本科毕业设计（论文）--某小区燃气管道设计.doc

本科毕业设计（论文）某小区燃气管道设计学生姓名： 高 莉 专 业： 油气储运工程 学 号： 110744204 指导教师： 胡艳娇 所属学院: 机场学院 二一五年六月中国民航大学本科毕业设计（论文）某小区燃气管道设计Design of Gas Pipeline in a District学生姓名：高莉专 业：油气储运工程学 号：110744204指导教师：胡艳娇学 院：机场学院2015年6月中国民航大学本科毕业设计（论文）创见性声明本人声明：所呈交的毕业论文是本人在指导教师的指导下进行的工作和取得的成果，论文中所引用的他人已经发表或撰写过的研究成果，均加以特别标注并在此表示致谢。与我一同工作的同志对本论文所做的任何贡献也已在论文中作了明确的说明并表示谢意。毕业论文作者签名： 签字日期： 年 月 日本科毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解中国民航大学有关保留、使用毕业设计（论文）的规定。特授权中国民航大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）的复印件和磁盘。（保密的毕业论文在解密后适用本授权说明）毕业论文作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 摘 要为了给天津市某小区（共27栋楼，共计828户）居民进行正常、安全的供气，需要对某小区燃气管道进行设计即根据小区的规模以及实际用气情况对小区燃气管道进行合理设计。气源是大港油田的天然气，据天然气的组分比例及各组分的物理参数对天然气的物性进行计算，得到天然气的密度和粘度以便后面的水力计算。确定用户燃具的配置，供气对象的户数。对设计中所用国标、规范进行掌握理解后依据住户的户型情况进行室内平面图、系统图以及小区布管图的绘制。选择合适的管材和调压设施后，对燃气管道的室内及庭院部分分别进行水力计算。室内部分的水力计算要分段标号、计算，根据压力要求选择合适的管径。庭院部分的计算在调压设备确定的基础上严格按照压力的范围从调压站到用户进行计算，选择合适的管径，然后对节点压力进行校核，确定支线的管径。关键词：燃气管道设计；室内平面图；系统图；水力计算 Abstract For normal and safe gas supply for the residents of a distract of Tianjin(There are 27 buildings, a total of 828 residents),Need to design a district gas pipeline,That is according to the size of the residential area and the actual gas situation of residential,then reasonable design of district gas pipeline. Gas source for the natural gas in the oil field belong to the Tianjin port. Therefore, according to the proportion of natural gas and the physical parameters of the components, then calculate the physical properties of natural gas. The density and viscosity of natural gas are obtained and advantageous to hydraulic calculation of the rear .Determine the user appliance configuration, the number of the supply object. Understand the situation of households, the design of the national standards, specifications for detailed understanding and then draw the indoor plan, system chart and pipe layout chart. Select the appropriate pipe and pressure facilities, hydraulic calculation for the indoor and the yard of gas pipeline. The hydraulic calculation of indoor part is segmented and calculated, according to the pressure, choose the right diameter. The calculation of the yard is based on the pressure equipment. In strict accordance with the scope of the pressure from the station to the user to calculate, select the appropriate diameter, and then check the pressure of the nodes, determine the diameter of the feeder. Key Words: Gas Pipeline Design; Indoor graphic; System Chart ; Hydraulic CalculationI目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 背景11.2 目的1第2章 设计基础资料22.1 燃气气源及物性计算2 2.1.1 燃气气源2 2.1.2 物性计算22.2 用户配置及类别52.3 供气对象及户型情况5第3章 管网布置73.1 室内管道选材73.2 室内管道平面图7 3.2.1 一般规定7 3.2.2 室内用户燃气支管7 3.2.3 室内燃气立管8 3.2.4 燃气引入管8 3.2.5 套管的设置83.3 室内管道系统图9 3.3.1 燃气表9 3.3.2 室内立管10 3.3.3 钢塑转换113.4 庭院管道管材12 3.4.1 PE管简介12 3.4.2 PE管的型号选择12 3.4.3 PE管规格133.5 庭院管道的布置14 3.5.1 管道埋深14 3.5.2 安全间距143.6 阀门的选择15第4章 调压设备的选取164.1 调压柜164.2 调压柜的安全距离164.3 调压器型号选择174.4 调压器的其他要求18 4.4.1 流量18 4.4.2 阀门19第5章 管道的水力计算205.1 室内管道的水力计算205.2 庭院管道的水力计算27 5.2.1 干线的水力计算27 5.2.2 节点处压力校核33第6章 结论38参考文献39致 谢40附录A:外文翻译资料41附录B:附图49 III中国民航大学本科毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 背景GDP已经不是追求经济增长的唯一指标，由于持续不断大范围的雾霾，环境问题备受关注，在经济增长的同时保护环境成为重中之重。随着人们对环境问题的关注，清洁能源的开发和应用也逐渐广泛。天然气和石油、煤炭一样是非常重要的能源。随着科技的进步，能源的开发，天然气作为后起之星，有“清洁能源”之称，因此得到人们的青睐。天然气作为安全的燃气之一，不含一氧化碳比空气轻，安全性高。将天然气作为能源，可以减少煤炭和石油的使用量并且天然气作为清洁能源能减少二氧化硫、二氧化碳和粉尘等的排放量，减少酸雨的形成，舒缓地球的温室效应，从根本上改善环境质量。正是因为天然气具有绿色环保、经济实惠、安全可靠和改善生活的优点，所以近年来得到广泛应用。天然气是理想的清洁能源，因此在生活（居民用气）、工业等方面得到广泛应用。在居民用气方面，天然气虽比传统的液化石油气的热值低，但价格比液化石油气便宜不少，相比之下，天然气有经济优势。同时天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为经济发展以及改善环境提供动力。1.2 目的小区居民的用气涉及到居民的温饱和生活质量问题，合理的气源选择、调压设备的选取、小区以及室内燃气管道的设计等对居民的正常用气都非常重要，同时能够使设计更加安全、经济。因此，此次设计的目的主要是掌握小区燃气管道设计的流程，理解相关规范要求，从而完成对小区燃气管道的布管，管径、管材选择与压力校核，保证居民用户的安全用气，同时提高自己的能力。 第2章 设计基础资料2.1 燃气气源及物性计算2.1.1 燃气气源 此次设计气源是：大港油田的油田伴生气。天然气组成见表2-1：表2-1 大港油田的天然气物性参数组分组分百分比y（%）单组分密度0，i（Kg/m3）分子量Mi（Kg/kmol)各组分的动力粘度i（10-5Pas)各组分的无因次参数C甲烷81.940.717416.04301.0270164乙烷10.21.355330.07000.8430252丙烷4.842.010228.05400.7350278正丁烷0.872.703058.12400.6690377异丁烷1.062.691258.12400.6760368戊烷0.343.453772.15100.6350383二氧化碳0.411.977144.00981.4020266氮气0.341.250428.01341.6670112说明：此次设计取管道内燃气温度为15。2.1.2 物性计算1密度计算天然气是混合气体，其密度应按混合气体平均密度计算公式如下： （2-1）式中：标准状态下混合气体中各组分的密度（kg/m3）； yi混合气体中各组分的摩尔分数。2粘度计算1）动力粘度混合气体的动力粘度可以近似按下式计算：47中国民航大学本科毕业设计（论文） （2-2）式中：混合气体在0时的动力粘度（Pas）； 混合气体各组分的质量分数； 混合气体各组分在0时的动力粘度（Pas）。其中，以表示混合气体中i组分的质量分数，其换算公式如下： （2-3）式中：Mi混合气体中各组分的分子量（kg/kmol); 混合气体中各组分的摩尔分数。由上述公式具体计算过程如下：混合气体的密度：混合气体的平均分子量：将数值带入式（2-3）中得甲烷的质量分数为：g甲烷=0.6842，同理各组分的质量分数如下：g乙烷=0.1596，g丙烷 =0.0707，g正丁烷=0.0263，g异丁烷=0.0321，g戊烷=0.0128，g二氧化碳=0.0094，g氮气=0.0050。所以，由式（2-2）可知0混合气体的动力粘度为：因为混合气体的动力粘度随温度的变化会有所变化，不容忽略。参考文献1,t时混合气体的动力粘度为： (2-4)式中：t时混合气体的动力粘度（Pas）； T混合气体的热力学温度（K)（此次为288.15K)； C混合气体的无因次实验系数，用混合法求得。各组分的C值见表2-1。混合法求C值： （2-5）式中：混合气体的无因次实验系数；各组分的无因次实验系数。此次设计中根据表2-1中的数据由式（2-5）得：将C值带入式（2-4）得15时混合气体的动力粘度为：2）运动粘度混合气体的运动粘度： （2-6）式中：混合气体的运动粘度（）； 混合气体的动力粘度（Pas）。所以15时天然气的运动粘度为：经过上述计算，大港油田天然气的密度为0.8995，运动粘度为10.9169.2.2 用户配置及类别 用户配置：此次设计中为每户居民设置一台家用双眼灶和一台快速热水器。据GB50028-2006表10.2.2规定民用燃具的额定压力是2kPa。表 2-2 民用低压设备燃烧器的额定压力（表压kPa）燃烧器燃气人工煤气天然气液化石油气矿井气天然气、油田伴生气民用燃具1.01.02.02.8或5.0每户用户设置燃气双眼灶及燃气热水器各一台，总额定用气量为2.35N m3/h，其中双眼灶的额定用气量为0.7 N m3/h，热水器的额定用气量为1.65 N m3/h。用户类别：参考张廷元编制的城镇燃气输配及应用过程施工图设计技术措施中表7.4.3，每户居民设置一台家用双眼灶和一台家用快速热水器属于一类居民用户。2.3 供气对象及户型情况1.供气对象：某小区共27栋楼828户居民。2.户型情况：1-23#楼为6层，24-27#为16层。具体情况见表2-3。 楼号1-2#3-6#7-10#11-12#13-17#18-23#24-27#层数66666616单元数3323212户数36362436361248共计828户表2-3 户型分布3.楼层高度：此次设计中楼层高度是2.9米。中国民航大学本科毕业设计（论文）第3章 管网布置3.1 室内管道选材室内燃气管道宜选用钢管，也可选用不锈钢管、铝塑复合管等2。因此，根据国标推荐，此次设计室内的燃气管道选用钢管。管材：选用Q235B普通碳素钢热镀锌钢管3，其质量符合GB/T3091-2008低压流体用焊接钢管的有关规定。1.管材壁厚：因用户为低压用户，所以选用普通管，钢管的壁厚与公称口径的关系4见表3-1。2.连接方式室内低压燃气管道采用螺纹连接2。3.钢管尺寸：室内管道仅供一户居民用气，所以管径较小，并根据设计院的室内管道常用尺寸为15、20、25、32、40（mm），现将钢管的公称口径与钢管的外径、壁厚对照表4总结见表3-1：公称口径外径壁厚（普通管）公称口径外径壁厚（普通管）1521.32.83242.43.52026.92.84048.33.52533.73.25060.33.8表3-1 钢管的工程口径与钢管的外径、壁厚对照表 单位为毫米（mm）说明：表中的公称口径系列近似内径的名义尺寸，不表示外径减去两个壁厚所得内径。3.2 室内管道平面图3.2.1 一般规定1.在设计过程中将燃气管道设置在厨房中。2.由于高层建筑的楼梯间不应该敷设可燃气体管道3。所以23-27#楼在设计时避开在楼梯间铺设天然气管道。3.此次设计的天然气是干气，所以不存在燃气管道的坡度问题。3.2.2 室内用户燃气支管根据相关规定对室内用户燃气支管设计如下:1. 用户的燃气支管明设在厨房中。2. 此次设计，因考虑到用户可能不用燃气热水器的实际情况，只将管道敷设在厨房内，在厨房内给燃气热水器预留接口，并未向卫生间引入。3. 高位表燃气支管的安装高度宜比地面高2.2-2.4m左右，若采取高位安装此次取2.2m；低位表燃气支管的安装高度宜比地面高0.6m左右，若采取低位安装，此次取0.65m3。3.2.3 室内燃气立管燃气引入管引至一楼住户后，便在墙的角落里向上输送燃气。对室内燃气立管设计如下：1.将室内燃气立管设在厨房内，且设置在厨房靠近实体墙的角落里，距离墙有0.1m左右的距离。2.此次设计，按照要求在燃气立管的两端均设有丝堵。3.2.4 燃气引入管1.引入位置根据用户的户型情况将燃气引入管从阳台或者厨房引入。2.敷设高度(1)燃气引入管沿外墙从建筑物 0.00以上的位置穿墙引入3。此次设计都是立管在户外出土并进户。(2)多层建筑的引入管采用矮立管进户3。一次登高后沿外墙接出0.5m长的水平短管，然后直接沿外墙接入室内。3.其他要求(1)最小公称直径在输送天然气时燃气引入管的最小公称直径不得小于20mm2。所以，在设计过程中严格控制引入管的最小公称直径为20mm。(2)阀门位置为方便燃气的控制和管道的检修， 燃气引入管阀门设在建筑物内。 3.2.5 套管的设置燃气管道在进入用户时不免要穿过墙体，在穿墙过程中或者管道在服役过程中，可能会造成损坏，影响管道的使用寿命。套管起到对燃气管道的保护作用，因此在燃气管道穿墙过程中要采取钢套管对燃气引入管进行保护。对钢套管的设计如下：1.燃气管道穿过墙体时加钢套管对管道加以保护，并且套管内不设有接头。2.燃气管道穿过建筑物室内地平以上墙体时，使套管两端与墙体两侧面平齐3。但是用CAD绘图过程中为方便看出加了套管，套管稍微在墙体两侧露出。3.套管规格见表3-2。表3-2 套管规格序号室内管道的公称直径套管规格1DN15DN322DN20DN403DN25DN504DN32DN655DN40DN65在以下水力计算完成后，对套管规格进行选择，具体规格见下述。3.3 室内管道系统图3.3.1 燃气表1.相关设计燃气表是用于计量燃气用量的，在城镇燃气系统中的住宅用户用气计量方面起到非常重要的作用，不容替代。对燃气表进行如下设计：(1)每户单独设置一个燃气表，以方便每户用气的计量。(2)为了燃气表的正常工作且以防安全事故的发生，将燃气表安装在厨房，远离卧室、起居室。(3)为了高层建筑的安全，将燃气表和多层建筑一样安装在厨房内。(4)燃气表的安装位置分高位安装和低位安装3两种，两种安装方法没有明确的要求，什么情况下使用哪种安装方法，因此在设计过程中按照户型的需要，适当选择燃气表的高位安装和低位安装。燃气表的安装高度见表3-3。表3-3 燃气表的安装高度参照表安装高度燃气表底部距离地面的距离燃气支管的安装高度高位安装不宜小于1.4m宜比地面高2.2-2.4m低位安装不得小于0.1m宜比本层地面高0.6m 因此，在设计过程中，高位安装时燃气表底部距地面的距离取为1.4m，燃气支管安装高度为2.2m；低位安装时燃气表底部距地面的距离取为0.1m，燃气支管的安装高度为0.65m。2.燃气表的表示方法用户燃气表在系统图中的表示如下：图3-1 燃气表示意图3.用户支管的系统图根据上述的高位安装和低位安装的距离要求结合用户的户型对用户支管的系统图进行绘制。下面分别以高位安装和低位安装各举一例，画出系统图如下，其他见附录B：（a）低位安装系统图 （b）高位安装系统图图3-2 用户支管的系统图3.3.2 室内立管燃气引入管在引入一楼住户后，二层及以上的立管便在室内明设于墙的角落里，这样不占用太多空间，既美观又安全。所以每户居民的室内引入管便从室内立管上引出。立管明设于墙角，总会存在一定的安全风险，因此为了安全起见在一层住户进户之前在立管上要安装阀门，同时每隔六层便在室内立管上设置一个阀门（对于高层），以便控制用气的安全，同时便于检修。1.顶层住户系统图的顶端应将立管与室内支管的系统图（参考图3-2）连接在一起。2.埋地部分地下管道的埋设深度2见表3-4。居民小区是居民的生活场所，在居民小区里的地下燃气管道上方会有机动车和行人到达，并且机动车活动频繁，因此为了管道的安全和使用寿命，将埋地部分管道埋深为1.0m，既能符合国标要求又能保证安全输气。表3-4 地下燃气管道埋设的最小覆土厚度埋设位置埋设深度不得小于（m）埋设在机动车道下0.9埋设在非机动车道（含人行道）下0.6埋设在机动车不可能到达的地方0.3 下面将以1#楼的1号燃气引入口对应的室内管道为例画出具体完整的系统图，如图3-3，其他的室内系统图见附录B：图3-3 室内系统图3.3.3 钢塑转换 由3.1可知，室内的管材是钢管，而室外的管材是PE管（具体为什么选择PE管见下述），因此在两种管材的连接处要加以钢塑转换接头（聚乙烯管道与钢管连接的专用管件）进行钢塑转换，以便使两种管材能够很好的连接。在系统图中的表示方法如图3-4：图3-4 钢塑转换接头的表示方法3.4 庭院管道管材3.4.1 PE管简介1.选用原则PE管是由聚乙烯混配料制成的管材，主要用于直径小于200mm，压力小于0.4Mpa的城市燃气输配系统。根据GB15558.1-2003以及CJJ63-2008可知，室外埋地低压管道多选用PE管，室内的低压管道可选用低压流体输送用钢管。因此，在此次设计中，室内管材选用钢管，室外即庭院管材选用PE管。2.PE管的表示方法 PE管常用的表示方法以公称直径为110mm的管道举例如下：（de110，SDR11）。de的意思是公称直径；SDR的意思是标准尺寸比，公称外径与公称壁厚之比。在以下水力计算中用到的是管道的内径。3.连接方式由于PE管制作材料的特殊，所以其连接方式与钢管也不同，不能采用焊接方式进行连接。具体连接方式见表3-5。表3-5 不同情况聚乙烯管材的连接6适用情况连接方式聚乙烯管材、管件的连接应采用热熔对接连接或电熔连接聚乙烯管道与钢管的连接应采用法兰连接或钢塑转换接头连接DN90mm的聚乙烯管道宜采用电容连接 如表3-5，在设计过程中，PE管与PE管件之间采用电熔连接；PE管与钢管之间采用钢塑转换接头进行连接。3.4.2 PE管的型号选择PE管根据文献5按不同标准的分类见表3-6。表3-6 PE管分类按MRS分PE80PE100MRS(MPa)8.010.0按SDR分SDR11SDR17.6SDR11SDR17.6PE100与PE80相比具有更优良的耐压性能并且更加经济1，因此此次设计选用PE100的管材。 由表3-6可知PE管按SDR可分为两类，每种都有各自的适用情况，具体见表3-7。在使用聚乙烯管的过程中，为了能够安全高效的输送天然气以供用户的正常生活需要，在选用管材时要考虑到管道的最大允许工作压力，否则会使输气过程存在危险。不同系列、型号的PE管的最大允许工作压力6见表3-8。表3-7 PE管的适用情况管材型号适用情况SDR11宜用于输送人工煤气、天然气、液化石油气（液态）SDR17.6宜用于输送天然气 表3-8 聚乙烯管道的最大允许工作压力 （MPa）燃气种类PE80PE100SDR11SDR17.6SDR11SDR17.6天然气0.500.700.300.40 SDR11系列虽然比SDR17.6系列的PE管适用的介质更多，但是随着能源的使用和发展，天然气将成为居民用户的主流用气，并且SDR17.6系列的PE管对输送天然气更有针对性。在此次设计中，由于为小区用户提供的是天然气，并且是低压输气，能够满足PE管的最大工作压力（0.40MPa）的要求。所以根据表3-7，表3-8选用SDR17.6系列的PE管，更有利于天然气的输送。综上所述，此次设计中选用PE100,SDR17.6系列的PE 管。3.4.3 PE管规格在进行小区布管工作时，要根据小区居民用气量、压降损失等因素选定管道的直径。壁厚是影响管道输送安全、输送量的重要因素。在给用户供气的过程中既要满足用户需求，又要保证输送安全，因此，壁厚因素不容忽视，要严格按照规范以及实际情况进行选择。SDR17.6系列PE管的管径以及壁厚要求见表3-9。 公称外径dn（mm）最小壁厚(mm)公称内径（mm）公称外径dn（mm）最小壁厚(mm)公称内径（mm）322.327.41257.1110.8402.335.41408.0124.0502.944.21609.1141.8633.655.818010.3159.4754.366.420011.4177.2905.279.622512.8199.41106.397.425014.2221.6表3-9 SDR17.6管材的规格及最小壁厚5说明：在以下的水力计算过程选管径的步骤中，所采用的管径规格见上表3-9。3.5 庭院管道的布置小区内的燃气管道负责居民用户的日常生活燃气需要，管道的安全尤为重要。小区内居民的车辆来往频繁，并且人流密集，因此管道的埋深以及管道与建筑物、其他管道的安全距离一定要符合要求，否则平时车辆的来往等因素会造成管道破坏从而存在安全隐患。3.5.1 管道埋深由3.4可知选择了PE100，SDR17.6系列的聚乙烯管道进行庭院管道的铺设，所以PE管道的埋深见表3-10聚乙烯管道的最小覆土厚度6。 埋设位置覆土厚度（m）备注埋设在车行道下不得小于0.9m机动车以正常速度通行的主要道路属车行道。其他道路视为非车行道。埋设在非车行道（含人行道）下不得小于0.6m埋设在机动车不可能到达的地方不得小于0.5m对于聚乙烯管道，一般不宜小于0.5m。表3-10 聚乙烯管道的最小覆土厚度 居民小区内楼前区域也会有车辆（机动车）通过，为了保证管道不受破坏，此次设计的最小覆土厚度为1.0m，这样既能保证管道的安全运行，又不至于因为管沟太深而造成的成本加大以及施工困难等问题。3.5.2 安全间距为保证建筑物的安全，在小区内铺设燃气管道时，要保证燃气管道和建筑物以及其他管道、设施等的距离。燃气管道与其他建筑物等的距离2见表3-11。表3-11 地下燃气管道与建筑物之间的水平净距（m）项目地下燃气管道压力（低压p0.01MPa）建筑物基础0.7外墙面（出地面处）-由表3-11可知，燃气管道与外墙面的距离没有要求，但经过对已建成小区的实地考察发现，每栋楼沿墙向外有70-80cm的水泥台用来保护建筑物基础，又因所设计小区的进楼门口在阴面，即与厨房在一侧，所以燃气管道会从楼道门口穿过，并且楼道门口有楼梯台阶的限制。综合以上两个因素在设计过程中，取管道中心据建筑物外墙面的距离是1.5m。这样既能满足建筑物的安全需要又能保证管道避开楼梯口通道，便于维修和施工。说明：此次设计旨在让学生掌握如何对小区用户的燃气供应进行设计、计算，并不需要考虑燃气管道与其他管道等的关系，所以在设计中没有考虑燃气管道与其他管道等的水平、垂直距离。并且根据小区的楼栋分布的实际情况，合理的对管道进行调整，使之符合要求。3.6 阀门的选择在阀门的选择过程中，本着安全、经济、可靠、实用的阀门选用原则，合理的对阀门进行选择，这样既能满足工艺需求，又能安全、经济、可靠、实用。参考李莲明、洪鸿主编的天然气开发常用阀门手册中2.1.4，3.2.1以及3.4.6有关介绍对阀门进行选择。旋塞阀作为阀门的一种，主要供开启和关闭管道以及设备介质之用。旋塞阀具有结构简单、开关迅速、流体阻力小等优点，同时，旋塞阀在室内燃具前管道的开闭方面也应用广泛。除此之外，旋塞阀的选用标准还必须考虑到：1.用于快速启闭的场合，天然气作为用户气源，无时无刻不存在安全隐患，因此在事故发生时必须要求快速启闭，以将危害降低到最小。2.主要用于切断和接通介质、分配介质和改变介质流向。3.在实际使用过程中，旋塞阀一个阀门可以适用于多通道结构，可以减少阀门的用量，这样会节省投资。综合以上几点，在用户燃气管道上，选择旋塞阀。中国民航大学本科毕业设计（论文）第4章 调压设备的选取调压设备具有调节来气压力，保证燃气平稳输送、供应的作用。小区供气的调节压力属于区域调压，现在小区的调压多用调压柜，使调压与流量计量结合。所以此处选用调压柜作为小区的调压装置。 4.1 调压柜 在调压柜的选取过程中，要严格遵照国标、规范进行选取、设置。对调压柜进行如下设计，见表4-1。 表4-1 调压柜的设置要求3设置形式采用落地式调压柜，露天设置，设置护栏适用介质所有城镇燃气（天然气属于城镇燃气，所以适用）燃气进口压力小区供气进口压力为中压B（0.01P0.2MPa)，符合不宜大于1.6MPa的要求设置位置1. 单独设置在牢固的基础上，柜底距地平高度为0.3米2. 安装调压柜的位置应能满足调压器安全装置的安全要求 安全距离要求见表4-2 4.2 调压柜的安全距离调压柜能够调节城市输配系统来气供给小区居民用户使用，担负着很重要的任务，因此保证调压柜与建筑物、道路等的安全间距对安全供气尤为重要。调压柜与其他建筑物、构筑物之间的水平净距见表4-2。表 4-2 调压柜与其他建筑物、构筑物之间的水平净距（m）设置形式调压器入口燃气压力级制建筑物外墙面一类居民民用建筑城镇道路调压柜中压A（0.2P50mmF(可省略)因为上述2选用DN150，所以采用法兰连接（F）。4.最大进口压力调压器的最大进口压力分为0.01，0.2，0.4，0.8，1.6，2.5，4.0MPa共七级，使用时要以MPa为单位标出压力值。因为小区气源压力为城市中压B（0.01MPaP0.2MPa），即调压器的最大进口压力为0.2MPa。综上所述，此次选用的调压器型号为：RTZF-150/0.2.即直接作用式、法兰连接、公称尺寸为150mm、最大进口压力为0.2MPa的燃气调压器。5.最大出口压力根据低压燃气管道允许的总压降可知，对输送天然气的管道，调压站的最大出口压力为3150Pa1。同时在输送天然气时，区域调压的额定出口压力为3.0kPa8。因此，此次设计中选定调压器的出口压力为3000Pa。每种调压器都有一定的压力波动范围，所以设定调压器出口压力为3000Pa是合理的。4.4 调压器的其他要求4.4.1 流量现在小区内使用的区域调压柜一般结合压力调节与流量计量两种功能。1.调压器计算流量调压器的计算流量等于1.2倍的调压器所能承担的管网最大小时输送量2： （4-1）式中：调压器所能承担的管网最大小时输送量 (）； 调压器的计算流量 （）。此次设计，共828户居民使用燃气，而每户居民的额定流量为2.35。所以管网的最大小时输送量为：计算流量为：2. 调压器最大流量在计算调压器的最大流量时需要考虑到调压器阀口的通过能力。实际运行中，调压器阀口不宜处于完全开启的状态，以阀口的唯一不超过最大形成的90%为宜，这时调压器的最大流量与计算流量存在如下关系1： （4-2）式中：调压器的计算流量()；调压器的最大流量()。 所以此次设计中调压器的最大流量为：4.4.2 阀门为了保证调压设备以及居民用户的用气安全，阀门是必要的元件。在调压柜的进出口管道上要安装阀门，以保证检修调压柜时的安全。此处要安装紧急切断阀，保证输气安全。因为调压柜外进、出口管道上的阀门据调压柜的距离不宜小于5m2。此处设定调压柜进、出口管道上的阀门据调压柜的距离为6m，以保证安全输气。中国民航大学本科毕业设计（论文）第5章 管道的水力计算5.1 室内管道的水力计算1.管段标号按照系统图给各管段标号，凡是有流量变化或者管径变化的管段都编号。下面以1#楼的1号燃气引入口的系统图为例进行标号，其他标号方法相同。图5-1 系统图标号2.各管段的计算流量因为居民用户使用的燃气的数量和使用的时间长短变化较大，故室内和庭院燃气管道的计算流量按同时工作系数和燃气用具的额定用气量1来确定。 （5-1）式中：庭院及室内燃气管道的计算流量（）； 不同类型用户的同时工作系数，当缺乏资料时，可以取=1；相同燃具同时工作系数； 相同燃具单台额定流量（）； 相同燃具数。以0-1段为例，0-1段只有一台燃气双眼灶工作，额定用气量为0.7，由F居民生活用具的同时工作系数K2查得，1台燃气双眼灶的同时工作系数K0=1.0，Kt=1.0，所以，0-1管段的计算流量为：同理计算其他管段的计算流量。各管段实际长度由系统图读出，如。3. 局部阻力系数、计算长度的计算 （1） 局部阻力系数在计算局部阻力系数过程中应注意弯头和阀门等管件的值与管径有关，具体值见表5-1。名称名称不同直径（mm）的变径管0.35直角弯头1520253240502.22.22.01.81.61.1三通直流1.0旋塞阀4.02.02.02.02.02.0三通分流1.5截止阀11.07.06.06.06.05.0四通直流2.0闸板阀d=50100d=175-300d=300四通分流3.00.50.250.15表5-1 各管件局部阻力系数1（2）计算长度流速： （5-2）式中：管段内燃气的流速（m/s）； d计算段管径（m）； 计算段的燃具的计算流量（）。雷诺数： （5-3） 式中：燃气的运动粘度（）。摩擦阻力系数2的计算：层流状态（Re3500)钢管： （5-6）聚乙烯管：聚乙烯管中燃气的状态大多数为紊流过渡区，只有少数在水力光滑区，极少数在阻力平方区，所以聚乙烯管中摩擦阻力损失计算同钢管1。 式中：燃气管道的摩擦阻力损失（Pa）； 燃气管道的摩阻系数； 燃气管道的计算长度（m）； 燃气管道的计算流量（）； 管道的内径（mm）；燃气的密度（）;燃气的运动粘度（）；管道内壁的当量绝对粗糙度（mm）；雷诺数；燃气的绝对温度（K）；标准状况（273.15K）下的绝对温度（K）。当量长度: （5-7）式中：管道的摩阻系数； 计算管段中局部阻力系数的总和.;计算长度: （5-8） 式中：管段的实际长度（m）。以0-1段为例进行计算：0-1管段的流速:则雷诺数：Re2100，处于层流状态，燃气管道的局部阻力系数按下式计算：各管件局部阻力系数按表 5-1查得。管段0-1段可以产生局部阻力的管件有直角弯头一个，；旋塞阀一个，。所以0-1段的局部阻力系数为：管段0-1局部阻力的当量长度为：实际长度为：，所以管段0-1段的计算长度为：4.单位长度压力降的计算因为小区居民用户供气为低压燃气，所以低压燃气管道的单位长度的摩擦阻力损失2可按下式计算： （ 5-9）式中：燃气管道的摩擦阻力损失（Pa）； 燃气管道的计算长度（