一、城市輸配系統的構成
城市輸配系統是指從接收長輸管道供氣的門站開始至使用者用具止的整個系統，它包含門站、儲氣裝置、調壓裝置、輸配管道、計量裝置等部分，門站是天然氣進入城市的門戶，具有過濾、調壓、計量與加臭等功能，有時還兼有儲氣功能。儲氣裝置有儲氣罐、輸氣管道或管束儲氣等，輸配管道可按設計壓力分類，見表1。
表1 輸配管道按設計壓力分類
也可按功能分類，即分為分配幹管、庭院管與室內管。分配幹管與庭院管為室外管。
輸配系統的壓力級制是由系統中管道設計壓力等級命名的，一般有高中低壓系統、高中壓系統、中低壓系統與單級中壓系統等。為了便於比較，把幾種不同壓力級制的輸配系統繪成綜合流程示意圖。
二、門站
1、門站工藝流程
門站接收長輸管道上分輸站或末站的供氣，對天然氣進行過濾、計量、調壓、檢測與加臭等，並宜設定自動化控制系統，也可設定儲氣裝置。門站出口可直接連線城市中壓管網，當城市另設儲配站或高中壓調壓器時，天然氣在門站經過濾、計量與檢測後供入高壓或次高壓管道。下圖為我公司涇河門站流程示意圖，如圖3
2、門站裝置
2.1過濾裝置
過濾裝置的功能是除去天然氣中機械雜質、凝固物等固態雜物，以減少對裝置、儀表與管道的磨損、腐蝕與堵塞，並保證計量與調壓精度，由於門站接收的天然氣經上游多個場站的淨化、過濾處理，因此在門站一般採用單級過濾器，過濾精度為10微公尺或20微公尺，過濾器一般為圓筒形，內建濾芯材質為不鏽鋼或聚酯纖維，也有此兩種材料的複合型，過濾器進、出口應設定差壓計，當差壓超過規定值時應清洗或更換濾芯。
2.2計量裝置
流量：單位時間流過管道橫截面積的流體數量叫流量。流量分為質量流量和體積流量。天然氣通常用體積流量來表示，其法定單位為m3/s、m3/h、m3/d等。
眾所周知，一定質量天然氣的體積與所處的溫度、壓力有關，當天然氣的溫度、壓力發生變化時，天然氣的體積隨之發生變化，那麼體積流量也發生變化。為了便於比較，國家計量工作的有關法規規定，天然氣流量為標準狀態下了體積流量。標準狀態是指壓力為101.
325kpa，溫度為293.15k的氣體狀態，用「標準立方公尺」表示標準狀態下的體積。
門站計量裝置一般採用渦輪流量計計量，也有採用超聲波流量計與腰輪流量計（羅茨），當流量波動範圍不大且壓力較高時，也可採用孔板流量計。
渦輪流量計又稱透平式流量計，是速度型流量計，即以測得的流速轉換成流量的流量計，流體動能作用於葉輪的葉片上使之旋轉，葉片由鐵磁材料製成，引起訊號檢測器磁鋼磁路的磁阻週期性變化，在感應線圈中產生脈衝訊號，其頻率與流體體積流量成正比而測得流量，流量與轉速有如下關係
q=n/c
q——流量，m3/h
n——葉輪每秒轉速，r/s
c——流量計常數，由試驗確定。
渦輪流量計由殼體、導向件、葉輪、此點感應式訊號檢測器等構成，並配以流量顯示儀。
腰輪流量計又稱羅茨流量計與轉子流量計，是容積式流量計。在流體動能作用下，計量室不斷排出單位計量室體積的流體而予以計量。腰輪流量計的腰輪與殼體或腰輪與殼體內嵌層構成計量室，由於流體在進、出口間的壓差，使作用在腰輪上的力矩不平衡而推動腰輪旋轉。
腰輪旋轉使兩個計量室交替進入與排出流體，由腰輪轉速獲知流量。腰輪有雙腰輪和單腰輪之分，後者適用於小口徑管道內流體計量。
孔板流量計的計量原理是流體流經孔板時流速增大、靜壓下降，在孔板前、後形成的壓差隨流量增加而增大，從而以壓差衡量流量的大小。
超聲波流量計是近年來迅速發展的新型流量計，可置於管內壁或外壁進行檢測，實現不接觸流體與不破壞流束的流量檢測，更宜用於大口徑管道。其工作原理是發出超聲波穿透流體，一般利用傳播時間法測得流體流速，並計算原理。
超聲波換能器是構成超聲波流量計的主要部件，它能將電能轉換成超聲波，也能將接收到的超聲波轉換成電能，一般由壓電陶瓷製成。
2.3調壓裝置
門站調壓裝置按門站出口壓力需要可分為高中壓調壓器或高高壓調壓器，一般多採用自力式調壓器，也有採用曲流式調壓器。
調壓器宜在最大流量的20%~80%之間執行，穩壓精度不超過而定出口壓力的+15%，關閉壓力不超過額定出口壓力的+25%。(見第五章）
2.4安全閥
門站安全法的功能是在超壓狀況下開啟發散洩壓，一般選用彈簧封閉全啟式安全閥，其由指揮器控制室靈敏度較高。
安全閥的洩放壓力應等於或低於設計壓力、高於執行壓力，其按不同的執行壓力由下列關係式確定。
p≤1.8mpa：p0=p+0.18mpa
1.8mpap>7.5mpa：p0=1.05p
式中p——執行壓力（絕壓），mpa；
p0——安全洩放壓力（絕壓），mpa。
為保證放散洩壓可靠，所需最大洩放量應不小於超壓流量。
門站內手動放散閥一般採用截止閥，當壓力過高時實行緊急手動放散。
2.5監測和控制系統
門站主要監測引數為進站天然氣的壓力、溫度、流量、成分、出站天然氣的壓力、溫度、流量、過濾器前、後壓差，調壓器前、後壓力，加臭劑加入量，站區天然氣濃度，控制系統的控制物件主要為進、出門站官道上設定的電動閥。
2.6天然氣的加臭
天然氣屬於易燃、易爆的危險品，由於天然氣無色、無味，洩露後無法使人察覺，為了使天然氣洩露後人能及時發覺，故要向天然氣內加臭。
天然氣加臭量一般控制在每方氣15mg—20mg，新管道投入使用的最初階段，加臭劑的加入量應為正常使用量的2~3倍。
目前常用的加臭劑主要有四氫噻吩（tht)和乙硫醇（em）。
四氫噻吩與乙硫醇相比，具有較多的優點：四氫噻吩的衰減量為乙硫醇的1/2；對管道的腐蝕性為乙硫醇的1/6；但**比乙硫醇高。
加臭方法一般有滴入式和吸收式兩種方法。
滴入式是將加臭劑的液滴或細流直接加入燃氣管道，加臭劑蒸發後與燃氣氣流混合。（手動加臭裝置和自動加臭裝置）
3、城市天然氣管網
1、管材
1.1高壓與次高壓管道
高壓與次高壓管道直徑大於150mm時，一般採用焊接鋼管；直徑較小時採用無縫鋼管，應通過技術、經濟比較決定鋼種與製管類別。
選用的焊接鋼管應符合「石油天然氣工業輸送鋼管交貨技術條件第1部分：a級鋼管gb/t9711.1」（l175級除外）與「石油天然氣工業輸送鋼管交貨技術條件第2部分：
a級鋼管gb/t9711.2」的規定，無縫鋼管應符合：輸送流體用無縫鋼管gb/t8163」的規定。
冷拔（加工工藝不同）
無縫管熱軋
鋼管直縫高頻電阻焊管
直縫焊管 （erw)
焊接鋼管直縫雙埋弧焊鋼管
螺旋焊縫管
螺旋焊縫管的焊縫與軸線形成螺旋角，一般為45o，其使焊縫熱影響區不在主應力方向上，因此焊縫受力情況良好，螺旋焊管的強度一般比直縫焊管高。能用較窄的坯料生產管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比，焊縫長度增加30~100%，會使焊縫焊接缺陷的可能性增加，而且生產速度較低。
高頻電阻焊管（erw）是利用高頻電流產生的電阻熱熔化管坯對接處，經擠壓融合，其特點為熱量集中，熱影響區小，焊接質量主要取決於母材質量，生產成本低，效率高。
1.2中壓與低壓管道
室外地下中壓與低壓管道有鋼管、聚乙烯復合管（pe管）、鋼骨架聚乙烯復合管、球墨鑄鐵管。
鋼管與pe管得優缺點：
鋼管的優點：抗拉強度和抗衝擊性高。
鋼管的缺點：易腐蝕，使用壽命短，一般為25年，施工速度慢。
pe管得優點：1、耐腐蝕，使用壽命長，50年。
2、韌性好，易施工。
3、內壁粗糙度僅為鋼管的1/10。
缺點：1、在重荷載下易損壞
2、介面質量難以採用無損手段檢測。
3、大管徑**較高。
聚乙烯按其密度不同分為：
1、高密度聚乙烯（hdpe)） pe100（最小環向應力10mpa）
2、中密度聚乙烯（mdpe) pe80（最小環向應力8.0mpa）
3、低密度聚乙烯（ldpe） pe63（最小環向應力6.3mpa）
聚乙烯的密度增加，分子的直線性增加，聚乙烯材料的剛性增加，拉伸強度提高，剝離強度提高，軟化溫度提高，脆性增加，韌性下降等。
聚乙烯燃氣管顏色為黃色管和黑色管，黑色管必須有醒目的黃色條紋，根據使用的工作壓力不同，分為sdr11和sdr17.6兩個系列。
sdr——標準尺寸比，即管道公稱外徑與壁厚之比。
聚乙烯管道允許的最大工作壓力，如下表
聚乙烯管道不同溫度下得允許最大工作壓力，如下表
允許工作壓力值是按現行國家標準《燃氣用埋地pe管材》gb15558.1和《燃氣用埋地pe管件》gb15558.2中的四個條件確定的，這四個條件是，工作溫度20oc，使用壽命50年，管道環向應力8.
0mpa，安全係數取不小於4。
連線方式：電熔連線管徑小於110mm時宜採用
熱熔連線
鋼骨架聚乙烯復合管的鋼骨架是有鋼絲網與鋼板孔網兩種，管道分為普通管和薄壁管兩種。
鋼骨架聚乙烯復合管與聚乙烯相比，由於加設了骨架而增加了強度，使壁厚減薄或耐壓程度提高，但官道上開孔接管困難，且**較高。
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