王金刚设计说明书样本

09级建筑环境与设备工程专业《燃气输配》课程设计说明书设计题目衡阳县天然气输配管网设计专业09级建筑环境与设备工程学生姓名王金刚学号指导教师管延文教师 目录一、设计资料 31.1衡阳县有关资料 31.2天然气气源 31.3国内某些地区和都市居民生活用气量指标 4二、负荷计算 52.1都市燃气总年用量计算 52.2拟定各类顾客用气高峰系数 72.3计算月平均日和小时计算流量 8三、管道布置 10 3.1、管网系统选取 103.2、中压管网布置原则 113.3、管道布置及管网规划图 11四、管网水力计算 124.1、管道途泄流量 124.2、拟定零点 124.3、转输流量计算 124.4、管道计算流量 124.5、计算过程 12 4.6，管网平差计算 15五、储气容积计算 175.1、用气量储气容积 175.2、拟定储气罐实际容积 18六、燃气输配课程设计体会 19参照文献 20附录 21燃气输配课程设计阐明书设计题目：衡阳县天然气输配管道设计一、设计资料◆1.1、衡阳县有关资料：供气区面积为：3.5平方公里人口密度为：4万人/平方公里属于南方地区无采暖考虑。◆1.2、天然气气源： 中原油田液化天然气特性参数表1项目参数取值组分，体积比例（％）CH495.857C2H62.936C3H80.733iC4H100.105nC4H100.201iC5H120.031nC5H120.037N20.085其他0.015分子量，kg/kmol17.3气化温度，℃（0.3MPa）-161.5临界温度，℃-82.3临界压力，kg/cm245.8液态密度，kg/m3（15.5℃460气态密度，kg/Nm30.754液态/气态膨胀系数，m3/m3LNG（20℃610低热值，MJ/Nm3（kcal/Nm3）36.15（8641）运动粘度，m2/s12.07×10－6华白指数，MJ/Nm344.94燃烧势45.18爆炸极限5％～15％◆1.3、国内某些地区和都市居民生活用气量指标：城乡居民生活用气量指标[MJ/(人·年)]表2城乡地区东北地区华东、中南地区北京成都上海有集中供暖顾客2303～2721—2721～3140——无集中供暖顾客1884～23032093～23032512～29312512～29312303～2512二、负荷计算◆2.1、都市燃气总年用量计算2.1.1居民生活年用气量居民生活燃气用量和燃气用品配备、气候条件、有无集中热水供应等许多因素关于，很难精准预计，普通依照实际记录资料分析而得用气定额来计算。在计算居民生活年用气量时，需要拟定用气人数。居民用气人数取决于城乡居民人口数及气化率。气化率是指城乡居民使用燃气人口数占城乡总人口百分数。依照供气区面积、人口密度、燃气热值以及居民生活用气量指标，计算出居民生活年用气量：式中：Qy——居民生活年用气量(Nm3/a)S——供气区面积(平方公里)——人口密度(人/平方公里)K——气化率(%)q——居民生活用气定额(kJ/人·年)Hl——燃气低热值(kJ/Nm3)供气区面积选用图中有道路覆盖区域面积，通过测量其值S=3.5平方公里；已知人口密度=40000人/平方公里；气化率是指都市气化人口占总人口比例，本设计规划管网覆盖整个供气区，没有涉及到都市总人口数，因而气化率可采用K=100％；衡阳县按南方地区无采暖考虑，查表2“城乡居民生活用气量指标”，取衡阳县居民用气量定额q=2200MJ/(人·年)；查表1“衡阳县天然气特性参数”，气源燃气低热值Hl=36.15MJ/Nm3；计算得衡阳县居民生活年用气量：2.1.2商业顾客年用气量商业顾客重要是指学校、医院、饭店以及都市公共建筑等。商业用气量与各种因素关于，例如城乡性质、职能划分、发展规模及趋势等。衡阳各种公共商业建筑也在不断增长，有商业购物中心、娱乐城、办公写字楼、商贸综合楼，有宾馆、酒店、职工食堂、茶馆，有医院、诊所、福利院、美容美发室，尚有职校、中学、小学、幼儿园等。这些公共或商业服务设施，有规模庞大，有规模较小，其热耗规定各不同样，要对其耗气量逐个分析计算是不现实。但是，对于整个都市来说，其都市商业顾客发展速度与其人口及经济增长率有着密切有关联系，普通会随着人口与经济增长成一定比例增长。炎陵在商业方面也较为发达，并且随着经济发展和人民生活水平不断提高，商业顾客规模和数量也会扩大和增长。商业顾客在改用天然气后虽然会提高这某些顾客燃料成本，但环境和节能效益却是十分明显。考虑到商业顾客燃料成本在其经营成本中所占比例普通不高，对天然气价格有着一定承受能力，同步随着后来环保规定提高，继续使用燃煤生活锅炉也许会付出较高环保成本（如烟尘解决、灰渣解决、排污费等），配合有关政策支持，在城区内对燃煤生活锅炉逐渐实行煤改气是切实可行。综上所述，商业顾客耗气量按实际调查资料并恰当考虑发展进行核算，在没有详细资料状况下，商业顾客用气量按都市居民耗气量一定比例考虑，本课程设计按20%考虑，计算得衡阳县商业顾客年用气量：年2.1.3工业顾客年用气量对于有承受能力、经济效益好、且环保需要整治公司用天然气代替；对以电、柴油、重油、液化气等作为燃料公司，如以天然气代替，将使公司燃料成本减少、产品质量提高，也计入天然气顾客。由本设计给出了三个工业顾客耗热指标，将其换算为用气量。即：用气量=1）工业顾客1：140×108KJ/年，用气量==3.873×105Nm3/年2）工业顾客2：100×108KJ/年，用气量==2.766×105Nm3/年3）工业顾客3：170×108KJ/年，用气量==4.703×105Nm3/年计算得衡阳县工业顾客年用气量：2.1.4计算得衡阳县所有顾客理论年用气总量：年2.1.5未预见量都市年用气量中还应计入未碰见量它重要涉及两某些内容：一某些是管网燃气漏损量；另一某些是发展过程中没有预见到新状况而超过了原计算设计供气量。本设计未碰见量按总用气量5%计算，计算得炎陵县年用气未预见量：2.1.6总年用气量计算得衡阳县所有顾客理论年用气总量：◆2.2、拟定各类顾客用气高峰系数用气高峰性是都市燃气供应重要特性，用气高峰系数涉及：月高峰系数、日高峰系数、小时高峰系数。用气高峰系数是拟定调压站、混气站、输配管网设计规模重要参数。2.2.1居民及公共建筑顾客用气高峰系数居民及公共建筑顾客用气随季、日、小时变化非常明显，其大小与都市性质、气候、供气规模、人口流动状况、居民生活水平和生活习惯等密切有关。用气高峰系数可依照都市用气记录资料选用；对于此前基本没有管道燃气，没有管道燃气顾客用气记录资料都市，可参照《城乡燃气设计规范》给出用气高峰系数取值范畴，结合同类都市记录分析资料及本地详细状况拟定居民和公建顾客用气高峰系数。1）月高峰系数影响居民生活及商业顾客用气月不均匀性重要因数是气候条件。月高峰系数为计算月平均日用气量和年平均日用气量之比。结合《城乡燃气设计规范》给出用气高峰系数取值范畴：=1.1-1.3，此处取=1.2。2）日高峰系数影响居民和商业顾客用气日不均匀性重要取决与居民生活习惯。在一周内星期一至星期五用气量变化较小，而周六、周日用气量增大。日高峰系数为计算月中最大日用气量和该月平均日用气量之比。结合《城乡燃气设计规范》给出用气高峰系数取值范畴：=1.05-1.2，此处取=1.18。3）小时高峰系数居民和商业顾客用气小时高峰系数与供气规模密切有关，对记录资料分析表白，用气户数越少，小时高峰系数越大，随着用气户数增长，小时高峰系数将逐渐减少。小时高峰系数为计算月中最大日小时最大用气量和该日小时平均用气量之比。小时高峰系数除在一天内受人们工作、生活作息时间变化呈现周期性变化外，与日高峰性系数类似，在一周内也呈现出较明显周期性。由下表（任务书提供）小时不均匀性 表3小时0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12％1.351.301.650.991.634.355.205.174.876.5510.459.59小时12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24％4.092.772.274.057.1011.246.103.422.131.481.270.98计算得小时高峰系数：2.2.2工业顾客用气高峰系数工业顾客用气高峰系数重要与其用气设备年工作日及生产班制关于，普通状况下，工业顾客月用气及日用气是较均匀，重要考虑其小时不均匀性。1）月高峰系数工业公司月不均匀性重要取决于生产工艺性质，持续生产工业公司及工业炉用气比较均匀，普通按均匀用气考虑。即月高峰系数Km＝1.02）日高峰系数工业顾客在正常工作日日用气量变化不大，但在停产及检修期则不用气，因而，其日高峰系数重要取决于年工作日数。本设计不考虑工业顾客日用气不均匀性，日高峰系数Kd＝1.0。3）小时高峰系数工业顾客用气小时不均匀性重要与生产班制关于，在工作时间内，以为用气是均匀，因而，小时高峰系数普通按下述数值选用：一班制顾客：Kh=3.00二班制顾客：Kh=1.50三班制顾客：Kh=1.00本设计中各工业顾客都为二班工作制，因而取Kh=1.50。◆2.3、计算月平均日和小时计算流量计算高峰用气量时，以为各类顾客用气高峰是重叠，可以将各类顾客高峰用气量直接相加。5％其他气量按比例分摊到各类顾客气量之中。依照各类顾客年用气量计算其平均日用气量；依照各类顾客年平均日用气量、月高峰系数计算其计算月平均日用气量。依照各类顾客计算月平均日用气量、日高峰系数、小时高峰系数计算高峰小时用气量。（1）一方面将5％其他用气量按各自所占比率分派到居民、商业和工业顾客中去，调节后各类顾客用气量如下：（2）计算流量1）居民和商业顾客高峰小时用气量：2）工业顾客高峰小时用气量：3）计算月小时最大用气量：4）居民人均小时用气量三、管道布置◆3.1、管网系统选取综合考虑衡阳县城区实际状况（都市性质、规模及都市地理条件；顾客类型、分布状况；已有都市燃气设施状况；）及气源状况（燃气种类、供气压力、储气设施状况等）采用中压B一级系统。◆3.2、中压管网布置原则依照已拟定中压管网压力级制，市区中压管网敷设，应遵循如下原则布置：（1）依照都市总体规划，沿都市道路布置中压干管。（2）主干管尽量接近用气负荷集中区域。（3）主干管布置成环，以提高供气可靠性；但应尽量减少环密度，环内管网可采用枝状管网敷设，环、枝结合敷设，在保证安全供气条件下以便维修及发展新顾客。（4）管道布置安全间距应满足《城乡燃气设计规范》、《都市工程管线综合规划》等有关规范规定。（5）在安全供气，布局合理原则下，尽量减少穿跨越工程。（6）避免与高压电缆平行敷设，以减少埋地钢质燃气管道腐蚀。◆3.3、管道布置及管网规划图(1）管网布线每个都市沿都市道路布置燃气管网，并与都市气源相连。依照都市道路分布状况，设立4个环路，环路分布尽量均匀。详细分布见图。（2）管段和节点在该方案中共有10个节点，1为气源点，3-8为环状管网和内部节点2、9、10为工业顾客。四、管网水力计算◆4.1、管道途泄流量依照管网布置，将都市供气范畴划分为各种地块，求出每个地块居民生活和商业小时计算流量，即为该地块途泄流量。除以周边管段长度，得到该地块相应单位长度途泄流量。与管段相邻地块单位长度途泄流量之和，乘以管道计算长度，得到管道途泄流量。◆4.2、拟定零点零点拟定原则是离气源点最远，这样可以使气体流量分派尽量均匀，不妨将连接工业顾客位置作为零点。选定零点后来，相应气流方向也可拟定。本设计选离气源最远节点6，10作为零点，同步它也分别是两个工业顾客。见图1管网计算简图。◆4.3、转输流量计算从零点开始，按气流反方向推算至气源点。同步校核管网流量与供气区总用气量相等。◆4.4、管道计算流量管段计算流量按下式计算：式中Q——计算流量（Nm3/h）Q1——途泄流量（Nm3/h）Q2——转输流量（Nm3/h）α——流量折算系数，取α=0.55◆4.5、计算过程：4.5.1计算各环单位长度途泄流量：1）按管网布置将供气区域提成社区。2）求出每环内最大小时用气量：以面积、人口密度和每人每小时用气量相乘。3）计算供气环周边总长。4）求单位长度途泄流量。各环单位长度途泄流量计算表：表3环号环供气面积（km2）居民数（万人）每人用气量本环供气量环周边长沿环周边单位长度途泄流量Ⅰ0.742.960.035103637870.274Ⅱ140.035140046080.304Ⅲ0.843.360.035117635700.329Ⅳ0.923.680.035128840800.316共计3.5140.0354900160450.305详细计算详见附表一。4.5.2、依照计算简图，求出管网中每一管段计算流量，计算列于表41）将管网各管段依次编号，在距供气点最远处，假定零点位置，拟定气流方向。2）计算各管段途泄流量。3）计算转输流量，计算由零点开始，与气流相反方向推算到供气点。节点集中负荷由两侧管段供气，转输流量各分担一半。4）求各管段计算流量。管段计算流量表4环号管段号管段长度(米)环长度单位长度途泄流量流量附注途泄流量0.55Q1转输流量计算流量Ⅰ1--290337870.274247.42136.1391527.12--3412.40.27411362.15179.21241.43--4473.30.603285.4156.97428.65585.64--5700.40.578404.83222.664219.94442.65--112620.274345.79190.1835583748.2Ⅱ4--5700.446080.578404.83222.664219.94442.65--91830.20.304566.4306838.71144.79--64210.30412870.4218.62896--7431.20.62267.214793510827—41205.40.63376342031433563Ⅲ3--4473.335700.603285.4159.97428.65585.64--71205.40.633763420314335637--8834.60.645538.3296.114021698.18--3912.70.329300.3165.2460625.2Ⅳ8—7834.640800.645538.3296.114021698.17—6431.20.62276.214793510826--101461.50.316461.8254415.9669.910—811200.316353.9194.7328522.7校验转输流量总值，都市门站向管段1—2及1—5输出燃气量为：（3748.2+345.79）+（527.1+247.42）=4869.41Nm3/h各环供气量及集中负荷为：两者基本相符！4.5.3、依照各管段途泄流量计算各节点流量1）结共计算流量分析，当管段途泄流量为Q1时，相应节点流量为：管道终端节点0.55Q1、管道始端节点0.45Q1。2）对于连接多根管道节点或有集中负荷节点，其节点流量为：流入节点所有管段途泄流量0.55倍，与流出节点所有管段途泄流量0.45倍之和，再加上该节点集中流量。◆4.6，管网平差计算4.6.1管道压力平方差依照已知起点压力及末端压力计算。起点压力:P1=0.15MPa；末端压力:P2=0.10MPa中压燃气管道水力计算公式为4.6.2单位长度计算压力平方差依照初步流量分派及单位长度平均压力平方差选取各管段管径。局部阻力损失取沿程摩擦阻力损失10%。经计算由供气点至零点平均距离为L=4060m，则单位长度计算压力平方差为：由于本设计所用燃气=0.754kg/Nm3，故在查水力计算图表时，需进行修正，即4.6.3管径计算与平差1）选用管径已知气源运动粘度=12.07×10－6m2/s，看做天然气来计算，查燃气输配教材图6-4燃气管道水力计算图表（三）选用各管段管径，成果如表6所示：各管段管径表6管段号1--22--33--44--55--15--99--6管径（mm）125100125250300200100管段号6--77--47--86--1010--8管径（mm）125250200125125选定管径后，由图6—4查出管段值，2）水力平差再求各环因此，各环校正流量为：=-657+（-20）=-677=-277+（-50）=-3276=73-35=38=-122-8.6=-130共用管段校正流量为本环校正流量值减去相邻环，在本设计中，通过一次校正计算，各环误差值均在10%以内，因而计算合格五、储气容积计算◆5.1、用气量储气容积根据表1居民、商业顾客每小时用气量占日用气量百分数，计算如表10：储气容积计算表表10小时（时)燃气供应量合计值用气量燃气储存量该小时内合计值123450～14.171.351.352.821～28.331.332.685.652～312.501.654.338.173～416.670.995.3211.354～520.831.636.9513.885～625.004.3511.313.706～729.175.216.512.677～833.335.1721.6711.668～937.504.8726.5410.969～1041.676.5533.098.5810～1145.8310.4243.512.3211～1250.009.5953.1-3.1012～1354.174.0957.19-3.0213～1458.332.7759.96-1.6314～1562.502.2762.230.2715～1666.674.0566.280.3916～1770.837.173.38-2.5517～1875.0011.2484.62-9.6218～1979.176.190.72-11.5519～2083.333.4294.14-10.8120～2187.502.1396.27-8.7721～2291.671.4897.75-6.0822～2395.831.2799.02-3.1923～24100.000.981000.00设每日气源供气量为100，每小时平均供气量为100/24=4.17。表13中第二项为从计算开始时算起燃气供应量累积值；第四项为从计算开始算起用气量累积值；第二项与第四项数值之差，即为该小时末燃气储存量（储气设备中应有气量）。在第五项中找出最大和最小数值，这两个数值绝对值相加为13.88+11.55=25.43计算月最大日用气量：◆5.2、拟定储气罐实际容积拟定储气罐实际容积时，应考虑搞供气量波动、用气负荷误差、气温等外界条件突然变化以及储气设备安全操作规定和工业顾客不均匀性，故储气罐实际容积应有一定富余。拟定储气罐实际容积需要使用某些计算公式式中：—所需储气容积（Nm3）—储气罐容积（Nm3）—t小时中用气量（Nm3）—制气能力（Nm3/d）—最大日用气量（Nm3/d）—1日中小时用气量不不大于制气能力小时数（h）—小时用气量不不大于平均制气能力时间中用气量和一日内用气量比值。—储气罐活动率，依照储气罐实际状况并参照供应调节实际操作来选定，普通取=0.75～0.85,取=0.8由储气容积计算表10可知5-12及16-19共10个小时用气量不不大于制气能力，即=10，且=130000×70.59%=9200则储气罐实际容积：六、燃气输配课程设计体会看着自己一周成果，心里布满了成就感。这个过程是艰难，成果却是美妙.通过将近一周奋战，燃气输配课程设计终于宣布完毕。在此过程中遇到了诸多难题，但是通过自己不懈努力和教师、同窗协助得以解决，攻克难题比我想象要多得多。在设计中，最开始由于诸多问题没有考虑全面，导致背面不得不从头开始慢慢改正，尚有某些由于计算上错误导致增长了诸多工作量。有时候为了找到某个设备参数必要得翻遍几本书或在网上查找好久。有时为了修改图令自己满意会始终工作到凌晨两三点钟，身心俱疲却是心无旁骛。绘图完毕那一刻也是身体放松和心情高兴一刻。在这个学期《燃气输配》这门课程学习过程中，我曾经存在某些结识上误区，以为这门课重要偏重于理论，都是某些需要记东西，通过这次设计才懂得，燃气输配是一门和实际应用结合得相称紧密课程，规定咱们在设计中，注意与实际相结合，有时还要考虑管道布置经济性，合理性,因而对燃气输配这门课程某些计算办法有了进一步理解，也对管道设计办法也有了更深刻结识。在这次设计中，我以为重要培养了自己四种能力：一：考虑问题全面性,并如何依照实际问题拟定方案:规定咱们在给定条件基本上，遵循设计规范，从实际出发，拟定供气分区方案。二：设计过程所需要耐心与细心:如在计算实际和理论各种值时候，需要很耐心，尚有计算需要重复查表，需要细心和耐心三：纯熟运用各种辅助软件:设计中，在纯熟运用CAD基本上，还使用了某些辅助计算软件，如Excel，在这次设计中，可以说，Excel表格发挥了很大作用，只要按照公式偏出一种算式，表格可以自动帮你算出成果，在浮现错误需要改正时，它可以自动依照前面数据变化而变化。四：学会查找资料，运用资源:设计开始，手中只有《燃气输配》一本课本，日后通过互联网查找了大量资料和参数，并且通过和较好协助了自己设计。同步，同窗也是一种资源，我遇到问题就向同窗们虚心请教并互相讨论，极大加快了进度,并且巩固了在课堂上学知识,甚至弄清了许多课堂上没有学到东西。此外，教师设计指引中也起到很大作用，在设计过程中，我一共两次找教师请教，教师给了很大协助，使我思路越来越清晰，知识体系也逐渐建立起来。通过这次课程设计，也暴露了自己诸多局限性，如考虑不周密,计算不够细心等，以至于花了诸多时间在计算上,在后来学习中，争取努力改正，进一步提高自己。参照文献【1】段常贵.燃气输配(第四版)..中华人民共和国建筑工业出版社【2】姜正侯.燃气工程技术手册.1993.同济大学出版社【3】燃气规划设计手册【4】城乡燃气设计规范附：建环燃气输配课程设计任务书设计任务及目：任务：完毕某小城乡燃气输配管网设计计算。目：通过本课程设计，使学生掌握都市燃气输配管网规划设计计算办法，巩固教学中所