李雪洁燃气输配设计说明书

1、学 号 1203010327 天津城建大学 燃气输配课程设计说明书 CNG庭院室内燃气供应设计 2015年7月_13_日 至2015 年7月_26_日 学生姓名李雪洁 班 级12卓越暖 成 绩 指导教师 能源与安全工程学院 2015年7月17日 15 天津城建大学 课程设计任务书 20142015学年第 二学期 能源与安全工程学院建筑环境与设备工程专业12卓越班级 课程设计名称：燃气输配课程设计 设计题目：庭院及室内燃气供应设计 完成期限：自 2015 年 _月13 日至2015 年7月26 日共 _周 设计依据、要求及主要内容： 一、 小区庭院燃气管网设计 （一）概况：该居民区是某城市中的一

2、个新建小区，居民区内道路纵横交叉，路面平坦并都已 修成沥青或水泥路面。给水管和排水管的干管及其它管道均铺设在车行道下，并已投入使用。气 源由小区内自建CNG减压站提供，燃气成份（见表1-1）； 表1-1燃气各组分的体积百分数 CH C2F4 GI4 GHo （正） CO N 第一组 87.30 6.90 2.75 0.87 1.62 0.56 第二组 84.30 5.90 2.95 1.87 1.52 3.46 第三组 90.30 4.90 1.75 0.57 1.22 1.26 第四组 82.30 8.90 2.95 1.17 1.82 2.86 第五组 80.30 10.90 2.75 0

3、.99 1.82 3.24 第六组 77.40 4.90 2.75 3.90 1.05 10.00 （二）原始资料： 1 . 居民区总平面图（另附）：比例1 : 1000-5000 2 . 居民区内人口 ：按照每个小区的修建性详规统计计算，每栋楼的层数按图纸中所标 定的计算，每栋楼按照四个单元、一梯两户，每户人口 2.6人计算。 3. 居民生活用气指标按照当地的实际情况选取。 4. 低压燃气管网的计算压力降取按照允许压力降通过水力计算确定，低压燃气管道的 局部阻力损失一般不做单独计算，而按增加管段长度的10%作为计算长度进行压 力降计算； 5. 低压燃气管道的管材采用焊接钢管，管道上的三通、弯

4、头、变径管等均需加工制作； 6. 该城市的冬季最大冻土深度为地表下0.8米，地下水位为4.0米，土质一般其腐蚀 为标准级； 7. 该区所有道路的承载能力按通行一般载重汽车考虑。 （二）设计计算步骤及内容 1. 燃气基本参数计算； 2. 燃气用量计算； 3. 燃气管线布置； 4. 燃气管道水力计算； 5. 调压、计量工艺设备选型计算 6. 燃气输配管网图绘制； 7. 编写说明书。 （三）设计成果 1 . 根据小区平面图，完成小区低压燃气管网的布线、水力计算及必要的规划设计说明； 2. 图纸： 小区燃气管道平面布置图1:1 0005000； 水力计算图（高峰小时）； 调压柜工艺平面、剖面图。 室内

5、燃气管道设计 （一）设计任务 根据给定的高层民用建筑室内平面布置图，进行民用建筑室内燃气管道设计，并作方案比较 （二）原始资料 1. 建筑室内首层、标准层及地下、顶层平面图； 2. 楼房层数按照所给定的建筑确定，层高2.9m ,楼板厚度0.2m; 6.39 kW热水 3. 每一居民用户内装设一台燃气双眼灶和一台燃气热水器，双眼灶额定热负荷为 器额定热负荷为11.63 kW0 3. 从用户引入管至灶具的最大压力降根据计算确定，引入方式可以根据建筑形式自行设 计，庭院管道离墙1.5m，埋深0.8m ; （二）设计任务： 根据建筑图，完成室内燃气管道的布线、水力计算及必要的设计说明。 （三）设计成果

6、 1 . 室内燃气管道平面布置图：首层及标准层平面布置图； 2. 室内燃气管道系统图：比例1 : 50 3. 燃气管道穿楼板和穿墙的局部大样图：比例1 : 5 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期：年 月 日 目录 第一章 工程概况 6 第二章 燃气参数 6 2.1 燃气选择基本要求 6 错误！未定义书签 2.2 燃气基本参数计算 第三章 用气量计算 7 3.1 居民用气量 8 3.2 商业用气量 9 第四章 小区管网布置 10 4.1 布线依据 10 4.2 中低压管网布置 11 4.3 庭院管材选取 12 第五章 输配管网水力计算 13 5.1 管道流量及压力降计算 13 5

7、.2 小区室内管道水力计算 13 第六章 设备选型 15 参考文献 16 、工程概况 1. 某市住宅，层高2.9米，共16层，每栋楼按照四个单元，一梯两户，每户人口2.9个人，居民总人口为 2. 燃气各气体成分百分比体积为下表中第三组数据： CH4：90.3 % C2H4：4.90 %。3出：1.75%。4已0：0.57% CO2 : 1.22% N2：1.26% CH C2H CH GHo （正） CO 第一组 87.30 6.90 2.75 0.87 1.62 0.56 第二组 84.30 5.90 2.95 1.87 1.52 3.46 第三组 90.30 4.90 1.75 0.57

8、1.22 1.26 第四组 82.30 8.90 2.95 1.17 1.82 2.86 第五组 80.30 10.90 2.75 0.99 1.82 3.24 第六组 77.40 4.90 2.75 3.90 1.05 10.00 3. 每一层居民用户内装设一台燃气双眼灶和一台燃气热水器，双眼灶额定热负荷为6.39kW,热水器额定热负荷 为 11.36kW。 4. 本项目为某城市新建小区燃气管网设计，该小区总户数为1920,设计流量为，供气方案为中压供气，低压用 气结合区域调压供给用户。庭院管网用低压管道，采用PE管；用户引入管采用地下引入，埋深 1米。 、燃气参数 2.1燃气选择的基本要求

9、 根据我国城市燃气设计规范规定，作为城市燃气的人工燃气，其低发热值应大于14700KJ /NM3。由于用气 设备是按确定的燃气组分设计的，所以城市的燃气组分必须维持稳定。为保证原有的用气设备是按确定的用气 （燃气的高发热值） 设备热负荷的稳定，所以供应的燃气华白指数J燃气的密度波动范围应不超过土 5%当所输配的燃气被另 一种燃烧特性差别比较大的燃气所取代时除了华白指数外，还必须考虑不产生离焰、黄焰、回火、不完全燃烧 等特性。 天然气的质量指标应符合下列要求： 1） 、天然气的发热量、总硫和硫化氢含量、水露点温度指标应符合现行国家标准天然气GB17820勺一类 气或二类气规定； 2）、在天然气交

10、接点的压力和温度条件下：天然气的烃露点应比最低环境低5C；天然气不应有固态、液态 或胶状物质。 2.2燃气基本参数计算 2.2.1燃气密度和相对密度 舟 %士2 丫3y 小 y%） 100 100 =0.903 0.7174 0.049 1.26050.0175 2.01020.0057 2.703 0.0122 1.9970.0126 1.2503 =0.80kg m3 式中y1、y2、y3、屮、屮、各单一气体的容积成分（） ：-1、2、3、订、5、6 各单一气体的密度kg m3 相对密度：s 二1.293 =0.80 1.293 =0.619 2.2.2粘度 将容积成分换算为质量成分 %M

11、i %Mi 100 Ji 106 .903 0.0175 . O.O。57 O.。26 0.0122 O.49 10.395 7.5026.83516.671 14.0238.6 = 10.27 106 混合气体的运动粘度为 10.27 10启 010 = 12.83 10-6m2 s 2.2.3平均临界压力、平均临界温度 Pmc=(y1Pc1y2Pc2y3Pc3y4Pc4y5Py66) = 0.903 4.64 0.049 5.34 0.0175 4.40 0.0057 3.620.0122 7.390.0126 3.40 = 4.68MPa Tc =（yj；1 丫2兀2 丫3兀3 y44

12、y55 丫6乙6） =0.903 191.05 0.049 282.95 0.0175 368.85 0.0057 425.95 0.0122 304.2 0.0126 126.2 = 200.57K 式中Pm.c、Tm.c：混合气体的临界压力与临界温度； pc1、 pc2、 pc3、 pc4、 pc5、 pc6 : 各组分的临界压力； Tc1、Tc2、Tc3、Tc4、Tc5、Tc6 :各组分的临界温度。 2.2.4混合气体爆炸极限 爆炸下限 Li 1 yi . y2y3w L1 L2L3L4 1 =0.9030.061200301 _0.0057 + + + 5.00.050.071.5 =

13、 54。 爆炸上限 Lh 1 L|L2L3L4 1 =0.9030.0612_0.0301_0.0057 + 15.00.050.078.5 -58 00 2.2.5发热值 低发热值 H =0.903 35.902 0.049 59.477 0.0175 93.24 0.0057 123.649 = 37.67MJ Nm3 高发热值 Hh =0.903 39.842 0.049 63.438 0.0175 101.266 0.0057 133.886 = 41.62 MJ Nm3 式中Hi、Hh :混合气体的低、高发热值; Hii、Hhi:为混合气体中单一组分的高、低发热值 2.2.6燃具额定

14、用气量 燃气双眼灶额定用气量：Q=（6.39 X 3.6）/ H0.61 Nm3 h 热水器额定用气量：Q=(11.36 X 3.6)/ Hl=0.98 Nm3/h 2.2.7华白数 旳 _ 37.67 s . 0.619 = 47.87 MJ m3 三、用气量计算 3.1居民生活用气 小区总户数为2000户，每户平均人口为2.6人，共有人口 5200人。每一居民用户内装设一台燃气双眼灶和一 台燃气热水器，双眼灶额定热负荷为 6.39KW,热水器额定热负荷为11.63KW 计算燃气管道的流量，应该计算月的高峰时小时最大用气量（同时工作系数法） q 购=2000 26 8500 2200 sb

15、105Nm3 Hl37.67 式中Qa :居民生活年用气量（NM年）； N:居民人数（人）； k：气化率（% q:居民生活用气定额（KJ/人年）：2200MJ从年 Hi :燃气低热值（KJ/Nmi） Qh =0 K0QnN =0.12 1.72 2000 = 412.8Nm3 h 式中K-不同类型用户的同时工作系数，当缺乏资料时，可取Kt=1 ;参照表-1 K-相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数；参照表-1 Q n-相同燃具或相同组合燃具的额定流量（m/h）； N-相同燃具或相同组合燃具的数量。 表3-1 :居民生活用燃具的同时工作系数 同类型燃 具数目N 燃气双眼 灶 燃气双眼灶 和快速热

16、水 器 同类型燃具 数目N 燃气双眼灶 燃气双眼灶 和快速热水 器 1 1.00 1.00 40 0.39 0.18 2 1.00 0.56 50 0.38 0.178 3 0.85 0.44 60 0.37 0.176 4 0.75 0.38 70 0.36 0.174 5 0.68 0.35 80 0.35 0.172 6 0.64 0.31 90 0.345 0.171 7 0.60 0.29 100 0.34 0.17 8 0.58 0.27 200 0.31 0.16 9 0.56 0.26 300 0.30 0.15 10 0.54 0.25 400 0.29 0.14 15 0.

17、48 0.22 500 0.28 0.138 20 0.45 0.21 700 0.26 0.134 25 0.43 0.20 1000 0.25 0.13 30 0.40 0.19 2000 0.24 0.12 3.2商业用气 商业用户主要是指学校、医院、饭店以及城市公共建筑等。 （1）商业A区用气量 商业面积：SA -2017m2 燃气热量： 2017 3 2000 700厂1900 4.18“ 365“ 8 = 1152MJ h 用气量：Q =1152 ： Hi =1152- 37.67 = 30.58m h (2) 商业B区用气量 商业面积：Sb = 3042m2 燃气热量：3042

18、4 2 0 00 7Ooo -：19OO 4.18“ 365“ 8 = 2316.67MJ h 用气量：Q =2316.67-已=2316.67- 37.67 = 61.50m3 h (3) 商业C区用气量 商业面积：足-1246m2 燃气热量：1246 4 2000 700“1900 4.18“ 365“ 8 = 948.91 MJ h 用气量： 948.9V- Hl =948.91-37.67 = 25.20 m3 h (4) 商业D区用气量 商业面积：Sd =5201m2 燃气热量：5201 3 2000 700。“1900 4.18“ 365“ 8 = 2970.66MJ h 用气量：

19、Q =2970.66-H =2970.66- 37.67 =78.86m3 h (5) 商业E区用气量 商业面积：SE = 1194m2 燃气热量：1194 4 2000 700。“1900 4.18 ： 365 ： 8 = 909.30MJ h 用气量：0=909.30亠巴=1152 ： 37.67 = 24.14 m3 h 四、小区管网布置 4.1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

20、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； 密度 p = 0.80Kg/Nm 3 由于该小区采用的是楼栋调压，户内挂表方式，故其安装工艺流程如下： 中压管道一调压箱一低压管道一用户一燃气表一燃具 对于各楼栋调压箱后的低压庭院管段采用查表和利用公式计算校核相结合的方法确定各管段管径，具体计算步 骤如下： 1）对管网的节点和管道编号； 2）确定气流方向，根据各管段下游的用户数，用

21、同时工作系数法求出各条管段的计算流量； 3）根据确定的允许压力降，计算管线单位长度的允许压力降。 4）根据管段的计算流量及单位长度允许压力降查图预选管径。 5） 根据所选定的标准管径和计算流量，求出雷诺数判断流态，然后选择合适的低压天然气管道压力降计算 公式求出各管段实际压降，最后计算出总的压力降。 6） 检查校核计算的结果。若计算出的总的压力降超出允许的精度范围，则应适当变动管径，直至总压力降 小于并趋近于规范所允许的压力降为止。 小区低压管网水利计算及小区室外中压管网水利计算计算结果参见附表。 5.2小区室内管道水力计算： 燃气管道见平面图与系统图，每家用户装燃气双眼灶和快速热水器， 额定

22、热负荷为（6.39+11.63） kw,燃气热值为37.67MJ/ m 3,燃气密度为p =0.80 kg/m3。 1、根据上述资料，计算出灶具和热水器在该种燃气下的小时额定用气量。 Q=额定功率3600秒/低发热值（m 3/h） 2、根据楼房平面图和立面图定出燃气管线的布置草图 3、 做出草图（室内燃气管道系统图），反管径变化或流量变化处均应编号，并标上各计算管段的实际长度L1 f 1( 4、求出各管段的额定流量，根据各管段供气的用具数得同时工作系数值，可求得各管段的计算流量。 计算流量计算公式如下： Q= K t 艺 KQN 式中：Q-燃气管道的计算流量（m3/h ）; Kt-不同类型用户

23、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； Q n-相同燃具或相同组合燃具的额定流量（m/h ）； N-相同燃具或相同组合燃具的数量。 5、由系统图求得各管段的长度，并根据计算流量预定各管段的管径。 6、 查表得各管段的局部阻力系数 Z，查图得Z =1时的12值，求出其当量长度L2=刀ZI2，从而可得管道的计算 长度 L=Ll + U+艺 Z I 2 式中Li管段的实际长度（m）。 7、根据燃气种类、密度和运动粘度选择水力计算确定管段单位长度的压降值。由于本设计的燃气密度 =0.80kg/m3，需进行密度修正。 由此得到各管段单位长度压降值后，乘以

24、管段计算长度，即得该管段的阻力损失。 9、求各管段的实际压力损失，为 P- H 10、求出燃气管道总压力降，对于天然气室内计算压力降一般不超过200-500Pa （包括燃气表的压力降） P = FPiax P min =(k 1 k 2)P n 11、以总压力降与允许的计算压力降相比较，如不合适，则可改变个别管段的管径。重复计算过程，直至满足 要求将上述计算完整填成室内燃气管道水力计算表 第六章、设备选型 1调压器选型 在实际运行中，调压器发口不宜处在完全开启的状态，以阀口的位移不超过最大行程的百分之九十为宜， 这时调压器的计算流量与最大流量之间有如下关系： Q0max = （1.15-1.20）Qp Qomax :调压器的最大流量（Nm3 h） QP :调压器的计算流量（Nm3 h） 调压器的计算流量，应按照该调压器所承担