大连市新星绿城三区燃气工程设计

大连市新星绿城三区燃气工程设计摘要随着社会经济的发展，燃气越来越受到用户的认可，燃气的应用越来越被重视。燃气输配系统中小区燃气管网的设计更是成为城市建设中的重要组成部分。本工程为大连市新星绿城三区燃气工程设计，根据大连市的城市概况、气源状况、交通状况，确定本小区的供气方案、进行管网的布置。本设计中所选择的气源为人工煤气，并且采用低压进户的方式。本设计内容主要包括:绘制小区燃气管道的总平面图、室内平面图及系统图；对管道设计中使用的灶具、热水器、燃气表及调压箱等设备进行了设备选型；根据工程实际对主要设备及附件选型，进行燃气管网水力计算，确定适宜的管径，并对该工程提出施工及验收要求。关键词：人工煤气；室内设计；庭院设计；管材；水力计算TheDesignofGasEngineeringforLuchengcityofthethirdsub-regioninDalianABSTRACTWiththewideuseofthecitygas,whichisapprovedmoreandmorebycustomers,andtheapplicationofgasistaken

seriouslymoreandmore.Thedesignofgaspipelinenetworkisbecomingthecityanimportantpartoftheconstructionontransmissionanddistributionsystem.ThisprojectisthedesignofgasengineeringforXinXingLuChengsectioninDalian.Accordingtothegeneralsituation,climatecondition,thetrafficoftheDaLian,todeterminetheareaof​​gassupplyschemeanddisposethelayoutofpipelinenetwork.Thegassourceofthedesignisthemanufacturedgasandthedesignadoptsthelow-pressureinlet.Theprimarycontentsofthisdesignincludes:drawingthegenerallayoutofthegaspipeline,ainterioroflayoutplanandsystemdiagram;andselecttheusingequipmentsofthepipelinecookingstove,water-heater,gasmeter,voltageregulationboxandotherequipments;accordingtoengineeringofmajorequipmentandaccessoriesselection,worktothehydrauliccalculationsofgaspipenetwork,determinetheappropriatediameter,andmaketheprojectconstructionandacceptancerequirements.Keywords:manufacturedgas;indoordesign;courtyarddesign;pipematerial;hydrauliccalculation目录摘要IABSTRACTII目录III1绪论11.1设计背景及目的1设计背景1本设计的目的11.2国内外燃气工程状况2国外燃气工程状况2国内燃气工程状况31.3本设计的内容32室内燃气管道设计与计算42.1室内燃气具的选择和布置42.1.1燃气灶的选择和布置42.1.2燃气表的选择和布置52.2室内燃气管道设计5室内燃气管道管材的选择5室内燃气管道安装设计6室内燃气管道水力计算72.3燃气引入管设计313庭院燃气管道设计与计算323.1庭院燃气管道设计323.1.1燃气管道的布线依据323.1.2庭院燃气管道管材的选择333.1.3地下燃气管道的布置343.2庭院燃气管道水力计算364管网安装检验、试压与验收444.1室内燃气管道和灶具的安装检验44室内燃气管道的检验44燃具安装的检验444.2试压与验收44室内管道验收44庭院管道试压与验收45结论47致谢48参考文献49附录A水力计算50附录B各管段节点图601绪论1.1设计背景及目的1.1.1设计背景大连位于欧亚大陆东岸，中国东北辽东半岛最南端，西北濒临渤海，东南面向黄海，处于环渤海地区的圈首，有包括大小岛屿260个。是京津的门户，北依中国东北的辽宁省、吉林省、黑龙江省和内蒙古自治区广大腹地，南与中国山东半岛隔海相望，与日本、韩国、朝鲜和俄罗斯远东地区相邻。全市土地面积12574平方公里，其中市区面积2415平方公里，海岸线（含海岛）1906公里。辖6个区（中山区、西岗区、沙河口区、甘井子区、旅顺口区、金州区，前4区称为“市内四区”），3个县级市（瓦房店市、普兰店市、庄河市，称为“北三市”）和1个海岛县（长海县）。户籍人口565.3万，暂住人口41.4万。全市人口密度为450人/大连市位于北半球的暖温带地区，属辽东半岛低山陵的一部分，山地丘陵多，平原凹地少，地势北高南低，地形北宽南窄。大连地区气候温和，具有海洋性特点的暖温带大陆性季风气候，属暖温带湿润半湿润季风气候区，冬无严寒，夏无酷暑，季风明显。年平均气温10.5℃，极端气温最高37.8℃，最低-19.13℃。年降水量550-950毫米，全年日照总时数为2500-2800小时，日照率60％。本设计地点为新星绿城三区。该小区共有29栋楼，其中1#--12#楼为7层,13#--22#、23#、24#、29#楼为10层，其余楼为14层，其中23#、24#、25#、26#、27#、28#、29#楼第一层为公建商业网点。小区内共有居民用户1358户，商业用户19户，本设计气源采用人工煤气。1.1.2本设计的目的本设计为新星绿城三区燃气工程设计，目的是为该小区提供合理、经济、可行的燃气供应方案，满足各用户的需求。1.2国内外燃气工程状况1.2.1国外燃气工程状况随着经济的发展，人工煤气的气化技术有了很大的发展，呈现出欣欣向荣的现象。气化已经成为使用石化燃料例如煤、重油和石油残油等比较有效的方法。这些工艺正在不断的改进，目的是为了使资源有效使用，保证能源的环境效益和降低操作成本。二战结束前已发现相当数量的大型和较大型油气田，从1930年开始每年平均增加储量1920×108m3，至1945年天然气储量已经达4.18×1012M3，天然气管线总长35.1×104km（每年增加7400km），已经具备相当大的输气能力。1938年后政府全面控制气价，定价很低，不到油价的15%，因此促进了天然气消费，每年增加消费53×108m3，天然气产量也以每年58.8×108m3的数量增长，1945年产量达1145×108m3在全球能源消费结构中，天然气已占44.4%。近年来，美国、德国、英国、意大利和日本的天然气消费量迅速增长，这5个国家的消费量占世界消费量的33.9%，推动世界天然气消费迅速增长。2006年美国全年消费天然气0.62万亿立方米(占全球总量的22.0%)、俄罗斯0.43万亿立方米(占15.1%)。中东地区的天然气消费量快速增长，2006年中东地区的天然气消费量占世界消费量的10.1%，比1996年高两倍，比1985年高出近3倍。印度由于推行天然气作为未来发电项目的燃料的政策，天然气消费量将大幅增长，2006年消费400亿立方米，预计2010年天然气消费量将达510亿立方米，2025年约1420亿立方米，在能源消费结构中将占20%。据国际能源机构预测，2003-2030年，世界天然气消费量年均增长率将为2.1%，其中中东地区的平均年增长率为3.8%，北非国家的平均年增长率为3.4%。2010年世界天然气消费量预计达3.22万亿立方米，2020年达4.06万亿立方米，2030年达4.79万亿立方米[1]。随着世界天然气一些重要基础设施建设项目投入使用，天然气可以更大量地运抵更广泛的地区。2005年世界完成的石油天然气管道建设约为2.09万千米，到2015年，世界各地计划建设的石油和天然气管道总长度约为9.6万千米，其中世界范围来讲，很多国家能源已经以天然气为主，但近10年来并没有放松对煤炭的研究开发工作，特别是把煤炭气化和联合循环发电结合起来，提高了煤炭利用效率，同时也符合环境保护要求。我们应从这些资料中获得借鉴，也需要把煤炭的开发利用放在一个重要的位置。1.2.2国内燃气工程状况我国人口众多,地域广阔,各地区经济发展和资源条件均极为不平衡。东、西、南、北地区以及沿海与内地均有很大的差距,因而造成了国内城市燃气事业起步较早,发展较晚的状况。我国城市燃气事业最早始于1865年,由英商在上海建水平炉生产煤气用于照明而设立的煤气公司,到1949年,全国只有上海、大连、沈阳、鞍山、抚顺、长春、锦州、哈尔滨、丹东九个城市有煤制气,可见发展极为缓慢。新中国成立以后,燃气事业有了较大发展。到上世纪八九十年代,随着国内液化石油气(LPG)的供应量及由国外进口LPG数量的逐步增加及天然气的开采利用,燃气作为优质民用燃料进入千家万户,并成为城市建设的重要基础设施和城市现代化的重要标志。近几年来天然气作为城市气源发展较快，是应该优先使用的一种城市燃气气源，但天然气气源在中国分布不均，由于资源相对分散，大部分就地使用。远距离输送要做到发达国家国内联网、国际联网还有待我国综合国力以及天然气资源的发展规模来定。目前，中国的天然气作城市气源己达到本世纪末一定规模。中国煤炭年产量为12.3亿吨，占世界第一位。石油年产量为1.46亿吨，占世界第六位。这为人工煤气生产提供了制气原料，但煤制气存在工艺复杂、污染环境、投资大、成本高等缺点，无法与天然气、LPG竞争，因而只能适当发展具有煤综合利用或矿口气化的煤制气厂,适当发展人工煤气[2]。1.3本设计的内容本设计为大连市新星绿城三区燃气工程设计，根据大连市现状燃气管网图及大连市地理环境资料对该公寓进行燃气管网设计。具体内容包括：确定大连新星绿城三区的供气方案，绘制大连新星绿城三区燃气管道总平面图、5#楼、14#楼、17#楼、26#楼楼室内燃气管道平面图及系统图，根据各种管材的优缺点对室内、外燃气管道选材，根据工程实际对主要设备及附件选型，进行燃气管网水力计算，确定最佳管径。2室内燃气管道设计与计算2.1室内燃气具的选择和布置燃气灶的选择和布置1.燃气灶的选择本设计居民用户均安装民用燃气双眼灶，它是全国各地居民用户普遍使用的灶具。市场上品种繁多，规格不一，但其基本参数大致相同。具体双眼灶型号由用户自行选择，但应满足以下要求选用：（1）制造商必须具有制造燃气用具的资格证书；（2）燃气灶必须具有产品合格证书；（3）燃气灶使用的燃气种类必须与家庭实际使用的燃气种类相符。本设计根据大连市使用双眼灶现状，选用一台JZR-T205X型号人工煤气的双眼灶，灶具的额定负荷为1.4m3/h，预留一台SCH-10Q56A型号的快速热水器进行计算，额定流量为2.21m3/h。2.燃气灶的布置规范对燃气灶的设置有如下要求[9]：（1）燃气灶应安装在通风良好的厨房内，利用卧室的套间或用户单独使用的走廊做厨房时，应设门并与卧室隔开；（2）安装燃气灶的房间净高不得低于2.2m；（3）燃气灶与可燃或难燃烧的墙壁之间应采取有效的防火隔热措施；（4）燃气灶的灶面边缘距木质家具的净距不小于0.2m（5）燃气灶与对面墙之间应有不小于1m的通道。本小区内居民用户层高均为3.0m，满足安装燃气灶的要求，燃气灶布置在通风良好的厨房内，灶台的安装高度为1.1m，厨房安装推拉门，与其他房间相互隔开，为独立的房间。用户支管的安装高度距室内地坪2.3燃气表的选择和布置1.燃气表的选型随着燃气行业的发展，燃气表种类层出不穷，IC卡膜式燃气表被越来越多的人们使用，其主要原因是采用IC卡膜式燃气表磁卡燃气表量程比宽，始动流量小，质量轻，价格低，制作、安装、维修方便，压损小，并且解决了抄表人员上门抄表的麻烦，便于对用户管理，简化了操作程序。此表的接口处用活接的连接方式连接，故在安装时可省去进气口阀门后的一个活接，节省了管件的费用。本小区选用CG-2.5的IC卡膜式燃气表，其主要技术参数如下：最大流量：2.5m3/h最小流量：0.016m3/h总压力损失：＜200Pa；工作环境温度：-20~+50℃2.燃气表的布置燃气表的布置原则如下：（1）由管道供应燃气的用户，应单独设置计量装置，即一户一表。（2）燃气表的安装宜安装在非燃烧结构及通风良好的房间内；严禁安装在浴室、卧室、危险品和易燃物品堆放处，以及与上述情况类似的地方；燃气表的安装应满足抄表、检修、保养和安全使用的要求[9]。本设计燃气表均安装在通风良好的厨房内，采用高挂表的安装形式，距离室内地面的高度为1.8m，表后距墙面的距离为50mm。燃气表与燃气灶的水平投影距离不小于300mm，当不满足条件时应采取有效的隔热措施。2.2室内燃气管道设计2.2.1室内燃气管道管材的选择本设计室内燃气管道选用镀锌钢管，选择镀锌钢管有以下优点：1.质地坚硬，刚度大，适用于易撞击的环境。2.连接方式简便，采用螺纹连接。3.施工经验成熟，敷设过程完成快速。所以我选择镀锌钢管。室内燃气管道安装设计随着生活水平的不断提高，越来越多的家庭开始注重居室的美观和实用性，对住宅室内装修的要求越来越高，不仅要求户型设计人性化，也要求配套设施简洁集中，易于装修。因此如何在确保安全用气的情况下，需要最大限度地满足用户的合理要求，必须对室内燃气管道进行最优化设计。尤其对高层建筑的天然气管道系统更是提出了很高的要求。对于室内燃气管道系统经常会出现很多问题：用户往往在装修时将立管密封于厨柜、吊柜内，既存在不安全隐患，维修又困难；燃气表接头易漏气。室内漏气大多在燃气表接头和灶前阀处，厨房平时通风不良，燃气表接头位置高，漏气不易被用户发现。由于入户困难，维修人员不可能定期逐户检查因此在设计时，尤其是在高层的建筑内，一方面要求施工人员的施工质量，另一方面就要增加报警装置以达到提前预防、发现的目的，最终取保人的安全,户内挂表形式存在的问题[5]。室内立管在每隔一层要设置一个管卡，以保正管道的稳定性，在引入管处进行支敦设计，以起到承受长距离的管道自重所带来的压力，在穿越楼层时要使用穿墙套管，来保护管道在楼层中不受到挤压而产生破损，在套管的缝隙中添一些油麻等防止管道的晃动，更重要的是利用燃气管与套管之间的间隙补偿燃气管伸缩产生的位移，避免管道的接口因应力集中造成的破坏。如果要求更加美观，也可以用玻璃密封胶或一些新型材料进行填充。对于每一个套管按照要求都要比管道大两号。每隔六到七层都要进行固定支撑，保证总管道的稳定[9]。本设计包括4栋楼的室内燃气管道设计，室内燃气管道均采用明设，且敷设在通风良好的地方，未在易燃易爆品仓库、配电间，变电室，电缆沟、烟道和进风道等地方穿越，未敷设在潮湿或有腐蚀性介质的房间内。当室内燃气管道穿过楼板、楼梯平台、墙壁时，需安装在套管内，且套管管径比实际管径大两个级制，具体见表2.1。当沿墙、梁明设的燃气管道采用U型管卡加以固定，立管每隔一层楼安装一个管卡，且燃气钢管的固定件间距不应大于表2.2的规定[17]。表2.1套管尺寸燃气管直径（mm）DN15DN20DN25DN32DN40DN50DN65DN80DN100DN150套管直径（mm）DN32DN40DN50DN65DN65DN80DN100DN100DN150DN200表2.2燃气钢管固定件的最大间距（m）管道公称直径（mm）无保温层管道的固定件的最大间距152.5203253.5324404.5505室内燃气管道敷设时保证与电气设备、相邻管道之间的净距满足规范的要求。其具体数值见表2.3。表2.3燃气管道和电气设备、相邻管道之间的净距（cm）管道和设备与燃气管道的净距平行敷设交叉敷设电气设备明装的绝缘电线或电缆2510暗装的或放在管子中的绝缘电线5（从所做的槽或管子的边缘算起）1电压小于1000V的裸露电线的导电部分100100配电盘或配电箱30不允许相邻管道应保证燃气管道和相邻管道的安装、安全维护和修理25室内燃气管道在燃气表和双眼灶前均设置阀门，以便于日后维修和紧急切断气源。如果立管与烟道口在一侧时要考虑立管是否把烟道口堵住了。室内燃气管道的设计要在规范允许下，要考虑美观来满足甲方和用户的要求。室内燃气管道水力计算1．燃气供应对象该小区的居民用户为1358户，居民用户均安装双眼灶，并预留一台热水器的用气量，每户按2.21m供应燃气为人工煤气，其基本参数如下：燃气密度0.455Kg运动粘度25×10-6m低热值18MJ/m32．本设计室内管道使用镀锌钢管，故计算时所用参数均为钢管参数，以下为本设计室内管网水力计算具体步骤：（1）管段按顺序编号，凡是管径变化或流量变化处均应编号，并标上各计算管段的实际长度L1。（2）求出各管段的额定流量，并按同时工作系数法，求得各管段的计算流量。燃气管道的计算流量Q：（2.1）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；当缺乏资料时，可取kt=1；k——燃具同时工作系数；N——同一类型燃具的数目；Qn——燃具的额定流量（m3/h）。（3）根据计算流量设定各管段的管径（用户支管最小管径为DN15）。（4）计算各管段的局部阻力系数，求出其当量长度，可得管段的计算长度。a.求雷诺数Re：；（2.2）式中——燃气流动断面的平均流速（m/s）；；（2.3）——0℃和101.325Pa时燃气的运动粘度（m2/s）。b.求管道的摩阻系数λ：层流状态：Re≤2100（2.4）临界状态：Re=2100~35005（2.5）紊流状态：Re﹥3500，钢管的λ由下式计算，即（2.6）式中λ——燃气管道的摩阻系数；——管壁内表面的当量绝对粗糙度（mm）；钢管一般取=0.2mm；d——管道内径（mm）；Re——雷诺数；——燃气流动断面的平均流速（m/s）。c.求管段的当量长度L2：①求2：（2.7）②求L2：（2.8）d.求管段的计算长度L：（2.9）式中d——管道内径（m）；λ——管段的摩阻系数；——局部阻力系数；L1——管段长度（m）；L2——管段当量长度（m）；L——管段计算长度（m）。（5）求各管段的单位长度压力降数值，用各管段的单位长度压力降乘以管段的计算长度，得出该管段的阻力损失。求管段的单位长度压力降△P/L：①层流状态：Re≤2100（2.10）②临界状态：Re=2100~3500（2.11）③紊流状态：Re﹥3500（2.12）求管段的阻力损失△P：（2.13）式中△P——燃气管道摩擦阻力损失（Pa）；L——燃气管段长度（m）；Q——燃气管道的计算流量（Nm3/h）；d——管道内径（mm）；ρ——天然气密度（kg/Nm3）；——天然气运动粘度（m2/s）；k——钢管内表面当量绝对粗糙度（mm）；T——燃气绝对温度（K）；T0——273K。（6）计算各管段的附加压头，每米管段的附加压头计算公式为，再乘以该管段终端及始端的标高差△H，可得该管段的附加压头值。计算时需注意其正负号。（7）求各管段的实际压力损失，即。（8）求室内燃气管道的总压力降，对于天然气计算压力降一般不超过200Pa（不包括燃气表的压力降）。（9）以总压力降与允许的计算压力降相比较，如不合适，则需改变个别管段的管径[3]。3．以17#系统图MLH为例进行水力计算，管段编号及管段长度见附录A图。每户按安装一个双眼灶计算，灶具的额定流量为3.5×2kW，预留一台燃气热水器额定流量为2.21m3系统图MLH的水力计算如下：m3/h管段1—2（1）计算流量：=1×1×1.4=1.4选管径：根据公式得取u=5m/s得管径d,故管段1—2的管径选择DN15。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为Re<2100，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段1—2当量长度为管段1—2计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为Re<2100，所以采用层流状态的计算公式（5）管段1—2段的压力损失为：（6）计算管段1—2的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段2—3在这一管段附加为用户预留的燃气热水器用气量，所以用气量为3.61（1）计算流量：=1×1×3.61=3.61选管径：根据公式得,故管段2—3的管径选择DN20。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为2100<Re<3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段2—3当量长度为管段2—3计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为2100<Re<3500，所以采用临界状态的计算公式（5）管段2—3段的压力损失为：（6）计算管段2—3的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段3—4（1）计算流量：=1×1×3.61=2.2选管径：根据公式得,故管段3—4的管径选择DN20。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为2100<Re<3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段3—4当量长度为管段3—4计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为2100<Re<3500，所以采用临界状态的计算公式（5）管段3—4段的压力损失为：（6）计算管段3—4的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段4—5（1）计算流量：=0.56×2×3.61=4.04选管径：根据公式得故管段4—5的管径选择DN25。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为2100<Re<3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段4—5当量长度为管段4—5计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为2100<Re<3500，所以采用临界状态的计算公式（5）管段4—5段的压力损失为（6）计算管段4—5的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段5—6（1）计算流量：=1×0.44×3×3.61=4.77选管径：根据公式得故管段5—6的管径选择DN25。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为2100<Re<3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段5—6当量长度为管段5—6计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为2100<Re<3500，所以采用临界状态的计算公式（5）管段5—6段的压力损失为：（6）计算管段5—6的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段6—7（1）计算流量：=1×4×0.38×3.61=5.49选管径：根据公式得,故管段6—7的管径选择DN25。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为2100<Re<3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段6—7当量长度为管段6—7计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为2100<Re<3500，所以采用临界状态的计算公式（5）管段6—7段的压力损失为（6）计算管段6—7的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段7—8（1）计算流量：=1×0.35×5×3.61=6.32选管径：根据公式得,故管段7—8的管径选择DN25。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为Re﹥3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段7—8当量长度为管段7—8计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为Re﹥3500，所以采用紊流状态的计算公式（5）管段7—8段的压力损失为（6）计算管段7—8的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段8—9（1）计算流量：=1×6×0.31×3.61=6.71选管径：根据公式得,故管段8—9的管径选择DN25。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为Re﹥3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段8—9当量长度为管段8—9计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为Re﹥3500，所以采用紊流状态的计算公式（5）管段8—9段的压力损失为（6）计算管段8—9的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段9—10（1）计算流量：=1×8×0.27×3.61=7.33选管径：根据公式得,故管段9—10的管径选择DN25。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为Re﹥3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段9—10当量长度为管段9—10计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为Re﹥3500，所以采用紊流状态的计算公式（5）管段9—10段的压力损失为（6）计算管段9—10的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段10—11（1）计算流量：=1×8×0.27×3.61=7.80选管径：根据公式得,故管段10—11的管径选择DN25。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为Re﹥3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段10—11当量长度为管段10—11计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为Re﹥3500，所以采用紊流状态的计算公式（5）管段10—11段的压力损失为（6）计算管段10—11的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段11—12（1）计算流量：=1×9×0.26×3.61=8.45选管径：根据公式得,管段11—12的管径选择DN40。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为2100<Re<3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段11—12当量长度为管段11—12计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为2100<Re<3500，所以采用临界状态的计算公式（5）管段11—12段的压力损失为（6）计算管段11—12的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段12—13（1）计算流量：=1×10×3.61×0.25=9.03选管径：根据公式得,故管段12—13的管径选择DN40。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为2100<Re<3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段12—13当量长度为管段12—13计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为2100<Re<3500，所以采用临界状态的计算公式（5）管段12—13段的压力损失为（6）计算管段12—13的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段13—14（1）计算流量：=1×11×3.61×0.24=9.53选管径：根据公式得,故管段13—14的管径选择DN40。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为2100<Re<3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段13—14当量长度为管段13—14计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为2100<Re<3500，所以采用临界状态的计算公式（5）管段13—14段的压力损失为（6）计算管段13—14的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段14—15（1）计算流量：=1×12×3.61×0.24=10.40选管径：根据公式得,故管段14—15的管径选择DN40。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为Re﹥3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段14—15当量长度为管段14—15计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为Re﹥3500，所以采用紊流状态的计算公式（5）管段14—15段的压力损失为（6）计算管段14—15的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段15—16（1）计算流量：=1×13×3.61×0.23=10.79选管径：根据公式得,故管段15—16的管径选择DN40。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为Re﹥3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段15—16当量长度为管段15—16计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为Re﹥3500，所以采用紊流状态的计算公式（5）管段15—16段的压力损失为（6）计算管段15—16的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段16—17（1）计算流量：=1×14×0.22×3.61=11.12选管径：根据公式得,故管段16—17的管径选择DN40。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为Re﹥3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段16—17当量长度为管段16—17计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为Re﹥3500，所以采用紊流状态的计算公式（5）管段16—17段的压力损失为（6）计算管段16—17的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段17—18（1）计算流量：=1×27×3.61×0.20=21.44选管径：根据公式得,管段17—18的管径选择DN50。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为Re﹥3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段17—18当量长度为管段17—18计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为Re﹥3500，所以采用紊流状态的计算公式（5）管段17—18段的压力损失为（6）计算管段17—18的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段18—19（1）计算流量：=1×28×3.61×0.20=20.22选管径：根据公式得,管段18—19的管径选择DN50。（2）计算雷诺数和值：根据得m/s因为Re﹥3500，所以（3）求管段的当量长度和实际长度：管段18—19当量长度为管段18—19计算长度为（4）求单位长度管段的压力损失：因为Re﹥3500，所以采用紊流状态的计算公式（5）管段18—19段的压力损失为（6）计算管段18—19的附加压力：（7）管段实际压力损失：管段1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18的总压力损失为-50.53Pa，其中燃气表的压力损失为200Pa。推荐的低压人工煤气管道的压力降为350Pa，所以符合要求。管段22-21-20-16-17-18计算入上，算得总压力损失为88.16Pa，符合要求，如不符合则调整管径重复以上计算。实际管径尺寸见系统图系统MLH。以上系统MLH水力计算结果列于附录A新星绿城三区室内17#楼系统MLH水力计算表。室内水力计算图2.3燃气引入管设计引入管是指室外燃气管道与室内燃气管道的连接管。一般可分地下引入法和地上引入法两种。敷设时应满足如下要求[15]：1．燃气引入管不得敷设在卧室、浴室、地下室，易燃或易爆品的仓库，有腐蚀性介质的房间，配电间，变电室，烟道和进风道等地方。2．燃气引入管进入密闭室时,密闭室必须进行改造，并设置换气口，其通风换气次数每小时不得小于三次。3．燃气引入管穿过建筑物基础、墙或管沟时，均应设置在套管中，并应考虑沉降的影响，必要时采取补偿措施。4．燃气引入管总管上应设置阀门和清扫口，阀门应选择快速式切断阀。阀门的设置应符合下列要求：（1）阀门宜设置在室内，对重要用户尚应在室外另设置阀门。（2）地上低压燃气引入管的直径小于或等于75mm时，可在室外设置带丝堵的三通，不另设置阀门。本设计引入管均采用地上引入的方法，引入管总管上设置阀门和清扫口，阀门选用球阀。本小区位于大连市，地上引入有施工方便，便于维修等优点故采用地上引入法。因为本设计采用人工煤气，人工煤气含有水分，为防范冬季管道受冻，引入管外设置隔温层保护，穿墙引入到室内。引入管应有不小于0.01的坡度，并坡向室外庭院燃气供气管道。本设计引入管选用无缝钢管，但由于本设计室外选用的PE管，室内选用镀锌钢管，所以室内管与室外管道连接处需用钢塑转换连接。无缝钢管由于耐腐蚀性差，选用聚乙烯胶带特加强级防腐，防腐层结构依次为一层底漆、一层内带（带间搭接宽度为50%胶带宽度）、一层内带（带间搭接宽度为50%胶带宽度），其总厚度不小于1.4mm[16]。引入管穿越建筑物基础时，必须设置在套管中。3庭院燃气管道设计与计算我国现行的城市燃气管网一般可归纳为三种管网系统。1．高、中、低压三级燃气管网系统；2．中低压两级燃气管网系统；3．低压一级管网系统。一般小区内的压力级制为上述后两种情况，本小区燃气管网接规划街道DE160，压力为0.4MPa的原有中压管线，经调压箱降为4.9kPa的低压管网，故该小区为中低压两级管网系统。3.1庭院燃气管道设计燃气管道的布线依据由于输配系统各级管网的输气压力不同，其设施和防火安全的要求也不同，而且各自的功能也有所区别，故应按各自的特点进行布置。管道位置采用相对位置控制。地下燃气管道宜沿城镇道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。在决定城镇中不同压力燃气管道的布线问题时，必须考虑到下列基本情况[15]。1.管道中的燃气压力。2.街道及其他地下管道的密集程度与布置情况。3.道路现状和规划。4.街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况。5.所输送燃气的含湿量、必要的管道坡度、街道地形变化情况。6.与该管道相连接的用户数量和用气情况，该管道是主要管道还是次要道。7.土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度。8.线路上所遇到的障碍物情况。9.该管道在施工、运行和发生故障时，对交通和人民生活的影响。本设计庭院管道为低压燃气管道，在大连市小区住宅管线综合规划的基础上综合考虑上述基本情况，对庭院管线进行布线。本设计气源为人工煤气，需要考虑防冻问题，根据大连市年均气候情况，大连市冻土层为0.9米，管道需敷设在冻土层以下，所以管道敷设深度应为1.2米另外还要考虑设置凝水缸问题，凝水缸设置的一般规定[15]：1.输送式燃气和环境温度可能低于输送介质的露点时，应在每个低级值点设凝水缸。2.为了便于施工，节约投资，应根据工程所在地的地质情况，将管道埋设深度控制在一定的范围内。一般情况，凝水缸的设置距离以200-300m左右一个为宜。3.工程设计时应利用道路或自然地形的走向，以减少凝水缸的个数。庭院燃气管道管材的选择大连市新星绿城三区庭院管道采用PE管，是经过比较国内几种常用管材的优缺点并结合大连市的气源条件确定的。庭院燃气管道管材的选择，应考虑到输气压力的要求、管壁的耐压强度和使用年限。本设计在管材选择时对几种常用的燃气输配管道进行了比较。燃气工程主要使用铸铁管，钢管和PE管[13]：（1）球墨铸铁管塑性好，切断、钻孔方便，抗腐蚀性好，价格便宜，使用寿命长；富有强韧性，耐冲击强度大，机械接头的可挠性与伸缩性；但耐腐蚀性较差，密封性能较差，质脆、笨重、承载应力小。对于正常条件的土壤无须再作专门的砂土管基，并且可使用掘出的土壤回填。（2）钢管承载应力大、可缩性好、气密性好、便于连接、与其他管材相比，壁厚较薄、节省金属用量等优点。适用于各种压力级别的城镇燃气管道和制气厂的工艺管道。但耐腐性较差，必须采用可靠的防腐措施。（3）PE管耐腐蚀：聚乙烯为惰性材料，除少数强氧化剂外，在无机盐，酸性和碱性土壤中都具有良好的耐腐蚀性，无电化学腐蚀，不需要防腐层。高韧性：PE管有良好的柔韧性，其断裂延伸率高，伸长率一般超过500%。直管道允许的弯曲半径大于等于50D，对管基部均匀沉降的适应能力非常强，是一种抗震性能优良的管道品种。气密性较好：PE管道主要采用熔接连接，本质上保证接口材质，结构与管体本身的同一性，实现了接头与管材的一体化。试验证实，其接口的抗拉强度及爆破强度均高于管材本体，可有效地抵抗内压力产生的环向应力及轴向德拉伸应力。因此与橡胶圈累接头或其他机械接头相比，不存在因接头扭曲造成泄漏的危险。使用寿命长：可达50年以上，在受外荷载作用时，在不超过极限负载的反复作用下的使用寿命超过50年。施工方便：PE管的连接形式也很简单，常用的连接方式有：热熔对接和电熔连接。特别是当需要在已通气的管道上接支线时，采用鞍形管件可实现不停气，不降压，连接时间快的效果，这样即可避免因降压停气而影响用户用气。综上比较，在本小区庭院管道设计中选用PE管。庭院管道均采用埋地的方式敷设，若选用钢管，耐腐性较差，必须采取可靠的防腐措施，为施工带来不便。由于PE管不耐高温，与热力管线在垂直净距见表3.1和表3.2[16]：表3.1PE管道与热力管道之间的水平净距项目地下燃气管道（m）低压中压次高压ABB热力管直埋热水1.01.01.01.5蒸汽2.02.02.03.0在管沟内（至外壁）1.01.51.52.0表3.2PE管道与热力管线之间的垂直净距项目燃气管道（当有套管时，从套管外径计）（m）热力管燃气管道在直埋管上方0.5（加套管）燃气管道在直埋管下方1.0（加套管）燃气管道在管沟上方0.2（加套管）或0.4燃气管道在管沟下方0.3（加套管）地下燃气管道的布置本小区庭院管线均采用埋地敷设方式，而其他专业管道大多数也采用此方法，所以各管线、建筑物间就存在横向、纵向最小安全净距。地下燃气管道与建筑物，构筑物或相邻管道之间的水平和垂直净距见表3.3和表3.4[18]。表3.3地下燃气管道与建筑物，构筑物或相邻管道之间的水平净距/m项目低压建筑物基础0.7外墙面─给水管0.5排水管1.0电力电缆直埋0.5在导管内1.0通信电缆直埋0.5在导管内1.0热力管直埋1.0在管沟内1.0通信照明电杆1.0街树（至树中心）0.75表3.4地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的垂直净距/m项目地下燃气管道（有套管时以套管计）给水管、排水管或其它燃气管道0.15热力管的管沟底（或顶）0.15电缆直埋0.5在导管内0.15庭院燃气管线具体布置情况见小区总平面图，本设计在敷设时考虑上述与其他专业管线的安全净距问题。在整个庭院管线中，燃气管线与热力管线水平距离满足规范规定最小安全净距1m；燃气管线与给水、排水管线最小的水平净距为1.5m，满足规范中规定的水平净距；燃气管线与建筑物的最小水平净距为4.0m，满足规范中规定的水平净距；燃气管线与电力、通信管线最小水平净距为1.5m庭院燃气管道敷设在原土层上，凡可能引起管道不均匀沉降的地段，对其基础进行处理。[16]由于缺少垂直方向上各专业管线具体位置的资料，燃气管线纵向只考虑大连冰冻线的深度，庭院管线最浅敷设深度为1.2m。若施工时遇见其他管线时，需各专业之间进行协调，来满足燃气管线与建筑物、相邻管线之间的垂直净距。3.2庭院燃气管道水力计算水力计算在燃气管网设计中有着非常重要的作用，直接关系到整个管网的运行可靠性和经济性，所以在每一个管网设计中，进行管网水力计算是必要的。以下为丹东市东港国际城小区庭院管网水力计算。1．小区总用气量；根据同时工作系数法，燃气管道的计算流量Q：（2.1）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；当缺乏资料时，可取kt=1；k——燃具同时工作系数；N——同一类型燃具的数目；Qn——燃具的额定流量（m3/h）。查表计算得总流量=1×（0.127×1358×3.61）=622.60m3/h[12]。2．低压燃气管道水力计算：该小区共1358户居民用户，小区接规划街道DE200、压力为0.4Mpa的中压天然气管道。小区各管段流量统计见表3.5。表3.5低压庭院燃气小时流量统计表（m³/h）管段项目1-22-33-4户数KQh户数KQh户数KQh双眼灶600.17620.971000.1752.241560.16581.05管段4-55-66-7双眼灶2400.156121.614680.139241.608080.135390.86管段7-88-99-10双眼灶10080.13473.0511200.13525.6212320.128587.07管段10-1111-12双眼灶13160.128627.1013580.127652.02本设计的燃气管网采用枝状管网敷设庭院燃气管道，水力计算的最不利管段是从最远端的引入管至小区的调压箱的燃气管线。具体计算过程如下：（1）根据管线布置图对管段进行编号1~2~3~4~5~6~7~8~9~10~11~12~13，编号具体情况祥见附录图。（2）计算燃气各管段的计算流量。途泄流量转输流量管段1—2途泄双眼灶用户为60户；同时工作系数k1=0.176m3/hm3/h管段2—3途泄双眼灶用户为40户；同时工作系数k1=0.18；转输双眼灶用户为60户；同时工作系数k2=0.176m3/hm3/hm3/h管段3—4途泄双眼灶用户为56户；同时工作系数k1=0.177；转输双眼灶用户为100户；同时工作系数k2=0.170m3/hm3/hm3/h管段4—5途泄双眼灶用户为84户；同时工作系数k1=0.172；转输双眼灶用户为156户；同时工作系数k2=0.165m3/hm3/hm3/h管段5—6转输双眼灶用户为468户；同时工作系数k2=0.143m3/hm3/h管段6—7同管段5—6计算步骤管段7—8同管段5—6计算步骤管段8—9同管段5—6计算步骤管段9—10同管段5—6计算步骤管段10—11同管段5—6计算步骤管段11—12同管段5—6计算步骤（3）初选管径。根据公式（3.1）取u=5m/s得管径d1，根据所计算的管径初选PE管管径d2管段1—2mm，由于PE管道在干管上的使用最小管径是dn63，所以此管段选用dn63的管径。管段2—3mm，此管段选用dn90的管径。管段3—4同管段此管段2—3计算，得出此管段选用dn110的管径。管段4—5同管段此管段2—3计算，得出此管段选用dn160的管径。管段5—6同管段此管段2—3计算，得出此管段选用dn160的管径。管段6—7同管段此管段2—3计算，得出此管段选用dn200的管径。管段7—8同管段此管段2—3计算，得出此管段选用dn200的管径。管段8—9同管段此管段2—3计算，得出此管段选用dn200的管径。管段9—10同管段此管段2—3计算，得出此管段选用dn200的管径。管段10—11同管段此管段2—3计算，得出此管段选用dn225的管径。管段11—12同管段此管段2—3计算，得出此管段选用dn225的管径。（4）计算各管段燃气流速u及雷诺数Re。根据公式计算流速u；（3.2）由公式（3.3）式中—燃气流动断面的平均流速（m/s）,；—0℃和101.325Pa时燃气的运动粘度（m2/s）。求出雷诺数Re，根据雷诺数Re的数值选用摩擦阻力公式。选用PE低压摩擦阻力公式：①层流状态：Re≤2100（3.4）②临界状态：Re=2100~3500（3.5）③紊流状态：Re﹥3500（3.6）式中——燃气管道阻力损失（Pa）；——燃气管道的计算长度（m）；——燃气的运动粘度（m3/s）；Q——燃气管道的计算流量（m3/h）；d——管道内径（mm）；k——管壁内表面的当量绝对粗糙度（mm）；PE管取=0.ρ——燃气的密度（kg/m3）；T——设计中所采用燃气温度；T0——273（K）。管段1—2m/s管段2—3同管段1—2计算，得管段3—4同管段1—2计算，得管段4—5同管段1—2计算，得管段5—6同管段1—2计算，得管段6—7同管段1—2计算，得管段7—8同管段1—2计算，得管段8—9同管段1—2计算，得管段9—10同管段1—2计算，得管段10—11同管段1—2计算，得管段11—12同管段1—2计算，得（5）局部阻力按摩擦阻力的10％计算，计算总阻力损失。管段1—2Pa管段2—3Pa管段3—4Pa管段4—5Pa管段5—6Pa管段6—7Pa管段7—8Pa管段8—9Pa管段9—10Pa管段10—11Pa管段11—12Pa最不利管网的总压力损失为517.7Pa（6）管道允许阻力损失=--（3.7）式中——燃具前最低压力（Pa）；——住宅室内多层压损（Pa）；=（7）对最不利管段进行压力校核。如果校核结果超出压力降允许值，则必须调整管径，重复步骤（3）~（6）的计算。上述计算结果见庭院天然气管道水力计算附表A庭院水力计算表。4管网安装检验、试压与验收4.1室内燃气管道和灶具的安装检验4.1.1室内燃气管道的检验（1）燃气管道和其他管道的适当间距可以提高管道运行的安装，方便管道维修。（2）管道的坡度、坡向正确，可以避免管道内的液体流入计量、调压器等设备影响正常工作。（3）管道支（吊、托）架及管座（墩）安装正确、牢固，能保证管道运行中不会移位和变形。（4）套管的安装质量与套管内的管道的使用寿命有直接关系，正确安装套管可以起到减振、减少房屋沉降对管道的影响以及防止管道腐蚀等作用。燃具安装的检验1.应按现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028-2006规定执行。2.引用《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》CJJ12-99条文。3.软管连接是安装中的薄弱环节和事故多发点，必须进行检查。4.严格按照现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028-2006中条规定的室内燃气管道和电气设备之间的净距。4.2试压与验收试压与验收为强制性条文，要求进行强度和严密性试验是为了保证燃气管道交付后的安全使用，试验介质可采用氮气等惰性气体。城市燃气工程在竣工验收时应组织城建、公安消防、劳动等有关部门及燃气安全方面的专家参加。4.2.1室内管道验收室内燃气管道竣工后，应先审查施工单位移交的全部施工技术文件：管材、燃具、燃气表出厂合格证；管道系统的试压记录；竣工图纸是否齐全。然后进行系统的外观检查，确定其施工质量是否符合设计要求，如发现问题，施工单位应进行修正。外观检查合格后，进行室内管道的强度试验及气密性试验。1．强度试验范围：每一个引入管必须单独进行试验，即引入管总阀门到居民用户燃气表前阀门的管道系统。方法：强度试验前对管道进行吹扫干净，以清除安装时可能带进管道内的杂质、污垢。吹扫时管道与阀门、计量表连接处均需断开，吹扫介质宜采用空气；强度试验（不含燃气表）的试验压力为0.1MPa，稳压0.5h，用发泡剂涂抹所有接头，不漏气为合格，或稳压1h，观察压力表，无压降为合格[10]。2．严密试验范围：从引入管总阀门至灶前开关（包括煤气表）逐根管道检查。方法：强度试验合格后，进行严密性试验，试验要求如下：用3KPa的空气进行气密性试验，观测10min，压力不降为合格；用户引入管的检查，用5KPa的空气进行气密性试验，观测10min，压力不降为合格[10]。庭院管道试压