河南省郏县天然气利用工程可行性研究报告书.doc

河南省郏县天然气利用工程

可行性研究报告

陕西天成燃气热力设计有限公司

二零零八年十月

河南省郏县城区天然气利用工程 JX08GC08

目 录

目 录 .1

前 言 .1

1总 论 .3

1.1项目概况 .3

1.2编制项目背景 .3

1.3城镇概况 .4

1.4城镇燃料现状 .5

1.5工程建设必要性 .5

1.6设计依据、原则及范围 .6

1.7设计应遵循的标准、规范、规定 .8

1.8主要经济技术指标 .10

2基础数据的确定 .12

2.1天然气组分及主要特性 .12

2.2各类用户用气量指标 .13

2.3各类用户用气不均匀系数 .14

3供气规模 .16

3.1供气原则 .16

3.2供气范围 .16

3.3居民用气量 .16

3.4公建及商业用户 .17

3.5采暖用气量 .18
3.6天然气汽车用气量 .18

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3.7气量平衡 .19

3.8调峰储气 .20

4输配系统设计方案 .21

4.1输配线路选择的原则 .21

4.2压力限制 .21

4.3供气方式 .22

4.4系统组成 .22

4.5系统流程 .22

5CNG储配站 .24

5.1站址 .24

5.2总图及建筑设计 .25

5.3 建筑设计 .27

5.4工艺设计 .28

5.5工艺管道 .30

5.6结构设计 .31

5.7站区给水、排水、消防设计 .32

5.8采暖通风与空气调节 .34

5.9供配电 .34

5.10仪表及控制系统 .41

5.11监控系统与通讯设计 .47

6城区管网 .50

6.1布置原则 .50

6.2 中压管网总体走向推荐方案 .50
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6.3 管材的选用 .51

6.4 管道敷设 .52

6.5管道防腐 .55

6.6其他附属工程 .57

6.7主要工程量 .57

7组织机构、劳动定员及后方设施 .58

7.1调度、维修中心 .58

7.2劳动定员 .58

7.3后方设施 .59

8消防设计专篇 .60

8.1消防设计依据 .60

8.2消防系统概述 .60

8.3消防方案 .61

8.4消防安全机构、消防管理制度和事故抢险预案 .61

8.5消防设施 .63

9环境保护专篇 .64

9.1环境保护依据 .64

9.2设计采用的标准规范 .64

9.3工程施工、投产运行后的污染分析 .64

9.4污染物的排放分析 .65

9.5设计采取的环境保护措施 .66

9.6环保评价 .68

10劳动安全与工业卫生 .69

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10.1设计原则 .69

10.2设计遵循的劳动安全卫生规程和标准 .69

10.3生产过程中的可能产生的主要危害因素 .69

10.4设计采取的防范措施 .70

10.5施工 .71

10.6运行和维修期间的事故防范 .71

10.7噪声防护 .72

10.8职业安全与机构 .73

11节能评价 .74

11.1供气规模 .74

11.2能耗分析 .74

11.3节能措施综述 .75

11.4环境效益及社会效益 .76

11.5节能效益 .76

12天然气价格分析 .77

12.1与煤、液化石油气价格比较 .77

12.2城市可承受价格能力分析 .77

12.3各类用户承受能力 .77

12.4结论 .78

13投资估算 .79

13.1工程概况 .79

13.3编制依据 .79

13.4其他费用说明 .79

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13.5建设项目总投资 .80

14经济评价 .84

14.1计算期、生产规模及商品量 .84

14.2费用与效益评估 .84

14.3财务分析 .85

14.4不确定性分析 .87

14.5结论 .89

15结论和建议 .90

附件：设计委托书

附图：

1、总平面布置图

2、城区中压管网平面布置图

3、合建站工艺流程图（2张）

4、消防器材平面布置图

5、电力系统图

6、自动控制系统平面布置图

7、防爆区域划分图

JX08GC08

前言

天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的

可燃气体，是一种无色无味无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源。

天然气其主要成分为甲烷，热值为 8500大卡/米 3，主要存在于油田和天然气 田，主要成分是甲烷。

天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，

立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能

源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清 洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近 100%，减少二氧化碳排放量 60%和氮 氧化合物排放量 50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上 改善环境质量。其优点有：

绿色环保：天然气是一种洁净环保的优质能源，燃烧时产生二氧化碳少于

其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。

经济实惠：天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁

干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。

安全可靠：天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不宜积聚成爆炸性气体，

是较为安全的燃气。

改善生活：随着家庭使用安全、可靠的天然气，将极大的降低居民的生活

压力，减少劳动强度。

受西安市西蓝天然气股份有限公司的委托，我公司各专业人员对编制《河

南省郏县城区天然气利用工程可行性研究报告》所需要的用气负荷、站址条件、

天然气气质资料、气象资料、建站规模、工艺流程安排、设备初步选型、地勘

河南省郏县城区天然气利用工程 JX08GC08

资料、文物调查资料等外部条件，会同郏县政府的有关领导及西安市西蓝天然

气股份有限公司负责人进行了现场勘查，并就工程建设的相关问题进行了研

究，于二零零八年十月完成了本项目《可行性研究报告》的编制工作。

河南省郏县城区天然气利用工程 JX08GC08

1总 论

1.1项目概况

项目名称：河南省郏县城区天然气利用工程

委托单位：陕西省西安市西蓝天然气股份有限公司

1.2编制项目背景

随着社会的进步和经济的发展，人们的环保意识普遍增强，对生活环境的

要求越来越高。改革开放以来，我国城市燃气事业迅速发展，燃气供应能力不

断增强，极大促进了城市经济与社会的发展。

我国有丰富的天然气和煤层气资源。随着我国加快发展天然气战略决策的 实施及逐步引进国外天然气的举措，预计今后 5—10年，我国天然气的开发和 利用将进入一个快速发展时期，这个发展将改善我国能源结构。“十五”期间， “西气东输”工程的实施，就是国家改善能源结构布局不合理的重大举措。随 着塔里木天然气输往长江三角洲地区：青海天然气输往西宁和兰州：川渝天然 气输往武汉，长庆天然气输往北京、西安、宁夏和内蒙；海上 LNG的上岸；中 亚天然气的引入；预计天然气在我国一次能源消费结构中的比重将大幅提高。 因此，从某种角度讲，21世纪天然气将大有作为。

面对 21世纪国家西部大开发战略的实施，省、市“十一五规划”的编制， 郏县的发展规划从战略的高度和发展的眼光，对郏县国民经济布局的调整、基 础设施及生态环境的建设和治理提出了更新、更高的要求，郏县需要增强城市

基础建设、创造城市形象、改善投资环境，推动郏县的城市建设进入一个崭新

的历史发展阶段。

1.3城镇概况

1.3.1 郏县基本概况 郏县位于河南省中部偏西，平顶山市东北部，伏牛山北部余脉向豫东平原

过渡地带。地处东经 113°00240″～113°24250″，北纬 33°48200″～34° 10250″之间。东邻襄城县，西临汝州市，北接禹州市，南与平顶山市区和宝 丰县相连。本县地处华北地台南部边缘区，地势呈马鞍形，东南、西北部高， 中部低，以平原和岗地为主，县域西南部、中部及东部为北汝河平原，西北部、 东南部为低山丘陵区。全县总面积 727平方公里。县城地处郑州至南阳西线公 路和洛阳至界首公路交汇处，距郑州市 112km。

山地分布在县境西北部，涉及 50个行政村。总面积 135k㎡，占全县总面 积的 18.3％。山地海拔在 300～790.8m之间。主要山峰有西北部、北部的三 管山、马头崖、尖山、刘大寨、大汉岭、玉屏山、中顶莲花山、大刘山、凤翅 山等，东南部有紫云山等。位于郏县、汝州、禹州三市县交界处的三管山为全 县最高山峰，海拔 790.8m。西北部山地荒坡面积大，矿产资源丰富，但土薄 石厚、坡度大，属石质山地，植被差，地下水贫乏。东部山地坡缓、土层厚， 土壤多为黄土。

平原呈带状分布于北汝河两侧，面积 343k㎡，占总面积的 46.6％。地势 平坦，微向东南倾斜。海拔高度 86～160m，地势平坦，土层深厚，地下水源 丰富，是境内粮、油、烟叶主要产地。

1.3.2 郏县城区概况

河南省郏县城区天然气利用工程 JX08GC08

郏县城区位于县域中南部，地势平坦，城区用地形态呈集中式布局，东西

长向延伸约 5公里左右，南北宽 3公里左右，建设用地分为老城和新城两部分，

老城区位于城市西部，新城区位于城市东部，省道洛界公路、郑南公路从城区

北侧及东侧穿过城区。城区外围南有北汝河、西有青龙河，西北部有千亩人工

湖--青龙湖、西南部有千亩生态苗圃基地--西园。

现状城市总体布局结构以横向发展为主，城市中部以商贸和综合居主用地

为主，工业用地分别集中在城区外围的东西两端布局，城市边缘周边以生态林

地、河道湖面和农田为主。

1.4城镇燃料现状

郏县快速的国民经济发展吸聚大量的人口、产业向城市聚集，对外表现为

县城中心城市明显极化，城市人口持续、稳定增长，这就要求城区内的大气环

境质量等必须达标。

据调查：目前郏县商业及工业用燃料主要是煤，其能源利用率低、污染大；

城区居民生活主要用液化石油气，辅以煤、电。瓶装供气使用不便，存在安全

隐患，易受液化气市场供求关系的影响引发市场供应混乱，价格不稳，很难保

证持续、稳定、可靠的供气。

1.5工程建设必要性

郏县的能源结构中，一次性能源以煤、液化石油气为主，各类用户所产生

的SO2、烟尘是其大气污染的主要来源，尤其是秋冬季采暖致使大气污染物TSP、

SO2、NOX等超标。

城市燃气化是城镇社会发展标志性的基础设施之一，城市燃气由液化石油

河南省郏县城区天然气利用工程 JX08GC08

气改为优质天然气，是洁净能源的一个新进步。郏县国民经济的快速发展，城

镇建设的发展，城区规模的扩大，各类耗能用户在增加的同时，应优先利用优

质、洁净、燃烧后无污染的天然气资源，调整郏县的燃料结构，解决大气污染，

保护生态环境，提高居民生活质量，优化投资环境。因此，建设天然气工程是

十分必要的。在提高城市社会效益的同时，项目建设单位也将在天然气工程的

建设和持续发展中获得相应的回报。

1.6设计依据、原则及范围

1.6.1 设计依据

0 《郏县县城总体规划》 郏县城建局 2006 年八月编制

0 《郏县县志》郏县县志编纂委员会

0 设计委托书及设计合同

0 基础设计（包括供水、供电、通信、交通运输及征购土地等协议或 意 向）文件

0 建设单位提供的设计委托书和有关的基础资料

0 《郏县现状地形图》

0 《郏县城镇规划图》

1.6.2 设计原则

l 工程建设以“安全第一，保证供应”为指导思想，确保工程的优质、高

效、低投入，完成后能发挥最大的经济效益、社会效益和环保效益。

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0 严格遵守国家有关法规、规范和行业标准，做到技术先进、经济合理、

安全适用、便于管理、环境保护与经济效益并重，遵循可持续发展的

原则。

0 在郏县总体规划指导下，充分考虑郏县城区城镇燃气的需要和发展趋

势，合理确定供气规模。做到合理规划，合理布局，统筹兼备，远近

结合，留有发展余地。

0 服从郏县城市发展建设要求，分期合理建设，按照城市总体规划配套安

排城市燃气管道工程，既要符合当前实际，又要考虑远期发展。

0 合建站选址应符合城市总体规划，应得到城市建设管理部门、消防部门

的同意，尽可能靠近负荷集中区。

0 贯彻城市燃气为用户服务、为生产发展服务、为经济建设服务的方针，

合理确定供气对象、供气比例和供气价格，在气化居民用户、商业用

户的同时，适当发展采暖用户。

0 总图要尽可能节约用地，与周围工矿企业、民房、道路及其他设施的距

离应满足国家规范及交通、消防防火要求。

0 采用成熟工艺技术，工艺设备选型应考虑密封性能好、操作轻便、可靠

耐用，有利于安全运行。工艺仪表以就地检测、指示、记录为主，适

当选用自动化程度较高的仪表。

l 工艺流程应合理、实用，符合规范要求。优化方案，尽可能节省投资，

确保工程经济合理。

1.6.3 编制范围及主要内容 本报告编制范围为郏县城区及县城规划区域，主要内容有： 郏县 CNG储配站

郏县城区中压管网 郏县 CNG加气子站

1.7设计应遵循的标准、规范、规定

0 《城镇燃气设计规范》GB50028-2006

0 《建筑设计防火规范》 GB50016-2006

0 《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006 年版）

0 《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-2008

0 《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-2005

0 《输油（气）管道岩土工程勘察规范》SY/T0053-2004

0 《钢制管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY/0007-1999

0 《石油天然气工业输送钢管交货技术条件—A 级钢管》GB/T9711.1-1997

0 《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2001

0 《流体输送用无缝不锈钢管》GB/T14976-2002

0 《燃气用埋地聚乙烯管材》GB15558.1-2003

0 《石油和天然气工程设计防火规范》GB50183-2004

0 《钢制对焊无缝钢管》GB/T12459-2005

0 《输油（气）埋地钢制管道抗震设计规范》SY/T0450-2004

0 《埋地钢制管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-2002

0 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92

0 《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-1998

0 《爆炸性环境用防爆电气设备 第一部分：通用要求》GB3836.1-2000

0 《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2004 年版）

0 《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005

0 《中华人民共和国消防法》1998.9

0 《大气环境质量标准》GBJ3095-1996

0 《中华人民共和国环境保护法》（国家主席令 第 22 号）

0 《环境空气质量标准》GB3095-1996 Ⅱ级标准

0 《城市区域环境噪音标准》GB3096-93

0 《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90

0 《化工企业静电接地装置设计规范》HG/T20675-1990

0 《建筑地面设计规范》GB50037-96

0 《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

0 《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004

0 《室外排水设计规范》GB50014-2006

0 《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

0 《供配电系统设计规范》GB50052-95

0 《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

0 《工业企业总平面设计规范》GB50187-1993

0 《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85

0 《石油天然气工程总图设计规范》SY/0048-2000

0 《建筑结构荷载规范》 GB50009—2001（2006 年版）

0 《民用建筑节能设计标准》 JGJ26-95

0 《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003

0 《建筑照明设计标准》 GB50034-2004

1.8主要经济技术指标

序号
指标
单位
数量
备注

近期
远期

一
气化指标

1
年供气量
万 Nm◆/a
1096.199
1692.356

2
高峰小时流量
Nm◆/h
3625
5810

3

居民气化人数

万人

6.6

10.2

4

居民气化率

%

60

85

二

工程指标

5

储配站

座

1

6

CNG加气站

座

1

7

城区中压主管道长度

m

9650

8

城区中压支管道长度

m

17493

8

调压箱

台

87

113

10

调压柜

台

32

42

三

压力指标

11

中压管线起点

Mpa

0.4

0.4

四

定员指标

12

定员人数

人

27

五

合建站经济技术指标

13

总占地面积

㎡

13340

合 20亩

14

加气区占地面积

㎡

4356

15

工艺装置区占地面积

㎡

1108.8

16

生活区面积

㎡

1775.5

17

进出站公路面积

㎡

1192.3

六

投资指标

18

工程总投资

万元

12000

19

铺底流动资金

万元

300

、

2基础数据的确定

2.1天然气组分及主要特性

郏县城区天然气利用工程气源来自于西安洪庆加气母站和郑州加气母站

供应的压缩天然气。根据西安市西蓝天然气股份有限公司提供的资料，其组分

和热力参数已经达到了 A组Ⅱ类燃气标准，属于优质燃气，其气质成分及特性

如下：

天然气组分及性质一览表

序号
项目
数值
备注

一
组分
含量（%）
体积百分比

1
CH4
95.665

2
C2H6
0.8502

3
C3H8
0.0577

4
IC4H10
0.0037

5
NC4H10
0.0046

6
IC5H12
0.0012

7
NC5H12
0.0005

8
C6
0.0001

9
总烃
96.5729

10
N2
0.2376

11
He
0.2270

12
H2
0.0000

13
CO2
2.9520

14
H2S
7.820

二
性质
数值

1
3
35.97

高热值（MJ/Nm）

2
3
32.42

低热值（MJ/Nm）

河南省郏县城区天然气利用工程

JX08GC08

3
3
0.7083

平均密度（Kg/Nm）

4
比重
0.5882

5
临界温度（K）
197.089

6
临界压力（MPa）
4.735

7
水露点（C）
-23

2.2各类用户用气量指标

2.2.1 居民生活用气量指标 根据对郏县城区居民耗能实际调查，居民生活耗能以液化石油气为主，煤、

电为辅，人均年耗能约 45-65万大卡。综合考虑郏县城区的地理气候条件、居 民生活水平和生活习惯，参照邻近城镇居民的实际耗热水平，确定郏县城区居 民人均年耗热定额为 2700MJ（约 64.53万大卡），每人年均日耗气量约为 0.228

Nm3。

2.2.2 公建及商业用户用气量指标 影响商业用户用气量的因素包括地区的气候条件，居民使用公共服务设施

的普及程度，用气设备的性能、效率、运行管理水平和使用均衡程度等。参照 《城镇燃气设计规范》GB50028-2006推荐的数值，综合考虑商业用户的发展 情况，确定耗热定额如下表：

公建及商业用户耗热指标

序号
公共设施用户类别
耗热定额
折合为耗气指标

1
医院
住院部
4187MJ/床▲年
3

123.83m/床▲年

有餐厅
5024MJ/床▲年
3

148.59m/床▲年

2
旅馆

无餐厅
1047MJ/床▲年
30.97m3/床▲年

3
饮食业

9211MJ/座▲年
3

272.42m/座▲年

4
托儿所
全托
2512MJ/人▲年
74.29m3/人▲年

河南省郏县城区天然气利用工程

JX08GC08

幼儿园

半托

1675MJ/人▲年

49.54m3/人▲年

5
职工食堂

2303MJ/人▲年

68.11m3/人▲年

6
中小学

417MJ/人▲年

12.33m3/人▲年

2.2.3 工业用户用气量指标

实际调查表明，郏县城区的工业用户准备采用天然气作燃料或原料的企业

基本没有，所以，本工程一期不考虑工业用气。

2.2.4 天然气汽车用气量指标

根据汽车类型，按百公里耗油量折算成天然气。

2.3各类用户用气不均匀系数

参照《城镇燃气设计规范》GB50028-2006及河南省部分天然气公司运行

资料，并结合郏县的实际情况，确定本工程的用气不均匀系数如下：

l 月高峰系数

居民用户：Km1 =1.20

公共建筑及商业用户：Km2 =1.15

l 日高峰系数

居民用户：Kd1 =1.15

公共建筑及商业用户：Kd2 =1.10

l 时高峰系数

居民用户：Kh1 =2.70

公共建筑及商业用户：Kh2 =2.60

l 居民用户与公建及商业用户用气三个高峰系数乘积：

居民用户：Km1▲Kd1▲Kh1=1.20×1.15×2.70=3.726

公共建筑及商业用户：Km2▲Kd3▲Kh3=1.15×1.10×2.60=3.289

工业用户用气暂不考虑；汽车加气站按每天 24 小时，每年运行 360 天考

虑；锅炉采暖用户按每天 16 小时，每年运行 150 天考虑。

3供气规模

3.1供气原则

根据国家对能源利用的方针、政策，结合郏县城镇总体规划，确定以下天

然气供气原则。

0 优先发展气化范围内具备气化条件的居民用户；

0 积极发展供气范围内的医院、学校、宾馆、饭店、餐饮业等各类公建及

商业用户；

0 推广天然气汽车用气；

0 稳步开展工业用户的以气代煤；

0 逐步推进燃煤锅炉改烧天然气。

3.2供气范围

本工程供气范围为郏县城区，及县城规划区内的居民、公建及商业、部分

工业、CNG汽车等用户的用气。

3.3居民用气量

根据《郏县县城总体规划文本及说明》，2007年末，郏县城区常驻居民

人口规模约 11万人。2015年末，人口规模约 12万人。根据用户调查统计结

果显示，一期工程初步具备气化条件的居民用户约为 6.6万人，（主要是相对

集中的单位家属楼或居住小区），约 2万户，气化率为 60%；二期工程气化率

按 85%考虑，气化人口为 10.2万人，约为 3万户。城区居民每人年均日耗气

量 0.228Nm3计，一期工程居民年耗气量约 549.25万 Nm3，二期工程居民用户

耗气量约为 848.8万 Nm3。

3.4公建及商业用户

根据市场调查，郏县城区共有 4所医疗单位，有 570张床位。中专及业余 学校 7所，中小学共有 24所，学生总数 21372人，就餐人数 5321人。有规 模的酒店和餐饮店 7户，从事住宿和餐饮的个体户有 148户。

公共建筑及商业用气量表

类别
数量（床，
耗热指标
折算天然气耗
气化率

3

年耗气量（万 m）

座，人）
（MJ/人.
3

一期
二期
一期
二期

气量（万 m/年）

年）

医院
570
3200
5.63
30
60
1.689
3.378

宾馆招待所
1268
850
3.32
30
70
0.996
2.324

餐饮业
7654
8500
200.67
30
70
60.201
140.469

中小学
5321
1500
24.62
30
50
7.386
12.31

职工食堂
8342
1900
48.89
30
50
14.667
24.445

合 计

84.939
182.926

3.5采暖用气量

根据《郏县总体规划文本及说明》,规划采暖方式为分片集中供热，以无

烟煤作为燃料。城区现有锅炉容量约 72T（若燃料为天然气，年耗气量约为 600

万 Nm3/年）。考虑到价格问题及 CNG供气规模及价格等因素，本工程采暖用气

一期工程按 10%考虑，即年用气量为 60万立方米；二期工程按锅炉用气量的

35%考虑，即年用气量为 210万立方米。

3.6天然气汽车用气量

根据市场调查，郏县现有公交车 47辆，出租车 230辆，其耗气量如下：

天然气汽车用气量表

分期
汽车种类
数量
单车日行程
百公里耗气
3

（辆）
（Km）
3
日用气量（NM）

量（NM）

一期
公交
47
168
17
1105.44

出租
230
225
10
5175

二期
公交
63
207
17
2216.97

出租
285
283
10
8065.5

根据以上计算，本工程车辆改装安全部改装规划，加气站的设计规模为日

加气能力 12000立方米，每年运行 360天。

3.7气量平衡

年耗气量平衡表（单位：万 Nm3）

用户类型
居民

公建及商业
采暖
天然气汽车
不可预见
总用气量

用
一期
549.25

84.839
60
375
32.11
1096.199

气

量
二期
848.8

182.926
210
375
75.63
1692.356

3

年平均日用气量平衡表（单位：万 Nm）

用户类型
居民

公建及商业
采暖
天然气汽车
不可预见
总用气量

用
一期
1.5

0.23
0.4
1.04
0.09
3.26

气

量
二期
2.33

0.5
1.4
1.04
0.21
5.48

3

计算月平均日用气量平衡表（单位：万 Nm）

用户类型
居民

公建及商业
采暖
天然气汽车
不可预见
总用气量

用
一期
1.8

0.26