施工安装流程 ..... 21
3.2 按照工程分部施工进行优化设计 .......... 25
3.3 按照工程主要设备设施分为五部分..... 28
第 4 章 燃气计量装置优化选择分析........ 45
4.1 北京市场上燃气计量装置调研分析 ...... 45
4.2 施工中燃气计量表的优化选择方法 ...... 49
第 5 章 商业用户新材料新工艺使用分析...... 51
5.1 燃气不锈钢管道 ....... 51
5.2 材料工艺 ....... 59
5.3 设计施工工艺要求 ......... 62
5.4 市场调研 ....... 68
5.5 工程费测算比较 ....... 71
5.6 分析总结 ....... 75

第 5 章 商业用户新材料新工艺使用分析

5.1 燃气不锈钢管道
近期，市场上出现了一种商业用户室内用的新型材料叫做环压式连接薄壁不锈钢管道。我也随公司技术人员一道，至厂家进行调研。首先我们来看看什么叫环压技术，简单来说就是先在两端薄壁不锈钢管道的承插口处插入密封圈，这种密封圈宽度要宽，采用和管径配套的环形钳口套住承插口处，在液压的作用下环形工具不断缩小向承插口处挤压，这种方法的好处是使承插口受压均匀，在密封圈的作用下密封性能得到更大的提升，在液压的压力作用下可以使用比人工大的多的压力，这种工具的先进性还有就是当压力达到规定的数值时便会自动停止，不会因为压力过大导致薄壁不锈钢管道的破损。依据 GB/T29038-2012《薄壁不锈钢管道技术规程》中的规定的连接方式有焊接式、螺纹式、法兰式、压接式。厂家向我们对比了几种不同的连接方式的对比数据分析：焊接式分为对接氩弧焊和承插氩弧焊，这种方法比较难操作，需要动火作业，现场临时接电作业，存在较大的安全隐患，容易发生生产安全事故。并且焊接后的不锈钢内壁发生氧化，产生的氧化层无法去除，所以容易被锈蚀，产生漏气点。
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结 论

我国“十二五”规划提出 2015 年我国要加大对国产天然气供应能力的要求，达到1760 亿立方米，其中常规天然气的供应量应能够达到 1385 亿立方米，为了大气环境的治理，燃气集团将从自身的业务范畴思考，大力发展天然气，发展民用户、商业用户、工业用户，努力让每个用户都能使用上清洁能源。北京燃气集团预计到 2015 年，全市天然气的总消费将达 180 亿立方米以上。天然气用户数超过 500 万户。
1、 燃气商业用户未来还会有更大的发展前景，更广阔的市场空间。商业用户作为一类特殊的用气类型，其工程特点是工程量不大，但是涉及多个环节；在设计与施工中要遵守相关的规范要求，并进行系统的优化设计和施工。
2、 商业用户燃气管道及管道组成件看似是很小的部件，但关系到生产安全和人身安全。管材应由燃气公司指定的厂家提供，以有效地确保管材的质量。燃气公司相关部门应严格把好工程材料的质量关，每年都要对材料的生产厂家进行严格的监督和检查，检查内容从规格型号的适用性到管件是否存在砂眼等制作工艺上，从细节上控制；管件的选用要根据实际情况，在设计时根据用气设备的最大用气量，还要考虑用户今后是否有扩大经营增加用气设备的需要；如果有需要的话就要考虑增大管径，选择规格适用的管件保证扩容后的流量。
3、 燃气计量装置的选型要经过设计公司和燃气管理公司的共同确认，也要考虑用户的经济能力，应选择安装在燃气计量仪表量程范围内的罗茨流量计或皮膜表。燃气计量装置价格较贵，在总体工程预算中占据较大的比例，如果选型错误，将会给燃气公司和用户造成经济损失，所以一定要确认清楚。燃气计量表在安装时需要有厂家专业人员现场负责安装调试。
4、 燃气用气设备要使用以天然气为介质的型号，并且在设计时应配合燃气计量装置的选择，确定用气设备的确切数量，施工完成后不得随意增加用气设备。燃气用气设备要在燃气管理公司做详细的备案，包括型号、功率、用气量等信息，因为这些信息关系到日后的收费问题。
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参考文献（略）