城市燃气管网系统室内管网设计方案

城市燃气管网系统室内管网设计方案1.1室内设计资料1.1.1燃气供应对象本设计为应山县某高层住宅燃气工程设计，该高层住宅一共32层，一层有住户4户，二至三十二层每层有住户8户，一共有住户252户。1.1.2燃气供应的设计参数表表1.1天然气设计参数表参数气种运动粘度燃气密度引入管设计压力ν（㎡/s）ρ(㎏/m3)Pa天然气1.4162×10-50.742450001.1.3用户灶具配备每家用户同时安装一台三眼灶和一台燃气快速热水器，1.1.3.1灶具额定流量选用灶具额定流量选用如下（参考城镇燃气热力工程规范）三眼灶： 0.7Nm3/h热水器： 2.0Nm3/h1.1.3.2压力（参考城镇燃气热力工程规范表7－2）见燃具额定压力表：表1.2燃具额定压力表燃气种类天然气燃具额定压力(Pa)2000燃具前最大压力(Pa)3000燃具前最小压力(Pa)15001.2室内管网设计计算1.2.1室内管道1.2.1.1引入管的设计引入管是指室外燃气管道与室内燃气管道的连接管。无论是低压还是中（即自设调压箱的用户）燃气引入管，其布置原则基本相同，一般可分为地下引入法和地上引入法两种，地上引入法又分为低立管入户和高立管入户。1)结合主要的设计原则，说明本设计的方案：A燃气引入管应设在厨房或走廊等便于检修的非居住房间内。如确有困难，可以从楼梯间引入，此时阀门井宜设在室外。本设计将引入管设在厨房；B输送湿燃气的引入管，埋设深度应在土壤冰冻线以下，并有不低于0.01的坡向凝水器或燃气分配管的坡度。本工程引入管均有0.01的坡向凝水器或燃气分配管的坡度。C燃气引入管穿过建筑物基础、墙或管沟时，均应设在套管内，并考虑沉降的影响，必要时采取补偿措施。本设计考虑到软土地基燃气支管进户时，由于建筑物的沉降往往会造成低（高）立管下端的弯管处破裂，进户管上设置挠性补偿器。设置方式见各楼栋的系统图。D输送天然气时，最小公称直径为15mm。2)本设计采用地下引入法，燃气管道穿过室外地面，沿外墙敷设到一定高度，然后穿建筑物外墙进入厨房。3)在新建小区的燃气工程通常考虑到建筑的整体美观，采用低立管入户；但在改造工程中，为了给住户带来尽肯能少的施工不便，通常采用高立管入户。在本设计中，采用高立管入户。1.2.1.2画出水力计算图（系统图或立面图）1)对各计算节点进行编号，对于有管道计算流量、管径、气流方向改变的位置均应边上节点号；2)对各层层高及支管处进行标高；3)标出管道附属设备。1.2.1.3室内燃气管道水力计算的方法1)设计流量计算由于居民住宅使用燃气的数量和使用时间变化较大，故室内燃气管道的计算流量一般都按燃气用具的额定耗气量和同时工作系数K0来确定。用同时工作系数法求管道计算流量的公式如下：式中：——庭院及室内燃气管道的计算流量（Nm3/h）；K0——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（Nm3/h）；N——相同燃具或相同组合燃具数。根据附录可查得居民生活用燃具的同时工作系数K0。2)管材的选择确定对于不大于DN80的室内燃气管道应采用镀锌钢管；对于大于DN80的室内燃气管道宜采用无缝钢管，材质10号钢，连接形式采用焊接或法兰。假设采用镀锌钢管，根据已计算的设计流量以及镀锌钢管的经济流速6m/s，根据公式，初步得出燃气管道的管径远小于DN80，故确定采用镀锌钢管。3)室内管道水力计算的方法及公式阐述：预选管径预选管径可通过平均压降法或经济流速法来确定。但是由于本设计的室内管段流量变化频繁，不适合采用平均压降法；本设计按照6m/s的经济流速预选管径。公式如下：式中：——管段的计算流量（Nm3/h）；——管道内径(mm)；——经济流速(m/s)； 根据预选管径从表确定管道内径：4）燃气管道的管段计算长度确定管段的计算长度由两部分组成：一、实际管段长度；二、当量长度。局部阻力损失的计算可以用将各种管件折成相同管径管段的当量长度，乘以单位管长阻力损失的方法。当量长度的计算公式如下：式中：——当量长度m；——计算管段中局部阻力系数的总和。可以通过查文献中查取；——管道内径(mm)；——燃气管道的摩阻系数。5)管段阻力损失计算根据燃气种类，密度ρ,运动粘度ν从管道摩擦阻力损失表中查出该管段单位摩擦阻力损失ΔP0/L（Pa/m）；得到单位长度摩擦阻力损失ΔP0/L数值后乘以管段计算长度L，即就计算出该管段的压力损失ΔP；6）各管段的附加压头计算由于燃气与空气的密度不同，当管段始末端存在标高差时，在燃气管道中将产生附加压头，在计算室内燃气管道时，必须将该值计入管道阻力损失之内。其值由下式确定：式中： ——附加压头(Pa)；——重力加速度(N/㎏)；——空气的密度(㎏/)；——燃气的密度(㎏/)；——管段终始端的标高差值。7）管段的实际阻力损失计算8）计算室内燃气管道的总压力降9）根据管道阻力损失的要求对管道设计的校核与修正根据城镇燃气热力工程规范多层建筑室内允许压降为250Pa,按照上述过程计算所得的阻力损失应不大于250Pa。若大于250Pa，则需要改变管道直径，重新计算。经计算，该楼层的阻力为165Pa<250Pa，所以所选管径都合格。室内管网计算结果见室内燃气管道水力计算表。1.2.2室内燃气管道的管道防腐、附属设备及其安装设计1.2.2.1防腐由于钢塑弯头连接室内管道前有埋地的镀锌钢管管段，所以需要采用一定的防腐措施。对于埋地管道，针对土壤腐蚀性的特点，可以通过多种途径来防止腐蚀的发生和降低腐蚀的程度。在参观的工地中，防腐的做法都是采用绝缘层防腐法。目前常用的埋地钢管外防腐材料有石油沥青、煤焦油瓷漆、聚乙烯粘胶带、熔结环氧、挤塑聚乙烯（二层、三层结构）。石油沥青：有稳定的防腐性能，取材容易，价格较低，但其吸水率高易老化，耐热稳定性差，在熬制时对环境有污染；聚乙烯粘胶带：施工方便，可机械也可手工缠绕，吸水率较小，易补口补伤，对环境无污染，适合于小管径管道的防腐，但在螺旋焊缝管上缠绕效果较差。熔结环氧粉末与管道表面黏结力非常强，耐化学腐蚀性能好，硬度高，使用温度范围宽，绝缘较高，但其韧性较差，在搬运与施工中易发生机械损伤，且补口较麻烦。挤塑聚乙烯（两层和三层结构），具有优良的机械性能和极低的水汽渗透性，耐化学介质侵蚀能力强，绝缘电阻大，特别是挤塑聚乙烯三层结构防腐，弥补了两层PE黏结性能不足及环氧粉末涂层耐机械撞击能力不足等缺点，把两者的优势结合在一起，通过互补防腐性能更加优越，能适合于各种土壤条件下使用。通过对各类防腐层的比较，可以挤塑聚乙烯防腐层具有明显的优越性，并且直接由工厂流水线生产避免了人为施工质量的因素，而三层结构更是结合了环氧粉末与聚乙烯两种防腐层的优点是目前较为完善的外防腐层体系，适合于在江南水网密集人口稠密的地区使用，因此，地处南京的本设计推荐使用挤塑聚乙烯三层结构防腐层。1.2.2.2套管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料。本设计中套管高出地面50mm。1.2.2.3阀门不同类型的阀门有不同的适用场合。在本设计中，在引入管的室外段连接一内螺纹球阀，该种阀门体积小，完全开启时的流通断面与管径相等。这种阀门动作灵活，阻力损失小。在本设计中，室内连接燃气表前接一表前考克，属于旋塞。同样动作灵活，阀杆转90°即可达到启闭的要求。杂质沉积造成的影响比闸阀小，所以广泛应用在燃气管道上。1.2.2.4支承的间距要求及固定方法选择钢管