第5章建筑燃气供应

1、第5章 建筑燃气供应 【教学目的】 通过本章的学习，掌握燃气的种类和性质，室内燃气管道安装的有关要求和原则，常用燃气设备及附件的安装。 【教学内容】 本章主要介绍了燃气的种类和性质，输配管道系统；室内燃气的管材，管道的安装；燃气设备及附件的安装。 【教学重点】 掌握室内燃气供应系统的组成，室内燃气管道的安装要求。 【教学难点】 室内燃气管道安装的操作工艺。5.1 建筑燃气供应概述5.1.1 燃气的种类及特点5.1.1.1 燃气的种类 工业生产和日常生活中使用的燃料，按形态的不同可分为气体燃料、液体燃料和固体燃料三类。各种气体燃料通称为燃气。燃气是由可燃成分和不可燃成分组成的混合气体，其可燃成分

2、主要有H2、CO、H2S、CH4和各种Cm Hn可燃成分主要有N2、C02、H20、02等。 燃气的种类很多，按其来源不同可分为天然气、人工燃气、液化石油气和沼气。 (1)天然气 钻井中开采而得的燃气，其的主要成分是CH4，可分为四种： 气井气，是自由喷出地面的燃气，即纯天然气； 石油伴生气，是溶解于石油中并同石油一起开采出来后，再从石油中分离出来的天然气； 气田气，含有石油轻质馏分的凝析气田气； 矿井气，从井下煤层抽出的煤气。 (2)人工燃气 以固体或液体可燃物（煤、重油）为燃料，经过各种热加工制得的燃气，其主要成分包括H2、CH4、CO和N2等。 根据制取的方法不同可分为干馏煤气、气化煤气

3、、油制气和高炉煤气四种。 (3)液化石油气 在开采和炼制石油的过程中，作为副产品而获得的部分烃类化合物。目前国产的液化石油气主要来自炼油厂的催化裂化装置。 液化石油气的主要成分是丙烷、丙烯、丁烯，习惯上又称为C3、C4。这些烃类化合物在常温常压下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易转变为液态。 (4)沼气 各种有机物质（如蛋白质、纤维素、脂肪及淀粉等），在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物的作用下产生的可燃气体，其主要成分是CH4和C02。 发酵的原料是粪便、垃圾、杂草和落叶等有机物质。5.1.1.2 燃气的特点 (1)燃气作为城市能源，与固体或液体燃料相比具有如下优点。 热能利用率高。因为燃

4、气与空气能很好地混合。 燃烧温度高。便于调节，能满足一些特殊工艺过程的要求o I 燃烧时无渣、无灰，不产生对人体有害气体。不仅使得厨房清洁卫生，减少占据厨：房面积，而且有效地改善了城市环境卫生，减轻空气污染。 I I 第5章 建筑燃气供应 |65便于输送。 可通过管道输送，既减轻了城市运煤与除灰的交通负荷，又节省了人力物力。燃气同时亦存在在如下缺点。 易燃易爆。 燃气与空气混合到一定比例时，遇明火就会爆炸。引起爆炸的浓度范围称为爆炸极限。在这种混合物中可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物的含量称为可燃气体的爆炸下极限，而当可燃气体含量一直增加到不能形成爆炸混合物的含量称为爆炸上限。常见可燃气

5、体爆炸极限如表5.1。表5.1 常见可燃气体爆炸极限气体名称爆炸极限（体积百分数）/%气体名称爆炸极限（体积百分数）/%上 限下 限上 限下 限甲 烷1505.3氢75.04.1乙 烷12.53.2一氧化75.012.5丙 烷9.52.4硫化氢45.54.3丁 烷8.51.9炼焦煤气31.05.6戊 烷8.01.4水煤气72.06.2发生炉煤气73.720.7 具有毒性 燃气中的CO、H2S、CO2和其他烃类化合物等是有毒成分。其中CO毒性很大，人体一旦吸入，短时间就会窒息或死亡；H2S气体导致人流泪、呕吐、头痛或窒息；当空气中C02的体积百分数大于5时，会使人窒息，低于该体积百分数时，人会感

6、到不舒适；烃类则对人有麻醉作用，体积百分数高时也会使人窒息。5.1.2 燃气输配系统5.1.2.1 燃气管道的分类 (1)根据用途分类 长距离输送管道。是指从气源（气田或油田）意开始，该管线干管及支管的末端连城市或大型工业管道 城镇燃气管道。包括三部分。a.分配管道。在供气地区将燃气分配给工业企业用户、公共建筑用户和居民用户。分配管道包括街区和庭院的分配管道。 b用户引入管。从分配管道到用户室内管道引入处的总阀门或室外长（短）立管三通之间的管道。 c室内燃气管道。通过用户管道引入口的总阀门将燃气引向室内，并分配到每个燃气用具。 工业企业燃多管道。包括三部分。 a工厂引入管和厂区燃气管道。将燃气

7、从城市燃气管道引入工厂，分送到各用气车间。 b车间燃气管道。从车间的管道引入口将燃气送到车间内各用气设备口。车间燃气管道包括干管和支管。 c炉前燃气管道。从支管将燃气分送给炉上各燃烧设备。 (2)退逛敷设方式分类 地下燃气管道一般在城市中常采用地下敷设。 架空燃气管道，在工厂区为了管理维修方便，当厂区燃气用量大、管径大、管道集66 l建筑设备中时，多采用架空敷设。 根据管道压力分类： 在国家标准城镇燃气设计规范( GB 50028-2006)中规定，城镇燃气输送压力分级为： 低压燃气管道 p0.005MPa 中压燃气管道 A 02MPap0.4MPa， B 0005MPap0.2MPa； 高压

8、燃气管道 A 08MPap1.6MPa， B 04MPap0.8MPa。通往用气点的管道属于低压燃气管道。 低压燃气管道输送液化石油气时，压力应不大于0.005MPa ; 输送天然气时，压力应不 大于0 .035 MPa ; 输送人工煤气时，压力应不大于0.002MPa。 城市燃气管道和工矿企业的厂区燃气管道一般以低压和中压管道为主。中压、次高压和高压管道必须经调压室降压后方能供应 工业和民用用户。5.1.2.2 室内燃气供应系统 室内燃气供应系统根据服务对象不同可分为建筑燃气供应系统和车间燃气供应系统（本书重点介绍建筑燃气供应系统）。 建筑燃气供应系统由引入管、 水平干管、立管、用户支管、燃

9、气计量表、用具连接管和燃气用具组成，如图5.1所示。 (1)引入管 与庭院低压分配管网相连，一般特指从庭院管引至入户阀门的管段。 (2) 水平干管引入管可以连接一根立管，也可以连接若干根立管，当连接多根立管时，应设水平干管。(3)立管 指将引入管或水平干管输的 燃气分送到各层的管道。 (4)用户支管 指由立管引向单独用户 计量表及燃气用具的管段。(5)用具连接管 又称下垂管，指在支管上连接燃气用具的垂直管段。 图5.1 房间通风换气示意 (6)燃气用具 常用的有燃气灶具、热水器和食品烤箱等。1-用户引入管；2-砖台；3-保温管l 4一立管;5-水 车间燃气供应系统通常由车间调压装置平干管；6-

10、支管，7-燃气计量表； 8一旋塞及活接 （如图5.2所示）、车间内管道和用气设备等头； 9-用具连接管l 10-燃气用具； 11-套管组成，如图5.3所示。 图5.2 车间调压装置 图5.3 车间内燃气系统1-调压阀; 2-球阀3一安全阀; 4-压力表; 5-吹扫口; l-设备; 2-球阀；3-车间内6-取样品l 7-放散管 燃气管道; 4-燃气进口5.2 室内燃气管道5.2.1 室内燃气管材 燃气工程使用的主要材质有钢管和铸铁管，其次是塑料管。5.2.1.1钢管 钢管是燃气工程中应用最广泛的管材，根据制造方法分为无缝钢管和焊接钢管。钢管规格的一般习惯表示方法是Dw（管外径，mm）&壁厚，mm

11、）低压流体输送用焊接钢管，用DN表示 (1)无缝钢 钢坯经穿孔轧制或拉制成的管子即无缝钢管。其材质常用的有普通碳素钢、优质碳素钢和低合金结构钢。 根据制造方法无缝钢管分为冷拔管和热轧管。冷拔管的最大Dw为219mm，热轧管的最大Dw为630mm。一般情况下，最大公称直径Dw 50mm时，常选用冷拔管，公称直径Dw50mm时，常选用热轧管。 钢管的出厂长度分为普通长度、定尺长度和倍尺长度。普通长度即不定尺长度，冷拔管为1. 59m，热轧管为312. 5m;定尺长度是在普通长度范围内规定一个或几个固定长度 货；倍尺长度是在普通长度范围内按某一长度的倍数供货。 无缝钢管具有承受高压及高温的能力，适用

12、于输送高压蒸汽、高温热水、易燃易爆及高玉流体等介质，一般在0. 6MPa气压以上的管路都应采用无缝钢管。对于具有高压高温要求的制气厂设备，如热交换器管、炉管等可根据不同的技术要求分别选用专用无缝钢管，锅炉用高压无缝钢管，化肥用高压无缝钢管及石油裂化用无缝钢管等。 (2)焊接钢管 焊接钢管通常由卷成管形的钢板、钢带以对缝或螺旋缝焊接而成，故又弥为有缝钢管，材质采用易焊接的碳素钢。按制造条件的不同焊接钢管又分为低压流体输送用焊接钢管、有缝卷焊钢管、电焊管等。 低压流体输送焊接钢管。低压流体输送焊接钢管俗称水煤气管或焊接钢管，材质采用焊接性较好的低碳钢制造，刚好和焊接方法由制造厂选择。一般采用炉焊法

13、或高频电焊法焊制而成，故又称炉焊对缝钢管或高频电焊对缝钢管。常用普通型焊接钢管，其公称压力为1. 6MPa，主要用来输送压力小于或等于1.6MPa的循环水和消防用水、燃气以及压力小于或等于0. 2MPa的蒸汽等介质。 低压流体输送焊接钢管的公称直径用DN表示，单位为mm。最小DN为6mm，最大DN为150mm，普通长度为412m。按壁厚分为普通管和加厚管两种，普通钢管适用于68 l建筑设备Pg1OMPa，加厚钢管适用于Pg1.6MPa。钢管管端形式分为带螺纹和不带螺纹两种。采用螺纹连接的燃气管网，一般使用的最大DN为50mm。 低压流体输送焊接钢管根据表面是否镀锌可分为镀锌（内外表面镀锌）和非

14、镀锌钢管。前者俗称白铁管，后者俗称黑铁管；根据管壁的厚度可分为普厚管、加厚管和薄壁管三种。其中带螺纹的黑、白铁管的制造长度为49m;不带螺纹的黑铁管的制造长度为412m。 直缝电焊钢管。采用普通碳素钢材质的中厚钢板直缝卷制，以电弧焊方法焊接而成。此种管材的规格有：最小外径为159mm，最大外径可根据需要定制；每节管的长度不等，一般每节管的长度等于所卷每块钢板的宽度（或长度）。 螺旋缝电焊钢管。由Q235. Q235F, 16Mn等普通碳素钢或低合金钢制造，将钢板制成钢带或裁成条状，按一定螺旋线角度（称为成型角）卷成管坯，其焊接方法有自动埋弧焊和高频搭接焊，焊缝在管外表面呈螺旋状。此种管材的规格

15、有：通常最小外径为19mm，最大外径为720mm5.2.1 铸铁管铸铁管的规格习惯以公称直径DN表示，国产的铸铁管直径范围在DN501500mm。根据材质的不同分为普通铸铁管、高级铸铁管和球墨铸铁管。 普通铸铁管的材质为普通灰铸铁。 高级铸铁管（又称为可锻铸铁管）对铸铁的化学成分要求严格，采取进一步脱硫、脱磷措施，并改进铸造方法。铸铁组织致密，韧性增强，抗拉强度可达250MPa。 球墨铸铁管耐腐蚀性好，强度高，具有较强韧性，冲击韧性比高级铸铁管高出10倍以上，将逐步替代普通铸铁管。5.2.1.3 塑料管 塑料管与金属管相比，具有材质轻、有较强的耐腐蚀性、良好的气密性和施工方便等优点。缺点是机械

16、强度较低，只有在60以下才能保证适当的强度。 塑料管的颜色有黄、绿、黑或灰等，可在订货时提出要求。如法国燃气公司规定聚乙烯塑料管为黑色，沿长度方向衬黄色线条，以利辨认。另外，出厂时应对塑料管的尺寸、表面光洁度、承压能力和抗压裂性能进行测试和检验。 目前，塑料管主要用于室外埋地天然气转送管线。当人工燃气中芳香烃含量较多时，对降低管材屈服点的影响较严重，不宜使用。塑料管的最佳施工温度为一2035。其热膨胀系数一般为0. 150. 18mm/(m)，是钢管的78倍，使用环境温度不宜过高，如硬质聚氯乙烯管用于室内燃气管道时，环境温度不宜超过38。5.2.2 室内燃气管道安装5.2.2.1 引入管安装

17、(1)室内燃气管道的安装顺序一般是先安装引入管，后安装立管、水平管、支管等。当水平管道遇障碍物，直管不能通过时，可采取煨弯或使用管件绕过障碍物。当两层楼的墙面不在同一平面上时，应采用“来回弯”形式敷设。 (2)燃气引入管不得敷设在卧室、浴室、地下室；严禁敷设在易燃或易爆品的仓库、有腐蚀介质的房间、配电间、变电室、电缆沟、烟道和进风道等部位。引入管应设在厨房或走廊等便于维修的非居住房间内，当确有困难可从楼梯间引入，此时引入管阀门宜设在室外进入密闭室时，密闭室必须进行改造。 (3)燃气引入管穿过建筑物基础、墙或管沟时，均应加设套管，并应考虑沉降的影响，必要时采取补偿措施，套管穿墙孔洞应与建筑物沉降

18、量相适应，套管尺寸可按表5.2选用 第5章 建筑燃气供应 69套管与管子间的缝隙用沥青油麻堵严，热沥青封口。 表5.2 穿墙套管尺寸 单位：mm燃气管公称直径 15202532405070 套臂公称直径324050507080 100 (4)燃气引入管应采用壁厚大于3.5mm的无缝钢管，最小公称直径不得小于40mm，l入管坡度不得小于0. 2%，坡向干管。， 5.2.2.2 干管安装 (1)建、构筑物内部的燃气管道应明设，燃气管道敷设高度（以地面到管道底部）应符合下列要求： 在有人行走的地方，敷设高度不应小于2. 2m; 在有车通行的地方，敷设高度不应小于4. 5m，可暗设，但必须便于安装和检修。 (2)当室内燃气管道穿过楼板、楼梯平台、墙壁和隔墙时，必须加设套管，套管内不得接头，穿墙套管的长度与墙的两侧平齐，穿楼板套管上部应高出楼板3050mm，下部与楼板平齐。穿墙套管尺寸见表5.2。 (3)室内燃气管道不得穿过易燃易爆品仓库、配电间、变电室、电缆沟、烟道、进风道等地方。 (4)