燃?xì)夤?yīng)課程設(shè)計.doc

本 科 課 程 設(shè) 計 南京市住宅樓燃?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計（說明書）學(xué)院名稱： 專業(yè)班級： 建筑環(huán)境與設(shè)備工程 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 教授 2014年 12月目 錄1.設(shè)計條件21.1.工程概況21.2.燃?xì)夤?yīng)對象21.3.接入位置21.4.壓力設(shè)定21.5.天然氣成分（純天然氣）31.6.設(shè)備的選擇32.燃?xì)馕镄詤?shù)的計算32.1.燃?xì)馓匦詤?shù)(純天然氣)32.2.平均分子量32.3.平均密度和相對密度42.4.臨界溫度42.5.臨界壓力52.6.混合氣體的運(yùn)動粘度52.7.低熱值62.8.物性參數(shù)的匯總63.燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計63.1.管件布置73.2.水力計算步驟73.3.壓力校核104.其他說明115.論述內(nèi)容125.1.合理性論述125.2.經(jīng)濟(jì)性論述135.3.可靠性論述135.4.安全性論述136.參考文獻(xiàn)141. 設(shè)計條件1.1. 工程概況本設(shè)計為南京某小區(qū)燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計。該小區(qū)位華東平原，中緯度地帶，海洋性氣候很顯著，溫度適中，光照充足，雨熱同季，降水集中，年平均氣溫15.5度，極限凍土深度為90mm。1.2. 燃?xì)夤?yīng)對象該住宅樓數(shù)為10層，4個單元，每戶人口取3.5人，共80戶，層高2.9m，室內(nèi)第一層地面標(biāo)高0.00。每戶安裝燃?xì)獗?、燃?xì)怆p眼灶及燃?xì)饪焖贌崴骶饕慌_。1.3. 接入位置室外燃?xì)夤芫W(wǎng)與建筑基礎(chǔ)的水平距離為3.3m。埋管深度為0.85m，由室外燃?xì)夤艿赖厣弦胧覂?nèi)廚房。各樓層廚房均在同一位置，可由一根立管連接樓層的廚房。1.4. 壓力設(shè)定該居民住宅樓引入管應(yīng)提前予以鋪設(shè)考慮，引入管壓力為2500Pa-3500Pa，額定壓力3000Pa。室內(nèi)燃?xì)夤艿赖挠嬎銐毫挡怀^150Pa。1.5. 天然氣成分（純天然氣）燃?xì)釩H4C3H8C4H10CmHnN2 成分 980.30.30.411.6. 設(shè)備的選擇各戶均選用烹樂308S型雙眼灶具，燃?xì)忸~定熱負(fù)荷：左4.5kW，右4.5kW，灶前額定燃?xì)鈮毫Γ?800Pa，尺寸:長*寬*高 710mm*400mm*150mm；熱水器選用博世燃?xì)鉄崴鱆SQ22-AA0, 額定燃?xì)鈮毫Γ?000Pa，額定熱負(fù)荷為：22KW,尺寸：高*寬*厚750mm*350mm*131mm。燃?xì)獗沓叽纾?70mm*136mm*225mm。2. 燃?xì)馕镄詤?shù)的計算2.1. 燃?xì)馓匦詤?shù)(純天然氣)2.2. 平均分子量計算公式：式中， 混氣體的平均分子量； 各單一氣體容積成分（%）； 各單一氣體的分子；M=(98*16.034+0.3*44.097+0.3*58.124+0.4*72.151+1*28.013)/100=16.5892.3. 平均密度和相對密度平均密度： 式中,混合氣體的平均分子密度(kg/m3)； 各單一氣體容積成分（%）；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下各單一氣體的密度(kg/m3)。=(98*0.7174+0.3*2.0102+0.3*2.703+0.4*3.4537+1*1.2504)/100=0.7437 kg/m3相對密度： 式中, S混合氣體相對密度； 混合氣體的平均分子密度（kg/m3）； 1.293標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度（kg/m3）；S=0.7437/1.293=0.575 kg/m32.4. 臨界溫度計算公式：式中, 組分臨界溫度(K)； 各單一氣體容積成分（）； 混合氣體的平均臨界溫度(K)。=(98*190.7+0.3*369.9+0.3*425.2+0.4*469.5+1*126.2)/100=192.411K2.5. 臨界壓力計算公式： 式中, 組分壓力(Mpa)； 各單一氣體容積成分（%）； 混合氣體的平均臨界壓力(Mpa)。=(98*4.641+0.3*4.256+0.3*3.8+0.4*3.374+1*3.394)/100=4.62Mpa2.6. 混合氣體的運(yùn)動粘度近似計算公式：式中, 各組成分的質(zhì)量組分；1,2n相應(yīng)各組分在0時的動力粘度（Pa*S）各組分的質(zhì)量成分為：g1/u1=0.7174*98/10.6*0.744=8.92g2/u2=2.0102*0.3/7.65*0.744=0.11g3/u3=2.7030*0.3/6.97*0.744=0.16g4/u4=3.4537*0.4/6.48*0.744=0.29g5/u5=1.2504*1/17*0.744=0.09動力粘度為：=100/(8.92+0.11+0.16+0.29+0.09)=10.451*10-6 Pas運(yùn)動粘度按公式計算：=/=10.451*10-5 /0.744=14.0510-5 m2/s2.7. 低熱值 計算公式: 式中, 混合物氣體的平均低熱值(MJ/m3)； 各單一氣體的容積成分（%）； 各單一氣體的低熱值(MJ/m3)。=(98*35.902+0.3*93.24+0.3*123.649+0.4*156.733)/100=36.462 MJ/m32.8. 物性參數(shù)的匯總平均分子量16.589臨界壓力4.62Mpa平均密度0.7437 kg/m3動力粘度10.451*10-6 Pas相對密度0.575 kg/m3運(yùn)動粘度14.0510-5 m2/s臨界溫度192.411K低熱值36.462 MJ/m33. 燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計管道材料采用鋼管，采用焊接連接方式。燃?xì)庥脩粢牍苓M(jìn)戶方式采取地上引入的形式。室內(nèi)水平管道不設(shè)置坡度。室內(nèi)水平管道距樓板高0.200米，燃?xì)庠罹嗟匕甯?.900米，燃?xì)鉄崴骶鄻前甯?.400米。燃具連接部位采用軟管連接。3.1. 管件布置（1）燃?xì)獗淼倪x擇與安裝由于本設(shè)計燃?xì)怆p眼灶和快速熱水器燃?xì)庥脩簦瑸榇诉x用額定流量2-4 m3/h的燃?xì)獗?。燃?xì)獗戆惭b安裝端正，進(jìn)出口燃?xì)饬⒐懿坏猛嵝薄Ｃ餮b在室溫040C干燥及自然通風(fēng)良好的廚房內(nèi)。表頂離室內(nèi)地坪的高度為0.7 m，表后距墻為50mm，垂直安裝偏差小于3mm。（2）閥門的選擇與安裝為用戶用氣安全考慮，入戶支管所用球閥，產(chǎn)品型號為Q41F-16C（DN25）選用240個。 （3）排煙的形式 本住宅內(nèi)沒有排煙井，熱水器和抽油煙機(jī)的排煙管道垂直向上走，單獨(dú)水平走一段距離直接排出室外。 （4）熱水管的布置 每戶有一個衛(wèi)生間，熱水管從熱水器中引出后靠墻往上走，到達(dá)房屋頂部，熱水管從吊頂里穿墻后進(jìn)入衛(wèi)生間。為保證熱水管網(wǎng)的美觀以最短距離輸送至衛(wèi)生間。3.2. 水力計算步驟（1）根據(jù)樓房和立面圖定出燃?xì)夤芫€的布置草圖（2）做出草圖（如下圖所示），管徑變化或流量變化處均應(yīng)編號（3）求出各管段的額定流量，根據(jù)各管段供氣的用具數(shù)得同時工作系數(shù)值，可求得各管段的計算流量。計算流量計算公式如下： Q= KtKQnN式中,Q-燃?xì)夤艿赖挠嬎懔髁浚╩3/h）； Kt-不同類型用戶的同時工作系數(shù)，取Kt=1; K-相同燃具或相同組合燃具的同時工作系數(shù),取K=1.00； Qn-相同燃具或相同組合燃具的額定流量（m3/h）； N-相同燃具或相同組合燃具的數(shù)量。（4）由系統(tǒng)圖求得各管段的長度，并根據(jù)計算流量預(yù)定各管段的管徑。（5）查表得各管段的局部阻力系數(shù)，查教材得=1時的值，求出其當(dāng)量長度L2 =，從而可得管道的計算長度L=L1+L2=L1+l2式中L1管段的實(shí)際長度（m）。（6）根據(jù)燃?xì)夥N類、密度和運(yùn)動粘度選擇水力計算附圖3，確定管段單位長度的壓降值（P/L）。由于本設(shè)計的燃?xì)饷芏?0.744kg/m3 ，需進(jìn)行密度修正。由此得到各管段單位長度壓降值后，乘以管段計算長度，即得該管段的阻力損失P=L（P/L）。（7）計算各管段的附加壓頭，每米管段的附加壓頭值等于Hg(a -g)式中 g -重力加速度； gg -燃?xì)饷芏龋╧g/m3）；（8）求各管段的實(shí)際壓力損失，為PHg(a-g)（9）求出燃?xì)夤艿揽倝毫?，對于天然氣室?nèi)計算壓力降不超過150Pa（包括燃?xì)獗淼膲毫担＃?0）以總壓力降與允許的計算壓力降相比較，如不合適，則可改變個別管段的管徑，重復(fù)計算過程，直至滿足要求。3.3. 壓力校核管段1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20總壓力降P=22.2pa小于允許的計算壓力降150Pa，所以管徑合理，可以施工。管道安裝橫平豎直。立管垂直偏差、水平管的水平偏差每米不大于2毫米。室內(nèi)燃?xì)夤艿赖乃τ嬎惚砣缦滤荆?. 其他說明套管應(yīng)符合下列要求：（1）穿墻套管兩端需高墻面50mm。穿樓板及樓梯平臺時，套管應(yīng)高出地面50mm，下端與下層棚頂齊平。（2）套管與管道之間的空隙用油麻填塞，穿墻時兩端用石膏封堵、抹平；穿樓板時，上端用熱瀝青封口，下端用石膏封堵、抹平；穿基礎(chǔ)墻時，兩端用熱瀝青封口；套管與墻及樓板的間隙用水泥砂漿填塞、抹平。（3）套管中的燃?xì)夤艿啦坏糜泻缚p和接口。（4）穿墻、樓板的燃?xì)夤芴坠苤睆奖热細(xì)夤苤睆酱髢蓹n，具體可參考下表：內(nèi)管DN152025324050套管DN324050656580（5）.管道固定1）燃?xì)夤艿赖闹Ъ苡霉芸ā⒔氰F加U形箍固定。2）每層樓的立管上至少設(shè)一個固定件，高度距地面約1.5米。下垂管上設(shè)一個固定件，長度大于1.0米的表后水平管上增設(shè)一個固定件。水平管道每隔2.5米左右設(shè)置一個固定件。且固定件不得設(shè)在螺紋連接或焊縫處。5. 論述內(nèi)容5.1. 合理性論述（1）避讓充分：1) 管網(wǎng)布置時，結(jié)合房間形式，對重要房間、墻體避讓；2) 燃?xì)夤艿婪笤O(shè)時，充分考慮與電氣設(shè)備相鄰管道的凈距；3) 燃?xì)庠?、燃?xì)鉄崴鳌⒘髁坑嫷陌惭b，考慮到與相鄰設(shè)備、墻面的距離。（2）施工便利：1) 管網(wǎng)布置時，采用地下引入，并設(shè)計最方便的管網(wǎng)形式，確保了施工的便利；2) 合理確定燃?xì)庀嚓P(guān)設(shè)備安裝位置，考慮到操作施工便利性；3) 管道連接方式、管道穿樓板、穿墻面方式合理，方便施工。（3）選型先進(jìn)：1) 管道材料、閥門、接頭等在確保適用的同時，還兼顧經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性；2) 燃?xì)庠?、燃?xì)鉄崴?、流量計采用較為先進(jìn)的設(shè)備，確保在使用年限內(nèi)不被淘汰；5.2. 經(jīng)濟(jì)性論述（1）布局上，在可行性和方便性的基礎(chǔ)上，追求最少的管道距離，確保經(jīng)濟(jì)性；（2）管材上，建筑物內(nèi)燃?xì)夤艿啦捎缅冧\焊接鋼管，鍍鋅鋼管采用螺紋連接，在保證了輸送要求的同時，實(shí)現(xiàn)了最小花費(fèi)；另外，不盲目擴(kuò)張管徑，選用最經(jīng)濟(jì)管徑，降低費(fèi)用；(3)管件上，盡量少用彎頭，減小阻力的同時節(jié)省了管件費(fèi)用；(4)投資及運(yùn)營上，在滿足需要的情況下盡可能簡化系統(tǒng)形式，沒有多余的燃?xì)獠考?，降低了一次投資費(fèi)用以及后續(xù)運(yùn)營費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)費(fèi)用最小。5.3. 可靠性論述管網(wǎng)計算總壓降為22.2Pa，遠(yuǎn)小于允許壓力降150Pa，能夠承受較大的壓力波動。5.4. 安全性論述（1）燃?xì)庖牍懿捎玫叵侣窆苄问?，進(jìn)入建筑物后即穿出地面，沒有在室內(nèi)地面下水平敷設(shè)，體現(xiàn)了安全性；室內(nèi)燃?xì)夤艿辣荛_了客廳，臥室等人員常住房間，直接從廚房進(jìn)入，保證了人員安全；（2）建筑物內(nèi)燃?xì)夤艿啦捎缅冧\焊接鋼管，鍍鋅鋼管采用螺紋連接，保證了管路可靠密封；穿樓板的管道沒有接縫，確保不會有泄漏危險；(3)室內(nèi)燃?xì)夤艿琅c灶具、熱水器等都留有足夠的安全距離，避開了高溫；(4）為避免建筑物自重造成的沉降對引入管的影響，在引入管安裝伸縮補(bǔ)償接頭以消除建筑物沉降影響；（5）燃