燃氣輸配課程設計報告書

1、燃氣供應工程 課程設計說明書題目：南京市某某花園三期工程燃氣設計院（系）：城市建設與安全工程學院專業(yè)：建筑環(huán)境與設備工程姓名：林樂班級學號 ：環(huán)設 0901 24指導教師 ：魏 玲.城市建設與安全工程學院2012 年5月31日目錄一、建筑概況及基礎資料31工程名稱32建筑概況33設計依據44設計參數45用戶灶具級熱水器設置4二、庭院管道設計及計算42.1 管道布置42.2 繪制管道水力計算圖52.3庭院管道流量計算5同時工作系數法計算步驟7水力計算舉例82.4 管道附屬設備10專業(yè) .專注.2.4.1 管材選用 .62.4.2 附屬設備 .72.5 引入管的設計 .11三、室內管道水力計算 .

2、133.1管道系統(tǒng)圖布置 、繪制及編號 .83.2確定管道的計算流量 .153.3計算步驟 .153.4各幢室內管網水力計算 .18四、室內燃氣管道的防腐 、附屬設備及其安裝設計.18五、小結 .20六、附錄 .錯誤！未定義書簽。附錄一庭院燃氣管道水力計算表 .錯誤！未定義書簽。附錄二各棟樓引入管管徑計算表 .錯誤！未定義書簽。附錄三24 幢室內管網水力計算表 .錯誤！未定義書簽。附錄四25 幢室內管網水力計算表 .錯誤！未定義書簽。附錄五26 幢室內管網水力計算表 .錯誤！未定義書簽。附錄六27 幢室內管網水力計算表 .錯誤！未定義書簽。附錄七28 幢室內管網水力計算表 .錯誤！未定義書簽。

3、附錄八29 幢室內管網水力計算表 .錯誤！未定義書簽。附錄九30 幢室內管網水力計算表 .錯誤！未定義書簽。附錄六31 幢室內管網水力計算表 .錯誤！未定義書簽。專業(yè) .專注.一 、建筑概況及基礎資料1 工程名稱南京市康盛花園三期工程燃氣設計2 建筑概況本工程位于江蘇省南京市。 23 號樓為四期工程這里不考慮。小區(qū)三期工程共有8 幢住宅樓。總用戶數為368 戶 。燃氣接入管為低壓管道。用戶分布如下表：用戶分布表 1-1樓號用戶數樓號用戶數24632832254229302644306327423152專業(yè) .專注.3 設計依據1建筑燃氣設計手冊袁國汀主編2城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范GB 50028-93

4、錯誤！未指定書簽。3燃氣輸配 中國建筑工業(yè)出版社4設計參數天然氣 ，其設計基本參數如下：燃氣密度 ：0.75kg/Nm3 ， 燃氣運動粘度 ：1.38 ×10-5m2/s ，燃氣低發(fā)熱值 ： 36220kJ/Nm3，調壓站進口壓力 ：3150Pa 。5用戶灶具級熱水器設置假設 100% 居民同時安裝雙眼灶和快速熱水器。經過市場調研 ：雙眼灶選用西門子 ER38943MX 雙眼灶 ，額定熱負荷 ： 4Kw；額定流量 Q=W/Ht, 即 Q=4 ×3600 ÷36220 ×2=0.8Nm3/h 。熱水器選用萬和JSQ20-16JP， 額定熱負荷 ： 20kw

5、 ；即額定流量 ： 20 ×3600 ÷36220=2 Nm 3/h二、庭院管道設計及計算2.1 管道布置地下燃氣管道應埋設在冰凍線以下，本設計不存在冰凍線的問題，但同樣 ，有最小覆土深度 （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（含人行道 ）下時 ，不得小于0.6m ；埋設在庭院 （指綠化地及貨載汽車專業(yè) .專注.不能進入之地）內時 ，不得小于0.3m 。在本設計中 ，考慮到現(xiàn)在小區(qū)內車輛的普及率，埋地深度都在0.9m 及以上 。地下燃氣管道穿越城鎮(zhèn)主要干道時，應敷設在套管內，并應符合一定要求。燃氣管道不得在地下穿過房屋及其它建

6、筑物，不得平行敷設在電車軌道之下，也不得與其它地下設施上下并置。2.2 繪制管道水力計算圖水力計算圖包括以下內容：庭院管道布置 ；管段編號 ；計算流量 ；管段長度 ；管徑。2.3 庭院管道流量計算城市燃氣輸配系統(tǒng)的管徑及設備通過能力應按燃氣計算月的小時最大流量進行計算。小時計算流量的確定，關系著燃氣輸配的經濟性和可靠性。小時計算流量定得偏高，將會增加輸配系統(tǒng)的金屬用量和基建資金，定得偏低 ，又會影響用戶得正常用氣。確定燃氣小時計算流量得方法有兩種，不均勻系數法和同時工作系數法。這兩種方法各有其特點和使用范圍。由于居民住宅使用燃氣的數量和使用時間變化較大，故室內和庭院燃氣管道的計算流量一般按燃氣

7、用具的額定耗氣量和同時工作系數K0 來確定 。根據城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范規(guī)定，庭院燃氣管道的計算流量一般按燃具的額定耗氣量和同時專業(yè) .專注.工作系數確定 ，計算流量公式如下：Q K t K 0Q0 N（2-1 ）式中 Q 計算流量 ；Kt 不同類型用戶同時工作系數，取 Kt=1 ；K0 相同燃具或相同燃具組合工作系數，由建筑燃氣設計手冊表 2-13 得到 ；N 相同燃具或相同組合燃具數；Q0 相同燃具或相同組合燃具的額定流量(Nm 3/h) 。根據下表2-2 可查得居民生活用燃具的同時工作系數K0。表 2-1同類型燃具數燃氣雙眼灶燃氣雙眼灶和同類型燃具數燃氣雙眼灶燃氣雙眼灶和目 N快速熱水器目 N

8、快速熱水器11.001.00400.390.1821.000.56500.380.17830.850.44600.370.17640.750.38700.360.17450.680.35800.350.17260.640.31900.3450.17170.600.291000.340.1780.580.272000.310.1690.560.263000.300.15100.540.254000.290.14專業(yè) .專注.150.480.225000.280.138200.450.217000.260.134250.430.2010000.250.13300.400.1920000.240.1

9、2計算示例 ：管段 21-20 ：100% 雙眼灶 + 熱水器 11 戶，同時工作系數： 0.244 。QK tK 0 Q0 N =0.244 ×（2+0.8 ）×11=7.515 m 3/h其他管段計算方法相同，將上述結果列于庭院燃氣管道水利計算表（附表 1）中。同時工作系數法計算步驟1 ） 將各管段按順序編號，凡是管徑變化或流量變化處均應編號。2 ）求出各管段額定流量，根據管段供氣的用具數查得同時工作系數值。按 50% 居民只安裝雙眼灶 ； 50% 居民同時安裝雙眼灶和快速熱水器計算各管段計算流量。3 ）由文獻查得低壓天然氣管道允許壓力降,本設計中 ： P=1380pa

10、. 選取主干管道，計算求得總長l ，考慮局部阻力為沿程阻力的10% 。 計算 P/l, 又由于密度不同，需進行修正。4) 根據流量和 ( p/l) =1 在圖 6-5 中查得管徑 。5）根據流量和查得的管徑，查得實際 p/l 。6）然后利用公式求摩擦阻力損失 P1 。7）因為局部阻力為沿程阻力的10% ，所以總阻力P= P*1.1 求得 。專業(yè) .專注.水力計算舉例 。圖 2-1 庭院管道系統(tǒng)圖干管水力計算如系統(tǒng)圖所示，從最不利點開始節(jié)點編號1-48 。 在此水力計算不全部列出，以 22-23 管段為例 。管段 23-22 ：（ 1 ）管長 L=4.3m專業(yè) .專注.（2 ）確定流量 ： 26

11、 號樓有 44 戶居民 ， 100% 居民同時安裝雙眼灶和快速熱水器計算，由式 （ 2-1 ）， Kt=1 ，雙眼灶和燃氣熱水器同時工作系數。 Ko =0.244Qh= 0.244 ×（2+0.8 ）×11=7.515 m 3/h（ 3）確定管道單位長度摩擦損失。管道允許總壓力降為 P=1380pa. 選取主干管道，計算求得總長 l=363m ，考慮局部阻力為沿程阻力的10% 。單位長度摩擦損失為：P/l=1380 ÷363 ÷1.1=3.456（4）密度修正 。圖 6-5 中密度為1 kg/Nm3，本設計中所用燃氣密度為0.75 kg/Nm3，所以 ，

12、( p/l) （ =1 ） = p/ （ l* ）=3.456 ÷0.75=4.608（ 5 ）確定管徑 。 根據流量Q=7.515m 3/h和 p/l （=0.75 ） =4.608 ，查圖確定管徑d=32mm 。（6 ）根據管徑d=32mm和 Q=7.515m 3/h ，查得單位長度摩擦損失p/l=2.625.（7 ）對應實際密度下的單位長度摩擦阻力損失 p/l =2.625×0.75=1.969Pa/m(8) 求得摩擦阻力損失 P1=1.969 ×4.4=8.663pa(9) 因為局部阻力為沿程阻力的10% ，所以總阻力P= P×1.1 =9.52

13、9pa.其余管段水利計算數據見附表 1支管水力計算以管段 24 25 為例由于支管24-25 與干管并聯(lián) ，其允許壓力降 p 1= p 1-23=1285.5Pa，單位長度摩擦阻力損失 p/l=2.7Pa/m 。 仿照干管的水力計算，得管徑 d=50mm ，實際摩擦阻力損失專業(yè) .專注. p=33.75 Pa ，小于允許壓降 。2.4 管道附屬設備管材選用現(xiàn)有管材主要有鋼管、鑄鐵管和PE管。鋼管承載應力大、可塑性好 、便于焊接 ，與其他管材相比，壁厚較薄 、節(jié)省金屬用量，但耐腐蝕性較差，必須采取可靠的防腐措施；鑄鐵管抗腐蝕性能很強，但抗拉強度 、抗彎曲、抗沖擊能力和焊接性能均不如鋼管好； PE

14、 管具有良好的柔韌性且具有良好的耐腐蝕性，埋地敷設不需要做防腐和陰極保護，彌補了鋼管的最大缺點。除此之外 ， PE 管具有良好的氣密性 ，嚴密性優(yōu)于鋼管；管內壁平滑 ，提高介質流速，提高輸氣能力，較之相同的金屬管能輸送更多的燃氣；成本低 ，材質輕且衛(wèi)生無毒。綜合以上的比較，本設計的庭院管道采用PE 管以提高輸送效率以及節(jié)省防腐投入。聚乙烯燃氣管道分為SDR11 和 SDR17.6 兩個系列 。 SDR 為公稱外徑與壁厚之比。 SDR11系列宜用于輸送人工煤氣、天然氣 、氣態(tài)液化石油氣； SDR17.6 系列宜用于輸送天然氣。由于本工程原本輸送的是人工煤氣，現(xiàn)在用天然氣替代。因此選用SDR11

15、系列的聚乙烯燃氣管材。又管道的管徑規(guī)格過多會給施工帶來不便，且增加管道附件（如變徑接頭等）。 從經濟方面考慮管道附件的價格遠比管道價格高，所以盡量在選擇管徑的時候采用三種左右的規(guī)格 。 例如 ：計算出的管材De32 、 De40 、 De50均改用De63 ， De75和 De90均改用De110 。 最終管道管徑有De63 、 De90 和 De110 。專業(yè) .專注.附屬設備(1)護罩護罩用于保護引至地面的檢查管、凝水缸引來的凝水排放管。小型護罩 （直徑 100mm ），適合用于檢查管及低壓凝水缸上。所以本設計采用小型護罩來保護凝水排放管。護罩可用鑄鐵或鋼板制造。(2) 金屬示蹤線和警示帶

16、聚乙烯燃氣管道敷設時，宜隨管走向埋設金屬示蹤線；距管頂不小于300mm處應埋設警示帶 ，警示帶上應標出醒目的提示字樣。（ 3）閥門井選用單閥門井結構。閥門宜采用閘閥，其型號為Z44 W 10 或 Z41W 10。2.5 引入管的設計引入管是指室外燃氣管道與室內燃氣管道的連接管。無論是低壓還是中壓（即自設調壓箱的用戶 ）燃氣引入管 ，其布置原則基本相同，一般可分為地下引入法和地上引入法兩種，專業(yè) .專注.地上引入法又分為低立管入戶和高立管入戶。(1) 結合主要的設計原則 ，說明本設計的方案 ：燃氣引入管應設在廚房或走廊等便于檢修的非居住房間內。如確有困難 ，可以從樓梯間引入 ，此時閥門井宜設在室

17、外。本設計將引入管設在廚房；輸送濕燃氣的引入管，埋設深度應在土壤冰凍線以下，并有不低于0.01 的或燃氣分配管的坡度 。 本工程引入管均有0.01 的燃氣分配管的坡度。燃氣引入管穿過建筑物基礎、墻或管溝時，均應設在套管內，并考慮沉降的影響，必要時采取補償措施。本設計考慮到軟土地基燃氣支管進戶時，由于建筑物的沉降往往會造成低（高）立管下端的彎管處破裂，進戶管上設置撓性補償器。設置方式見各樓棟的系統(tǒng)圖。 安裝圖參考文獻3 圖 5 2 5 5。輸送天然氣時，最小公稱直徑為15mm ；輸送人工煤氣時，引入管最小公稱直徑為25mm 。(2) 本工程位于江南沒有冰凍期的地方 ，無法從地下引入時 ，常用地上

18、引入法 。 本工程采用地上引入法 ，燃氣管道穿過室外地面 ，沿外墻敷設到一定高度 ，然后穿建筑物外墻進入廚房 。(3)在新建小區(qū)的燃氣工程通?？紤]到建筑的整體美觀，采用低立管入戶；但在改造工程中，為了給住戶帶來盡肯能少的施工不便，通常采用高立管入戶。在本工程中 ，采用低立管入戶 。（ 4 ）本設計中引入管選用無縫鋼管 ，套管選用普通鋼管 。外墻至室內地面之間的管段采用加強防腐層絕緣 。 軟性地基 ，燃氣管在穿墻處預留管洞或鑿洞管洞與燃氣管頂的間隙不小于建筑的最大沉降量兩側保留一定的間隙并用瀝青麻油堵嚴。引入管水力計算見附錄2專業(yè) .專注.三、室內管道水力計算室內管道設計及水力計算與庭院相似，

19、100% 室內雙眼灶及快速熱水器。以 31 棟樓立管 2 為例進行以下計算 。3.1 管道系統(tǒng)圖布置 、繪制及編號在進行計算前先布置管道水力計算圖，如圖 3-1 ，并進行編號 。專業(yè) .專注.居民用戶室內燃氣管道的計算流量，應按同時工作系數法進行計算。自引入管到各燃具之間的壓降 ，其最大值為系統(tǒng)的壓力降。室內燃氣管道是指從引入管到管道末端燃具前的管道，其阻力損失應不大于表4-6的規(guī)定 。低壓燃氣管道允許的阻力損失表 4-6專業(yè) .專注.從建筑物引入管至管道末端阻力損失（ Pa）燃氣種類單層建筑多層建筑天然氣 、油田伴生氣250350注：阻力損失包括燃氣計量裝置的損失。在水力計算前，必須根據燃氣

20、用具的數量和布置的位置，畫出管道平面圖和系統(tǒng)圖，以后的步驟與室外枝狀管網基本相同。室內管道部件較多，局部阻力要一一計算，由于高程變化大 ，管道的附加壓頭也要計算在內。3.2確定管道的計算流量計算流量公式如下：Q K t K 0 Q0 N（3-1 ）式中 Q 計算流量 ；Kt 不同類型用戶同時工作系數，取 Kt=1 ；K0 相同燃具或相同燃具組合工作系數；N 相同燃具或相同組合燃具數；Q0 相同燃具或相同組合燃具的額定流量(Nm3/h)。3.3 計算步驟1 、預選管徑 。 由系統(tǒng)圖求得各管段長度， 求得總長L ，取室內管段允許總壓力P=250pa ，計算 ( p/l) （ =1 ），并根據計算流

21、量在低壓鋼管燃氣管道水力計算圖圖表中選取管徑 。專業(yè) .專注.2 、管段計算長度。 L=L1+L2 。 L1 為管段長度 ， L2 為當量長度 ， L2 為局部阻力之和與l2的乘積 。 l2 為根據流量和管徑在圖天然氣當量長度計算圖中查得。表 3-1 局部阻力系數表局部阻力名稱局部阻力名稱不同直徑 （ mm ）的 值152025324050管徑相差一級的90°直角彎頭2.22.121.81.61.1減縮變徑管0.35旋塞422222三流直通1.0截止閥1176665三流分通1.5d=50100d 300四通直流2.0d=175200四通分流3.0閘板閥0.50.250.1590 &#

22、176;光滑彎頭0.33 、求管段阻力損失。在天然氣低壓鋼管燃氣管道水力計算圖中根據流量及管徑查得實際( p/l) （ =1 ）， 并進行修正 。4 、計算管段附加壓頭。每米管段附加壓頭值為： g(1.293- )，乘以該管段終端及始端的標高差 H，可得該管段附加壓頭。5 、 計算各管段實際壓力損失。 P- H * g(1.293-)6 、 求室內燃氣管道總壓力降。7 、 以總壓力降與允許計算壓力降相比較，如不合適 ，則可改變個別管段的管徑。估計室內管道的局部阻力為摩擦阻力的50% ，根據允許壓力降250Pa 和最不利管線長44.1m ，得單位長度平均摩擦損失為：專業(yè) .專注.P250L4.0

23、2 Pa/m41.5 1.5取 0'-13 為計算管段 （最不利管線 ）。 以 0'-1 管段為例 ：熱水器額定流量q=2.0m 3/h ，對一戶而言 ，同時工作系數k=1.00 ，計算流量為 Q=2.0m 3 /h ，為了利用圖4-2 進行水力計算，要進行密度修正 ：由 Q=2.0m 3/h ，在PP L4.025.35 Pa/mL0 100.75P5.35 Pa/m 附近查得管徑 d=15mm（天然氣支管管徑不得L0.75小于 15mm ），P10 Pa/m ；對應實際密度下的L0 1P10 0.75 7.5 Pa/m 。L采用當量長度法計算局部阻力損失：7.2。表 3-2

24、=1 時各種直徑管子的當量長度管徑（ mm ）15202532385075100150200250當量長度 l20.40.60.81.01.52.54.05.08.012.016.0（ m ）查表 4-3 知，d =15mm、 =1 時的當量長度 l2 =0.4m，則當量長度 L2l2 2.88m ，管段計算長度 L L1L2 5.08 m，管段壓降 P1P L 38.1 Pa。L高程差 （沿流動方向 ）H=-0.7m ，附加壓頭P2ag H1.29 0.75 9.80.73.7 Pa專業(yè) .專注.該管段實際壓力損失PP1P238.13.7 41.8 Pa（與 0-1 管段并聯(lián)的0-1 管 段

25、 P 17.15Pa ， 故 只 考 慮0-1 管段的壓力損失），最后計算表明，13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1-0 管段的總壓力損失為 124.264Pa 。小于系統(tǒng)總壓力降趨近允許壓力降250Pa 。否則 ，否則要適當調整個別管段的管徑 。全部計算列表于表4-7 （其它未計算管段均與所對應的計算管段相同）。很多城市將燃氣表出戶安裝。由于天然氣管道不需要保溫，對多層建筑 （高層建筑除外）， 引入管可直接進入戶外集中表箱，從各燃氣表引出管線，分別從外墻進入各戶廚房。這樣的管道布置及水力計算就更簡單了。3.424 25 26 27 28 29 30幢室內管網水力計算其計

26、算方法與31 幢室內管網水力計算相同，數據記錄于附錄4 附錄 5 附錄 6 附錄 7 附錄 8附錄 9。四、室內燃氣管道的防腐 、附屬設備及其安裝設計由于鋼塑彎頭連接室內管道前有埋地的鍍鋅鋼管管段，所以需要采用一定的防腐措施。對于埋地管道，針對土壤腐蝕性的特點，可以通過多種途徑來防止腐蝕的發(fā)生和降低腐蝕的程度 。 在參觀的工地中，防腐的做法都是采用絕緣層防腐法。目前常用的埋地鋼管外防腐材料有石油瀝青、煤焦油瓷漆 、聚乙烯粘膠帶、熔結環(huán)氧 、擠塑聚乙烯 （二層 、三層結構）。石油瀝青 ：有穩(wěn)定的防腐性能，取材容易 ，價格較低 ，但其吸水率高易老化，耐熱穩(wěn)定性差，在熬制時對環(huán)境有污染；專業(yè) .專注

27、.聚乙烯粘膠帶：施工方便 ，可機械也可手工纏繞，吸水率較小 ，易補口補傷 ，對環(huán)境無污染，適合于小管徑管道的防腐，但在螺旋焊縫管上纏繞效果較差。熔結環(huán)氧粉末與管道表面黏結力非常強，耐化學腐蝕性能好，硬度高 ，使用溫度范圍寬，絕緣 較高，但其韌性較差 ，在搬運與施工中易發(fā)生機械損傷，且補口較麻煩 。擠塑聚乙烯 （兩層和三層結構 ）， 具有優(yōu)良的機械性能和極低的水汽滲透性，耐化學介質侵蝕能力強 ，絕緣電阻大 ，特別是擠塑聚乙烯三層結構防腐，彌補了兩層PE 黏結性能不足及環(huán)氧粉末涂層耐機械撞擊能力不足等缺點，把兩者的優(yōu)勢結合在一起，通過互補防腐性能更加優(yōu)越 ，能適合于各種土壤條件下使用。通過對各類防腐層的比較，可以擠塑聚乙烯防腐層具有明顯的優(yōu)越性，并且直接由工廠流水線