燃氣輸配課程設(shè)計說明書

1、目錄第一章 設(shè)計任務(wù)說明及其基本信息1 設(shè)計概況說明1 氣源基本參數(shù)1第二章 耗氣量計算及供需平衡2 耗氣量計算方法及用氣量平衡2第三章輸配管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計及水力計算3 布線依據(jù)3 中壓管網(wǎng)布置4 低壓管網(wǎng)布置4 管道的縱斷面布置5 管網(wǎng)水利計算及壓力降的確定6 小區(qū)室內(nèi)管道水力計算：7 管材及管道防腐9第四章 區(qū)域調(diào)壓站設(shè)計10 調(diào)壓站布置10 調(diào)壓站最佳作用半徑及負荷10 調(diào)壓站（或調(diào)壓箱或調(diào)壓柜）的工藝設(shè)計要求12參考文獻15 第一章 設(shè)計任務(wù)說明及基本信息設(shè)計說明概況該居民區(qū)是某城市中的一個新建小區(qū)，居民區(qū)內(nèi)道路縱橫交叉，路面平坦并都已修成瀝青或水泥路面。給水管和排水管的干管及其它管道均鋪

2、設(shè)在車行道下,并已投入使用。（詳見居民區(qū)平面布置圖）。氣源由市政燃氣管道供應(yīng)，供氣設(shè)計壓力為0.4MPa。氣源基本參數(shù)選用的天然氣，其容積成分為，甲烷88.59% ，乙烷6.06%，丙烷2.02%，正丁烷1.54%，C5+ 0.06% 氫氣0.07% 二氧化碳0.2% 氮氣1.46%。有天然氣中各種氣體所占的百分比可得到下表：（參考公式：燃氣輸配 1-1至1-8）表1 天然氣組成及其標(biāo)態(tài)下的主要特性值成分V（）分子量(kg/kmol)摩爾體積（Nm3/kmol）密度(kg/Nm3)低熱值(MJ/Nm3)CH488.5916.04322.36210.717435.902C2H66.0630.07

3、22.18721.355364.397C3H82.0244.09721.9362.010293.24C4H101.5458.12421.50362.703123.649C5+0.0672.15120.8913.4537156.733H20.072.01622.39840.089910.786CO20.244.009822.26011.9771-N21.4628.013422.4031.2504-天然氣10018.362322.32920.824239.5973第二章 耗氣量計算及供需平衡 耗氣量的計算：由設(shè)計任務(wù)可知每家每戶的負荷為18kw，后面表3 居民生活相同燃具的同時工作系數(shù)表，結(jié)合同時

4、工作系數(shù)法可知： 式中:庭院及室內(nèi)燃氣管道的計算流量（）； ：不同類型用戶的同時工作系數(shù)，取； ：相同燃具或者相同燃具組合燃具的同時工作參數(shù)； :相同燃具或者相同組合燃具數(shù)量； ：相同燃具或者相同組合燃具的額定流量； 詳細的計算過程參考附錄計算表。 用氣量平衡方法及措施： 1)、改變氣源的生產(chǎn)能力和和設(shè)置機動氣源2)、利用緩沖用戶進行調(diào)節(jié)：在夏季用氣處于低谷時，可將多余燃氣供應(yīng)給這些緩沖用戶使用，而在冬季用氣高峰時，這些緩沖用戶可改用其他燃料-這樣可調(diào)節(jié)季節(jié)性不均勻和一部分日用氣不均勻。還可調(diào)整某些工業(yè)企業(yè)用戶的廠休日和作息時間，以及在節(jié)日用氣高峰時，有計劃的暫停供應(yīng)大型工業(yè)企業(yè)等方法-來調(diào)節(jié)

5、日不均勻性。3)、利用儲氣設(shè)施進行調(diào)節(jié)輸配系統(tǒng)的儲氣罐、高壓燃氣管束儲氣及長輸干管末端儲氣-都可用于調(diào)節(jié)日和小時的用氣不均勻。地下儲氣庫-可用于調(diào)節(jié)季節(jié)性不均勻和一部分日用氣不均勻。第三章 輸配管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計及水力計算現(xiàn)代化的城市燃氣輸配系統(tǒng)是復(fù)雜的綜合設(shè)施，由下表:本設(shè)計的輸配系統(tǒng)主要是由以下幾個部分組成：1.低壓、中壓兩級壓力的燃氣管網(wǎng)；2.區(qū)域調(diào)壓站； 表2:城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計壓力（表壓）分級名 稱壓力（Mpa）高壓燃氣管道A2.5P4.0B1.6P2.5次高壓燃氣管道A0.8P1.6B0.4P0.8中壓燃氣管道A0.2P0.4B0.01P0.2低壓燃氣管道P0.01 布線依據(jù)城市里的燃氣管道均

6、采用地下敷設(shè)。所謂城市燃氣管道的布線，是指城市管網(wǎng)系統(tǒng)在原則上選定以后，決定各管段的具體位置。地下燃氣管道宜沿城市道路、人行便道敷設(shè)，或敷設(shè)在綠化地帶內(nèi)。在決定城市中不同壓力燃氣管道的布線問題時，必須考慮到以下基本情況：1、管道中燃氣的壓力；2、街道及其他地下管道的密集程度與布置情況；3、街道交通量和路面結(jié)構(gòu)情況，以及運輸干線的分布情況；4、所輸送燃氣的含濕量，必要的管道坡度，街道地形變化情況；5、與該管道相連接的用戶數(shù)量及用氣情況，該管道是主要管道還是次要管道；6、線路上所遇到的障礙物情況；7、土壤性質(zhì)、腐蝕性能和冰凍線深度；8、該管道在施工、運行和萬一發(fā)生故障時，對交通和人民生活的影響。在

7、布線時，要決定燃氣管道沿城市街道的平面與縱斷面位置。由于輸配系統(tǒng)各級管網(wǎng)的輸氣壓力不同，其設(shè)施和防火安全的要求也不同，而且各自的功能也有所區(qū)別，故應(yīng)按各自的特點進行布置。 中壓管網(wǎng)布置 中壓管線的功能是輸送燃氣并向低壓管網(wǎng)供氣，一般按以下原則布置：1、中壓管道應(yīng)布置在城市用氣區(qū)便于與低壓管網(wǎng)相連的規(guī)劃道路上，應(yīng)盡量避免沿車輛來往頻繁或鬧市區(qū)的主要交通干線上，否則對管道施工和維修造成困難。2、中壓管網(wǎng)應(yīng)布置成環(huán)網(wǎng)，以提高其輸配氣的安全可靠性。3、中壓管道的布置，應(yīng)考慮對大型用戶直接供氣的可能性，并應(yīng)使管道通過這些地區(qū)時盡量靠近這類用戶，以利于縮短連接支管的長度。4、中壓管線的布置應(yīng)考慮調(diào)壓室的布

8、點位置，盡量管道靠近各調(diào)壓室，以縮短連線支管的長度。5、中壓管道應(yīng)盡量避免穿越鐵路和河流以減少工程量及投資。6、中壓管道必須考慮近期建設(shè)與長期建設(shè)的關(guān)系，以延長已敷設(shè)管道的有效使用年限，盡量減少建成后改線、增大管徑或增設(shè)雙線的工程。7、成環(huán)管網(wǎng)邊長一般為2-3公里。 低壓管網(wǎng)布置低壓管網(wǎng)的功能是直接向各類用戶配氣，是城市供氣系統(tǒng)中最基本的管網(wǎng)。根據(jù)此特點，低壓管網(wǎng)的布置一般應(yīng)考慮下列幾點：1、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)邊長宜控制在300-600米之間。2、低壓管道直接與用戶相連。而用戶商量隨城市發(fā)展而逐步增加，故低壓管道除以環(huán)狀管網(wǎng)為主布置外，也允許存在枝

9、狀管道。3、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(yīng)大于相鄰管網(wǎng)的低壓管道管徑。4、有條件時低壓管道宜盡可能布置在街坊內(nèi)兼做庭院管道，以節(jié)省投資。5、低壓管道可以沿街道的一側(cè)敷設(shè)，也可雙側(cè)敷設(shè)。在有軌電車通行的街道上，當(dāng)街道寬度大于20米，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(shè)大口徑管道時，低壓管道可采用雙線敷設(shè)。6、低壓管道應(yīng)按規(guī)劃道路布線，并應(yīng)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(shè)。7、為了保證在施工和檢修時互不影響，也為了避免由于漏出的燃氣影響相鄰管道的正常運行，甚至逸入建筑物內(nèi)，地下燃氣管道與建筑物

10、，構(gòu)筑物以及其他各種管道之間保持必要的凈距。 管道的縱斷面布置在決定管道的縱斷面布置時，要考慮以下幾點：1、地下燃氣管道埋設(shè)深度，宜在土壤冰凍線以下。管頂覆土厚度還應(yīng)滿足下列要求：埋設(shè)在車行道下時，不得小于0.8米；埋設(shè)在非車行道下時，不得小于0.6米；隨著干天然氣的廣泛使用以及管道材質(zhì)的改進，埋設(shè)在人行道、次要街道、草地和公園的燃氣管道可采用淺層敷設(shè)。2、輸送濕燃氣的管道，不論是干管還是支管，其坡度一般不小于0.003。布線時，最好能使管道的坡度和地形相適應(yīng)。在管道的最低點應(yīng)設(shè)排水器。3、燃氣管道不得在地下穿過房屋或其他建筑物，不得平行敷設(shè)在有軌電車軌道之下，也不得與其他地下設(shè)施上下并置。4

11、、在一般情況下，燃氣管道不得穿過其他管道本身，如因特殊情況要穿過其他大斷面管道（污水干管、雨水干管、熱力管溝等）時，需征得有關(guān)方面同意，同時燃氣管道必須安裝在鋼套管內(nèi)。5、燃氣管道與其他各種構(gòu)筑物以及管道相交時，應(yīng)按規(guī)范規(guī)定保持一定的最小垂直凈距。 管網(wǎng)水利計算及壓力降的確定 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 天然氣成分（體積百分比）CH4C2H6C3H8C4H10C5+H288.596.062.021.540.060.07天然氣低熱值H=39.597MJ/Nm³密度 = 0.824Kg/Nm³管道計算方法的確定由于該小區(qū)采用的是樓棟調(diào)壓，戶內(nèi)掛表方式，故其安裝工藝流程如下：中壓管道調(diào)壓柜低壓管

12、網(wǎng)用戶燃氣表燃具 對于各樓棟調(diào)壓箱后的低壓庭院管段采用查表和利用公式計算校核相結(jié)合的方法確定各管段管徑，具體計算步驟如下：對管網(wǎng)的節(jié)點和管道編號；確定氣流方向，根據(jù)各管段下游的用戶數(shù)，用同時工作系數(shù)法求出各條管段的計算流量；3）根據(jù)確定的允許壓力降，計算管線單位長度的允許壓力降。4）根據(jù)管段的計算流量及單位長度允許壓力降查圖預(yù)選管徑。5）根據(jù)所選定的標(biāo)準(zhǔn)管徑和計算流量，求出雷諾數(shù)判斷流態(tài)，然后選擇合適的低壓天然氣管道壓力降計算公式求出各管段實際壓降，最后計算出總的壓力降。6）檢查校核計算的結(jié)果。若計算出的總的壓力降超出允許的精度范圍，則應(yīng)適當(dāng)變動管徑，直至總壓力降小于并趨近于規(guī)范所允許的壓力降

13、為止。表3 居民生活用燃具的同時工作系數(shù)同類型燃具數(shù)目N燃氣雙眼灶燃氣雙眼灶和快速熱水器同類型燃具數(shù)目N燃氣雙眼灶燃氣雙眼灶和快速熱水器11.001.00400.390.1821.000.56500.380.17830.850.44600.370.17640.750.38700.360.17450.680.35800.350.17260.640.31900.3450.17170.600.291000.340.1780.580.272000.310.1690.560.263000.300.15100.540.254000.290.14150.480.225000.280.138200.450.2

14、17000.260.134250.430.2010000.250.13300.400.1920000.240.12 小區(qū)低壓管網(wǎng)水利計算：（1） 讀建筑平面圖，確定廚房、臥室、客廳、衛(wèi)生間及廚房的內(nèi)煙道位置，燃氣灶應(yīng)設(shè)在煙道附近。（2） 確定引入管的引入方式，室內(nèi)管線的走向，立管的位置等；（3） 繪制室內(nèi)燃氣管道平面圖，包括一層平面圖及標(biāo)準(zhǔn)層平面圖；（4） 繪制室內(nèi)燃氣管道系統(tǒng)圖；（5） 選擇管徑，進行水力計算，水力計算過程如下： 將個管段按照順序編號，凡事管徑變化或者流量變化均應(yīng)編號。 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，可求的各管段的計算流量。 計算流量計算公式如

15、下： Q= KtKQnN 式中:Q-燃氣管道的計算流量（m3/h）； Kt-不同類型用戶的同時工作系數(shù)，當(dāng)缺乏資料時，可取Kt=1; K-相同燃具或相同組合燃具的同時工作系數(shù)； 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； N相同燃具或相同組合燃具數(shù)； 由系統(tǒng)圖求得各管段的成長度，并根據(jù)計算預(yù)選各管段的管徑。 算出各管段的局部阻力系數(shù)，求出其當(dāng)量長度，可得管段的計算計算。 使用水力計算圖表（注意密度修正），查得各管段的單位長度壓降值，然后乘以管段計算長度，即得到該管段的阻力損失。 計算各管段的附加壓頭。 求各段的實際壓力損失，計算公式為： 求室內(nèi)燃氣

16、管道的總壓力降。 以總壓力降與允許的計算壓力降相比較，如不合適，則可更改個別管段的管徑，重復(fù)以上計算步驟。 計算結(jié)果列于附表中。 管材及管道防腐一、管材： 中低壓管道大部分采用鍍鋅鋼管，接口為焊接或法蘭聯(lián)接，所有穿越街道處均采用鋼管套管。二、 管道防腐設(shè)計：依據(jù)城鎮(zhèn)燃氣埋地鋼管管道腐蝕控制技術(shù)規(guī)程如下： 城鎮(zhèn)燃氣埋地鋼管管道必須采用防腐層進行外保護； 高壓、次高壓、公稱直徑大于或等于100毫米的中壓管道和公稱直徑大于或等于 200毫米的低壓管道必須采用防腐層輔以陽極保護的腐蝕控制系統(tǒng)，管道運行期間陽極保護不應(yīng)間斷。防腐層進行外保護由于該城市土壤為黏土，土壤腐蝕等級為中級，土壤電阻率為20歐米，

17、防腐等級為普通絕緣。第四章 區(qū)域調(diào)壓站設(shè)計 調(diào)壓站布置調(diào)壓站是連接中、低壓燃氣管網(wǎng)的樞紐，是用來調(diào)節(jié)和穩(wěn)定管網(wǎng)壓力的設(shè)施。居民用戶采用區(qū)域調(diào)壓站，其作用半徑0.51Km，共計8個。工業(yè)用戶采用專用調(diào)壓站，共1個。調(diào)壓站布置原則： 1、調(diào)壓站的凈高通常為3.2-3.5米，主要通道的寬度及沒兩臺調(diào)壓器之間的凈距不小于1米，調(diào)壓站的屋頂應(yīng)有泄壓設(shè)施，房間應(yīng)向外開。2、調(diào)壓站應(yīng)有自然通風(fēng)，通風(fēng)次數(shù)每小時不宜少于兩次。室內(nèi)溫度一般不低于0度。室內(nèi)電器設(shè)備應(yīng)采取防爆措施。3、區(qū)域調(diào)壓站內(nèi)一般不設(shè)流量計。因為城市輸配管網(wǎng)多為環(huán)狀布置，由一個調(diào)壓站供應(yīng)的用戶數(shù)是不固定的。4、區(qū)域調(diào)壓站通常設(shè)在居民住宅區(qū)，燃氣

18、泄漏會危及居民安全，安全防火距離必須嚴(yán)格按城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范要求，并考慮必要的安全措施。 調(diào)壓站最佳作用半徑及負荷：式中： 最佳作用半徑 ( m ); B調(diào)壓站造價( 萬元 ),取15000元； 計算壓力降( 帕 )；本設(shè)計中為1500帕b管道造價系數(shù)（ 元/cmm ），取4元/cmm；管網(wǎng)密度系數(shù)； N人口密度（人/公頃 ）；e每人每小時計算流量（Nm³/人h）。i調(diào)壓器選型及通過能力校核一、調(diào)壓器的選型：調(diào)壓器的作用是將較高的入口壓力調(diào)至較低的出口壓力,并根據(jù)燃氣需用工況的變化自動保持燃氣壓力在出口時恒定在設(shè)定值,選擇調(diào)壓器時應(yīng)綜合考慮以下幾種因素:流量 所選調(diào)壓器的尺寸既要滿足最

19、大進口壓力時通過最小流量,又要滿足進口壓力最小時通過最大流量.燃氣的種類 燃氣種類影響所選調(diào)壓器類型,尺寸及材料,該小區(qū)由于是天然氣氣源,天然氣較潔凈,腐蝕性小,熱值高,選用調(diào)壓器體積尺寸較小.進出口壓力 進出口壓力影響調(diào)壓器的類型和尺寸.調(diào)壓器裝置必須能承受壓力作用,并使高速燃氣引起的磨損達最小值.所要求的出口壓力值決定了調(diào)壓器薄膜的尺寸.薄膜越大,對壓力的反應(yīng)越靈敏調(diào)節(jié)精度 即穩(wěn)壓精度.一般為 ±5%-±10%閥座的形式綜合考慮本小區(qū)采用中低壓城鎮(zhèn)調(diào)壓柜TRG-系列產(chǎn)品，采用雙路加旁路結(jié)構(gòu)；日常工作回路和監(jiān)控回路互為切換，應(yīng)急時可啟用旁通系統(tǒng)。 進口壓力： P1=0.0

20、050.5MP; 出口壓力： P2=1-5KP關(guān)閉壓力： Pb<1.25P2 ; 調(diào)壓精度： ±5%-±10%對于本設(shè)計調(diào)壓站采用TRG-500系列調(diào)壓柜.進口管徑：DN50出口管徑：DN100工作溫度：-2060攝氏度二、調(diào)壓器通過能力校核 時為臨界流速下的校核計算,公式為:式中 Q調(diào)壓器的通過能力（Nm³/h） Q調(diào)壓器的額定通過能力（Nm³/h） 選用調(diào)壓器的計算壓力降（Kpa） p調(diào)壓器的額定通過能力時采用的壓力降（Kpa） 計算調(diào)壓器額定通過能力時采用的出口絕對壓力（Kpa） 選擇調(diào)壓器時的燃氣密度(Kg/m3) 計算調(diào)壓器額定通過能力時

21、采用的燃氣密度(Kg/m3)(0.6Kg/ N³) 調(diào)壓站（或調(diào)壓箱或調(diào)壓柜）的工藝設(shè)計要求1) 低壓管網(wǎng)不成環(huán)的區(qū)域調(diào)壓站和連續(xù)生產(chǎn)使用的用戶調(diào)壓裝置宜設(shè)置備用調(diào)壓器，其他情況下的調(diào)壓器可不設(shè)備用。調(diào)壓器的燃氣進出口管道之間應(yīng)設(shè)旁通管，用戶調(diào)壓箱（懸掛式）可不設(shè)旁通管。2) 中壓燃氣調(diào)壓站室外進口管道上，應(yīng)設(shè)置閥門。3) 調(diào)壓站室外進、出口管道上閥門距調(diào)壓站的距離：當(dāng)為地上獨立建筑時，不宜小于10m（當(dāng)為毗連建筑物時，不宜小于5m）；當(dāng)為調(diào)壓柜時，不宜小于5m；當(dāng)為露天調(diào)壓站時，不宜小于10m；當(dāng)通向調(diào)壓站的支管閥門距調(diào)壓站小于100m時，室外支管閥門與調(diào)壓站進口閥門可合為一個。4

22、) 在調(diào)壓器燃氣入口處應(yīng)安裝過濾器。5) 在調(diào)壓器燃氣入口（或出口）處，應(yīng)設(shè)防止燃氣出口壓力過高的安全保護裝置（當(dāng)調(diào)壓器本身帶有安全保護裝置時可不設(shè)）。6) 調(diào)壓器的安全保護裝置宜選用人工復(fù)位型。安全保護（放散或切斷）裝置必須設(shè)定啟動壓力值并具有足夠的能力。啟動壓力應(yīng)根據(jù)工藝要求確定，當(dāng)工藝無特殊要求時應(yīng)符合下列要求：a當(dāng)調(diào)壓器出口為低壓時，啟動壓力應(yīng)使與低壓管道直接相連的燃氣用具處于安全工作壓力以內(nèi)。b當(dāng)調(diào)壓器出口壓力小于0.08MPa時，啟動壓力不應(yīng)超過出口工作壓力上限的50%；c當(dāng)調(diào)壓器出口壓力等于或大于0.08MPa，但不大于0.4MPa時，啟動壓力不應(yīng)超過出口工作壓力上限0.4MPa

23、；d當(dāng)調(diào)壓器出口壓力大于0.4MPa時，啟動壓力不應(yīng)超過出口工作壓力上限的10%。7) 放散管管口應(yīng)高出調(diào)壓站屋檐1.0m以上。 調(diào)壓柜的安全放散管管口距地面的高度不應(yīng)小于4m；設(shè)置在建筑物墻上的調(diào)壓箱的安全放散管管口應(yīng)高出該建筑物屋檐1.0m。地下調(diào)壓站和地下調(diào)壓箱的安全放散管管口也應(yīng)按地上調(diào)壓柜安全放散管管口的規(guī)定設(shè)置。注：清洗管道吹掃用的放散管、指揮器的放散管與安全水封放散管屬于同一工作壓力時，允許將它們連接在同一放散管上。 燃氣表的選用 1. 對于只安裝有雙眼灶的燃氣用戶，使用人工煤氣，天然氣的宜選用額定流量2 m3/h的燃氣表； 2. 對于同時裝有雙眼灶和快速熱水器的用戶，使用天然氣宜選用額定流量2 -4m3/h的燃氣表； 3. 對于公共建筑用戶選用燃氣表的額定流量應(yīng)大于最小時用量。 由于本設(shè)計燃氣雙眼灶和快速熱水器燃氣用戶，氣源為純