室内燃气管设计说明书

1、工程概况:1、 某市住宅，层高3米，共7层。2、 本次设计的气体为天然气，其成分如下：CH4：95% C2H :1% C3H ： 0.2 % CO:1.7 %CHi0：0.8 %N2:1.3 %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23kW基本计算:1 .燃气选择的基本要求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，具低发热值应 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设备热负荷的稳,燃气的高发热值、定，所以供应的燃气华

2、白指数 J燃气的密度 波动范围应不超过土 5%0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. 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的一类气或二类气规定；2）、在天然气交接点的压力和温度条件下：天然气的姓露点应比最低环境低5 C ;天然气不应有固态、液态或胶状物质。2基本参数计算2.1、 M=1/100（y 1M+y?M+ynM）式中y1、y2、yn各单一气体的容积成分（ ）M、M、Mn各单一气体的分子量M=16.043

3、*0.95+28.0540*0.01+44.0970*0.002+58.1240*0.008+44.0098*0.017+28.0134*0.013=17.1869 kg/kmol2.2、 平均摩尔容积：Vm=1/100(y 1V1+y2V+ y nM)式中y1、y2、yn各单一气体的容积成分( )Vi、V2、Vn各单一气体的摩尔体积V= =22.3621*0.95+22.2567*0.01+21.9360*0.002+21.9900*0.008+22.2601*0.017+22.4030*0.013=22.3560 nm3/kmol2.3、 混合气体的平均密度：p=E yi p0ip=0.7

4、174*0.95+1.2605*0.01+2.0102*0.002+2.7030*0.008+1.9771*0.017+1.2504*0.013=0.7189 kg/nm3混合气体相对密度：S=p/1.293=0.5567/1.293=0.55672.4、 标准状况下，混合气体的运动黏度：U=gi/(gi/Ui)=(yiM/ yiM)/(gi/Ui)U=10A-6*1/(0.8866/14.5+0.0163/7.46+0.005/3.81+0.0217/2.53+0.0435/7.09 +0.0212/13.3) =12.353*10A6 m2/s2.5、 平均临界压力、平均临界温度Pm.c=

5、0.01 ( yFc1+y 2Pc2+L +y nPcn)Tm.c=0.01( yc1+y 2Tc2 + L +ynTcn)式中Pm.c、Tm.c：混合气体的临界压力与临界温度；Pc1、PJ Pcn：各组分的临界压力；:各组分的临温度。Pm.c=4.6407*0.95+5.3389*0.01+4.3975*0.002+3.6173*0.008+7.3866*0.017+3.3944*0.013=4.6694paTm.c=191.05*0.95+282.95*0.01+368.85*0.002+425.95*0.008+304.2*0.017+126.2*0.013=195.284k2.6、 混

6、合气体的爆炸极限：天然气中含有H2、CO、Q等惰性气体，所以求爆炸极限时，可以将某种惰性气体成分与某一可燃气体组合起来视为混合气体中的一种成份，具容积成分为二者之和，爆炸极限可有燃气输配书上的额图 1-12、图1-13查得混合气体的爆炸极限：L='100yV2Vn必V2yn.'. .'.L1L2LnL1L2Ln式中L含有惰性气体的爆炸极限（体积%）;L:含有惰性气体的燃气爆炸极限；y'1、y,2L y'n：由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在混合气体的容积成分（）；L1、L'2L L'n：由某一可燃气体成分与某一惰性气体成

7、分组成的混合组分在该混合比的爆炸极限（体积）；y1、y2L yn .未与惰性气体组合的可燃气体成分在混合气体中的容积成分（）;L1、L2L Ln.未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限 （体积%）。根据空气中O2/N2气体的比例，扣除向相当于1.1O2所需的N2含量后，则燃气中所余N2的有效成分为剩余气体容积为重新调整混合气体的容积成分，得到无空气基的容积成分y co2=* %yN2=* %yCH4=*%yc2H6=*% yH2 =*%yco =*%然后按上例的方法进行计算:一惰性气体YcH4yCO2 =0.95+0.017=0.967 ,可燃气体0.017/0.95=0.018一惰性气体Y

8、c2H4+ y N2 =0.01+0.013=0.023,0.013/0.01=1.3可燃气体由燃气输配书中图1 12查得各混合组分在上述混合比时的爆炸极限相应为：L(CH+CO)=4%-16% L(C 2H+N)=9%-23.5%L=1/ (0.967/0.04+0.023/0.09+0.002/0.021+0.008/0.015) =3.99%L=1/ (0.967/0.16+0.023/0.235+0.002/0.095+0.008/0.085) =15.982%2.7、发热值式中高发热值：H s低发热值：H tyi Hs iy，Ht iHs、Ht:混合气体的高、低发热值;Hsi、Hti

9、 :为混合气体中单一组分的高、低发热值Hs=39.824*0.95+63.483*0.01+101.266*0.002+133.886*0.008=39.187mj/nm3Hl=35.902*0.95+64.397*0.01+93.240*0.002+123.649*0.008=35.926mj/nm3通过以上公式计算得到数据如下表格相对分子质量平均摩分容积平均密度相对密度动力粘度17.1869 kg/kmol22.3560 m3/kmol0.7189 kg/nm30.556612.353*10A-6 pa.s平均临界压力平均临界温度爆炸极限高热值低热值4.6694 mpa195.284 k3

10、.99%-15.982%39187 kj/nm335926 kj/nn32.8用气量燃气热水器 Q=23*3600/35926=2.034nm3/h双眼灶 Q=6.39*3600/35926=0.64nm3/h结果分析根据规范GB178201999天然气JU高热值(MJ/m3)总硫(以硫)(mg/m3)硫化氢(mg/m3)二氧化碳(V/V%)水露点(C)<100<630>31,4<200<20<460<460性交接点处，化最低环境温度低5 P.在天然气交换点的压力和温度条件下，天然气中应不存液 态烧；天然气中固体颗粒含量应不影响天然气的输送和利 用.1

11、0T和12T天然气华白数 W(MJ/rh波动范围类别标准(基准气)GB/T13611 92 范围城镇燃气商品气范围10T43.841.2 47.3;-5.94 %8.00 %42.4 45.99;-3 %-5%12T53.548.1 57.8;-10.10 %8.O0%50.83 56.18;-5 %5%1,混合气体低热值为35926kj/nm3 > 31400kj/nm3符合规范中，此组分中不含硫元素，并且二氧化碳的体积分数为 1.7%小于3%,符合一类气的标准2,华白数 W=H/，s=39.187"0.5566=52.52 mj/m3 符合天然气 12T 的标准3,关于加臭

12、剂选用四氢嚷吩(THT)由于其爆炸下限 L=3.99%<5%根据表格加臭剂量为20mg/m3力n品齐用重 (_jrag/jnSi20FiC25志4 n#中洋见m土辱燃气¥8#皇剂用量走膝无”在 至/甲m爆炸下限 6%)加匕石油y罚h/若占二年) 液化石迪气 小月后自气 (浓比石油主= 50 ； 后门下三诙4七一有油成分为，;廿和匕刍占一本13、室内燃气管道水力计算3.1 室内燃气管道的布线：各楼层燃气管道的平，立面布置；（具体图示详见附图）3.2 室内燃气管道的水力计算步骤a将各管道按顺序编号，凡是管径变化或流量变化处均应编号；b求出各管段的额定流量，根据各管段供气的用具数得同

13、时工作系数值，可求得 各管段的计算流量；c由系统图求得各管段的长度，并根据计算流量预选各管段管径；d算出各管段的局部阻力系数，求出其当量长度，可得管段的计算长度；e使用水力计算表查出单位压力降并进行修正；f计算各管段的附加压头；g求各管段的实际压力损失；h求室内燃气管道的总压力降，对于天燃气压力降不超过200Pa仆包括表压）；i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。（具体计算列在附表中）3.3 低压燃气管道计算说明（1）根据城镇燃气设计规范（GB 50028-2006）规定，低压燃气管道单 位长度的摩擦阻力宜按照下式计算。6.26 107 Q2 TRmdTd

14、T0式中Rm：燃气管道单位长度摩擦阻力，Pa/m；入：燃气管道的摩擦阻力系数；Q:燃气管道的计算流量，Nrr/h;d:管道内径；P :燃气密度，kg/Nm3；T :设计中所采用的燃气温度，K （本燃气管道设计温度采用288K）;T 0： 273.16, K（2）根据燃气在管道中的不同运动状态，摩擦阻力系数入按下列各式计算：64层流状态：Re 2100时， Re；临界状态：Re 2100: 3500时,0.03Re 210065Re 105 ；湍流状态：Re 3500时，与管材有关:0.11(K 空)钢管：d Re ；(本次所选管道为钢管，K = 0.2)0.102236(- 5158dv)0.

15、284铸铁管：d L ； 式中 Re：雷诺数；v：标准状况下的燃气运动粘度，m2/s；K:管壁内表面的当量绝对粗糙度，对钢管取0.2mm(3)附加压头计算公式:P gh( k m)式中g：重力加速度；H:管道计算末端和始端的高程差；京：空气密度1.293kg/m3;阳：燃气密度。3.4、 管道计算要求人工燃气的管道内初选气体经济流速为 6m/s,最小管径为DN25。根据城镇 燃气设计规范(GB 50028-2006)的要求，低压燃气管道允许阻力(Pa),在多 层建筑中人工燃气从建筑物引入管道管道末端的阻力为 250Pa天然气:(GB 50028-2006)3.5、 方案进行比较本次室内燃气管道

16、安装采用两种方案直接立管引入用户和二楼引入盘管再 引入用户，并进行经济技术比较，以取最优方案。本设计方案的比较主要从燃气输配系统的投资费用和运行费用安全性能三方面考虑择选燃气管道系统，燃气管道的投资取决于管子本身的造价和建设费 用。管道的总投资在很大程度上取决于管径。管道造价与管径之间的关系可近似 用如下简化公式计算。K b dl式中K:燃气输配系统的投资（元）；d:燃气管道直径（cm）;l:燃气管道长度（m）;b:造价系数（元/cm - m）;（根据城市热力网设计规范查到相应管 道的造价系数为27.2元/cm - m）。年运行费用主要包括折旧费用、维修和维护管理费用、加压燃气用的电能或 燃料

17、费用。燃气输配的系统折旧（包括大修费）、小修费及维护管理费用，通常以占投 资费用的百分数来表示。这部分费用可按下式计算。S （f ' f ''）K式中 S:燃气输配系统的折旧、小修及维护管理费用（元 /年）；f:折旧费（包括大修费）占投资费用的百分数；：小修及维护管理占投资费用的百分数；K:燃气输配系统的投资（元）。（式中取f+ f'在8%10%,其中包括基本折旧4.8%;大修费1.4%;） 加压用的电能或燃料费用应根据年用气量及需用的情况、压缩机的类型及其功率、电价或燃料价格等计算求得。由于本设计范围较小，因此不考虑。本方案比较采用静态比较法。t表示为附加投资

18、的偿还限年，当t< T标准偿 还限年（对于燃气输配系统T =7）投资较大的方案合理。年计算费用Z=S+K/T。Z max Z min费用的溢出率表示两个方案的年计算费用的差比值即，Zmax ，其中为用户在当年对于较贵管道系统使用的经济能力系数。如果超出规定的范围，则表示用户不愿为较贵的管网系统多纳税。详情见下表力菜比较1单元引入管径管道费用元运行费用元总投资元DN153261.9326.13588.1DN201057.5105.71163.2DN25总投资4319.4431.84751.22单户引入管径管道费用元运行费用元总投资元DN153525.12352.53877.62DN2010

19、00.961001100.96DN25总投资4526362.54888.5经济比较分析计算力杀投资比较安全供气比较管道造 价元运行费用元年计算费用 比较元使用盘管，可以保证当某 一闭关自守管 道气流出现故障点，可以 通过其它立管供气 通过盘管输入补充，另外 加强小区物业管理， 合理用气，故障及时维 修，可以避免故障点 带来供气的断层及堵塞。I4319.4431.84381.1II4526362.54577.8经上分析选方案1单元引入，比较合理4、室内燃气管道设计说明4.1、 总则4.1.1. 本说明系一般说明，凡有特殊要求以施工图为准。4.1.2. 图中标注尺寸，管长、标高以米为单位，其余以毫

20、米为单位。4.3. 3.图中标高以室内地坪为土 0.00。4.2、 一般规定4.2.1. 燃气管道与采暖、给水、排水、管道交叉敷设时，一般燃气管道应在上面 跨越。4.2.2. 凡是敷设有燃气管道的房间均不得住人，亦不得作为易燃、易爆品、危险 品仓库。4.2.3. 锅炉应设单独烟道。4.3、 管材及连接方式室内外燃气管道分别采用镀锌钢管和普通碳素钢钢管；室内管采用丝接和焊接，室外管采用焊接。4.4、 管道的安装4.4.1. 引入管采用镀锌钢管，埋地部分必须作防水。4.4.2. 引入管与建筑物垂直引入，当引入管采用地下引入方式，其和庭院管道相 连时，一般从庭院管道上部连接，并且宜采用两个三通、两个丝堵的连接方式， 不得用弯头。4.4.3. 引入管必须在冰冻线以下，并且应保持不小于5%的坡向庭院管道的坡度。4.4.4. 室内水平燃气管道应有不小于 3%的坡度。(1)水平盘管坡向立管；(2)用 户支管的表前管坡向立管，表后管坡向下垂管。4.4.5. 立管的垂直度要求每层垂直偏差不大于±10mm。4.4.6. 安装在总立管上的阀门一般距离地面 0.81.0m,阀门上端设一活接头, 系统中的所有阀门均采用燃气管道