燃气发展新阶段居民用气负荷的确定

上海燃气工程设计研究有限公司 于文才

上海燃气发展至今已有百余年的历史，特别自从天然气引入上海后，燃气的应用得到了突飞猛进的发展，居民用气也发生了天翻地覆的变化。上个世纪七八十年代开始，居民用气主要用于炊事。主要用气设备也就是燃气灶，从九十年代开始，燃气热水器进入百姓家，居民用气负荷迅速提高。现在，燃气行业在确定居民用气指标时，主要还是考虑燃气灶跟热水器这两个用气设备，天然气基本流量取2.4 m3/h(人工煤气取6.0 m3/h)。从具体的设计实践中，新的问题不断出现了，部分新居民小区，特别是别墅区域，居民用气设备已经超过了以上两种传统的设备。如地暖用壁挂锅炉，燃气空调，家庭游泳池用燃气锅炉。这些新兴的用气设备耗气量都比燃气灶要大，而且设备的同时工作系数也会不同。在规划设计中，如果仍套用原来的负荷指标和同时工作系数，经常会造成供气不足。

根据近年来我对居民公房规划设计项目的实践经验，在进行住宅项目进行燃气规划设计时，不能按常规做法对居民用气负荷按照统一标准计算，首先要对住宅的性质进行调查了解，然后根据居民的特点对燃气负荷进行核定。当前新建住宅可划分为三类：

第一类，普通住宅。这种住宅以动迁房、经济适用房、廉价租赁房为主，房型较小，住宅的消费群体主要为拆迁居民或收入较低的居民。该类住宅的居民用气负荷仍可以燃气规范所描述的用气负荷来确定。即，在上海地区人工煤气取6.0 m3/h，天然气取2.4 m3/h。该居民用气负荷指标已经历了几十年的实践检验，非常科学和可靠。

第二类，高档公寓。这类住宅以小高层或高层为主，住宅的消费群体以高档消费为主，房型比较大，这些住宅的居民消费能力强，对生活质量的要求比较高，地暖已经逐渐被他们接受，即使是近期不安装燃气地暖，随着燃气地暖设备被市场的广泛认可，在远期二次装修时，也有可能会使用燃气地暖。不论是近期使用燃气地暖还是远期使用燃气地暖，其燃气负荷应该在规划设计阶段就予以考虑。

燃气地暖设备通常有两种，一种是壁挂式采暖炉，这种采暖炉多与传统快速燃气热水器的功能合二为一，俗称“两用炉”，就是它有两套加热系统，即一套加热系统能够提供生活用热水，另外一套加热系统能够为家庭地暖供热。对于面积小于200 m2的公寓，一般供热水系统为10～16 l/h为主要潮流，燃气(人工煤气)耗量5.5～8.5 m3/h，供热系统的燃气耗量为热水系统的一半左右，既3.0～5.0 m3/h。虽然供热系统的小时燃气耗量小于热水部分，但是地暖设备使用多的居民小区的小时流量会大大增大，因为供热系统的同时工作系数与热水器的同时工作系数大不相同，到了冬季的低温天气，采暖系统同时使用机率比较大。在上海地区，采暖系统同时工作系数仍无经验数据，但是可以想象，只要居民有人在家，采暖系统开启的可能性比较大。另外一种地暖燃气设备是燃气锅炉，这是一种小型锅炉，体积不大，类同于容积式燃气热水器，只是多一套热水循环系统而已，一般安装在工作阳台，对于住宅面积比较紧张的上海市区，这种设备的使用比较少。现在市场上以第一种设备即两用炉比较常见。

对于这种住宅的规划和设计项目，在水力计算时，我把居民用气负荷的小时流量指标定为《城市煤气、天然气管道工程技术规范》所规定负荷的1.5倍，即人工煤气取9.0 m3/h，天然气取4.0 m3/h，同时工作系数仍然取《城市煤气、天然气管道工程技术规范》所规定的数据。经历过多个寒冷冬天的实践，我设计的该类小区管网运行可靠。

第三类住宅，别墅或联体别墅，这些住宅是耗气量最大的住宅，在前几年的设计施工中，对该类住宅都未考虑其用气负荷的与众不同，现在已经显现出了许多问题，近几年上海燃气销售公司对上海的长宁区，青浦徐泾地区的多处别墅区域都进行了管道改造，以解决冬季用气高峰供气不良问题，而且随着别墅区域入住率的提高，相信类似问题还会出现。对于别墅类住宅，其用气设备除了燃气灶，热水器，地暖锅炉设备还会有小型燃气空调，甚至还会带有家庭游泳池的燃气锅炉。前三种设备已不再赘述，对于小型燃气空调，按照高档别墅的建筑面积为1 000 m2计，空调机组功率约为20 kW，使用低压天然气供气，天然气耗量为1.8 m3/h，流量不大。对于使用天然气的别墅区域，这种制冷设备有很大的市场空间，但由于该类设备推广方面的问题，目前使用者很少，即使使用该设备，对居民用气负荷指标不会产生影响，而且因为该设备主要为夏天制冷用，其耗能指标与冬天用的两用炉差不多，因此正好与冬季的采暖形成互补，不仅不影响区域小时流量的确定，还可以起到调峰的作用。还有部分超高档别墅，建筑面积在600～2 000 m2，常会带有家庭游泳池，对于该类住宅，使用燃气锅炉的可能性非常大，因为用电、用油为游泳池加热热水是非常不方便和不安全的。对于这种住宅，需要按照游泳池面积和居住面积计算，以确定耗气量，一般小时流量在10.0～20.0 m3/h(天然气)，但对于带游泳池的居民区域，同时工作系数就更加难以确定了。目前没有实践的经验可循，在规划设计的水力计算时，我先计算出单个居民的燃气负荷，再参照工营事团的同时工作系数来估算区域的小时负荷，这样算出的结果比较偏大。

近期一个工程实例，100户的高档别墅区，设置了额定流量为1 000 m3/h的调压器，小区低压配气管的管径也以D250，D200，D160为主，而如果按照传统居民用气负荷来确定的话，额定流量为300 m3/h调压器和D160，D110配气管已经足够。现在还很难评价我规划计算的燃气流量与实际计算流量相差多少，只能等待实践的检验。

居民用气负荷是规划设计中最基本的用气指标，但是随着燃气应用的扩大，应用领域的增加，使居民用气设备和用气量出现突飞猛进的变化，对于该用气负荷的确定，是我们作为专业的燃气规划与设计人员所面临的新课题。只有通过开展专项的调查与统计，以准确的数据来修正燃气规范中居民用气负荷，才能使燃气规划与设计的成果更加的完善和科学。