燃气设计说明书.

1、1城市燃气作为城市基础设施的重要组成部分，不仅关系到城市人民的生活 质量、自然环境和社会环境，关系到城市经济和社会的可持续发展，是国民经 济中具有先导性、全局性的基础产业。大力开发利用天然气，改善和优化能源结构，促使能源结构从低效高污染 型向高效清洁型转变，为我国国民经济中长期可持续发展作出贡献。深化体制 改革，扩大对外开放，面向市场，以经济效益为中心，充分有效地利用国内外 两种资源、两个市场、两种资金和两种技术，来推动天然气产业快速发展。本次设计主要做一个某小区天燃气中压环网设计。通过对该区的地理位置 和城镇规模等调查，人均耗气量、人口数、商业用气量、工业用气量等的统计 之后，然后规划该区1

2、0至20年城镇用气情况，然后作出一个符合当地情况的 一个规划。规划内容包括城镇概况、燃气性质、燃气需用量及供需平衡、城镇燃气管 网设计、某一高层居民建筑管网设计、调压站设计、门站设计。由于燃气的易燃易爆特性直接关系社会公共安全和居民的人生、财产安全,为确保燃气行业的安全建设和运营，燃气建设必须安全第一。设计应考虑实际 情况，必须严格按照国家规范。为应山县的燃气建设提供保障。2第一章课程设计任务书 . 3第二章 各类用户用气量计算 . 52.1燃气用气量和小时计算流量的计算 . 52.1.1供气原则及供气对象 . 52.1.2居民生活年用气量 . 62.1.3公共建筑年用气量 . 62.1.4燃

3、气小时用气量计算 . 7第三章 设计方案及管网布置 . 93.1燃气管网系统选择和管网布线原则 . 93.1.1燃气管网系统选择 . 93.1.2燃气管网布线原则 . 9第四章管网水力计算 . 104.1各级管网压力及计算压力降的确定 . 104.1.1各级管网压力 . 104.1.2各级管网计算压力降的确定 . 104.1.3高压和中压燃气管道摩檫阻力损失计算公式.104.2管网计算流量确定 . 114.2.1 计算步骤. 114.3管网水力计算. 13设计总结. 173参考文献. 18第一章课程设计任务书一. 设计题目：某城市天燃气中压环网设计二. 设计目的燃气输配课程设计是建筑环境与设备

4、工程专业学生在学习完燃气输配后的一次综合训练，其目的是让学生掌握城市燃气管网的设计方法，了解设计流程，熟悉设计手册、图集、设计规范、设备样本的使用方法。通过该课程设计进一步掌握燃气输 配工程的专业知识，深入了解燃气所需流量计算，燃气分配管网计算流量计算，水力 计算，环网平差计算的具体方法，学会绘制设计图纸，编制设计说明就算书，从而达 到具有结合工程实际进行燃气输配系统设计的能力。三. 设计任务根据某开发区基础资料设计该城市燃气输配管网工程，内容包括燃气中压管道的布线、平差及水力计算。四. 设计原始资料1.某城区规划总平面图2.设计基本资料(1) 该城市地处 73 40/ E-96 18，E,

5、34 25z N-48 10z N。该城市 X 万人，人 口密度300人/每平方公里，人民消费水平中等。(图纸比例1:1000)(2) 城市地理有关资料该市海拔高度654米；平均大气压9.33m水柱。(3) 气象资料明显的温带大陆性气候。气温温差较大，日照时间充足，降水量少，气候干 燥。 年平均风速二级(2.47米/秒)。常年主导风向为西北风及东北风。4（4）城市燃气有关参数气源种类：天然气天然气组分（体积% :组分甲烷乙烷丙烷异丁烷止烷氮气体积（%94.70.550.0810.014.64该天然气物理化学性质3低热值(MJ/m)35.647分子量（kg/kmol ）17.28动力粘度（Pa.

6、s）-51.126 疋10密度(kg/m3)0.7702运动粘度（m /s ）-614.62 x 103华白数（MJ/m ）51.21爆炸下限（%5.30爆炸上限（%16.05 城市门站出站压力0.3Mpa,中低压调压设备进口压力0.28Mpa。（5）燃气用户资料 居民用户气化率90% 公共建筑用户序号项目千人指标备注1医院10床位置见图2宾馆30床位置见图3饭店（饮食业）30座位位置见图4学校60座位位置见图5 maxK 1=1.1maxK2 =1.05maxK3 =2.2居民公共用户用气指标见燃气设计手册及煤气规划设计手册其他资料如布线原则等参照城镇燃气设计规范。第二章各类用户用气量计算2

7、.1供气原则及供气对象1、民用用气供气原则 优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气。 尽量满足托幼、医院、学校、旅馆、食堂和科研等公共建筑的用气。 人工煤气一般不供应采暖锅炉用气。如果天燃气气量充足，可以发展燃气供 暖和燃气空调。2、工业用气供气原则 应优先供应在工艺上使用燃气后，可以使产品产量和产品质量有很大提高的 工业企业。 使用燃气后能显著减轻大气污染的工业企业。 作为缓冲用户的工业企业，有利于平衡用气波动。2.1.2居民生活年用气量根据居民生活用气量指标、居民数、气化率即可按照下式计算出居民生活年用 气量。Qy=Nkq/H式中 Q y 居民生活年用气量（Nr3/a）；N居民人数（人）；

8、 k 气化率（% ;q 居民生活用气定额（kJ/人a）6H 燃气低热值（kJ/Nm3） o2.1.3公共建筑年用气量在计算公共建筑年用气量时，首先要确定各类用户的用气指标、居民数及各类用 户用气人数占总人口的比例。对于公共建筑，用气人口数取决于城市居民人口数和共 公建筑设施标准。例入这种标准的有：1000居民中托儿所、幼儿园的人数，为 1000 居民设置的医院、旅馆床位数等。公共建筑年用气量可按下式计算：表 2-1-1序号项目千人指标备注1医院3 33.753.75床位置见图2宾馆3 33.23.2床位置见图3幼儿园20205050床位置见图4饭店（饮食业）3 33.53.5床位置见图5学校3

9、0303535床位置见图Qy=M Nq/Hi式中 Q y 公共建筑年用气量（Nr3/a ）;N居民人口数（人）；M各类用气人数占总人口的比例数；q 各类公共建筑用气定额（kJ/人a）H i 燃气低热值（kJ/Nm3） o2.1.4燃气小时用气量计算采用日用气不均匀系数计算，计算公式如下：Q= （Q/ （365 X 24） X K1ma* K2maxx K3max式中 Q y计算流量（Nr3/ h ）;Qy年用气量（Nm/a ）；K1maX月高峰系数。maxK2日咼峰系数。K3max小时高峰系数。根据设计任务书所给的范围去：k1=1.1, k2=1.05, k3=2.2以上各项计算过程如下所示:

10、1、年用气量：人口数：N=500002 X 2697.3647X 10-12 X 7310=4.93X 1042、居民生活用气量：Q=NKq/H L=(4.93X 104X 90%X 5320X 103)/(34747.6KJ/Nm=6.79X 106Nm3/a3、商业用户年用气量：医院：Qa1=MKq/H L=(10/1000X 4.93X 104X 3000X 103)/34747.6KJ/Nm3=4.26X 104Nm3/a宾馆：Qa2=MKq/H L=(30/1000X 4.93X 104X 9000X 103)/34747.6KJ/Nm3=3.83X 105Nm3/a 饭店(饮食业)

11、：43353Qa3=MKq/H L=(30/1000X 4.93X 10 X 8500X 10 )/34747.6KJ/Nm =3.62X 10 Nm /a 学校：43353Qa4=MKq/H L=(60/1000X4.93X 10 X 1500X 10)/34747.6KJ/Nm =1.28X 10 Nm /a4、月用气量：居民：Q=1.1X 6.79 X 106/12=6.22 X 105Nm3/月 医院：Qa1=1.1X 4.26X 104/12=3.91 X 103Nm3/月 宾馆：Qa2=1.1 X 3.83X 105/12=3.51 X 104Nm3/月78饭店(饮食业)：Qa3=

12、1.ix 3.62X 105/12=3.32X 104Nm3/ 月 学校：Qa4=1.ix 61.28X 105/12=1.17X 104Nm3/月5、小时用气量：居民：Q=2.2X6.79X 106/8760=1.7lx 103Nm3/h43医院：Qai=2.2x 4.26X 10 /8760=10.70Nm /h宾馆：Qa2=2.2 X 3.83X 105/8760=96.19Nm3/h53饭店(饮食业)：Qa3=2.2X 3.62X 10/8760=90.91Nm/h学校：Qa4=2.2X 1.28X 105/8760=32.15Nm3/h6、未预见量城市用气量中还应计入未见量，它包括管

13、网的燃气漏损量和发展过程中未预见的 供气量。一般未预见量按总量的 5%-83计算。未预见量：645553(6.79X 10 +4.26X 10 +3.83X 10 +3.62X 10 +1.28X 10 )X 6%=46233Nm /a7、小时计算流量：Qh=(QaX 1.05)/(365X 24) X Kmaxm X Kmaxd X Kmaxh6455563Qa=6.79X 106+4.26X 104+3.83X 105+3.62X 105+1.28X 105=7.71 X 106Nm3/a贝U: Qh=(7.71X 106 X 1.05)/(365X 24)X 1.1X 1.05X 2.2

14、=2.35X 103Nm3/h第三章设计方案及管网布置3.1燃气管网系统选择和管网布线原则3. 1. 1燃气管网系统选择燃气管网系统的选择与下列因素有关：9气源情况；城市规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、建筑特点、人口密度、居民用户的分布情况；原有的城市供气设施情况；不同类型用户的供气方针、 气化率及不同类型的用户对燃气压力的要求； 用气工业企业的数量和特点；储气设备 的类型；城市地形条件；城市地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划。某县城属于开发区，所以采用一级管网系统；又由于中压系统的利用性较高，所 以采取中压A一级管网系统。中压干管计算压力降选择：起点0.3Mpa,

15、中低压调压设备进出口压力 0.28Mpa。3.1. 2燃气管网布线原则中压燃气管道的主要功能是输气或配气，并通过调压站向低压管网各环网配气。 因此，中压管的平面布置一般按以下原则布置： 中压管道应布置在城市用气区便于与低压环网连接的规划道路上，但应尽量 避免沿车辆来往频繁或闹市区的交通线敷设，否则对管道施工和管理维修造成困难； 中压管道应布置成环状，以提高其输气和配气的安全可靠性； 中压管道的布置，应考虑调压站的布点位置和对大型用户直接供气的可能性， 应使管道通过这些地区时尽量靠近各调压站和这类用户，以缩短连接支管的长度； 与气源连接的中压管道的连接管段应采用双线敷设， 考虑某县城属于小县城，

16、 采用单线敷设的连接管； 中压管道应尽量避免穿越铁路等大型障碍物，以减少工程量和投资； 中压管道是城市输配系统的输气和配气主要干线，必须综合考虑近期建设与 长期规划的关系，以延长已经敷设的管道的有效使用年限， 尽量减少建成后改线、增 大管径或增设双线的工程量； 中压管网初期建设的实际条件只允许布置半环形、甚至为枝状管网时，应根 据发展规划使之与规划环网有机联系，防止以后出现不合理的管网布。 根据道路横断面布置图，并与各管线工种进行充分的工种协调，并经城市规划建设管理部门批准，燃气干管敷设在道路的东侧或北侧的车行道上，管道中心距离道路边线的距离为1.5m。10第四章管网水力计算4.1各级管网压力

17、及计算压力降的确定4. 1. 1各级管网压力中压干管压力选择：中压A级，即为O.IMpa0.4Mpa ;4. 1. 2各级管网计算压力降的确定开发区门站出站压力0.3Mpa，中低压调压设备进出口压力0.28 Mpa4. 1. 3高压和中压燃气管道摩檫阻力损失计算公式1、钢管P： -P229 Adv 025 Q2 c T-2 -1.4 109（ 192.2）, 0 LdQ dT2、 铸铁管兰电=1.3 109（- 5158V）0.284 Q|；%ILdQ。d5T。上两式中L:管道计算长度（m）;Qo :燃气的管段计算流量（）；:管道内径（cm）;-:燃气的热力学温度（K）;T-:标准状态下的温度

18、（273K）具体计算过程见下节4.2管网计算流量确定4. 2. 1计算步骤11单位长度的途泄流量计算表表 4-2-11、计算各环的单位长度途泄流量按管网布置将供气区域分成小区;求出每个环内的最大小时用气量;计算供气环周边的总长；求单位长度的途泄流量。具体计算过程如表4-2-1 0各环的单位长度途泻流量环号面积(kmi)居民数(人)每人用气量(Nrf/(人.h)本环供气量(Nrf/h)环周边长(m)沿环周边的单位长度途泄流量(Nm/(m.h)I2.08152050.05760.256697.6150.11n2.22162280.05811.46556.7950.122.43177630.0588

19、8.156424.9850.14刀 Q=2459.82、求管段的计算流量将管网的各管段依次编号，在距供气点最远处，假定零点为点4,同时决定气流方向。计算各段管的途泄流量。计算传输流量，计算由零点开始，与气流相反方向推算到供气点。求各管段的计算流量。相应的计算表格如表16。根据管段流向，求各管段的管段流量，为管网水力计算做准备。校正1-2，1-6管段输出的流量之和与管网小时计算流量大概相等，调压站 由1-2、1-6管段输出的燃气量为：206.92+986.55+219.57+1010.01=2423.05pa12与各环的供气量 2459.8相差36.75Pa左右.计算过程见表4-2-2表 4-2

20、-2各管段的计算流量流量(Nh)环号管段号管段长度(m)单位长度途泄流量 q (NnrZ(m.h)途泄流量Q0.55Q1转输流量Q计算流量Q1 2 1881.1250.11206.92113.81986.551100.3627960.0450.25240.01132.01241.23373.24671860.310.23427.87235.33241.23476.56I1 6 1996.1350.11219.57120.77 1010.011130.785420430.12245.16134.840134.84741855.60.26482.46265.350265.35671860.310.

21、23427.87235.33241.23476.56n65797.8850.1295.7552.66245.16297.82232030.990.14284.34156.39220.97377.36341578.350.14220.97121.530121.53741855.60.26482.46265.350265.3527960.0450.25240.01132.01241.23373.244.3管网水力计算1、根据初步流量分配及单位长度平均压力降选择各管段的管径。局部阻力损失取沿程摩擦阻力损失的10%由供气点至零点的平均距离为 5184.075m,计算过程为:L= ( 5490.465+

22、4696.77+5712.045+4837.02)/4=5184.075m大气压：9.8 x 10.32=101.36KPa P=P22= (101.136+300) 2+ (101.136+280) 2=15645.44KPa P/L=15645.44/ (5184.075 X 1.1 ) =2.74 kPa/m ;13由于向某开发区供应的燃气的密度为0.721kg/m3,所以在查询水力计算图时，需进行修正，即( P/L)P =1 =( P/L)/0.721=2.74/0.721kPa/m=3.80 kPa/m.选定管径后，由水力计算图查得( P/L) P =1的值，求出( P/L) = (

23、 P/L) P =1 X 0.721全部计算列于下表中。用I环路的管段1-2计算过程举例说明： P/L=15645.44/ (5184.075 X 1.1 ) =2.74 kPa/m ;( P/L) P =1 = (P/L) /0.721 =2.74/0.721kPa/m =3.80 kPa/m.3管段1-2的长度从设计图上量取的 L=1881.125m,计算流量Q=1100.36Nn/h根据Q和( P/L) P =1查燃气输配第四版 97页的图6-4燃气管道水力计算图表(三)得 管道1-2的管径为150mm的钢管。在反回图6-4 (燃气输配第四版97页)反推单位 压力降 P/L=2.16 P

24、=2.16X 1881.125=4063.23KPa由于1-2管段是顺时针方向，所以为正值。2、从下表的初步计算可见，两个环的闭合差均大于10% 一个环的闭合差小于10%寸，也应对全部环网进行校正计算，否则由于邻环校正流量值的影响，反而会使 该环的闭合差增大，有超过10%勺可能。先求各环的 Q Q=-(刀 P) / (1.75 XE( P/Q) Q i =-(刀 P)/ (1.75 XE( P/Q)=-(-805.43)/(1.75X 18.84)=24.43 Q n =-(刀 P) /(1.75 XE( P/Q)=-(883.47)/(1.75X 92.49)=-5.46 Q皿=-(刀 P)

25、 /(1.75 XE( P/Q)=-(-1842.52)/(1.75X 81.61)=12.90再求各环的 QQ=-(刀 Qin)X ( P/Q) ns/ (刀( P/Q)14Q i =-(刀 Qin )X ( P/Q) ns/ (刀( P/Q)=(-5.46 X 5.07+12.9 X 5.76)/(18.34 )=2.47Q n =-(刀 Qin )X ( P/Q) ns/ (刀( P/Q)=(24.43 X 5.07+12.9 X 31.75)/(92.49 )=5.77Q皿=-(刀 Qin )X ( P/Q) ns/ (刀( P/Q)=(24.43X 5.76+ (-5.46 ) X

26、31.75)/(81.61 )=-0.40由于出现了闭合差大于10%勺环，所以进行流量校正。先求各环的Q ，其公式如下：Q =-(刀 P) / (1.75 XE( P/Q)再求各环的 Q,其公式如下：Q=-(刀 Qin )X ( P/Q) ns/ (刀( P/Q)式中 Q考虑本环影响而得到的修正流量；Q考虑邻环影响而得到的修正流量；Qw邻环的环内修正流量，仅考虑自身影响；( P/Q) ns本环和邻环的公共管段的 P/Q.各环校正流量为 Q = Q + Q Qi = Qi + Q i =24.43+2.47=26.90 Qn = Qn + Q n =-5.46+5.77=0.31 Qrn = Q

27、m+ Q皿= 12.90+ (-0.40) =12.50共用管段的校正流量为本环的校正流量值减去相邻环的校正流量值。15、P22Q其环网的校正流量值为r 2QnQ )nsQQ校正流量的就是顺序如下：首先找出各环的 Q，然后求出各环的 Q。令 Q = Q+ Q，以此校正各环管段的计算流量。若校正后闭合差仍未达到精度要求，则需再一次计算校正流量 Q 、压力降闭合差的精度要求：Q及Q ，使闭合差达到允许的精度要求为止。高、中压管网瓦82|/ -如00%40.5瓦節2低压环网IZP,1 , X100%(80.5 习 Ap式中p或 p 环网内各管段的压力降或压力平方差；2凸p或8 环网内各管段的压力降或

28、压力平方差的绝对值 工程计算的精度要求，一般；10%。经过一次流量校正，将校正后的流量带入计算步骤重复计算一次， 得到的各环的 闭合差均小于10%因此计算合格。具体计算过程见下表：nBUm-rn-srsimci卜讹611-3|tsw血命卜i)rt11： 71；二m-SSffi-m11illEW!mEfKl0!iInUu畑LSSEI瑞创-貉滋mwOEEI61SI1SHE讥：-S-UOSSMEE10SIS-讥S!s:ISJEOHl：IWJ :0!n-O!-S-5|SKn；in321朋血isdsei11-：啊:mm炳卜EOliS jrs-SiE0!mKTO-m2SKI-Kl)EUm01tdSM!-(

29、10SMI!If!8In-IIB-m-W!sssm-nKfww-KI !IW-J-ssw册6!S3CEt?IDSni-on卸9恥II1-5.询iuOfflKbV Pusrs OEtfiMI冈社srwsI1-!mm KHSmKImMmiliWvmV 訓蛾叫）WBiMMl1173、 经过校正流量的计算，使管网中的燃气流量进行了重新分配。管段5-4的计算流量由134.84NmVh减至134.53NmVh，因而零点向点5方向移动了 L米， L的计算公式为： L=( Q校正前-Q校正后)/( 0.55q4-5)=(134.84-134.53 ) /(0.55 X 0.12)=4.70m新的零点位置用记号“ X”表示在图上，这些点是环网在计算工况下的压力最低点。4、校核从供气点至零点的压力降 Pi-2-3-4 =4639.09+5562.88+5000.21