工程设计基础及常见问题解析.ppt
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1、工程设计基础及常见问题解析,2010年营销工程师首期培训,2,公司名称信息,个人情 况简介,岗位认识,公司名称信息,3,九大区域设计部携手城镇燃气设计,与大家共同学习与成长,4,公司名称信息,如何开展设计工作,单项工程设计知识,绘图基本功,目 录,单项工程相关计算,单项工程相关案例,城镇燃气基本知识,城镇燃气基本知识,7,公司名称信息,城镇燃气的基本知识,城镇燃气的种类和质量要求 城镇燃气系统构成 城镇燃气的特点,:* 田田* 田田 田田* 田田 * *_*,8,公司名称信息,城镇燃气的种类和质量要求,以气源的种类来分,人工制气,天然气,城镇燃气,煤制气 油制气 生物制气 液化石油气 二甲醚
2、工业余气,气田天然气 石油伴生气 凝析气田气 煤层气,液化天然气 压缩天然气,9,公司名称信息,城镇燃气的种类和质量要求,以燃烧特性来分,人工燃气 天然气 液化石油气,5R 6R 7R,4T 6T 10T 12T 13T,19Y 20Y 22Y,华白数 燃烧势,燃烧特性指标,10,公司名称信息,城镇燃气的种类和质量要求,天然气、人工煤气国家标准 主要指标: 天然气 qh31.4MJ/m3 人工煤气 ql14.7MJ/m3 燃气中硫化氢的含量要求在20mg/m3以下 安全考虑:加臭,11,公司名称信息,城镇燃气系统构成,城镇燃气系统构成 城市燃气输配系统组成示意图 液化石油气供应系统组成示意图
3、压缩天然气液化天然气供应系统示意图, -/ ,12,公司名称信息,城镇燃气系统构成,上游,中游,下游,天然气气田 油田 人工制气厂 LNG接收基地 煤矿,输气管线 城市门站 储气设施 城市管网 调压设施 管理系统,居民用户 商业用户 工业用户,13,公司名称信息,高中压调压站,储配站,城市门站,分输站,储配站,储配站,储配站,高中压调压站,高中压调压站,高中压调压站,长输管线,中压管网,城市燃气输配系统组成示意图,人工制气厂,14,公司名称信息,15,公司名称信息,中压管网,液化石油气系统组成示意图,液化石油气气化厂,铁路运输,公路运输,管道运输,液化石油气储配站,储存,灌装,用户,16,公司
4、名称信息,中压管网,压缩天然气液化天然气供应系统示意图,气化、减压、调压,公路运输,液化天然气供应站 压缩天然气子站,压缩母站、液化厂、接收基地,17,公司名称信息,城镇燃气的特点,介质易燃,具有爆炸危险性,安全问题突出。 联系千家万户,要求具有很高的可靠性。 服务行业,点多、线长、面广,管理要求高。,18,公司名称信息,城市燃气管道设计,管道系统的压力分级和组成 管道系统的布置和敷设 管道系统的计算 管道系统的材料和设备,19,公司名称信息,管道系统的压力分级和组成,20,公司名称信息,管道系统的压力分级和组成,单级管网系统(低压单级) 两级管网系统(中低压、高低压、高中压) 三级管网系统(
5、高中低压、高次高中压) 多级管网系统(高、次高、中压管网加大于4MPa管网),为什么要分级?,21,公司名称信息,管道系统的压力分级和组成,输气管道:干管,主要在道路和街道上敷设。 分配管道:支管,主要在小区内敷设。 引入管 用户管道 室内管道,22,公司名称信息,管道系统的布置和敷设,高压管道宜布置在城市边缘或有足够安全距离的地带,并应逐步连接成环网; 高、中压管道布置,应考虑大型用户的直接供气可能性,并尽量靠近这类用户; 高、中压管道的布置应考虑调压室的布点位置,尽量使管线靠近各调压室; 高压管道应尽量减少穿越铁路、河流和其他大型障碍物。,高压管道布置,23,公司名称信息,管道系统的布置和
6、敷设,四级地区地下燃气管道输配压力不宜大于1.6MPa(表压)。遇有特殊情况时: 高压A地下燃气管道与建筑物外墙面之间的水平净距不应小于30m(满足条件不应小于20m)。 高压B地下燃气管道与建构物外墙面之间的水平净距不应小于16m(满足条件不应小于10m)。,高压管道布置,24,公司名称信息,管道系统的布置和敷设,中压管道布置,中压管道应布置在城市用气区便于与中低压调压站连接的道路上,尽量避开交通干道和闹市区繁华街道; 中压管道应布置成环网,以提高其输气和配气的安全可靠性。,25,公司名称信息,管道系统的布置和敷设,低压管道布置,低压管道以环状网路布置为主,环枝结合。成环边长一般在30060
7、0m之间; 宜布置相邻调压室之间的连通管道,管径应大于相邻管网管径; 低压管道有条件时,应尽可能布置在街坊内兼作庭院管道,以节省投资; 某些情况低压管道可考虑在道路两侧敷设。,26,公司名称信息,管道系统的布置和敷设,高压管道地区等级划分,沿管道中心两侧各 200m 范围内,任意划分为1.6km 长并能包括最多供人居住的独立建筑物数量的地段,按房屋建筑密集程度,分为四个等级。 一级地区:有12个或12个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。 二级地区:有12个以上,80个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。 三级地区:介于二级和四级之间的中间地区。有80个和80个以上供人居住建筑物的任一地区
8、分级单元,或距人员聚集的室外场所90m内铺设管线的区域。 四级地区:地上4层或4层以上建筑物普遍且占多数的的任一地区分级单元(不计地下室层数)。,27,公司名称信息,管道系统的布置和敷设,高压管道地区等级划分,二、三、四地区的长度可按如下规定调整: 四级地区的边界线与最近地上4层或4层以上建筑物相距200m。 二、三级地区的边界线与该地区最近建筑物相距200m。 确定城镇燃气管道地区等级应为该地区的今后发展留有余地,宜按城市规划划分地区等级。,28,公司名称信息,管道系统的布置和敷设,埋深: 埋设在机动行车道下时,不得小于0.9m; 埋设在非非机动车道(含人行道)下时,不得小于0.6m; 埋设
9、在机动车不可能到达的地方时,不得小于0.3m; 埋设在水田下时,不得小于 0.8m。 注:当不能满足上述规定时,应采取有效的安全防护措施。 输送湿燃气的燃气管道,应埋设在土壤冰冻线以下。 坡度: 燃气管道坡向凝水缸的坡度不宜小于0.003。,管道埋深与坡度,29,公司名称信息,管道系统的布置和敷设,1 随桥梁跨越河流的燃气管道,其管道的输送压力不应大于0.4MPa。 2 当燃气管道随桥梁敷设或采用管桥跨越河流时,必须采取安全防护措施。 3 燃气管道随桥梁敷设,宜采取如下安全防护措施: 1)敷设于桥梁上的燃气管道应采用加厚的无缝钢管或焊接钢管,尽量减少焊缝,对焊缝进行100%无损探伤; 2)跨越
10、通航河流的燃气管道底标高,应符合通航净空的要求,管架外侧应设置护桩; 3)在确定管道位置时,与随桥敷设的其它管道的间距应符合现行国家标准工业企业煤气安全规程GB 6222支架敷管的有关规定; 4)管道应设置必要的补偿和减震措施; 5)对管道应做较高等级的防腐保护; 对于采用阴极保护的埋地钢管与随桥管道之间应设置绝缘装置。 6)跨越河流的燃气管道的支座(架)应采用不燃烧材料制作。,管道跨越河流,30,公司名称信息,管道系统的布置和敷设,1 燃气管道宜采用钢管; 2 燃气管道至河床的覆土厚度,应根据水流冲刷条件及规划河床确定。对不通航河流不应小于0.5m;对通航的河流不应小于1.0m,还应考虑疏浚
11、和投锚深度; 3 稳管措施应根据计算确定; 4 在埋设燃气管道位置的河流两岸上、下游应设立标志。,管道穿越河流,31,公司名称信息,管道系统的布置和敷设,1 穿越铁路和高速公路的燃气管道,应加套管; 注:当燃气管道采用定向钻穿越并取得铁路或高速公路部门同意时,可不加套管。 2 穿越铁路的燃气管道的套管,应符合下列要求: 1) 套管埋设的深度:铁路轨底至套管顶不应小于1.20m,并应符合铁路管理部门的要求; 2) 套管宜采用钢管或钢筋混凝土管; 3) 套管内径比燃气管道外径大100mm 以上; 4) 套管两端与燃气管的间隙应采用柔性的防腐、防水材料密封,其一端应装设检漏管; 5) 套管端部距路堤
12、坡脚外距离不应小于2.0m。,穿越铁路与公路,32,公司名称信息,阀门布置,燃气管道布线时应在门站、储配站、调压站进出口、分支管起点、主要河流、主要道路、铁路两侧设置阀门,次高压、中压管道上每2km左右设分段阀门。 低压管道可不设阀门.,33,公司名称信息,管道系统的计算,确定燃气管道计算流量有两种方法,即高峰系数法与同时工作系数法。 高峰系数法用于有一定规模的城镇,也就是说,人口较多,且有一定量的工业与商业用户的城镇。 同时工作系数法用于居民点或居民小区,一般当居民用户小于1000户时,燃气管道计算流量采用同时工作系数进行计算。庭院与户内管道就用同时工作系数确定管道计算流量。,管道计算流量,
13、34,公司名称信息,管道系统的计算,水力计算公式,35,公司名称信息,管道系统的计算,摩擦阻力系数的计算采用F.Colebrook公式,36,公司名称信息,管道系统的计算,式中: qh管道计算流量(m3/h); qt管道转输流量(m3/h); qd管道途泄流量(m3/h); 与途泄流量和转输流量的比值有关,并与沿途支管数目有关的系数,取=0.55。,低压燃气管道的计算流量按下式计算,37,公司名称信息,管道系统的计算,在已知用户用气量和已定管网布置图的基础上,计算整个供气范围内集中负荷的用气量和单位长度的途泄流量; 计算管网各管段的途泄流量; 确定环网各管段中的气体流向,选择零点时,应使从供气
14、点到用户流经的距离为最短,气流方向总是流离供气点,而不应逆向流动; 求管网各管段的计算流量; 由已知的管网计算压力降和供气点至零点的管道实际长度,求得单位长度平均压力降,选择各管段的管径。 局部阻力损失通常取沿程阻力损失的10%。选择管径时先作初步的水力计算; 进行水力平差计算,使所有封闭环状管网压力降的代数和等于零或接近于零,达到工程容许的误差范围。,水力平差计算,38,公司名称信息,管道系统的计算,高压管道的壁厚计算,式中: 钢管计算壁厚(mm); P设计压力(MPa); d钢管外径(mm); s钢管的最低屈服强度(MPa); F强度设计系数, 焊缝系数。,39,公司名称信息,管道系统的计
15、算,强度设计系数,穿越段和厂站内强度设计系数另有规定,40,公司名称信息,管道系统的材料和设备,中压和低压燃气管道宜采用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢管和钢骨架聚乙烯塑料复合管。 高压和次高压燃气管道采用钢管。,41,公司名称信息,调压站和调压装置设计,按控制方式有直接作用式和间接作用式。 按输气压力分,有高高压调压站、高中压调压站和中低压调压站。 按调压站作用功能分,有区域调压站,专用调压站,调压柜与调压箱。,42,公司名称信息,调压装置的作用和设置,为了对城镇燃气输配管网中的燃气进行压力调节与控制,需设置燃气调压装置。其作用就是将高压燃气降到所需的压力,并使其出口压力保持不变。调压装置中
16、调压器是其主要设备。 在城镇燃气输配管网系统中,燃气调压装置设在城镇燃气气源、门站、储配站、加压站、配气站、加气站、各级压力管网之间、分配管网与用户处。,43,公司名称信息,调压站和调压装置设计,调压装置的设置 自然条件和周围环境许可时,宜设置在露天,但应设置围墙,护拦或车挡; 设置在地上单独的调压箱(悬挂式)内时;对居民和商业用户燃气进口压力不应大于0.4MPa;对工业用户(包括锅炉)燃气进口压力不应大于0.8MPa; 设置在地上单独的调压柜(落地式)内时:对居民、商业用户和工业用户(包括锅炉)燃气进口压力不宜大于1.6MPa。 符合地上调压站的建筑物设计要求的,可设置在单独的建筑物内; 当
17、受到地上条件限制,且调压装置进口压力不大于0.4MPa时,可设置在地下单独的建筑物内或地下单独的箱内,并应符合有关规定的要求; 液化石油气和相对密度大于0.75的燃气调压装置不得设于地下室,半地下室内和地下单独的箱内。,44,公司名称信息,调压站和调压装置设计,地下调压箱的设置 地下调压箱不宜设置在城镇道路下,距其他建筑物、构筑物的水平净距应符合燃设计规范的规定; 地下调压箱上应有自然通风口,其设置应符合规范规定; 安装地下调压箱的位置应能满足调压器安全装置的安装要求; 地下调压箱设计应方便检修; 地下调压箱应有防腐保护。,45,公司名称信息,调压站和调压装置设计,安全保护装置启动压力值 当调
18、压器出口为低压时,启动压力应使与低压管道直接相连的燃气用具处于安全工作压力以内。 当调压器出口压力小于0.08MPa,启动压力不应超过出口工作压力上限的50%; 当调压器出口压力等于或大于0.08MPa,但不大于0.4MPa时,启动压力不应超过出口工作压力上限0.04MPa; 当调压器出口压力等于或大于0.4MPa时,启动压力不应超过出口工作压力上限的10%。,46,公司名称信息,管道施工与检验,主要规范:城镇燃气输配工程施工及验 收规范 CJJ33-2005 其他:焊接,防腐等。,47,公司名称信息,管道施工与检验,规范的主要技术内容:1.总则;2.土方工程;3.管道、设备的装卸、运输和存放
19、;4.钢质管道及管件的防腐;5.埋地钢管敷设;6.球墨铸铁管敷设;7.聚乙烯和钢骨架聚乙烯管敷设;8.管道附件、设备安装;9.管道穿(跨)越;10.室外架空燃气管道的施工;11.燃气场站;12.试验与验收。 本规范适用于设计压力不大于4.0MPa 的城镇燃气输配工程新建、改建和扩建的施工及验收。,48,公司名称信息,管道施工与检验,焊缝质量应符合下列要求: 设计文件规定焊缝系数为 1 的焊缝或设计要求进行 100 内部质量检验的焊缝,焊缝内部质量射线照相检验不得低于国家现行标准钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级 GB/T 12605 中的 II 级质量要求;超声波检验不得低于国家现行
20、标准钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB 11345中的 I 级质量要求。当采用100% 射线照相或超声波检测方法时,还应按设计的要求进行超声波或射线照相复查。 对内部质量进行抽检的焊缝,焊缝内部质量射线照相检验不得低于国家现行标准钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级GB/T 12605中的 III 级质量要求;超声波检验不得低于国家现行标准钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB 11345 中的 II 级质量要求。,49,公司名称信息,城镇燃气管道无损检测数量,根据城镇燃气输配工程施工及验收规范CJJ33规定,当设计对抽检数量无规定时,抽查数量应不少于焊缝总数的15%。,5
21、0,公司名称信息,管道施工与检验,管道下沟前必须对防腐层进行 100 的外观检查,回填前应进行100 电火花检漏,回填后必须对防腐层完整性进行全线检查,不合格必须返工处理直至合格。,51,公司名称信息,管道施工与检验,管道安装完毕后应依次进行管道吹扫、强度试验和严密性试验。,.,.,. o,.,. 田田田 ,.,. ,52,公司名称信息,管道施工与检验,53,公司名称信息,管道施工与检验,严密性试验介质宜采用空气,试验压力应满足下列要求: 设计压力小于5 kPa 时,试验压力应为 20 kPa 。 设计压力大于或等于 5 kPa 时,试验压力应为设计压力的1.15倍,且不得小于 0.1 MPa
22、 。,54,公司名称信息,管道施工与检验,竣工验收的基本条件 完成工程设计和合同约定的各项内容。 施工单位在工程完工后对工程质量自检合格,并提出工程竣工报告。 工程资料齐全。 有施工单位签署的工程质量保修书。 监理单位对施工单位的工程质量自检结果予以确认并提出工程质量评估报告。 工程施工中,工程质量检验合格,检验记录完整。,55,公司名称信息,管道施工与检验,严密性试验介质宜采用空气,试验压力应满足下列要求: 设计压力小于5 kPa 时,试验压力应为 20 kPa 。 设计压力大于或等于 5 kPa 时,试验压力应为设计压力的1.15倍,且不得小于 0.1 MPa 。,常规工程设计知识,57,
23、公司名称信息,单项工程设计流程,单项工程设计项目都要经过以下设计流程: A、收集资料 B、现场勘查 C、制定设计方案 D、甲方签字确认(调整方案) E、燃气公司签字确认(调整方案) F、校核(调整) G、审核(调整) H、质量评定 J、图纸晒制 K、图纸发放 L、施工交底 M、施工配合 N、设计变更 O、竣工验收。,58,公司名称信息,单项工程设计术语,1 、住宅建筑 residential building 供家庭居住使用的建筑(含与其他功能空间处于同一建筑中的住宅部分),简称住宅。 2 、地下室 basement 房间地面低于室外地平面的高度超过该房间净高的12者。 3 、半地下室 sem
24、i-basement 房间地面低于室外地平面的高度超过该房间净高的13,且不超过12者。 4、非居住房间nonhabitable room 住宅中除卧室、起居室(厅)外的其他房间。 5、室内燃气管道 internal gas pipe 从用户引入管总阀门到各用户燃具和用气设备之间的燃气管道。 6、燃气燃烧器具gas burning applialace 以燃气作燃料的燃烧用具,简称燃具。包括燃气热水器、燃气热水炉、燃气灶具、燃气烘烤器具、燃气取暖器具等。 7、用气设备gas burning eqlJipment 以燃气作燃料进行加热或制冷的燃气工业炉、燃气锅炉、燃气直燃机等较大型设备。,59,
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