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武漢市居民燃氣耗熱定額及不均勻性
摘要：分析了武漢市居民燃氣消耗狀況，得出了適用于武漢市地居民生活耗熱指標及不均勻性系數(shù)，并建立了居民耗熱預測數(shù)學模型。
1 前言
武漢市以往的工程設(shè)計以及整體規(guī)劃在考慮居民生活耗熱定額時是在《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》的推薦數(shù)值范圍內(nèi)取值，但是，由于人口結(jié)構(gòu)、生活習慣、氣候條件、生活水平等地區(qū)差異，導致在選值上有相當?shù)碾y度和一定程度的偏差，從而導致在用氣安全性和工程投資經(jīng)濟性兩者之中失衡。本文就武漢市居民耗熱指標以及居民用氣不均勻性進行研究和分析，相信不僅對武漢市以及中南地區(qū)的其他城市在燃氣規(guī)劃、工程設(shè)計、燃氣設(shè)施的安全運行管理、工期穩(wěn)定性和燃氣工程投資經(jīng)濟性等方面都有一定的參考作用。
2 研究的可行性與可靠性
2．1 調(diào)查范圍上整體把握，本次調(diào)查的對象是武漢地區(qū)的全部管道氣用戶，而不是采用抽樣調(diào)查的方式，因此本次研究具有完整性。
2．2分布面廣，各種情況都有反應(yīng)。調(diào)查對象按氣源有空混氣和管道液化氣；按建筑分有高層及多層建筑等；按用戶分有政府機關(guān)單位、企業(yè)、學校、各種居民小區(qū)，調(diào)查結(jié)果是比較準確的。
2．3本次調(diào)查的對象全是管道氣用戶，而且?guī)缀跞蔷用裼脩�，隨著管道供氣技術(shù)的成熟、居民認識水平的提高、對管道供氣的安全、穩(wěn)定等優(yōu)點有了充分的認識，武漢市管道氣供應(yīng)有了迅猛的發(fā)展，居民用戶結(jié)構(gòu)日趨合理，具有廣泛的代表性。
2．4數(shù)據(jù)來源可靠，本次調(diào)查數(shù)據(jù)全部來自武漢煤氣(集團)公司(以下簡稱武煤)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，該公司統(tǒng)計資料詳細，可信度較高。
3 研究內(nèi)容
3．1武漢地區(qū)居民燃氣耗熱指標和需求工況
3．3．1氣源資料： 表-1
低熱值 密度 運動粘度 華白數(shù) 液化氣 103MJ/Nm3 2.33Kg/Nm3 3.43×10-6m2/s 16116 空混氣 50.39MJ/Nm3 1.80Kg/Nm3 6.12×10-6m2/s 11453 3．1．2武漢地區(qū)居民歷年用氣統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析計算：數(shù)據(jù)來源為1997—2000武漢管道氣供應(yīng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括小區(qū)液化氣以及空混氣；統(tǒng)計戶數(shù)達3萬戶，具體見下表-2： 1997 1998 1999 2000 ① ② ③ ① ② ③ ① ② ③ ① ② ③ 1 86 7390 4．86 136.204 12703 4．557 233．096 16863 5．875 320．126 21226 6．41 2 118．579 8114 6．3 226．557 14895 6．464 230．576 17301 5．664 382．498 22436 7．25 3 103．975 8710 5．1 181.214 14678 5．247 298．192 18277 6．934 140 9818 6．06 4 110.105 9324 5 175．487 15187 4．911 280．204 19795 6．016 548．892 47450 4．91 5 111．074 9603 4．9 237．719 14878 6．791 248．304 20547 5．136 327．164 24265 5．73 6 102．716 9487 4．6 109．84 15141 3．083 236．753 20465 4．917 311．226 24508 5.4 7 85．089 8913 4．1 154．55 15301 4．293 222236 20298 4．653 254．682 23714 4．56 8 108．409 9592 4．8 150．661 15102 4．24 222．376 20576 4．593 280．676 25114 4．75 9 86．866 9211 4 175．44 15694 4．751 228．848 21088 4．612 295．772 26112 4．81 10 106．88 9725 4．67 180．043 15900 4．812 238．851 20858 4．867 313．33 26465 5．03 11 108．29 10034 4．7 194．571 16117 5．131 255．604 21351 5．088 334．38l 26196 5．42 12 135．055 11127 5．2 235．197 16987 5．884 308．031 21235 6．165 386．204 30256 6．26 戶(人)平均耗氣 NM3/戶*月 58．23 60．164 64．52 66．59 MJ/戶*年 5998 6197 6752 6859 MJ/人*年 1790 1878 2045 2175備注：表中數(shù)據(jù)都是以液化氣計量的，2000年戶平人口以3.15人計算，
①—管道氣銷售，(噸);②—期末使用管道氣戶數(shù)，(戶);⑧—管道氣用戶戶平燃氣消耗，(NM3/戶*年)
由上表可以看出：
(1)居民耗熱呈現(xiàn)遞增趨勢；
(2)高峰期出現(xiàn)在二、三月，但并非一定同春節(jié)月重合，
(3)2000年武昌地區(qū)居民耗熱指標：2175MJ/人*年
3．2用氣指標的波動，居民耗熱指標由于人口結(jié)構(gòu)、生活習慣、氣候條件、社區(qū)綜合服務(wù)水平、生活水平，其中許多影響是顯而易見的，本文根據(jù)各液化氣供應(yīng)小區(qū)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)針對生活水平對耗熱指標的影響作了分析。從1997—2000年的統(tǒng)計資料看，其中小區(qū)管道液化氣用戶數(shù)據(jù)較為可靠，根據(jù)每年度各小區(qū)的統(tǒng)計資料計算各小區(qū)戶平燃氣消耗得出下表-3
年度 1997 1998 1999 2000 小區(qū)數(shù) 30 17 16 16 年末實用戶數(shù) 11127 12192 12414 12717 戶平用氣(MJ/戶*年) 5869 6478 7040 6354 小區(qū)戶平最大值 8614 8348 9645 7978 小區(qū)戶平最小值 4054 4151 5265 3413 置信度 0．01 0．01 0．01 0．01 置信區(qū)間 [5383，6354] [5662，7293] [6076，7845] [5445，7261] 方差 1062 1213 1278 1349 區(qū)間長度(MJ/戶*年) 971 1631 1659 1816從表-2可以看出各小區(qū)燃氣耗量分布不均，而且隨著時間推移這種不均勻性日益顯著。
3．3居民用氣不均勻性
3．3．1 月不均勻性：以平均月為1計算，由表-1得出表-3 表-4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1997 0．98 1．40 1．02 1．04 0．98 0．95 0．82 0．96 0．83 0．94 0．97 1．04 1998 0．89 1．39 1．02 0．99 1．32 0．62 0．83 0．82 0．96 0．94 1．03 1．15 1999 1．09 1．05 1．29 1．1l 0．98 0．91 0．86 0．85 0．85 0．90 0．94 1．14 2000 1．14 1．24 1．11 0．93 0．98 0．92 0．69 0．85 0．91 0．89 0．97 1．31
1997-2000年的月高峰系數(shù)分別為1.406、1.399、1.290、1.317，都比《燃氣熱力規(guī)劃設(shè)計手冊》推薦值高，建議武昌地區(qū)月高峰系數(shù)，即：
Kmaxm=1．42
3．3．2 日不均勻性：以空混氣用戶為對象考慮日不均勻性,1998-2000年高峰月情況見下表-5
表5
1998 1999 2000 日期 系數(shù) 日期 系數(shù) 日期 系數(shù) 日期 系數(shù) 日期 系數(shù) 日期 系數(shù) 1 1.068 17 0．913 1 0．970 17 0．926 1 1．082 17 0．921 2 0．944 18 0．997 2 1．001 18 0．915 2 1．168 18 1．093 3 1．050 19 0．955 3 1．008 19 0．937 3 1．272 19 0．983 4 1．000 20 0．968 4 0．922 20 1．073 4 1．428 20 0．97l 5 1．022 21 1．116 5 0．994 21 1．157 5 1．002 21 0．933 6 1．045 22 1．133 6 1．026 22 0．971 6 0．985 22 0．881 7 1．081 23 0．921 7 1．089 23 0．951 7 1．014 23 0．906 8 1．059 24 0．961 8 1．003 24 0．922 8 1．057 24 0．912 9 0．930 25 0．912 9 1．017 25 0．916 9 1．049 25 0．963 10 0．910 26 0．882 10 1．051 26 0．944 10 1．053 26 1．030 11 1．049 27 0．883 11 1．087 27 0．995 11 1．041 27 0．867 12 1．060 28 0．999 12 1．059 28 1．079 12 0．937 28 0．867 13 0．825 13 1．100 29 0．885 13 0．934 14 1．164 14 1．180 30 0．929 14 0．942 15 1．156 15 1．008 31 0．899 15 0．886 16 0．994 16 0．984 16 0．895
1998、1999年高峰月與春節(jié)不重合，高峰日出現(xiàn)在星期六、星期天；而2000年是重合的，且高峰用氣日出現(xiàn)在農(nóng)歷臘月三十，系數(shù)較高；高峰月的日高峰系數(shù)分別為：1.164、1.180、1.428另外，分析了1998、1999兩年春節(jié)所在月的不均勻性得出結(jié)論如下：春節(jié)前一段時間一直處于用氣高峰狀態(tài)，農(nóng)歷臘月三十為該月高峰用氣日，大年初一用氣猛然降低許多，隨后又慢慢回升。這種變化規(guī)律這也是與中國人過春節(jié)的傳統(tǒng)相一致的，1998-2000年春節(jié)月的日高峰系數(shù)分別為1.457、1.502、1.428。
建議日高峰系數(shù)即：Kmax d =1.50
3.3.3 時不均勻性：以平均值位為1計算，高峰日24小時的不均勻性系數(shù)見下表-6
0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-0 周一 0．374 0．439 0．255 0．292 0．617 0．911 1．105 1．336 1．219 1．558 1．318 1．806 1.322 1．069 0．879 0．919 1．186 1．484 1．814 1．237 0．836 0．841 0．640 0．541 周二 0．348 0．131 0．429 0．020 0．449 0．743 1．003 1．473 1．289 1．163 1．422 1．887 1．773 1．114 0．618 0．741 1．046 1．574 1．883 1．190 1．187 0．916 0．895 0．706 周三 0．404 0．266 0．483 0．363 0．571 0．870 1.099 1．210 1．335 1．065 1．272 1．480 1．304 0．820 0．683 0．720 0．950 1．935 1．823 1．453 1．495 1．034 0．999 0．367 周四 0．467 0．092 0．303 0．434 0．469 0．774 1．050 1．541 1．445 1．220 1．372 1．591 1．214 0．980 0．886 0．860 1．135 1．544 1．689 1．406 1．024 1．038 0．804 0．662 周五 0．172 0．265 0．359 0．394 0．529 0．643 1．076 1．292 0．998 1．092 1．491 1．777 1．702 0．900 0．548 0．949 1．162 20．62 2．474 1．830 0．959 0．691 0．386 0．249 周六 0．533 0．446 0．314 0．720 0．632 0．857 1．070 1．472 1．292 1．416 1．268 1．701 1．274 1．024 0．896 0．871 1．104 1．468 1．615 1．186 1．046 0．618 0．685 0．492 周日 0．797 0．603 0．377 0．729 0．620 0．779 0．916 1．529 1．412 1．537 1．325 1．492 1．484 1．848 0．743 0．723 1．026 1．825 1．691 1．131 0．741 0．760 0．634 0．279
如表-5中所述，高峰月最大小時高峰系數(shù)為2.474，建議小時高峰系數(shù)Kmax h =2.80
3．4用氣預測
根據(jù)已知1997—2000年的居民燃氣耗熱定額根據(jù)二次指數(shù)平滑直線趨勢方程建立居民燃氣耗熱定額的直線預測方程，即
Xt+r=2174+134 X T
式中Xt+r為預測值(MJ/戶*年)、T為時間序列。
根據(jù)直線預測方程，對武漢市居民燃氣消耗“十五”期間即2001—2005年做出預測，具體見下表-5 表-7
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 實測數(shù)據(jù)(MJ／戶*年) 1790 1878 2045 2175 預測數(shù)據(jù)(MJ/戶*年) 2308 2442 2576 2710 2844
4 結(jié)論
4．1分析了武漢地區(qū)燃氣消耗情況，得出了適用于武漢市的居民耗熱指標，以及不均勻性系數(shù)，即月、日、時高峰系數(shù)。
4．2居民燃氣消耗結(jié)構(gòu)日趨不均勻，居民燃氣消耗差異較大，建議在今后的工程設(shè)計中在統(tǒng)一的居民耗熱指標基礎(chǔ)上，亦征對不同的居民對象及小區(qū)情況考慮一定的修正系數(shù)，而不亦一視同仁。
4．3武漢市居民耗熱呈現(xiàn)良好的發(fā)展前景，建立了居民燃氣消耗預測數(shù)學模型，并預測了十五期間居民耗熱指標。
參考文獻：
哈爾濱建筑工程學院等，燃氣輸配，中國建筑工業(yè)出版社
黃良文，社會經(jīng)濟統(tǒng)計學原理，中國統(tǒng)計出版社
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