燃气输配课程设计.docx
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1、燃气输配课程设计说明学专班学学指院:河南城建学院业:建筑环境与设备工程级:0724083班072408339周林园马良涛崔秋娜鞠睿2011.6目录第一章燃气性质计算2气源根本参数2燃气性质的计算3第二章耗气量计算及供需平衡5居民生活耗热指标及用气量5公共建筑耗热指标及用气量平衡5第三章输配管网系统设计及水力计算5布线依据6中压管网布置7低压管网布置7管道的纵断面布置9管网水利计算及压力降确实定10小区室外庭院管网水利计算:12小区室内管道水力计算:15管材及管道防腐15第四章区域调压站设计16调压站布置16调压站最正确作用半径及负荷19调压站(或调压箱或调压柜)的工艺设计要求21参考文献19第
2、一章燃气性质计算气源根本参数选用的天然气,其容积成分为,甲烷96%,丙烷设,正丁烷1%,CmHn(按丙烯)1%氮气1%。表1天然气组成及其标态下的主要特性值成分V(%)分子量密度粘度低热值甲烷9616.0430.717410.39535902丙烷144.0972.01027.50293240正丁烷158.1242.70306.835123649丙烯142.0811.91367.64987667N2128.01341.250416.671燃气性质的计算1 .分子量的计算由输配课本表1-4、表1-5查得各组分分子量,按以下公式求混合气体平均分子量。=(zM1y2M2M)=17.1242 .相对密度
3、的计算由输配课本表1-4、表15查得各组分密以下公度,按以下公式求混合气体平均密度。=0.767kgm3按以下公式求混合气体相比照重即相对密度。S=-=22Z=o,591.2931.2933 .粘度的计算将容积成分换算为质量成分由输配课本表1-4、表1-5查得各组分的分子量,根据的各组分容积成分,通过计算得到=1712.4434按换算公式,各组分的质量成分为由输配课本表1-4、表1-5查得各组分的动力粘度,按以下公式求混合气体动力粘度。=10.09106Pas混合气体的运动粘度为10.09IO-662,V=13.24X10m2sp0.7674 .热值的计算(热值计算中,低热值不计算生成的水蒸气
4、放出的汽化潜热量,高热值计算了生成的汽化潜热量)Qh=0.01(9639.842+Ix101.266+1113.886+193.66)=41.337MJZm3Ql=0.01(9635.902+1X93.240+1123.649+187.667)=37.51MJZm35 .爆炸极限的计算然后将组分的惰性气体按照图1-12(输配课本)与可燃气体进行组合,即惰性勺休1V+V=96%+l%=97%,=二一=0.01JN2可燃气体96由输配课本图112查得各混合组分在上述混合比时的爆炸极限相应为4%16%。6 .华白指数的计算华白数是一个互换性指数。规定在两种燃气互换时华白数的变化不大于5%10%经计算
5、得W=57.41MJm3第二章耗气量计算及供需平衡居民生活耗热指标及用气量该小区总户数380户,每户为16.Ikw居民生活用气量为:Qy=0.896500250037.51=5145295m3a年总用气量Qy=5145295m3/a计算燃气管道的流量,应按计算月的小时最大用气量Q=QyKmKdKh365Q24=514529451.21.1X2.5/36524=1615m3/h公共建筑耗热指标及用气量平衡用气量平衡方法及措施:1)、改变气源的生产能力和和设置机动气源2)、利用缓冲用户进行调节:在夏季用气处于低谷时,可将多余燃气供给给这些缓冲用户使用,而在冬季用气顶峰时,这些缓冲用户可改用其他燃料
6、这样可调节季节性不均匀和一局部日用气不均匀。还可调整某些工业企业用户的厂休日和作息时间,以及在节日用气顶峰时,有方案的暂停供给大型工业企业等方法-来调节日不均匀性。3)、利用储气设施进行调节输配系统的储气罐、高压燃气管束储气及长输干管末端储气-都可用于调节日和小时的用气不均匀。地下储气库-可用于调节季节性不均匀和一局部日用气不均匀。第三章输配管网系统设计及水力计算现代化的城市燃气输配系统是复杂的综合设施,由下表:本设计的输配系统主要是由以下几个局部组成:1.低压、中压两级压力的燃气管网;2.区域调压站;表:城镇燃气设计压力(表压)分级名称压力(Mpa)高压燃气管道A2.5P4.0B1.6P2
7、5次高压燃气管道A0.8P1.6B0.4P0.8中压燃气管道A0,2P0.4B0.01P0.2低压燃气管道P0.01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那么上选定以后,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,必须考虑到以下根本情况: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
8、还是次要管道;6、线路上所遇到的障碍物情况;7、土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度;8、该管道在施工、运行和万一发生故障时,对交通和人民生活的影响。在布线时,要决定燃气管道沿城市街道的平面与纵断面位置。由于输配系统各级管网的输气压力不同,其设施和防火平安的要求也不同,而且各自的功能也有所区别,故应按各自的特点进行布置。中压管网布置中压管线的功能是输送燃气并向低压管网供气,一般按以下原那么布置:1、中压管道应布置在城市用气区便于与低压管网相连的规划道路上,应尽量防止沿车辆来往频繁或闹市区的主要交通干线上,否那么对管道施工和维修造成困难。2、中压管网应布置成环网,以提高其输配气的平安可靠性。3、中压管
9、道的布置,应考虑对大型用户直接供气的可能性,并应使管道通过这些地区时尽量靠近这类用户,以利于缩短连接支管的长度。4、中压管线的布置应考虑调压室的布点位置,尽量管道靠近各调压室,以缩短连线支管的长度。5、中压管道应尽量防止穿越铁路和河流以减少工程量及投资。6、中压管道必须考虑近期建设与长期建设的关系,以延长已敷设管道的有效使用年限,尽量减少建成后改线、增大管径或增设双线的工程。7、成环管网边长一般为2-3公里。低压管网布置低压管网的功能是直接向各类用户配气,是城市供气系统中最根本的管网。根据此特点,低压管网的布置一般应考虑以下几点:1、低压管道的输气压力低,沿程压力降的允许值也较低,故低压管网的
10、成环边长宜控制在300-600米之间。2、低压管道直接与用户相连。而用户商量随城市开展而逐步增加,故低压管道除以环状管网为主布置外,也允许存在枝状管道。3、为保证和提上下压管网的供气稳定性,给低压管网供气的相邻调压室之间的连通管道的管径,应大于相邻管网的低压管道管径。4、有条件时低压管道宜尽可能布置在街坊内兼做庭院管道,以节省投资。5、低压管道可以沿街道的一侧敷设,也可双侧敷设。在有轨电车通行的街道上,当街道宽度大于20米,横穿街道的支管过多,或输配气量大,而又限于条件不允许敷设大口径管道时,低压管道可采用双线敷设。6、低压管道应按规划道路布线,并应与道路轴线或建筑物的前沿相平行,尽可能防止在
11、高级路面的街道下敷设。7、为了保证在施工和检修时互不影响,也为了防止由于漏出的燃气影响相邻管道的正常运行,甚至逸入建筑物内,地下燃气管道与建筑物,构筑物以及其他各种管道之间保持必要的净距,表37地下燃气管道与建筑物、构筑物之间的最小水平净距工程低压中压BA建筑物的根底0.71.01.5给水管0.50.50.5排水管1.01.21.2电力电缆0.50.50.5通讯电缆直埋0.50.50.5在导管内1.01.01.0其它燃气管道Dg300mm0.50.50.5热力管直埋1.01.01.0在导管内1.01.51.5电杆的根底35KV5.05.05.0通讯照明电杆1.01.02.0铁路钢轨5.05.0
12、5.0有轨电车的钢轨2.02.02.0街树1.21.21.2表3-2地下燃气管道与建筑物或相邻管道之间的最小水平净距工程地下煤气管道给水管或其他管道0.15热力管管沟0.15电缆直埋0.50在导管内0.15铁路轨底1.20有轨电车轨1.00四、管道的纵断面布置在决定管道的纵断面布置时,要考虑以下几点:1、地下燃气管道埋设深度,宜在土壤冰冻线以下。管顶覆土厚度还应满足以下要求:埋设在车行道下时,不得小于0.8米;埋设在非车行道下时,不得小于0.6米;随着干天然气的广泛使用以及管道材质的改良,埋设在人行道、次要街道、草地和公园的燃气管道可采用浅层敷设。2、输送湿燃气的管道,不管是干管还是支管,其坡
13、度一般不小于0.003。布线时,最好能使管道的坡度和地形相适应。在管道的最低点应设排水器。3、燃气管道不得在地下穿过房屋或其他建筑物,不得平行敷设在有轨电车轨道之下,也不得与其他地下设施上下并置。4、在一般情况下,燃气管道不得穿过其他管道本身,如因特殊情况要穿过其他大断面管道(污水干管、雨水干管、热力管沟等)时,需征得有关方面同意,同时燃气管道必须安装在钢套管内。5、燃气管道与其他各种构筑物以及管道相交时,应按标准规定保持一定的最小垂直净距。管网水利计算及压力降确实定根底数据:天然气成分(体积百分比)CH4C3H8C4H10N2CmHn961111天然气低热值H=37.51MJNm3密度P=O
14、767KgNm3运动粘度V=13.2410-6m2s计算温度T=288K管道计算方法确实定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,用同时工作系数法求出各条管段的计算流量;表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11.001.00400.390.1821.000.565
15、00.380.17830.850.44600.370.17640.750.38700.360.17450.680.35800.350.17260.640.31900.3450.17170.600.291000.340.1780.580.272000.310.1690.560.263000.300.15100.540.254000.290.14150.480.225000.280.138200.450.217000.260.134250.430.2010000.250.13300.400.1920000.240.123)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
16、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,然后选择适宜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。假设计算出的总的压力降超出允许的精度范围,那么应适当变动管径,直至总压力降小于并趋近于标准所允许的压力降为止。二、小区低压管网水利计算:计算结果列于下表中。表T室外低压支路I管段号户数额定流量Qn(m3h)同时工作系数k计算流量Q(m3h)管径d(mm)实际单位压降(P=1)实际单位压降(P=0.767)管段长度Li(m)局部阻力系数12(m)当量长度L2(m)计算K吱1.(m)管段压力损失p0-15
17、8.100.3502.84400.500.3815.51.31.001.3016.86.441-2IO16.200.2504.05401.200.923.61.01.101.104.74.332-31524300.2205.35400.950.736.31.01.001.207.55.463-42032.400.2106.80401.601.233.61.00.901.004.65.654-52540.500.2008.10402.001.5315.61.00.901.1716.825.735-63048.600.1909.23402.101.614.31.01.001.005.38.546-
18、73048.600.1909.23402.101.61271.31.001.0028.045.107-86097.200.17617.114()4.003.0758.91.01.102.7361.6189.087-980129.600.17222.29404.003.0753.41.01.601.8055.2169.357-10100162.000.17027.54506.004.522.31.02.001.603.917.63管道l23d5678-910,总压力降p=477.31pa室外低压支路II管段号户数额定流量Qn(m3h)同时工作系数k计算流量Q(m3h)管径d(mm)实际单位压降(
19、P实际单位压降(P管段长度L(m)局部阻力系数12(m)当量长度L2(m)计算长度L(m)管段压力损失p=D=0.767)0-12032.400.2106.80401.401.0756.81.61.101.7658.662.881-24064.800.18011.66403.202.4579.81.61.602.5682.4202.141-36097.200.17617.11404.003.0751.01.401.406.419.64管道1-2-3,总压力降4p=284.66pa室外低压支路11I管段号户数额定流量Qn(m3h)同时工作系数k计算流量Q(m3h)管径d(mm)实际单位压降(P=
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