第4章庭院管道設計

1、庭院燃氣管道設計,2,概 論,我國現(xiàn)行的城市燃氣管網(wǎng)一般可歸納為三種管網(wǎng)系統(tǒng): 高.中.低壓三級燃氣管網(wǎng)系統(tǒng),如北京市,其系統(tǒng)簡圖為:,氣源廠,高中低壓調(diào)壓站,中低壓調(diào)壓站,燃氣用戶,中低壓調(diào)壓箱,高壓管網(wǎng),p0.4mpa,低壓管網(wǎng),中壓管網(wǎng),中壓支管,低壓管道,0.005mpap0.4mpa,p0.005mpa,庭院管道,p0.005mpa,2. 中.低壓兩級燃氣管網(wǎng)系統(tǒng).如上海市和東北各大城市 3. 低壓一級管網(wǎng)系統(tǒng).,3,概 論,建筑燃氣設計主要是對中低壓調(diào)壓站后,從庭院管道到燃氣用戶的燃氣工程設計; 或者是從中壓管道到中.低專用調(diào)壓箱到燃氣用戶的燃氣工程設計.其設計包括以下幾部分內(nèi)容:

2、 從中.低壓燃氣調(diào)壓站或從輸氣干管(包括中.低壓)接 出的燃氣管道閥門井 從閥門井接出的庭院管道設計 用戶引入管 用戶室內(nèi)燃氣管道 用戶燃氣用具安裝設計,4,第一節(jié) 建筑燃氣工程設計內(nèi)容,兩個階段:初步設計和施工圖設計 初步設計文件 設計說明書 主要材料設備表 設計概算表 設計圖紙 二. 施工圖設計文件,5,第二節(jié) 閥門井,當庭院燃氣管道從主干管引出時,須在引出位置修建閥門井,用作主干管與庭院管道切斷用,便于庭院管道的檢修. 同樣在每一街區(qū)或每一棟樓從干管上接出的引出管處,也擬設閥門井.一般閥門井設置在底下，但其空間應保障操作的安全與方便. 一. 閥門井 (一) 單管閥門井 其組成有切斷閥.

3、波紋管膨脹節(jié). 盲板. 放空閥及連接管.如圖3-1, 閥門井的尺寸應能滿足操作閥們的拆裝管道零件所需的最小尺寸 井的凈高不應小于1700mm, 一般由磚砌. (二) 三通單閥門井,6,7,二、閥門,燃氣管道上的閥門一般采用手動閥，常用的閥門有閘閥、球閥、和蝶閥。dn不大于50mm閥門宜用截止閥，主要用作放空閥。 （一）閥門代號,8,9,10,（二）閥門種類,1、閘閥 2、旋塞 3、截止閥 4、球閥 5、蝶閥,11,12,13,14,15,三、膨脹節(jié),燃氣管道波紋管膨脹節(jié)用來吸收管道熱脹冷縮的變形量，其變形部分是不銹鋼波紋管。 1、軸向位移膨脹節(jié) 2、軸向位移和少量徑向位移膨脹節(jié) 四、盲板 盲板

4、是一圓形鋼板,用13mm的 昂板制作,安裝在由閥門來氣方向一側(cè),有效切斷氣流,保證檢修時安全.平時盲板不裝在管道上,只有在檢修時,通過壓縮膨脹節(jié)頂開管道.,16,17,第三節(jié) 庭院管道設計,庭院燃氣管道是指由中、低壓調(diào)壓站接至閥門井，從閥門井接出后接用戶引入管前敷設在街區(qū)和樓區(qū)內(nèi)的低壓燃氣管道（如用戶設專用調(diào)壓箱，則此管為中壓管）。 庭院燃氣管道的施工圖設計文件組成如下： 1、圖紙目錄 2、材料目錄、設備清單 3、設計、施工說明 4、施工圖紙： （1）輸氣管線平面布置圖 （2）輸氣管線縱斷面圖 （3）閥門設置及閥門井圖 （4）管道附件設置及安裝詳圖 （5）管道的穿越和跨越設計 （6）其他節(jié)點詳

5、圖 （7）管線的絕緣防腐設計等,18,一、設計基礎資料,1、庭院管道的接點燃氣壓力 2、輸送燃氣的組成及含濕量 3、供氣區(qū)域的規(guī)劃平面圖和現(xiàn)狀平面圖 4、區(qū)域地形及地形變化資料 5、城市及街區(qū)道路現(xiàn)狀圖和規(guī)劃圖 6、道路及街區(qū)其他地下管道布置的規(guī)劃圖及現(xiàn)狀圖 7、城市道路主、次干線路面結(jié)構(gòu)及交通量資料 8、供氣區(qū)域用戶分布資料及各用戶分區(qū)域用氣量資料， 包括燃氣用具的配置水平 9、區(qū)域道路布線障礙物資料 10、土壤性質(zhì)及其腐蝕性能 11、冰凍線深度,19,二、管徑及管道阻力損失計算,1、確定各輸氣管段的小時計算流量。對于庭院管道及室內(nèi)管道均采用同時工作系數(shù)法計算。 2、計算管道阻力損失 （1）

6、確定燃氣管道經(jīng)濟流速，選定管徑 管道經(jīng)濟流速推薦如下： 人工煤氣（重力密度較?。?610m/s 天然氣 6m/s （2）計算輸氣管道的摩擦阻力損失（見例題） 在進行水力計算前應繪制水力計算簡圖，表示出各管段的計算流量、管徑及管道長度。 1）計算摩擦阻力損失單位長度的摩擦阻力損失管徑、小時計算流量 2）計算局部阻力損失或當量長度 3）對于中壓燃氣管道，應計算出燃氣管道的終點壓力,20,二、管徑及管道阻力損失計算（二）,3、管道阻力損失的計算要求 輸氣管道的計算結(jié)果的摩擦阻力損失和局部損失之和應滿足進入用戶前的低壓燃氣管道的壓力，此壓力應 用氣設備、燃燒器的額定壓力+室內(nèi)管道允許阻力損失 用氣設備

7、燃燒器的額定壓力 人工煤氣、礦井氣 1.0kpa 天然氣 2.0kpa 室內(nèi)管道阻力損失 低壓燃氣管道允許的阻力損失 通過上述計算和校核后，即可正式選定輸氣管道的管徑。,21,三、輸氣管線平面設計（一）,一般分總布置圖、區(qū)域布置圖和詳圖，后面兩部分主要是用來補充總布置圖未能表示清楚的部分。 （一）平面布置圖內(nèi)容 1. 標明管線的準確位置，輸氣管線的起始點，拐點均應 標明該點的城市x、y坐標，或區(qū)域坐標。 2. 在輸氣管上方表示出管道公稱直徑（dn）、流動方 向和坡度方向 3. 準確標明閥門井、凝水器、檢查井、標志柱和指示牌等各管道附件的平面位置 4. 準確標明輸氣管道穿越障礙物的位置,22,三

8、、輸氣管線平面設計（二）,5. 標明輸氣管線相鄰建(構(gòu))筑物的距離，及其相對位置 6. 閥門井詳圖 7. 凝水器安裝詳圖 8. 輸氣管道穿、越障礙物的詳細設計等 9. 管道平面圖應在城市或區(qū)域規(guī)劃圖或現(xiàn)狀圖上繪制（圖上應標有地面標高） 10. 圖面比例一般以1:100;1:200;1:500為宜,23,三、輸氣管線平面設計（三）,（二）地下燃氣管道的布置原則 1、地下燃氣管道與建筑物,構(gòu)筑物或相鄰管道之間的水平距離按下表規(guī)定. 2、其地基應為原土層，有時需進行處理 3、不宜與其他管道和電纜同溝敷設 4、應盡量避開并遠離上、下水井及化糞池 5、穿過下水管、熱力地溝、聯(lián)合地溝、隧道及其他 用途的溝

9、槽時，應加套管,24,25,(三)庭院管道的平面布置 低壓庭院管道 低壓管道的輸氣壓力低,沿程壓力降的允許值也較低,故低壓管網(wǎng)的成環(huán)邊長一般宜控制在300600m之間.不應布置成迂回管路; 低壓管道直接與用戶相連,而用戶數(shù)量隨著城市建設發(fā)展而逐步增加,故低壓管道除以環(huán)狀管網(wǎng)為主體布置外,也允許存在枝狀管道; 為保證和提高低壓管網(wǎng)的供氣穩(wěn)定性,給低壓管網(wǎng)供氣的相鄰調(diào)壓室之間的連通管道的管徑,應大于相鄰管網(wǎng)的低壓管道管徑; 有條件時低壓管道宜盡可能布置在街坊內(nèi)兼作庭院管道,以節(jié)省投資; 低壓管道應按規(guī)劃道路布線,并應與道路軸線或建筑物的前沿相平行,盡可能避免在高級路面的街道下敷設.,26,低壓管道

10、可以沿街道的一側(cè)敷設,也可以雙側(cè)敷設.在有軌電車通行的街道上,當街道寬度大于20m.橫穿街道的支管過多.或輸配氣量大,而又限于條件不允許敷設大口徑管道時,低壓管道可采用雙側(cè)敷設; 庭院管道應盡量敷設在街坊.里弄的道路上,在有車輛通行的道路上布線時,應盡量敷設在人行道上; 庭院管道一般枝狀布置. 中壓庭院管道一般只供給用戶自設調(diào)壓箱的專門用戶,在輸氣管道上不接過多的用戶,因此在其平面布置上執(zhí)行上表的規(guī)定外,其管道應盡量敷設在用氣區(qū)與用戶調(diào)壓室連接的地段,力求避開交通干線及繁華地段，以施工便利.對于自設調(diào)壓箱的重要用戶,為保證供氣可靠,必要時可以雙管供氣.,27,四、輸氣管線縱斷面設計,輸氣管線縱

11、斷面設計許繪制輸氣管道縱斷面圖，標明管道走勢的管道地下縱斷面情況，并可按圖計算工程土石方量。 （一）內(nèi)容： 1、管道路面的地形標高 2、管道平面布置示意圖 3、燃氣管道走勢及埋深 4、相鄰管線、穿越管線及穿越障礙物的斷面位置 5、管道附件的安裝深度 6、輸氣管道的坡向及坡度 7、應在圖紙左側(cè)繪制標尺，圖面中管道高程和長度方向 應采用不同的比例等,28,（二）輸氣管線縱斷面布置,1. 地下燃氣管道與構(gòu)筑物和相鄰管道之間垂直凈距,2. 地下燃氣管道應坡向凝誰缸,其坡度一般不小于0.003 3. 燃氣管道不得在地下穿過房屋及其他建筑物,不得平行敷設在電車軌道之下,也不得與其他設施上.下并置.,29,

12、4.地下燃氣管道應埋設在冰凍線以下,但其最小復土深度(路面至管頂)應符合下列要求: 埋設在車行道下時,不得小于0.8m; 埋設在非車行道下時,不得小于0.8m; 分配管最小復土深度,不得小于0.5m. 5.地下燃氣管道穿越城鎮(zhèn)主要干道時,應敷設在套管內(nèi),并應符合下列要求: 套管直徑應比燃氣管道直徑大100mm以上,套管或地溝兩端應密封,在重要地段的套管和地溝宜裝檢漏管. 套管端部距路堤坡腳距離不應小于1.0m,并在任何情況下滿足下列條件:距鐵路邊軌不應小于2.5m,距電車道邊軌不應小于2.0m. 燃氣管道宜垂直穿越鐵路.電車軌道和公路.,30,五、材料目錄、設備清單,管材 閥門 法蘭 管件 管

13、道附件 防腐和絕緣材料 鑄鐵管打口材料等,31,六、設計施工說明書,設計依據(jù) 材料及設備中的選用標準 管道施工要求，包括焊接、絲接及其他要求 管道的試壓及驗收標準 各類閥門的重新試壓要求 管道的防腐與絕緣 需要說明的其他問題,32,七、示范設計,例：設計 區(qū)庭院燃氣管道 1、燃氣供應對象 （1） 區(qū)居民樓9棟，其住戶人數(shù)如下： 區(qū)戶數(shù)：812戶 本設計只作區(qū)設計，供氣干管按、 區(qū)的計算流量進行設計。 （2）公共建筑用戶 f號樓為公共建筑用戶,33,2、燃氣供應 供應燃氣為焦爐煤氣，其設計參數(shù)如下： 密度： 0.46kg/m3 燃氣運動粘度： 24.76x10-6 m2/s 燃氣低發(fā)熱值： 16

14、270kj/m3 調(diào)壓站接點壓力：1500pa 3、用戶灶具配置 （1）居民用戶 50%居民用戶只安裝雙眼灶 50%居民用戶同時安裝雙眼灶和快速熱水器 （2）公共建筑用戶：安裝jr型燃燒器,34,（3）燃具熱負荷 雙眼灶： 5.8kw(1.25m3/h) 快速熱水器： 10.3kw(2.21m3/h) 公共建筑計算熱負荷： 380kw(81.7m3/h) 4、區(qū)區(qū)域平面圖（含下列內(nèi)容） 建筑物、構(gòu)筑物的平面位置 調(diào)壓站或氣源接點平面位置 道路平面位置及路面結(jié)構(gòu) 道路和區(qū)域地坪標高 區(qū)域內(nèi)管道布線障礙物情況 5、冰凍線深度 地處華北地區(qū)，冰凍線深度為800mm,35,（二）設計計算,1、繪制管道

15、布線圖 （1）根據(jù)區(qū)域平面圖繪制出管道布線圖見圖1 （2）對各計算接點進行編號0-45，對于有管道計算流量 、管徑、氣流方向變化的位置均應編上接點號； （3）給出各接點的x、y坐標，確定其平面位置，同樣 對于管道附件，如圖中的凝水缸均應給出準確的x、 y坐標 （4）各用戶入口支管坐標為引入管接點坐標 （5）應標示出氣流方向、坡度方向 （6）應標明與本設計有關的建（構(gòu)）筑物名稱,36,2、計算管段計算流量 按同時工作系數(shù)法計算。以管段0-1、1-2-3-4-8為例計算 管段0-1： 雙眼灶758戶，雙眼灶+熱水器758戶； 公共建筑用戶小時計算流量81.7 m3/h 同時工作系數(shù)： 758雙眼灶

16、 k=0.26 758雙眼灶+熱水器 k=0.134 qh=0.26x1.25x758+0.134x(1.25+2.21)x758+81.7 =679.49 m3/h 管段1-2-3-4-8：采用同一管徑 qh=0.28x1.25x566+0.138x(1.25+2.21)x556+81.7 =550.05 m3/h,37,3、繪制管道水力計算圖 管道水力計算圖應包含下述內(nèi)容 ： 庭院管道布置 管段編號 計算流量 管段長度 管徑 區(qū)庭院管道水力計算圖,38,4、區(qū)低壓庭院管道水力計算 （1）確定計算管徑 以管段0-1. 1-4計算為例 0-1管段:,d計算管道內(nèi)徑 v管道流速,取經(jīng)濟流速 v=

17、8m/s,選取0-1管段管徑為d2196 1-2-8管段: 選用經(jīng)濟流速v=6m/s,選取1-2-8管段管徑為d2196 對于末端管道和用戶支管,其計算支管不應小于引入管尺寸,39,（2）確定允許阻力降 由于調(diào)壓站出口壓力為1500pa，燃氣用具壓力為1000pa,對于人工煤氣多層建筑室內(nèi)燃氣管道允許阻力損失為250pa,灶具壓力波動范圍為200pa。按此計算庭院管道與引入管的接點壓力可在10501450pa之間,即庭院管道阻力降最大可達450pa.但設計時應考慮以下兩點: 根據(jù)運行經(jīng)驗,對于焦爐煤氣管道,雖經(jīng)凈化,但管道結(jié)垢 仍然比較嚴重,從而減小流通斷面,因此水力計算時應保 留一定的富裕量

18、. 對于焦爐煤氣由于密度小,當供應給樓房使用時,由于高 層差,燃氣在管內(nèi)的升力較大,因此庭院管道計算時,其阻 力損失可以按偏大的數(shù)值考慮,此時灶具壓力擬按額定壓 力1000pa計算,以減小管徑,節(jié)約管徑. 以上兩方面設計中應綜合考慮,確定庭院管道的允許阻力損失.,40,（3） 區(qū)庭院管道水力計算表 從調(diào)壓站到供氣末端阻力損失分別為： 23 250.99pa 45 279.20pa 30 228.86pa 14 148.24pa(區(qū)接點壓力） 其阻力損失介于最大與最小允許庭院管道阻力損失之間。若計算不在此范圍之內(nèi),則管徑應做適當調(diào)整,41,計算說明： 由qh、dn 查表 單位長度摩擦阻力損失 對

19、單位長度摩擦阻力損失進行密度校正 局部阻力降計算 dn80 當量長度按管段長度的10%計算,即0.1l dn80 q.dn ,查出 當量長度l2, 根據(jù)計算長度l及單位長度壓力降p0/ l 0.46，即可 求出該管段的壓力 以管段1-8,及4145為例: 管段1-8: 計算流量,500.05m3/h,管徑d2196.l1=83.06m 查表得p0/l=1.33pa/m,進行密度校正后, p0/l0.46=0.61pa/m,42,局部阻力按10%的l1計算當量長度l2 l2=83.0610%=8.31m 外管道計算長度 l= l1+l2=83.06+8.31=91.37m 管段壓力降 p=0.6

20、191.37=55.74pa 管段4145: 計算流量,24.50m3/h,管徑d603.5;l1=83.06m 查表得p0/l=3.72pa/m,進行密度校正后, p0/l0.46=1.71pa/m 局部阻力: 查得該狀態(tài)下 在表中查得90彎頭 ,則當量長度l2 l2=1.41.1 2=3.08m 則計算長度: l= 26.22+3.08=29.3m 管段阻力降 p=1.7129.3=50.10pa,按兩個90彎頭計,43,5、設計圖紙,區(qū)庭院燃氣管道平面布置圖 1:1000 管道縱斷面圖 橫向1:1000；縱向1:50 管道穿越公路 閥門井 凝水缸 管道絕緣設計 材料 設計說明 材料表和設備清單,44,第四節(jié) 管材及附屬設備,一、管材 低壓和中壓一般采用鑄鐵管， 次高壓和高壓宜采用鋼管。 （一）鋼管 優(yōu)點：強度高，接口方便，內(nèi)表面光滑，水力條件好 缺點：易腐蝕，管材費用高 管徑不大于150mm時，一般采用水煤氣輸送鋼管。 （二）鑄鐵管 優(yōu)點：與鋼管比,有不易腐蝕,耐久性好及管材費用低 缺點：自重大，施工復雜，實際投資比鋼管高。 （三）塑料管：聚乙烯,45,二、凝水缸,（一）用途 收集煤氣的冷凝水、施工過程中的水，以及地下水位高的地區(qū)透過管道不嚴密部分滲入低壓煤氣管道內(nèi)的水 充氣啟動或修理時，用抽水管作為吹