小區(qū)與住宅燃?xì)夤芫W(wǎng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 PAGE36 / NUMPAGES43理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 小區(qū)與住宅燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì) 專 業(yè)： 油氣儲(chǔ)運(yùn)工程 學(xué) 院： 能源與動(dòng)力工程學(xué)院 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 年 月 日目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc26329 摘 要 PAGEREF _Toc26329 I HYPERLINK l _Toc20019 Abstract PAGEREF _Toc

2、20019 II HYPERLINK l _Toc21204 第1章 緒 論 PAGEREF _Toc21204 1 HYPERLINK l _Toc25747 第2章小區(qū)與住宅燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)主要任務(wù) PAGEREF _Toc25747 2 HYPERLINK l _Toc8550 2.1設(shè)計(jì)的基本任務(wù) PAGEREF _Toc8550 2 HYPERLINK l _Toc25063 2.2設(shè)計(jì)的已知條件 PAGEREF _Toc25063 2 HYPERLINK l _Toc5090 2.2.1天然氣的物理性質(zhì) PAGEREF _Toc5090 2 HYPERLINK l _Toc23080

3、2.2.2居民小區(qū)燃?xì)庀到y(tǒng) PAGEREF _Toc23080 2 HYPERLINK l _Toc3747 第3章設(shè)計(jì)計(jì)算部分3 HYPERLINK l _Toc18298 3.1天然氣的物理性質(zhì)計(jì)算3 HYPERLINK l _Toc5519 3.1.1天然氣平均密度計(jì)算3 HYPERLINK l _Toc3895 3.1.2天然氣運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)算3 HYPERLINK l _Toc19827 3.2室燃?xì)夤艿赖乃τ?jì)算5 HYPERLINK l _Toc19536 3.2.1計(jì)算管段計(jì)算流量 PAGEREF _Toc19536 6 HYPERLINK l _Toc12664 3.2.2確定管

4、段的長(zhǎng)度，預(yù)選管徑9 HYPERLINK l _Toc29049 3.2.3確定局部阻力系數(shù) PAGEREF _Toc29049 12 HYPERLINK l _Toc25855 3.2.4確定管段當(dāng)量長(zhǎng)度 PAGEREF _Toc25855 13 HYPERLINK l _Toc10754 3.2.5確定管段計(jì)算長(zhǎng)度 PAGEREF _Toc10754 16 HYPERLINK l _Toc3497 3.2.6確定管段阻力損失 PAGEREF _Toc3497 17 HYPERLINK l _Toc22102 3.2.7確定管段附加壓頭18 HYPERLINK l _Toc15959 3.2

5、.8確定實(shí)際壓力損失19 HYPERLINK l _Toc10601 3.2.9 比較總壓力降與允許計(jì)算壓力降 PAGEREF _Toc10601 20 HYPERLINK l _Toc866 3.2.10 水力計(jì)算圖表 PAGEREF _Toc866 21 HYPERLINK l _Toc22175 3.3 枝狀庭院管道的水力計(jì)算 PAGEREF _Toc22175 22 HYPERLINK l _Toc24924 3.3.1進(jìn)樓管道示意圖（圖2） PAGEREF _Toc24924 22 HYPERLINK l _Toc31736 3.3.2庭院管道布置圖（圖3） PAGEREF _Toc

6、31736 22 HYPERLINK l _Toc25371 3.3.3各個(gè)管段流量的確定 PAGEREF _Toc25371 22 HYPERLINK l _Toc4735 3.3.4進(jìn)樓管道管徑的初步確定 PAGEREF _Toc4735 22 HYPERLINK l _Toc30941 3.3.5進(jìn)樓管道阻力損失的計(jì)算 PAGEREF _Toc30941 22 HYPERLINK l _Toc16207 3.4環(huán)網(wǎng)庭院管道的水力計(jì)算 PAGEREF _Toc16207 23 HYPERLINK l _Toc14789 3.4.1環(huán)網(wǎng)管道管徑的初步計(jì)算 PAGEREF _Toc14789

7、23 HYPERLINK l _Toc29103 3.4.2各管段實(shí)際壓力降的計(jì)算24 HYPERLINK l _Toc25088 3.4.3校核流量26 HYPERLINK l _Toc24334 3.4.4壓力降校核27 HYPERLINK l _Toc31571 第4章管道設(shè)計(jì)設(shè)備選型28 HYPERLINK l _Toc13290 4.1 小區(qū)管道選材28 HYPERLINK l _Toc18663 4.2 閥門(mén)28 HYPERLINK l _Toc13945 4.3 調(diào)壓設(shè)備選擇29 HYPERLINK l _Toc26017 4.3.1 調(diào)壓室選擇29 HYPERLINK l _T

8、oc9348 4.3.2 調(diào)壓室的組成29 HYPERLINK l _Toc9976 4.4 凝水器 PAGEREF _Toc9976 30 HYPERLINK l _Toc13747 4.5 放散管 PAGEREF _Toc13747 30 HYPERLINK l _Toc3311 4.6 護(hù)罩 PAGEREF _Toc3311 31 HYPERLINK l _Toc27615 致 PAGEREF _Toc27615 33 HYPERLINK l _Toc5207 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc5207 34摘 要 設(shè)計(jì)對(duì)象為某小區(qū)燃?xì)庀到y(tǒng)。設(shè)計(jì)的主要任務(wù)為確定室管道的管徑以與室管道的合

9、理布置；在庭院管網(wǎng)中選擇合理的管道管徑，以充分利用庭院管網(wǎng)的計(jì)算壓力降。室管道的設(shè)計(jì)部分。由于室管道的長(zhǎng)度較短，其局部阻力與沿程阻力值在一個(gè)數(shù)量級(jí)上，所以必須逐個(gè)計(jì)算各個(gè)管道的局部阻力損失。以總壓力降與允許的計(jì)算壓力降比較，如不合適，則可改變個(gè)別管段的管徑。 庭院管道的設(shè)計(jì)部分的主要問(wèn)題有兩個(gè)：管網(wǎng)的平差計(jì)算：求每環(huán)的校正流量，使所有封閉環(huán)網(wǎng)的代數(shù)和等于零，或者接近于零，達(dá)到工程允許的圍；經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題：實(shí)際壓力降是否充分利用了計(jì)算壓力降的數(shù)值，在一定程度上說(shuō)明了計(jì)算是否達(dá)到了經(jīng)濟(jì)合理的效果。關(guān)鍵詞：計(jì)算壓力降 實(shí)際壓力降 流量 經(jīng)濟(jì)性AbstractThe Design object is a

10、gas system for a district. The main tasks of the design is to set the diameter and reasonable layout for the indoor pipeline and choose reasonable pipeline diameters in the yard network so as to make full use of thepressure drop calculations of the courtyard network.With respect to the design of the

11、 indoor pipeline, as the length of the indoor pipeline is short, the local resistance and the resistance along the way value are in the same magnitude, so it should calculate each local resistance pipeline loss case-by-case. Then compare the pressure drop with the allowed calculation of the pressure

12、 drop. If it isnt appropriate,the diameter of individual pipe can be changed.The design of courtyard pipeline has two main issues. One is the net adjustment: to get the correction flow of each ring, make the algebraic sum of all the closed loop network be zero or close to zero so as to meet the perm

13、itted extent of the project. And the other is the economic issues:whether the actual pressure drop makes full advantage of the value of the pressure drop calculation can tell whether the design has reached a reasonable economic effect to some extent.Key words: the pressure drop calculations; actual

14、pressure drop; flow;economicefficiency.第1章 緒 論以甲烷為主要成分的天然氣是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料和基本的化工原料。天然氣在自然界賦存于地殼的巖石圈中、煤層中或以水合物形式藏于地層和海洋深處，是資源量比石油還豐富的化石能源。天然氣不是單一的甲烷，常是多組分的，例如CO2、N2以與其他烴類少量組分與其他微量氣體。燃?xì)馐侵缚梢宰鳛槿剂系臍怏w，它通常是以可燃?xì)怏w為主要成分的、多組分的混合氣體。由于早期的人工燃?xì)馐且悦簽樵霞庸どa(chǎn)的，因此，人們習(xí)慣將這類混合氣體燃料統(tǒng)稱為“煤氣”。隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，燃?xì)獾膩?lái)源、生產(chǎn)方式與組分等都有了很大變化，而“煤氣”只是眾多燃?xì)?/p>

15、氣源中的一種，“燃?xì)狻辈啪哂懈鼜V泛的涵義和適用性。天然氣成為城市燃?xì)獾闹鲗?dǎo)氣源將使城市燃?xì)庀到y(tǒng)發(fā)生量和質(zhì)的根本變化。首先，城市天然氣系統(tǒng)在規(guī)模上會(huì)大大超過(guò)以往其他燃?xì)鈿庠吹南到y(tǒng)。對(duì)原有燃?xì)獾某鞘?，城市燃?xì)獾墓饬靠赡芴岣咭粋€(gè)數(shù)量級(jí)；對(duì)新建燃?xì)獾某鞘?，則將用天然氣建立一個(gè)覆蓋整個(gè)城市的完整系統(tǒng)。在總供氣量規(guī)模變大的同時(shí)是用氣用戶類型的變化。城市燃?xì)獠粫?huì)局限于以居民生活用氣為主，而是在居民用氣普與率提高的同時(shí)，拓展在車輛、采暖、制冷、商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的城市燃?xì)鈶?yīng)用圍之外，擴(kuò)展發(fā)電以至作為化工原料的應(yīng)用，即用氣結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成一種廣義的燃?xì)夥峙湎到y(tǒng)。城鎮(zhèn)現(xiàn)代化的標(biāo)志，主要是指城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)

16、施的現(xiàn)代化，燃?xì)庠O(shè)施就是其中不可缺少的一部分。燃?xì)獾钠张c率和耗用量已被看作一個(gè)國(guó)家、一個(gè)地區(qū)或一座城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展水平的重要象征之一。使用燃?xì)饪梢愿纳颇茉唇Y(jié)構(gòu)、減輕大氣污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少固體燃料與廢渣的堆放與運(yùn)輸量；使用燃?xì)饪筛纳凭用裆顥l件，縮短家務(wù)勞動(dòng)時(shí)間；在某些工業(yè)生產(chǎn)中使用燃?xì)?，可以明顯提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量，提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，進(jìn)而取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。由于氣體燃料潔凈度高、燃燒穩(wěn)定且完全、火焰容易控制，因此，在使用過(guò)程中有電、熱和其他燃料無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。總之，發(fā)展燃?xì)?，可以明顯地取得節(jié)能效益、環(huán)保效益和服務(wù)效益。但是，我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，還有許多問(wèn)

17、題需要解決。比如我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)獾臍饣试诎l(fā)達(dá)地區(qū)比較高，不發(fā)達(dá)地區(qū)比較低；許多地方的燃?xì)夤艿琅c設(shè)施才剛剛開(kāi)始建設(shè)；天然氣等優(yōu)質(zhì)燃料與清潔能源在整個(gè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比例還很低。長(zhǎng)期以來(lái)，由于燃?xì)鈿庠垂?yīng)的不足，也影響了燃?xì)鈶?yīng)用技術(shù)的發(fā)展：民用小型快速燃?xì)鉄崴魇窃?0世紀(jì)80年代才開(kāi)始較普遍地在城市居民中使用；商業(yè)用戶燃?xì)獾膽?yīng)用也基本限于炊事。本設(shè)計(jì)即是在此背景下，對(duì)我國(guó)城市的重要組成單元居民小區(qū)進(jìn)行了燃?xì)庀到y(tǒng)的設(shè)計(jì)。 第2章小區(qū)與住宅燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)主要任務(wù)2.1設(shè)計(jì)的基本任務(wù)管線綜合設(shè)計(jì)是小區(qū)工程規(guī)劃的一項(xiàng)容,是銜接城市基礎(chǔ)設(shè)施與小區(qū)配套工程的重要途徑。它的基本任務(wù)是確定小區(qū)規(guī)劃圍各室燃?xì)夤芫€的

18、計(jì)算流量、管徑、計(jì)算長(zhǎng)度、壓力降后，綜合考慮設(shè)計(jì)為環(huán)網(wǎng)的居民小區(qū)燃?xì)夤艿溃ㄟ^(guò)計(jì)算流量、管徑、壓力降等的計(jì)算，設(shè)計(jì)出較為合理的居民小區(qū)燃?xì)庀到y(tǒng)。2.2設(shè)計(jì)的已知條件2.2.1天然氣的物理性質(zhì)本設(shè)計(jì)中所涉與的天然氣物理性質(zhì)詳見(jiàn)表2-1。表2-1某些氣體的基本性質(zhì)273.15K、101325Pa氣體組成摩爾成分yi(%)分子量Mi密度(kg/Nm3)動(dòng)力粘度 (Pas)95.35160.717410.3931.848301.35538.6001.559442.01027.5020.016582.70306.8350.017582.70306.8350.604441.977114.0230.6042

19、81.250416.6712.2.2居民小區(qū)燃?xì)庀到y(tǒng)做五層住宅樓的室燃?xì)夤艿赖乃τ?jì)算，層高2.9m。燃?xì)夤艿赖牟贾靡?jiàn)3.2.1，每家用戶裝雙眼灶和熱水器各一臺(tái)，額定用氣量為5.6Nm3/h，其中雙眼灶1.4 Nm3/h，熱水器4.2 Nm3/h。庭院燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)為環(huán)網(wǎng)，管道布局見(jiàn)3.3.1。計(jì)算壓力降的數(shù)值見(jiàn)表3-8。第3章設(shè)計(jì)計(jì)算部分居民小區(qū)燃?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)的計(jì)算部分主要有三個(gè)方面：一是天然氣物理性質(zhì)的計(jì)算，二是室燃?xì)夤艿浪τ?jì)算，三是庭院燃?xì)夤艿浪τ?jì)算。此部分是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心部分，需要在已計(jì)算得出的天然氣的部分物理性質(zhì)條件下，設(shè)計(jì)室燃?xì)夤艿篮屯ピ喝細(xì)夤艿赖拈L(zhǎng)度和管徑，并以壓力降作為校核標(biāo)準(zhǔn)

20、，適當(dāng)調(diào)整管徑，最終得到較為合理的居民小區(qū)燃?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果。3.1天然氣的物理性質(zhì)計(jì)算3.1.1天然氣平均密度計(jì)算天然氣的平均密度可根據(jù)單一氣體密度與容積成分按下式計(jì)算：(3-1)式中1、2n標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下各單一氣體密度，kg/Nm3。按(3-1)式可求得天然氣的平均密度為：eq f(1,100)(95.350.71741.8481.35531.5592.01020.0332.70300.6041.97710.6041.2504)0.7608kg/m33.1.2天然氣運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)算天然氣的動(dòng)力粘度可以近似地按下式計(jì)算：(3-2)式中天然氣在0時(shí)的動(dòng)力粘度，Pas；各組分的質(zhì)量成分，%；相應(yīng)各部分在0

21、時(shí)的動(dòng)力粘度，Pas。天然氣的運(yùn)動(dòng)粘度為：(3-3)式中天然氣的運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s；相應(yīng)的動(dòng)力粘度，Pas；天然氣的密度，kg/m3。一、將容積成分換算為質(zhì)量成分若以yi和Mi分別表示天然氣中i組分的容積成分和分子量，gi表示天然氣中i組分的質(zhì)量成分，則換算公式為：(3-4)由表2-1查得各組分的分子量，根據(jù)已知的各組分的容積成分，通過(guò)計(jì)算得到：95.35161.848301.559440.033580.604440.604281697.454按換算公式，各組分的質(zhì)量成分為：二、天然氣的動(dòng)力粘度由表2-1查得各組分的動(dòng)力粘度并代入計(jì)算式(3-4)，天然氣的動(dòng)力粘度為三、天然氣的運(yùn)動(dòng)粘度3.2室

22、燃?xì)夤艿赖乃τ?jì)算水力計(jì)算是燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算的重要組成部分。它以燃?xì)庠O(shè)計(jì)流量為基礎(chǔ)，在燃?xì)庠O(shè)備和管路的布置形式確定后進(jìn)行的。設(shè)計(jì)中所用的室燃?xì)夤艿榔矫鎴D詳見(jiàn)圖3-1。(a)(b)圖3-1室燃?xì)夤艿榔矫鎴D在進(jìn)行室燃?xì)夤艿浪τ?jì)算時(shí)，需將各管段按順序編號(hào)，凡是管徑變化處或流量變化處均應(yīng)編號(hào)。詳見(jiàn)室燃?xì)夤艿老到y(tǒng)圖1。3.2.1計(jì)算管段計(jì)算流量在設(shè)計(jì)室燃?xì)夤艿罆r(shí)，需要用到燃?xì)獾挠?jì)算流量。計(jì)算流量的大小，直接關(guān)系到燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。計(jì)算流量偏大，輸配系統(tǒng)的金屬耗量和基建投資都會(huì)增加；計(jì)算流量偏小，又會(huì)影響用戶的正常、可靠用氣，因而應(yīng)合理確定燃?xì)獾挠?jì)算流量。燃?xì)獾挠?jì)算流量應(yīng)按燃?xì)庥?jì)算月的高峰日

23、小時(shí)最大用氣量確定，室燃?xì)夤艿啦捎猛瑫r(shí)工作系數(shù)法。一、計(jì)算各管段的額定流量計(jì)算過(guò)程：0-1管段：該管段只供應(yīng)一臺(tái)雙眼灶，故其額定流量為1.4Nm3/h；1-2管段：該管段供應(yīng)一臺(tái)雙眼灶和一臺(tái)熱水器，故其額定流量為5.6Nm3/h；2-3管段：該管段供應(yīng)一戶用氣，故額定流量為5.6Nm3/h；3-4管段：該管段供應(yīng)一戶用氣，故額定流量為5.6Nm3/h；4-5管段：該管段供應(yīng)兩戶用氣，故額定流量為5.62=11.2Nm3/h；5-6管段：該管段供應(yīng)三戶用氣，故額定流量為5.63=16.8Nm3/h；6-7管段：該管段供應(yīng)五戶用氣，故額定流量為5.65=28.0Nm3/h；7-8管段：該管段供應(yīng)八

24、戶用氣，故額定流量為5.68=44.8Nm3/h；8-9管段：該管段供應(yīng)九戶用氣，故額定流量為5.69=50.4Nm3/h；9-10管段：該管段供應(yīng)十戶用氣，故額定流量為5.610=56Nm3/h；15-14管段：該管段只供應(yīng)一臺(tái)雙眼灶，故其額定流量為1.4Nm3/h；14-13管段：該管段供應(yīng)一臺(tái)雙眼灶和一臺(tái)熱水器，故其額定流量為5.6Nm3/h；13-12管段：該管段供應(yīng)一戶用氣，故額定流量為5.6Nm3/h；12-11管段：該管段供應(yīng)一戶用氣，故額定流量為5.6Nm3/h；11-6管段：該管段供應(yīng)兩戶用氣，故額定流量為5.62=11.2Nm3/h。二、確定同時(shí)工作系數(shù)同時(shí)工作系數(shù)反映燃?xì)?/p>

25、用具集中使用的程度，它與用戶的生活規(guī)律、燃?xì)庥镁叩姆N類、數(shù)量等因素有關(guān)。根據(jù)各管段的用具數(shù)與表3-1，可查得同時(shí)工作系數(shù)值，詳見(jiàn)表3-2。表3-1居民生活用雙眼灶和熱水器同時(shí)工作系數(shù)K設(shè)備類型戶數(shù)12345一個(gè)雙眼灶和一個(gè)熱水器0.80.550.470.420.39設(shè)備類型戶數(shù)678910一個(gè)雙眼灶和一個(gè)熱水器0.360.330.310.290.27三、計(jì)算各管段的計(jì)算流量計(jì)算公式為：(3-5)式中Q燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量，Nm3/hK燃具的同時(shí)工作系數(shù)，居民生活用燃具可按表3-1確定；N同一類型燃具的數(shù)目；Qn同一類型燃具的額定流量，Nm3/h。 計(jì)算過(guò)程：0-1管段：Q1.41.01.4Nm3

26、/h；1-2管段：Q5.60.84.48Nm3/h；2-3管段：Q5.60.84.48Nm3/h；3-4管段：Q5.60.84.48Nm3/h；4-5管段：Q11.20.556.16Nm3/h；5-6管段：Q16.80.477.90Nm3/h；6-7管段：Q28.00.3910.92Nm3/h；7-8管段：Q44.80.3113.89Nm3/h；8-9管段：Q50.40.2914.62Nm3/h；9-10管段：Q56.00.2715.12Nm3/h；15-14管段：Q1.41.01.4Nm3/h；14-13管段：Q5.60.84.48Nm3/h；13-12管段：Q5.60.84.48Nm3/h

27、；12-11管段：Q5.60.84.48Nm3/h；11-6管段：Q11.20.556.16Nm3/h；綜合以上計(jì)算，可得各管段計(jì)算流量計(jì)算表3-2：表3-2計(jì)算流量計(jì)算表管段號(hào)額定流量 (Nm3/h)同時(shí)工作系數(shù)計(jì)算流量 (Nm3/h)0-11.41.01.41-25.60.84.482-35.60.84.483-45.60.84.484-511.20.556.165-616.80.477.906-728.00.3910.927-844.80.3113.898-950.40.2914.629-1056.00.2715.1215-141.41.01.414-135.60.84.4813-125

28、.60.84.4812-115.60.84.4811-611.20.556.163.2.2確定管段的長(zhǎng)度，預(yù)選管徑室燃?xì)夤艿罏榈蛪汗艿溃鞴芏蔚拈L(zhǎng)度可由圖3-2室管道系統(tǒng)圖得出，根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速管徑的預(yù)選結(jié)果詳見(jiàn)表3-4。表3-3管徑規(guī)格外徑壁厚徑203142531932326403.732.6504.640.8635.851.4756.861.4908.273.6110109012511.4102.2表3-4管徑的確定管段號(hào)管段長(zhǎng)度L1 (m)管徑d (mm)0-11.2151-20.9252-30.8253-42.9324-52.9325-62.3326-74.4327-80.6328-92.

29、1329-1011.04015-141.21514-130.92513-120.82512-112.93211-60.6323.2.3確定局部阻力系數(shù)燃?xì)庠诠艿乐辛鲃?dòng)除產(chǎn)生沿程摩擦阻力損失外，在彎頭、閥門(mén)與三通等處產(chǎn)生局部阻力損失。室燃?xì)夤艿乐芯植孔枇p失占有較大比例，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)逐個(gè)計(jì)算。燃?xì)夤芫W(wǎng)中一些常用管件的局部阻力系數(shù)見(jiàn)表3-5。表3-5局部阻力系數(shù)值局部阻力名稱局部阻力名稱不同管徑(mm)的值152025324050管徑相差一級(jí)的驟縮變徑管三通直流三通分流四通直流四通分流煨制的90彎頭0.35eq oac(,1)1.0eq oac(,2)1.5eq oac(,2)2.0eq oac

30、(,2)3.0eq oac(,2)0.390直角彎頭2.22.121.81.61.1旋塞422222截止閥1176665閘板閥d50100d175200d3000.50.250.15eq oac(,1)對(duì)于管徑較小的管段。eq oac(,2)對(duì)于燃?xì)饬髁枯^小的管段。各管段的局部阻力系數(shù)的計(jì)算過(guò)程如下：0-1管段：90直角彎頭12.22.2；三通分流1.5；旋塞4；則7.7。1-2管段：90直角彎頭32.06.0；則6.0。2-3管段：90直角彎頭22.04.0；旋塞2；則=6.0。3-4管段：三通直流1.0；則1.0。4-5管段：三通直流1.0；則1.0。5-6管段：三通分流1.5；則1.5。

31、6-7管段：90直角彎頭41.87.2；三通分流1.5；則8.7。7-8管段：三通直流1.0；則1.0。8-9管段：三通分流1.5；則1.5。9-10管段：90直角彎頭51.68.0；旋塞2；則10.0。15-14管段：同0-1管段：7.7。14-13管段：同1-2管段：6.0。13-12管段：同2-3管段：6.0。12-11管段：同3-4管段：1.0。11-6管段：三通分流1.5；則1.5。3.2.4確定管段當(dāng)量長(zhǎng)度局部阻力損失的計(jì)算可采用當(dāng)量長(zhǎng)度法。管段的當(dāng)量長(zhǎng)度L2 可按下式確定：(3-6)式中L2管段的當(dāng)量長(zhǎng)度，m；計(jì)算管段中局部阻力系數(shù)之和；摩阻系數(shù)。計(jì)算過(guò)程：0-1管段：2100R

32、e3500燃?xì)馓幱谂R界狀態(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度1-2管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：2-3管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：3-4管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：4-5管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：5-6管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：6-7管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：7-8管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：8-9管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：9-10管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：15-14管段：2100Re350

33、0燃?xì)馓幱谂R界狀態(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度14-13管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：13-12管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：12-11管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：11-6管段：Re3500燃?xì)馓幱谖闪鳡顟B(tài)摩阻系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度：3.2.5確定管段計(jì)算長(zhǎng)度管段的計(jì)算長(zhǎng)度L的計(jì)算公式為：(3-7)式中L管段的計(jì)算長(zhǎng)度，m；L1管段的實(shí)際長(zhǎng)度，m；L2當(dāng)1時(shí)管段的當(dāng)量長(zhǎng)度，m。計(jì)算過(guò)程：0-1管段：；1-2管段：；2-3管段：；3-4管段：4-5管段：5-6管段：6-7管段：7-8管段：8-9管段：9-10管段：15-14管段：14-13管段：13

34、-12管段：12-11管段：11-6管段：3.2.6確定管段阻力損失在室燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)過(guò)程中，可依據(jù)不同種類燃?xì)庠诓煌闆r下的管道水力計(jì)算圖表進(jìn)行管道阻力損失的計(jì)算。由于本文中所用的燃?xì)饷芏葹?.7361 kg/Nm3，故在使用水力計(jì)算圖3-3時(shí)，需進(jìn)行修正，即(3-8)得到修正后的管段單位長(zhǎng)度的壓降值后，乘以管段計(jì)算長(zhǎng)度，即得該管段的阻力損失。管段號(hào)單位長(zhǎng)度壓力損失 (Pa/m)(Pa)原始數(shù)據(jù)修正數(shù)據(jù)0-143.0413.411-23.82.8913.292-33.82.8913.293-40.90.682.494-51.91.455.385-63.22.438.706-75.44.112

35、1.337-88.56.479.968-99.16.9223.439-105.23.9689.8915-1443.0413.4114-133.82.8913.2913-123.82.8913.0112-110.90.682.4911-61.91.452.04表3-6阻力損失計(jì)算表3.2.7確定管段附加壓頭管道始末端標(biāo)高差變化大時(shí)，如地形起伏、室管等場(chǎng)合在水力計(jì)算中應(yīng)考慮附加壓頭的影響，其由下式計(jì)算： (3-9)式中附加壓頭，Pa；空氣密度，kg/Nm3；燃?xì)饷芏龋琸g/Nm3；管段始末端標(biāo)高差，m。當(dāng)附加壓頭為正值時(shí)，其為燃?xì)饬鲃?dòng)的動(dòng)力；為負(fù)值時(shí)，其為燃?xì)饬鲃?dòng)的阻力。每米管段的附加壓頭值等于。

36、每米管段的附加壓頭值乘以該管段終端與始端的標(biāo)高差，可得該管段的附加壓頭值。管段號(hào)管段終端始端標(biāo)高差 (m)附加壓頭(Pa)0-1-1.2-6.261-2-2-3-3-4+2.915.144-5+2.915.145-6+2.312.016-7-7-8+0.63.138-9+2.110.969-10+3.417.7515-14-1.2-6.2614-13-13-12-12-11-2.9-15.1411-6-0.6-3.13計(jì)算時(shí)應(yīng)注意其正負(fù)號(hào)。詳見(jiàn)表3-7。表3-7附加壓頭計(jì)算表3.2.8確定實(shí)際壓力損失各管段的實(shí)際壓力損失為，詳細(xì)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3-8：表3-8實(shí)際壓力計(jì)算表管段號(hào)0-11-22-3

37、3-44-5管段實(shí)際壓力損失(Pa)19.6713.2913.01-12.65-9.76管段號(hào)5-66-77-88-99-10管段實(shí)際壓力損失(Pa)-3.3121.336.8313.4772.14管段號(hào)15-1414-1313-1212-1111-6管段實(shí)際壓力損失(Pa)19.413.2913.0117.635.17則管道0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10總壓力降為：；管道15-14-13-12-11-6-7-8-9-10總壓力降為：。3.2.9 比較總壓力降與允許計(jì)算壓力降將室燃?xì)夤艿赖目倝毫蹬c允許的壓力降進(jìn)行比較，從表3-9可以得出，在所設(shè)計(jì)管徑下計(jì)算得出的總壓力降小于35

38、0Pa，符合要求，即所選管徑是合適的。表3-9低壓燃?xì)夤艿涝试S總壓降分配燃?xì)夥N類與灶具額定壓力允許總壓降(Pa)街區(qū)單層建筑多層建筑庭院室庭院室人工燃?xì)?00 Pa7504002001501002501000 Pa900550200150100250天然氣2000 Pa165010503502502503503.2.10 水力計(jì)算圖表圖3-2 水力計(jì)算圖3.3 枝狀庭院管道的水力計(jì)算3.3.1進(jìn)樓管道示意圖（圖2）3.3.2庭院管道布置圖（圖3）3.3.3各個(gè)管段流量的確定根據(jù)表3-2以與圖2、圖3可知Q=30.24近似的規(guī)定管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)流量等于該節(jié)點(diǎn)所連接的各個(gè)管段的途泄流量之和的一半如圖3：

39、3.3.4進(jìn)樓管道管徑的初步確定根據(jù)流量的初步分配以與單位長(zhǎng)度平均壓力降選擇各個(gè)管段的管徑。一、如圖3進(jìn)氣點(diǎn)至零點(diǎn)的平均距離L1-2-3-4 =400m，L1-2-5-4=400m，L1-6-5-4=400m， 所以L平均=400m。如圖2 進(jìn)樓管道的距離La-d=La-c+ Lc-d=10+30=40m根據(jù)表3-8，由于本例為天然氣的多層庭院管道，可知。由于本題所用燃?xì)釴m3，故在查圖3-3的水力計(jì)算表時(shí)，需進(jìn)行修正，即根據(jù)已只條件=0.75,查圖3-3得：ac段的管徑 cd段的管徑 3.3.5進(jìn)樓管道阻力損失的計(jì)算一、進(jìn)樓管道局部阻力損失的計(jì)算由于a-d管段長(zhǎng)度短所以局部阻力損失與沿程阻力

40、損失相差不大，應(yīng)該逐個(gè)計(jì)算：ac段主要局部阻力名稱：直角彎管（2個(gè)） 閘閥（1個(gè)）ad段主要局部阻力名稱：分流三通（1個(gè)）根據(jù)局部阻力損失的公式： (2-11)式中局部阻力的壓力損失，Pa；計(jì)算管段中局部阻力系數(shù)的總和；W管段中燃?xì)獾牧魉?，m/s；燃?xì)獾拿芏?，kg/m3。二、進(jìn)樓管道沿程阻力損失的計(jì)算總壓力降：3.4環(huán)網(wǎng)庭院管道的水力計(jì)算3.4.1環(huán)網(wǎng)管道管徑的初步計(jì)算例：管段5-4 已知，=0.75，查圖2-3得。其它管段均可由此法查得：表3-10 環(huán)網(wǎng)初選管徑管段號(hào)1-22-33-41-66-55-42-5管徑(mm)1009060957060703.4.2各管段實(shí)際壓力降的計(jì)算小區(qū)的燃?xì)?/p>

41、管道屬于低壓燃?xì)夤艿溃瑢?shí)際壓力降（流態(tài)在紊流狀態(tài)下）應(yīng)用如下公式進(jìn)行計(jì)算：(2-12)式中燃?xì)夤艿赖哪Σ磷枇p失，Pa；燃?xì)夤艿赖挠?jì)算長(zhǎng)度，m；燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量，Nm3/h；管段表面的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度，mm；鋼管一般取0.10.2mm，此處取0.1mm；管道徑，mm；燃?xì)膺\(yùn)動(dòng)粘度，m/s；T燃?xì)饨^對(duì)溫度，此處取283K；T0273K。1-2管段： ，3500 處于紊流狀態(tài)，所以：2-3管段：，3500 處于紊流狀態(tài)，所以：3-4管段：，3500 處于紊流狀態(tài)，所以：因?yàn)楣芏?-4與管段3-4管徑和流量都一樣固值也一樣，為0.53。2-5管段：，3500 處于紊流狀態(tài)，所以：=0.50Pa/m因

42、為管段2-5與管段6-5管徑和流量都一樣固值也一樣，為0.50。1-6管段：，3500 處于紊流狀態(tài)，所以：=0.54Pa/m表3-11 環(huán)網(wǎng)水力初步計(jì)算管段號(hào)環(huán)號(hào)管段長(zhǎng)度(m)管段流量 (Nm3/h)管徑 (mm)單位壓力降(Pa/m)管段壓力降(Pa)1-2100-68.041000.66-660.971-620052.92950.541082.576-510022.68700.50502.22-5200-22.68700.50-1004.41-810.22-520022.68700.501004.415-410015.12600.53533.53-4200-15.12600.53-106

43、7.012-3100-45.36900.52-521.15516.13.4.3校核流量所有封閉環(huán)網(wǎng)壓力降的代數(shù)和等于或者接近于零，達(dá)到工程允許的誤差圍。首先必須計(jì)算各個(gè)管網(wǎng)的閉合差（已在表3-11中計(jì)算得出）以與閉合差精度：環(huán)的閉合差精度：環(huán)的閉合差精度：兩個(gè)環(huán)的閉合差都小于10%，在閉合差精度誤差圍。不需要對(duì)兩個(gè)環(huán)的流量進(jìn)行校核。3.4.4壓力降校核實(shí)際壓力降是否充分利用了計(jì)算壓力降的數(shù)值，在一定程度上說(shuō)明了計(jì)算是否達(dá)到了經(jīng)濟(jì)合理的效果。從供氣點(diǎn)到零點(diǎn)的管線的壓力降值都與計(jì)算壓力降相差不多，基本上已經(jīng)充分利用了計(jì)算壓力降值，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)合理的效果。第4章管道設(shè)計(jì)設(shè)備選型4.1 小區(qū)管道選材城市

44、室外燃?xì)夤艿拦懿模摧敋鈮毫σ?，考慮管壁強(qiáng)度來(lái)選擇。我國(guó)燃?xì)夤艿腊慈細(xì)庠O(shè)計(jì)壓力P(MPa)分為七級(jí)。 表4-1 燃?xì)庠O(shè)計(jì)壓力分級(jí)表名稱壓力(MPa)高壓燃?xì)夤艿繟2.5P4.0B1.6P2.5次高壓燃?xì)夤艿繟0.8P1.6B0.4P0.8中壓燃?xì)夤艿繟0.2P0.4B0.01P0.2低壓燃?xì)夤艿繮0.01用于輸送燃?xì)獾墓艿啦牧嫌袖摗㈣T鐵管、塑料管和復(fù)合管等，一般應(yīng)根據(jù)燃?xì)獾男再|(zhì)、系統(tǒng)壓力、施工要求以與材料供應(yīng)情況等來(lái)選用，并滿足機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕、抗震與氣密性等各項(xiàng)基本要求。其中鋼管具有強(qiáng)度高、韌性好、抗沖擊性和嚴(yán)密性好，焊接加工方便等優(yōu)點(diǎn)，但耐腐蝕性能較差，使用壽命約為30年；鑄鐵管塑性好，

45、鉆孔、切割方便，耐腐蝕，使用壽命可達(dá)60年左右；塑料管是近年來(lái)發(fā)展快、用途廣的一種管材，具有耐腐蝕、質(zhì)輕、流體流動(dòng)阻力小、使用壽命長(zhǎng)、施工簡(jiǎn)便、可盤(pán)卷、抗拉強(qiáng)度大以與官網(wǎng)運(yùn)行管理容易費(fèi)用低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，但其剛性比鋼管低，經(jīng)劇烈碰撞容易斷裂。本設(shè)計(jì)里都選用鋼管。4.2 閥門(mén) 低壓管道僅在調(diào)壓室出口設(shè)置閥門(mén)，其余一般不設(shè)閥門(mén)。本設(shè)計(jì)在調(diào)壓室出口沿管線10m外設(shè)置一閥門(mén)，附帶配置一閥門(mén)井。為保證調(diào)壓室檢修時(shí)的安全，在調(diào)壓室入口外也設(shè)置一閥門(mén)。為用戶用氣安全考慮，本設(shè)計(jì)對(duì)每棟樓的入戶管道也設(shè)置了閥門(mén)。閥門(mén)的作用是切斷燃?xì)獾妮斔?，所以要保證其氣密性，而且當(dāng)發(fā)生突發(fā)事故時(shí)閥門(mén)應(yīng)該能夠迅速的關(guān)閉，使用靈活

46、，閥門(mén)是造成局部阻力較大的原因，選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)所選取管段管徑選擇閥門(mén)。 本設(shè)計(jì)干管所用截至閥為聚四氟乙烯、丁晴膠閥，產(chǎn)品型號(hào)為J41N。再根據(jù)管道的管徑選擇型號(hào)大小的閥門(mén)。4.3 調(diào)壓設(shè)備選擇小區(qū)接入點(diǎn)市政燃?xì)夤芫W(wǎng)的壓力等級(jí)為中壓，設(shè)計(jì)壓力均為0.2MPa，小區(qū)末端壓力0.15MPa，低壓管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力為0.01MPa。即在接入點(diǎn)與小區(qū)管網(wǎng)之間應(yīng)設(shè)置調(diào)壓裝置?？蛇x擇的調(diào)壓裝置為調(diào)壓箱、調(diào)壓柜和調(diào)壓室。本小區(qū)共有六棟居民樓需要供應(yīng)燃?xì)?，若設(shè)置調(diào)壓箱或調(diào)壓柜則需在每棟樓前各懸掛（或安裝在架上）一調(diào)壓箱或調(diào)壓柜，并且由接入點(diǎn)到各調(diào)壓箱（柜）之間為中壓管道，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，本設(shè)計(jì)采用調(diào)壓室調(diào)壓。本設(shè)計(jì)采用

47、用戶調(diào)壓室（通常與中壓管網(wǎng)或低壓管網(wǎng)的管線相連接直接供應(yīng)居民用戶用氣）。4.3.1 調(diào)壓室選擇調(diào)壓室可建成地上或地下調(diào)壓室，為通風(fēng)安全考慮，現(xiàn)在多采用地上調(diào)壓室，但因?yàn)榈厣险{(diào)壓室選址比較困難，調(diào)壓室應(yīng)盡量避開(kāi)城市繁華地段與主要道路、密集的居民樓、重要建筑物與公共運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所，距明火或散發(fā)火花的地點(diǎn)不得小于30m。本設(shè)計(jì)小區(qū)采用地下調(diào)壓室。調(diào)壓室入口燃?xì)鈮毫?jí)制為中壓，根據(jù)燃?xì)夤こ碳夹g(shù)手冊(cè)要求地下獨(dú)立燃?xì)庹{(diào)壓室距建筑物或構(gòu)筑物距離要求為5m，距重要公共建筑物距離為25m，距鐵路或電車距離10m。4.3.2 調(diào)壓室的組成調(diào)壓室在城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中的主要作用是調(diào)節(jié)和穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。并可用于控制輸配系統(tǒng)燃?xì)?/p>

48、流量，并保護(hù)系統(tǒng)以免出口壓力過(guò)低或超低。調(diào)壓室通常由調(diào)壓器、閥門(mén)、過(guò)濾器、安全裝置、旁通管以與測(cè)量?jī)x器等組成。旁通管作用凡不能間斷供氣的調(diào)壓室均應(yīng)設(shè)置旁通管，以保證調(diào)壓器維修時(shí)繼續(xù)供氣。燃?xì)馔ㄟ^(guò)旁通管供給用戶時(shí)，管網(wǎng)的壓力和流量由手動(dòng)調(diào)節(jié)旁通管上的閥門(mén)來(lái)控制。測(cè)量?jī)x器調(diào)壓室的測(cè)量?jī)x器主要是壓力表。有些用戶調(diào)壓室和專用調(diào)壓室往往還安裝流量計(jì)。通常調(diào)壓室入口處安裝指示式壓力計(jì)，調(diào)壓器出口處安裝記錄式壓力計(jì)，可自動(dòng)記錄調(diào)壓器的出口瞬間壓力，以便監(jiān)視調(diào)壓器的工作狀況。調(diào)壓室可分為單通道調(diào)壓室和并聯(lián)通道調(diào)壓室兩種，本設(shè)計(jì)采用單通道調(diào)壓室。單通道調(diào)壓室的工作流程圖絕緣法蘭 2、入口閥門(mén) 3、過(guò)濾器 4、帶

49、安全閥的調(diào)壓器出口閥門(mén) 6、流量計(jì) 7、旁通閥4.4 凝水器用途：1.收集燃?xì)庵械睦淠?、施工過(guò)程進(jìn)入燃?xì)夤艿乐械乃?，以與地下水為高的地區(qū)透過(guò)管道不嚴(yán)密部分滲入低壓燃?xì)夤艿赖乃?.充氣啟動(dòng)或修理時(shí)，用抽水管作為吹洗管、放空管；3.用抽水管做測(cè)壓管。 管道坡向改變時(shí)，凝水缸設(shè)在管道的最低點(diǎn)，兩相鄰凝水器之間距離一般為200500m，管道坡向不變時(shí)，間距一般為500m左右。本設(shè)計(jì)庭院管道最長(zhǎng)管線400m，所以只設(shè)一個(gè)凝水缸。小區(qū)管道的工作壓力屬于低壓，所以選用低壓鋼管凝水缸。4.5 放散管放散管是一種專門(mén)用來(lái)排放管道中的空氣或燃?xì)獾难b置。在管道投入運(yùn)行時(shí)利用放散管排空管空氣，防止在管道形成爆炸性

50、的混合氣體。在管道或設(shè)備檢修時(shí)，可利用放散管排空管道的燃?xì)?。放散管一般也設(shè)在閘井中，在管網(wǎng)中安裝在閥門(mén)的前后，在單向供氣的管道上則安裝在閥門(mén)之前。本設(shè)計(jì)中為單向供氣，則設(shè)置在閥門(mén)井閥門(mén)之前。4.6 護(hù)罩護(hù)罩用于保護(hù)引至地面的凝水缸引來(lái)的凝水排放管。小型護(hù)罩（直徑100mm），適合用于檢查管與低壓凝水缸上。所以本設(shè)計(jì)采用小型護(hù)罩來(lái)保護(hù)凝水排放管。護(hù)罩可用鑄鐵或鋼板制造。結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)三個(gè)多月來(lái)的奮斗，終于到了畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的時(shí)刻。做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)鞏固舊知識(shí)的過(guò)程，同時(shí)也是一個(gè)學(xué)習(xí)新知識(shí)的過(guò)程。通過(guò)本課題的實(shí)際鍛煉，使我初步養(yǎng)成科學(xué)思維模式，培養(yǎng)了我的工程設(shè)計(jì)素質(zhì)，鍛煉了我利用各種途徑進(jìn)行資料查找的能力，提高了我分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高了我全面綜合的素質(zhì)，為今后的繼續(xù)學(xué)習(xí)和工作打下一定的基礎(chǔ)。做畢設(shè)的過(guò)程是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不斷克服問(wèn)題。在這過(guò)程中，不斷鍛煉自己的毅力，提高自己的實(shí)力，到了后期對(duì)管徑進(jìn)行反復(fù)校合時(shí)，出現(xiàn)很多不應(yīng)該出現(xiàn)的問(wèn)題，使我發(fā)現(xiàn)自己的前期的計(jì)算錯(cuò)誤，在解決過(guò)程中鍛煉了堅(jiān)持不懈、不畏困難、知難而進(jìn)的精神，這些都不是光靠讀書(shū)本上的知識(shí)所能學(xué)來(lái)的，它們將是我一生受用的寶貴財(cái)富。致 畢業(yè)論文即將完成，我的學(xué)生生涯也要告一段落了。借此機(jī)會(huì)，我要對(duì)四年來(lái)幫助過(guò)我的人表示深深的感。在