燃气输配课程设计.doc

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1、第一章 燃气性质计算气源基本参数因为西气东输二线工程经过洛阳市，所以该小区采用的气源是天然气选用的天然气，其容积成分为，甲烷74.3%，丙烷6.75%，氮气0.55%二氧化碳1.62%，丁烷1.88%，CmHn(取丙烯C3H6)14.9%表1-1 天然气组成及其标态下的主要特性值成分V（）分子量密度(kg/m3)粘度(pas)低热值(kj)甲烷74.316.0430.717410.39535902丙烷6.7544.0972.01027.50293240丁烷1.8858.1242.7036.835123649N20.5528.01341.250416.671CO21.6244.00981.977

2、114.023丙烯14.942.0811.91367.64987667燃气性质的计算1、分子量的计算由输配课本表1-4、表1-5查得各组分分子量，按以下公式求混合气体平均分子量。 =23.1262、相对密度的计算由输配课本表1-4、表1-5查得各组分密以下公度，按以下公式求混合气体平均密度。=1.043kgm3按以下公式求混合气体相对比重即相对密度S=0.8073、粘度的计算将容积成分换算为质量成分由输配课本表1-4、表1-5查得各组分的分子量，根据已知的各组分容积成分，通过计算得到按换算公式，各组分的质量成分为 由输配课本表1-4、表1-5查得各组分的动力粘度，按以下公式求混合气体动力粘度。

3、 Pas混合气体的运动粘度为m2/s4、热值的计算 MJ/m3 MJ/m35、爆炸极限的计算然后将组分的惰性气体按照图1-12（输配课本）与可燃气体进行组合，即， , 由输配课本图1-12查得各混合组分在上述混合比时的爆炸极限相对应为5%70%和3%11%查表14得：未与惰性气体组合的丁烷的爆炸极限为1.5%8.5% 丙烯的爆炸极限为2.0%11.7%则混合气体的爆炸极限为3.78%30.12%6、华白指数的计算华白数是一个互换性指数。规定在两种燃气互换时华白数的变化不大于510经计算得 MJ/m3 MJ/m3第二章、 小区燃气管网布置燃气需用量该小区总户数340户，每户燃气灶和热水器的总功率

4、：1.8kw1. 居民生活用气量为：Qy =1.0（气化率）340（户数）3.5（每户平均人数）2300（生活用气量标准）/36.87（燃气热值）=74234m/a2. 计算燃气管道的流量，应按计算月的高峰时小时最大用气量（ 用同时工作系数法） Q= KtKQnN=89.4式中:Q-燃气管道的计算流量（m3/h）；Kt-不同类型用户的同时工作系数，当缺乏资料时，可取Kt=1; K-相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数； Qn-相同燃具或相同组合燃具的额定流量（m3/h）； N-相同燃具或相同组合燃具的数量现代化的城市燃气输配系统是复杂的综合设施，由下表:本设计的输配系统主要是由以下几个部分组成

5、：1.低压、中压两级压力的燃气管网；2.区域调压站；表:城镇燃气设计压力（表压）分级名 称压力（Mpa）高压燃气管道A2.5P4.0B1.6P2.5次高压燃气管道A0.8P1.6B0.4P0.8中压燃气管道A0.2P0.4B0.01P0.2低压燃气管道P0.01 布线依据城市里的燃气管道均采用地下敷设。所谓城市燃气管道的布线，是指城市管网系统在原则上选定以后，决定各管段的具体位置。地下燃气管道宜沿城市道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。在决定城市中不同压力燃气管道的布线问题时，必须考虑到以下基本情况：1、管道中燃气的压力；2、街道及其他地下管道的密集程度与布置情况；3、街道交通量和路面结构

6、情况，以及运输干线的分布情况；4、所输送燃气的含湿量，必要的管道坡度，街道地形变化情况；5、与该管道相连接的用户数量及用气情况，该管道是主要管道还是次要管道；6、线路上所遇到的障碍物情况；7、土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度；8、该管道在施工、运行和万一发生故障时，对交通和人民生活的影响。在布线时，要决定燃气管道沿城市街道的平面与纵断面位置。由于输配系统各级管网的输气压力不同，其设施和防火安全的要求也不同，而且各自的功能也有所区别，故应按各自的特点进行布置。低压管网布置低压管网的功能是直接向各类用户配气，是城市供气系统中最基本的管网。根据此特点，低压管网的布置一般应考虑下列几点：1、低压管道的输

7、气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压管网的成环边长宜控制在300-600米之间。2、低压管道直接与用户相连。而用户商量随城市发展而逐步增加，故低压管道除以环状管网为主布置外，也允许存在枝状管道。3、为保证和提高低压管网的供气稳定性，给低压管网供气的相邻调压室之间的连通管道的管径，应大于相邻管网的低压管道管径。4、有条件时低压管道宜尽可能布置在街坊内兼做庭院管道，以节省投资。5、低压管道可以沿街道的一侧敷设，也可双侧敷设。在有轨电车通行的街道上，当街道宽度大于20米，横穿街道的支管过多，或输配气量大，而又限于条件不允许敷设大口径管道时，低压管道可采用双线敷设。6、低压管道应按规划道路布线，

8、并应与道路轴线或建筑物的前沿相平行，尽可能避免在高级路面的街道下敷设。7、为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于漏出的燃气影响相邻管道的正常运行，甚至逸入建筑物内，地下燃气管道与建筑物，构筑物以及其他各种管道之间保持必要的净距，表3-1 地下燃气管道与建筑物、构筑物之间的最小水平净距项目低压中压BA建筑物的基础0.71.01.5给水管0.50.50.5排水管1.01.21.2电力电缆0.50.50.5通讯电缆直埋0.50.50.5在导管内1.01.01.0其它燃气管道Dg300mm0.50.50.5热力管直埋1.01.01.0在导管内1.01.51.5电杆的基础35KV5.05.05.

9、0通讯照明电杆1.01.02.0铁路钢轨5.05.05.0有轨电车的钢轨2.02.02.0街树1.21.21.2表3-2 地下燃气管道与建筑物或相邻管道之间的最小水平净距项目地下煤气管道给水管或其他管道0.15热力管管沟0.15电缆直埋0.50在导管内0.15铁路轨底1.20有轨电车轨1.00管道的纵断面布置在决定管道的纵断面布置时，要考虑以下几点：1、地下燃气管道埋设深度，宜在土壤冰冻线以下。管顶覆土厚度还应满足下列要求：埋设在车行道下时，不得小于0.8米；埋设在非车行道下时，不得小于0.6米；随着干天然气的广泛使用以及管道材质的改进，埋设在人行道、次要街道、草地和公园的燃气管道可采用浅层敷

10、设。2、输送湿燃气的管道，不论是干管还是支管，其坡度一般不小于0.003。布线时，最好能使管道的坡度和地形相适应。在管道的最低点应设排水器。3、燃气管道不得在地下穿过房屋或其他建筑物，不得平行敷设在有轨电车轨道之下，也不得与其他地下设施上下并置。4、在一般情况下，燃气管道不得穿过其他管道本身，如因特殊情况要穿过其他大断面管道（污水干管、雨水干管、热力管沟等）时，需征得有关方面同意，同时燃气管道必须安装在钢套管内。5、燃气管道与其他各种构筑物以及管道相交时，应按规范规定保持一定的最小垂直净距。该小区室外燃气管道布置由于该小区采用的是小区调压，户内挂表方式，故其安装工艺流程如下：中压管道（市政管网

11、）调压箱低压管道用户燃气表燃具0.02MPa调压箱3kPa低压管道用户燃气表2kPa管道布置： 采用枝状管网，在小区南面设一个小区调压站，管道沿小区道路一侧铺设，到墙面距离不小于0.7m，埋深不小0.6m，管材采用钢管，进行防腐处理，具体布置看小区平面施工图。燃气室外管网水力计算1. 绘制管网水力计算图，对节点、管段、环网编号，并标明管道长度、集中负荷、气源或调压站的位置等并确定最不利环路。如下所示：2. 求管网最不利环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15的计算流量，方法同室内管网。先确定每一管段负担的用户数，求出额定流量，再用同时工作系数法进行计算得到所需

12、流量。整个小区共340户，每户额定流量1.8m3/h，查表得同时工作系数为0.146，即管段12的计算流量为 m3/h3. 依据假定流速法求出计算12段管径，假定经济流速为68m/s 则D= = = 72mm 根据计算管径预选管径DN70。4. 利用基本公式法求管道局部阻力损失 根据管线布置，确定局部阻力管件并查表得各管段的局部阻力系数=1，根据 得 =15.6Pa5. 根据燃气种类和密度、运动粘度选择水力计算图确定单位管长的压降值，由于设计中燃气密度为0.75kg/ m3，需进行修正，即 得到的修正后的管段的单位长度的压降值，乘以管段的计算长度L，即得到该管段的沿城阻力损失。管段12查图得到

13、单位管长的压降值=8.3 Pa/m，则该管段的=L=24151.2P6. =167Pa7. 小区已经整平，没有大的高差变化，附加压头为08. 求最不利环路的压力降，为各管段压力降的代数和，最不利环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16的压力降为= 824Pa，而规范要求的最大压力降为1350Pa，能够满足压力的要求。9. 同样方法依次计算其他各支路管网的管径、压力降。调压设备的选择调压室的室内主要设备是调压器，为保证调压器的正常运行，一般设有过滤器，套筒，还配有安全阀或安全水封、放散管、专用管、进出口阀门以及压力检测仪表等设备。调压计量室则还设有计量装置

14、。调压室室内工艺布置应考虑以下要求：1.中、低压调压室应设有安全水封，高中压调压室用设置安全阀。2.调压室的放散管，如顺引出室外，则必须高出建筑物顶部2米以上。3.跳压室必须设有弯通道，其管径比调压器进口管径小1-2级。4.弯通管上应设有安全阀门，闸阀和截止阀均可采用。5.调压器前应设阀门，宜采用闸阀。6.调压室室外进出口管道上应设置阀门，一般为闸阀，闸阀应安装在调压室外墙10-15的地上阀门内。7.中低压调压室一般安装一台调压器。8.重要的用户调压室应设置备用调压器。 在选择调压器时，产品样本中给出的调压器的通行能力是在一定压降和实验条件下得到的，在进行选择时要对给定的参数进行换算。如果产品

15、样本中给出的试验参数为(m3/h)、压降（Pa）、出口压力（绝对压力Pa）、气体密度（kg/m3），则换算公式如下：u 亚临界状态 调压器实际最大通行能力（m3/h）； 燃气实际密度（kg/ m3）; 调压器实际压力降（Pa）； 调压器入口燃气绝对压力（Pa）； 调压器出口燃气绝对压力（Pa）。RTZ-31（21）/50（80）FQ型 主 要 技 术 参 数1. 进口压力P1（MPa）:0.020.4 1 进口压力：0.6Mpa2. 出口压力：1-50Kpa 工作温度：-20-603. 调节精度：=10% 口径：DN50 DN804. 闭压力：Pb1.25Pa。产品用途：本设备适用于天然气、煤

16、气、液化气和其他无腐蚀性气体调压和稳压，是替代衡量式（自力式）的新型调压器；应用于民用小区群楼调压及小型公寓设施。产品特点：1、FQ系列调压器采用模块化结构设计，信号管均为内置式，性能稳定、流量大、造价低、结构紧凑，可在线维护极为方便。2、超压自动切断。3、FQ系列调压器的主要结构和尺寸参见图14、该调压器还可配置成单路旁通（1+1）、双路加旁通（2+1）柜式调压系统。本设计中燃气进口为中压0.2MPa，出口为3000Pa，处于临界状态，只需进行密度修正。标况下空气密度为1.293 kg/ m3，燃气密度为0.75kg/ m =0.5Q =101.64（m3/h）能够满足正常供气要求，选用调压

17、器为RTZ-31/80FQ型。第三章、室内燃气管道布置燃气室内布置依据建筑燃气供应系统的构成，随城镇燃气系统的供应不同而变化，一般由用户引入管、水平干管、立管、用户支管、燃气计量表、用具连接管和燃气用具组成。（1） 引管。用户引入管与城镇或庭院低压分配管道连接。在分支管处设阀门。在非采暖地区或用径小于75mm的管道输送干燃气时，可由地上直接引入室内。（2） 水平干管。引入管上可连一根燃气立管，也可连若干立管，后者应设水平干管。水平干管可沿楼梯间或辅助房间的墙壁敷设，坡向引入管，坡向不小于0.003.（3） 燃气立管。立管一般敷设在厨房或靠近厨房的阳台、走廊内。当由地下引入室内时，立管在第一层内

18、设阀门。阀门一般设在室内，对重要用户应在室外另设阀门。立管在下端应装丝堵，其管径一般小于25mm。立管通过各层楼板处应设套管。套管高出地面至少50mm，套管与燃气管道之间的间隙应用沥青和油麻填塞。（4） 用户支管。由立管引出的用户支管，在厨房内其高度不小于1.7m。敷设坡度不小于0.002，并由燃气计量表分别坡向立管和燃具。支管穿过墙壁时也应安装在套管内。（5） 用具连接管是在支管上连接燃气用具的垂直管段，其上的旋塞应距地面1.5m左右。（6） 室内燃气管道应为明管敷设。（7） 室内燃气管道应采用低压流体输送钢管，并尽量采用镀锌钢管。燃气室内管道水力计算小区共有15栋住宅楼，17、1215为六

19、层两单元20户，811为六层三单元30户。用户灶具配置：（1）每栋建筑所有用户同时安装双眼灶和热水器 （2）燃具的用气量： 快速热水器10KW 双眼灶42KW 压力2000Pa现以一号住宅楼为例进行水力计算：首先对住宅楼进行管线布置，画出系统图如下所示燃具额定流量的确定： 双眼灶： =0.78（m3/h）快速热水器： =0.98（m3/h）（1） 管段按顺序编号，凡管径变化或流量变化处均需编号，并标上各计算管段的实际长度。（2） 求出各管段的额定流量，并按同时工作系数法计算各管段的计算流量。燃具额定流量的确定： 双眼灶： =0.78（m3/h）快速热水器： =0.98（m3/h）（3） 管段按

20、顺序编号，凡管径变化或流量变化处均需编号，并标上各计算管段的实际长度。（4） 求出各管段的额定流量，并按同时工作系数法计算各管段的计算流量。计算公式为 Q= KtKQnN（5） 根据计算流量设定各管段的管径（用户支管的最小管径为DN15）。（6） 查表得各管段的局部阻力系数，查图得=1时的值，并求出当量长度L2=从而可得到各管段的计算长度L=L1+L2 。（7） 根据燃气种类和密度、运动粘度选择水力计算图确定单位管长的压降值，由于设计中燃气密度为0.75kg/ m3，需进行修正，即 得到的修正后的管段的单位长度的压降值P/L，乘以管段计算长度L，管段的阻力损失P。（8） 计算各管的的附加压头

21、即 H=（9） 求各管段的实际压力损失，即 （10） 求室内燃气管道的总压力降，天然气一般不超过250Pa（不包括燃气表的压力降）。（11） 将室内燃气管道的总压力降与允许的压力降进行比较，如不合适，则可调整个别管段的管径。以上计算见下表：总结 通过近两个周的燃气输配课程设计，使我深刻认识到了自己的不足，课本和设计是完全不同的两个概念，课本知识较为死板，理论性较强，而设计却是灵活多变的，做设计远不像我想象的那么简单，通过两三天的摸索才渐渐有了点眉目，通过调查研究，收集资料，掌握了一些燃气方面的资料；大大提高了制定各种压力级制燃气规划方案的能力.理论分析与设计计算的能力；工程制图和编写说明书的能力；同时也熟悉掌握了一些设计需要的办公软件，而且也了解了一些水利计算的程序。通过本次设计，使我们理论知识与实践相结合，大大提高了我把理论知识和实际相结合的能力。 现在做这些设计对于我们毕业做一些具有可行性的设计来说有很好的的指导意义，课程设计比较系统的应用了课本上专业知识，注重各个环节的细节，对于后期的设计做了很好铺垫。18