燃气供应课程设计报告

1、本科课程设计南京市住宅楼燃气系统设计（说明书）学院名称：专业班级：建筑环境与设备工程学生姓名：指导教师姓名：指导教师职称： 教授2014 年 12 月目录1. 设计条件 31.1. 工程概况 31.2. 燃气供应对象 31.3. 接入位置 41.4. 压力设定 41.5. 天然气成分（纯天然气） 41.6. 设备的选择 42. 燃气物性参数的计算 42.1. 燃气特性参数 （纯天然气 ） 52.2. 平均分子量 52.3. 平均密度和相对密度 52.4. 临界温度 62.5. 临界压力 62.6. 混合气体的运动粘度 72.7. 低热值 72.8. 物性参数的汇总 83. 燃气管网设计 83.

2、1. 管件布置 83.2. 水力计算步骤 93.3. 压力校核 1.14. 其他说明 1.25. 论述内容 1.35.1. 合理性论述 1.3. .5.2. 经济性论述 1.4. .5.3. 可靠性论述 1.4. .5.4. 安全性论述 1.5. .6. 参考文献 1.51. 设计条件1.1. 工程概况本设计为南京某小区燃气管网系统设计。 该小区位华东平原， 中 纬度地带，海洋性气候很显著，温度适中，光照充足，雨热同季，降 水集中，年平均气温 15.5 度，极限冻土深度为 90mm 。1.2. 燃气供应对象该住宅楼数为 10层，4个单元，每户人口取 3.5人，共 80户， 层高 2.9m ，室

3、内第一层地面标高 0.00 。每户安装燃气表、燃气双 眼灶及燃气快速热水器均各一台1.3. 接入位置室外燃气管网与建筑基础的水平距离为 3.3m 。埋管深度为 0.85m ，由室外燃气管道地上引入室内厨房。 各楼层厨房均在同一位 置，可由一根立管连接楼层的厨房。1.4. 压力设定该居民住宅楼引入管应提前予以铺设考虑，引入管压力为 2500Pa-3500Pa ，额定压力 3000Pa 。室内燃气管道的计算压力降不 超过 150Pa 。1.5. 天然气成分（纯天然气）燃气CH4C3H8C4H10CmHnN2成分980.30.30.411.6. 设备的选择各户均选用烹乐 308S 型双眼灶具，燃气额

4、定热负荷：左 4.5kW ， 右 4.5kW ，灶 前额 定燃 气压 力 ： 2800Pa ， 尺寸 :长 * 宽* 高 710mm*400mm*150mm ； 热 水 器 选 用 博 世 燃 气 热 水 器 JSQ22-AA0, 额定燃气压力： 2000Pa ，额定热负荷为： 22KW,尺寸： 高 * 宽 * 厚 750mm*350mm*131mm 。 燃 气 表 尺 寸 ： 170mm*136mm*225mm 。2. 燃气物性参数的计算2.1. 燃气特性参数 （纯天然气 ）燃气的物性参数燃气组成CH4C3H8C4H10CnHm/C5H12N2容积（ %）980.30.30.41密度（ Kg

5、/m3）0.71742.01022.70303.45371.2504分子量（ M）16.04344.09758.12472.15128.013动力粘度（ Pa.s10.607.656.976.4817.00低位热值（ MJ/m3)35.90293.240123.649156.7330.000临界温度（ K）190.7369.9425.2469.5126.2临界压力（ MPa）4.6414.2563.83.3743.3942.2. 平均分子量计算公式：1 M（y1M1 y2M 2ynM n）100式中， M 混气体的平均分子量；y1,y2yn各单一气体容积成分（ %）；M1,M2 Mn 各单一气

6、体的分子；M =(98*16.034+0.3*44.097+0.3*58.124+0.4*72.151+1*28.013)/100=16.5892.3. 平均密度和相对密度平均密度：1 （y1 c1 y2 c2yn cn）100式中 , 混合气体的平均分子密度 （kg/m 3）；y1,y2yn 各单一气体容积成分（ %）；c1, c2 n 标准状态下各单一气体的密度 （kg/m 3）=(98*0.7174+0.3*2.0102+0.3*2.703+0.4*3.4537+1*1.2504)/100=0.7437 kg/m 3相对密度： S 1.293式中, S混合气体相对密度； 混合气体的平均分

7、子密度（ kg/m 3）；1.293 标准状态下空气的密度（ kg/m 3）；S=0.7437/1.293=0.575 kg/m32.4. 临界温度1计算公式： Tm.c 1 (y1Tc1 y2Tc2ynTcn)100式中, Tc1 组分i 临界温度(K)；y1, y2 yn 各单一气体容积成分( % )；Tm.c 混合气体的平均临界温度 (K)。Tm.c =(98*190.7+0.3*369.9+0.3*425.2+0.4*469.5+1*126.2) /100=192.411K2.5. 临界压力计算公式： Pm.c 1 ( y1Pc1 y2Pc2ynPcn)100式中, Pc1 组分i压力

8、(Mpa) ；y1, y2 yn 各单一气体容积成分( %)； Pm.c 混合气体的平均临界压力 (Mpa) 。Pm.c = (98*4.641+0.3*4.256+0.3*3.8+0.4*3.374+1*3.394)/100=4.62Mpa2.6. 混合气体的运动粘度近似计算公式：100/g1g2g ng1g 2gn12n式中, g1,g2gn 各组成分的质量组分；1,2n 相应各组分在 0时的动力粘度（ Pa*S） 各组分的质量成分为：g1/u1=0.7174*98/10.6*0.744=8.92 g2/u2=2.0102*0.3/7.65*0.744=0.11 g3/u3=2.7030*

9、0.3/6.97*0.744=0.16 g4/u4=3.4537*0.4/6.48*0.744=0.29 g5/u5=1.2504*1/17*0.744=0.09 动力粘度为： =100/(8.92+0.11+0.16+0.29+0.09)=10.451*10-6 Pa s运动粘度按公式计算：= / =10.451*10 -5 /0.744=14.05 10-5 m 2/s2.7. 低热值1计算公式 : Hl 1 (y1Hl1 y2Hl2ynHln )100式中, Hl 混合物气体的平均低热值 (MJ/m 3)；y1, y2 yn 各单一气体的容积成分( %)； Hl1,Hl2Hln 各单一气

10、体的低热值 (MJ/m 3)。Hl =(98*35.902+0.3*93.24+0.3*123.649+0.4*156.733)/100=36.462 MJ/m2.8. 物性参数的汇总平均分子量16.589临界压力4.62Mpa平均密度0.7437 kg/m 3动力粘度10.451*10 -6 Pas相对密度0.575 kg/m 3运动粘度14.05 10-5 m 2/s临界温度192.411K低热值36.462 MJ/m 33. 燃气管网设计管道材料采用钢管， 采用焊接连接方式。 燃气用户引入管进户方 式采取地上引入的形式。 室内水平管道不设置坡度。 室内水平管道距 楼板高 0.200 米，

11、燃气灶距地板高 0.900 米，燃气热水器距楼板高 1.400 米。燃具连接部位采用软管连接。3.1. 管件布置（1）燃气表的选择与安装 由于本设计燃气双眼灶和快速热水器燃气用户， 为此选用额定流 量 2-4 m 3/h 的燃气表。燃气表安装安装端正，进出口燃气立管不得 歪斜。明装在室温 040C 干燥及自然通风良好的厨房内。表顶离 室内地坪的高度为 0.7 m ，表后距墙为 50mm ，垂直安装偏差小于 3mm 。（2）阀门的选择与安装 为用户用气安全考虑，入户支管所用球阀，产品型号为 Q41F-16C （DN25 ）选用 240 个。（3）排烟的形式 本住宅内没有排烟井，热水器和抽油烟机的

12、排烟管道垂直向上 走，单独水平走一段距离直接排出室外。（4）热水管的布置每户有一个卫生间， 热水管从热水器中引出后靠墙往上走， 到达 房屋顶部， 热水管从吊顶里穿墙后进入卫生间。 为保证热水管网的美 观以最短距离输送至卫生间。3.2. 水力计算步骤（1）根据楼房和立面图定出燃气管线的布置草图（2）做出草图（如下图所示） ，管径变化或流量变化处均应编号（3）求出各管段的额定流量，根据各管段供气的用具数得同时工 作系数值，可求得各管段的计算流量。计算流量计算公式如下：Q= K tKQnN 式中,Q- 燃气管道的计算流量（ m3/h ）；Kt- 不同类型用户的同时工作系数，取 Kt=1;K- 相同燃

13、具或相同组合燃具的同时工作系数 ,取 K=1.00 ； Qn - -相同燃具或相同组合燃具的额定流量（ m3/h ）；N- 相同燃具或相同组合燃具的数量。（ 4）由系统图求得各管段的长度， 并根据计算流量预定各管段的管 径。（5）查表得各管段的局部阻力系数 ，查教材得 =1 时的 l2值，求 出其当量长度 L2 = l2 ，从而可得管道的计算长度 L=L1+L2=L1+ l2式中 L1管段的实际长度（ m ）。（6）根据燃气种类、密度和运动粘度选择水力计算附图 3 ，确定管 段单 位长 度 的压 降值 （ P/L ）。由 于本 设 计的 燃气 密度 =0.744kg/m 3 ，需进行密度修正。

14、由此得到各管段单位长度压降值后，乘以管段计算长度，即得该管段的阻力损失 P=L （P/L）。（7）计算各管段的附加压头， 每米管段的附加压头值等于 Hg （ a - g）式中 g - 重力加速度；gg - 燃气密度 （kg/m3 ）；（ 8）求各管段的实际压力损失，为 PHg（a- g）（9）求出燃气管道总压力降，对于天然气室内计算压力降不超过 150Pa （包括燃气表的压力降） 。（10 ）以总压力降与允许的计算压力降相比较，如不合适，则可 改变个别管段的管径，重复计算过程，直至满足要求。3.3. 压力校核管段 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-1

15、7-18-19-20 总 压力降P=22.2pa 小于允许的计算压力降 150Pa ，所以管径合理， 可以施工。管道安装横平竖直。立管垂直偏差、水平管的水平偏差每 米不大于 2 毫米。室内燃气管道的水力计算表如下所示室内燃气管道水力计算表管 段 号同时工 作系数计算流量 （m3/h管段 ）长度 ） （m）管径 d(mm)l 2(m)计算长 度L（m）单位长度 压力损失 P （Pa/m）P (Pa)终端始端 高差H（m）附加压 头（Pa）管段实际 压力损失（Pa）当量长 度L2（m）1-21.0000.892.9150.342.95.82.P1a6/m)12.4-1.6-8.621.01-21.

16、0002.171.5200.652.74.21.566.5-1.2-6.513.02-31.0003.064.2250.7512.016.21.3421.700.021.73-41.0003.062.9250.751.54.41.345.92.915.6-9.74-50.5603.432.9250.700.73.61.786.42.915.6-9.25-60.4404.042.9321.001.03.90.522.02.915.6-13.66-70.3804.652.9321.001.03.90.672.62.915.6-13.07-80.3505.362.9320.951.03.90.823

17、.12.915.6-12.58-90.3105.692.9320.900.93.80.893.42.915.6-12.29-100.2906.212.9401.001.03.90.672.62.915.6-13.010-110.2706.612.9401.001.03.90.712.82.915.6-12.911-120.2607.162.9401.001.03.90.783.02.915.6-12.612-130.2507.6514.9401.003.017.90.8214.63.921.0-6.413-140.21012.8511.9501.501.513.40.7410.000.010.

18、014-150.19017.446.3501.451.57.81.269.800.09.815-160.18022.037.4701.901.99.30.595.500.05.516-170.17827.237.7701.952.09.70.827.900.07.917-180.17632.3111.9702.002.013.91.0414.500.014.518-190.17437.276.3702.102.18.41.4912.500.012.519-200.17242.1110.0702.102.112.11.7821.600.021.6总压力降Pa22.24. 其他说明套管应符合下列要

19、求：（ 1）穿墙套管两端需高墙面 50mm 。穿楼板及楼梯平台时，套管应 高出地面 50mm ，下端与下层棚顶齐平。（2）套管与管道之间的空隙用油麻填塞，穿墙时两端用石膏封堵、 抹平；穿楼板时，上端用热沥青封口，下端用石膏封堵、抹平；穿基 础墙时，两端用热沥青封口； 套管与墙及楼板的间隙用水泥砂浆填塞、 抹平。（3）套管中的燃气管道不得有焊缝和接口。（4）穿墙、楼板的燃气管套管直径比燃气管直径大两档，具体可参考下表：内管DN152025324050套管324050656580DN5）.管道固定1 ）燃气管道的支架用管卡、角铁加 U 形箍固定。2 ）每层楼的立管上至少设一个固定件，高度距地面约

20、1.5 米。 下垂管上设一个固定件， 长度大于 1.0 米的表后水平管上增设一个固 定件。 水平管道每隔 2.5 米左右设置一个固定件。 且固定件不得设在 螺纹连接或焊缝处。5. 论述内容5.1. 合理性论述（1）避让充分：1）管网布置时，结合房间形式，对重要房间、墙体避让；2）燃气管道敷设时，充分考虑与电气设备相邻管道的净距；3）燃气灶、燃气热水器、流量计的安装，考虑到与相邻设备、 墙面的距离。（2）施工便利：1）管网布置时，采用地下引入，并设计最方便的管网形式，确保了施工的便利；2) 合理确定燃气相关设备安装位置， 考虑到操作施工便利性；3) 管道连接方式、管道穿楼板、穿墙面方式合理，方便施工。(3) 选型先进：1) 管道材料、阀门、接头等在确保适用的同时，还兼顾经济 性和先进性；2) 燃气灶、燃气热水器、流量计采用较为先进的设备，确保 在使用年限内不被淘汰；5.2. 经济性论述(1 )布局上，在可行性和方便性的基础上， 追求最少的管道距离， 确保经济性；(2)管材上， 建筑物内燃气管道采用镀锌焊接钢管， 镀锌钢管采 用螺纹连接，在保证了输送要求的同时，实现了最小花费；另外，不 盲目扩张管径，选用最经