燃?xì)廨斉湔n程設(shè)計(jì)說明書解讀

1、設(shè)計(jì)題目： 所在學(xué)院： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起訖日期： 燃?xì)廨斉?課程設(shè)計(jì) 某小區(qū)天然氣中壓環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì) 建筑工程學(xué)院 建筑環(huán)境與設(shè)備工程 建環(huán) 111 xxxxxx xxxx 2014.9 目錄 1. 原始資料 2. 1.1 地理資料 2 1.2氣象資料 2 1.3 城鎮(zhèn)燃?xì)庥嘘P(guān)資料 3 1.4 燃?xì)庥脩糍Y料 3 1.5參考資料 4 2. 各類用戶用氣量的計(jì)算 4. 2.1居民用戶 4 2.2公共建筑 5 3. 燃?xì)廨斉浞桨傅挠?jì)算比較 9. 3.1 燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng) 9 3.2 燃?xì)夤芫W(wǎng)布線 10 3.3 燃?xì)夤芫W(wǎng)水力計(jì)算 11 1.8 附錄水力計(jì)算表 1. 原始資料 1.1

2、 城市地理資料 某市某新城位于某省南部，位于東經(jīng) 11352114 21， 北緯 22272239。該小區(qū)規(guī)模 6.95萬人，人口密度 7310 人/ 平方公里，人民生活消費(fèi)水平中等。 （圖紙按 1:5 萬計(jì)算） 該市海拔高度 7 米； 平均大氣壓 10.32m 水柱。 1.2 氣象資料 屬亞熱帶季風(fēng)氣候，降水豐富。常年平均氣溫 22.5（人最舒 適溫度 18 22），極端氣溫最高 38.7，最低 0.2。無霜期為 355 天，平均年降雨量 1924.3 毫米，日照 2120.5 小時，最冷的一月 平均溫： 15.4（平均最高： 20，平均最低氣溫： 12，天氣和暖， 冷空氣侵襲時有陣寒） 。

3、最熱的七月平均溫： 28.8，年平均風(fēng)速二 級（2.0 米/秒） 1.3 城市燃?xì)庥嘘P(guān)參數(shù) 1.3.1 氣源種類：天然氣 表 1.1 天然氣組份 組份 CH4 C2H6 C3H8 C4H 10 CO CO2 N2 質(zhì)量 成分 90.42 3.19 1.35 1.75 0.25 2.38 0.66 2 （%） 1.3.2 天然氣組份（體積 %） 表 1.2 天然氣物理化學(xué)性質(zhì) 天然氣物理化學(xué)性質(zhì) 混合氣體平均分子量 16.9790(kg/kmol) 動力粘度 10.28 10-6 (Pas) 密度 0.721kg/m3 運(yùn)動粘度 14.258 10-6 m2/s 低熱值 H l 34747.6k

4、J/Nm3 臨界壓力 Pm， c 4.6576MPa 臨界壓力 Tm ，c 195.6K 華白數(shù) W 46517 1.3.3 城市門站出站壓力 0.3MPa，中低壓調(diào)壓設(shè)備進(jìn)口壓力 0.28MPa 1.4 燃?xì)庥脩糍Y料 1.4.1 居民用戶氣化率 90%； 1.4.2 公共建筑用戶 表 1.3 公共建筑用戶所占人口比例 序號 項(xiàng)目 千人指標(biāo) 備注 1 醫(yī)院 10床 位置見圖 3 2 賓館 30床 位置見圖 3 飯店（飲食業(yè)） 30 座位 位置見圖 4 學(xué)校 60 位置見圖 1.4.3K 1max =1.1K2max =1.05K 3max =2.2 1.5 參考資料 1.城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范（ G

5、B50028-2006）； 2. 煤氣設(shè)計(jì)手冊； 3. 燃?xì)廨斉浣滩?4. 燃?xì)廨斉湔n程設(shè)計(jì)指示書 2. 各類用戶用氣量的計(jì)算 2.1居民用戶用氣量 根據(jù)給出的建筑圖紙一套，測出來新城區(qū)供燃?xì)饷娣e為 9.025 平 方公里，人口密度為 7310 人/平方公里，炊事及不包括洗衣的日常及 q=5320MJ/ 洗澡（住宅內(nèi)設(shè)燃?xì)庠罴叭細(xì)鉄崴鳎┑挠脷饬恐笜?biāo) 人年；燃?xì)獾蜔嶂禐?Hl =34747.6kJ/Nm3。 查燃?xì)廨斉渚用裆钅暧脷饬坑?jì)算公式為 Qa= Nkq Hl 式中 Qa居民生活用氣量（ Nm3/a）； N居民人口數(shù)（人） ； k氣化率（ %）； q居民生活用氣定額（ kJ/人 a）；

6、Hl 燃?xì)獾蜔嶂担?kJ/Nm3） 新城區(qū)總?cè)丝跀?shù) N=9.025 7310=65973 人 氣化率 k=90% 新城區(qū)用氣量 Qa=65973 0.9 5320000 34747.6=9090663 Nm3/年 計(jì)算得到新城區(qū)總?cè)丝跀?shù)為 65973 人，居民年用氣量為 9090663Nm3 /年。 2.2 公共建筑用氣量 公共建筑用戶：根據(jù)由建筑面積確定的人口和公共建筑用氣量指 標(biāo)，計(jì)算負(fù)荷。 查燃?xì)廨斉浔?21 得到醫(yī)院用氣定額為 9210MJ/床位年； 查燃?xì)廨斉浔?22 得到其它公共建筑的用氣量指標(biāo)如下 表 2.1 公共建筑用氣量指標(biāo) 類別 單位 用氣量指標(biāo) 醫(yī)院 MJ/床位年 921

7、0 飯店（飲食業(yè)） MJ/座年 79559211 賓館 MJ/床位年 837410467 學(xué)校（日托） MJ/人年 12561675 表 2.2 各公共建筑年用氣量 部門類別 消費(fèi)人次 用氣量指標(biāo) 用氣量 （Nm3/年） 醫(yī)院 660 9210 174864 5 飯店（飲食業(yè)） 1979 8500 484152 賓館 1979 9500 541111 學(xué)校（日托） 3958 1600 182269 以賓館為例，人口占總?cè)丝诘?3%，用氣量指標(biāo)取 9500MJ/床 位年。 查燃?xì)廨斉?，商業(yè)用戶年用氣量計(jì)算公式 Qa=MHNlq 式中 Qa居民生活用氣量（ Nm3/a）； N居民人口數(shù)（人） ；

8、M各類用氣人數(shù)占總?cè)丝诘谋壤龜?shù)； q各類商業(yè)用戶用氣定額（ kJ/人 a）； Hl 燃?xì)獾蜔嶂担?kJ/Nm3） 賓館的消費(fèi)人次： 65973 30 1000=1979 人 賓館的用氣量： Qa=1979 9500 103/34747.6=541111 Nm3/年 2.3 新城區(qū)用氣量 新城區(qū)總的年用氣量 =居民年用氣量 +公共建筑年用氣量 Qa=1.05 ( 9090663+174864+484152+541111+182269 ) =10473059Nm3/年 新城區(qū)小時用氣量計(jì)算 查燃?xì)廨斉涑擎?zhèn)燃?xì)夥峙涔艿赖挠?jì)算流量計(jì)算公式： Qa 365 24 max max max Km Kd K

9、h 式中 Qh 燃?xì)庑r計(jì)算流量（ Nm3/h） Qa年用氣量（ Nm3/a）； Kmmax 月高峰系數(shù)； Kdmax 日高峰系數(shù)； Khmax 小時高峰系數(shù)。 hmax =2.2 根據(jù)原始資料查的： K mmax =1.1K dmax =1.05 10473059 Qh 10473059 1.1 1.05 2.2 =3038Nm3/h 365 24 3. 燃?xì)廨斉浞桨傅挠?jì)算比較 燃?xì)夤艿赖臍饷苄耘c其他管道相比，有特別嚴(yán)格的要求，漏氣 可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒等其他事故。燃?xì)夤艿乐袎毫υ礁?，管?接頭脫開或管道本身出現(xiàn)裂縫的可能性和危險(xiǎn)性越大。 當(dāng)管道內(nèi)燃?xì)?的壓力不同時，對管道材質(zhì)、安裝質(zhì)量

10、、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行管理的要求 也不同。 我國燃?xì)夤艿腊慈細(xì)庠O(shè)計(jì)壓力 P（ MPa）分為七級。 名稱 壓力（ MPa） 高壓燃?xì)夤艿?A 2.5p4.0 B 1.6p2.5 次高壓燃?xì)夤艿?A 0.8p1.6 B 0.4p0.8 7 中壓燃?xì)夤艿?A 0.2p0.4 B 0.01p0.2 低壓燃?xì)夤艿?p0.01 表 3.1 燃?xì)庠O(shè)計(jì)壓力分級表 中壓管道必須通過區(qū)域調(diào)壓站或用戶專用調(diào)壓站才能給城市燃 氣管網(wǎng)中的低壓管道供氣， 或給工廠企業(yè)、 大型商業(yè)用戶及鍋爐房供 氣，當(dāng)采用中壓一級燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)時， 應(yīng)在各居民用氣小區(qū)或商業(yè)用 戶處設(shè)調(diào)壓箱。 3.1 燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng) 現(xiàn)代化的城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)是復(fù)雜的

11、綜合設(shè)施，通常由門站、 燃?xì)夤芫W(wǎng)、儲氣設(shè)備、調(diào)壓設(shè)施、管理設(shè)施和監(jiān)控系統(tǒng)等構(gòu)成。 城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)根據(jù)管網(wǎng)壓力級制不同分為以下幾種形式： 一級系統(tǒng)：僅用一種壓力級制的管網(wǎng)來分配和供給燃?xì)獾南?統(tǒng)，通常為低壓或中壓管道系統(tǒng)。 一級系統(tǒng)一般適用于小城鎮(zhèn)的供氣， 當(dāng)供氣范圍較大時，輸送單位體積燃?xì)獾墓撞挠昧繉⒓眲≡黾印?二級系統(tǒng)：由兩種壓力級制的管網(wǎng)來分配和供給燃?xì)獾南到y(tǒng)。 設(shè)計(jì)壓力一般為中壓 B低壓或中壓 A低壓等。 三級系統(tǒng)：由三種壓力級制的管網(wǎng)來分配和供給燃?xì)獾南到y(tǒng)。 設(shè)計(jì)壓力一般為高壓中壓低壓或次高壓中壓低壓等。 多級系統(tǒng)：由三種以上壓力級制的管網(wǎng)累分配和供給燃?xì)獾南?統(tǒng)。 燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)選擇 無

12、論是舊城市還是新建城鎮(zhèn)， 在選擇燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)系統(tǒng)時， 應(yīng)考 慮許多因素，其中主要因素有： 1. 氣源情況：燃?xì)獾姆N類和性質(zhì)、供氣量和供氣壓力、氣源的發(fā) 展或更換氣源的規(guī)劃。 2. 城鎮(zhèn)規(guī)模、遠(yuǎn)景規(guī)劃情況、街區(qū)和道路的現(xiàn)狀和規(guī)劃、建筑特 點(diǎn)、人口密度及居民用戶的分布情況。 3. 原有的城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)設(shè)施情況。 4. 儲氣設(shè)備的類型。 5. 城鎮(zhèn)地理地形條件，敷設(shè)燃?xì)夤艿罆r遇到天然和人工障礙物 （如河流、湖泊、鐵路等）的情況。 6. 城鎮(zhèn)地下管線和地下建筑物、 構(gòu)筑物的現(xiàn)狀和改建、 擴(kuò)建規(guī)劃。 設(shè)計(jì)城鎮(zhèn)管網(wǎng)系統(tǒng)時， 應(yīng)全面綜合考慮上述諸因素， 從而提出數(shù) 個方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較， 選用經(jīng)濟(jì)合理的最佳

13、方案。 方案比較必須 在技術(shù)指標(biāo)和工作可靠性相同的基礎(chǔ)上進(jìn)行。 3.2 燃?xì)夤芫W(wǎng)布線 城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿啦季€依據(jù) 地下燃?xì)夤艿酪搜爻擎?zhèn)道路、 人行便道敷設(shè)，或敷設(shè)在綠化帶內(nèi)。 在決定不同壓力燃?xì)夤艿赖牟季€問題時，必須考慮到下列基本情況： 1. 管道中燃?xì)鈮毫Γ?2. 街道及其他地下管道的密集程度與不知情況； 3. 街道交通量的路面結(jié)構(gòu)情況，以及運(yùn)輸干線的分布情況； 4. 所輸送燃?xì)獾暮瑵窳浚匾墓艿榔露?，街道地形變化情況； 5. 與該管道相連接的用戶數(shù)量及用其情況； 6. 線路上所遇到的障礙物的情況； 7. 土壤性質(zhì)、腐蝕性能和冰凍線深度； 8. 該管道在施工、運(yùn)行和萬一發(fā)生事故時，對交通和人民生

14、活的 影響。 次高壓、中壓及低壓燃?xì)夤艿赖牟贾?1. 地下燃?xì)夤艿啦坏脧慕ㄖ锖痛笮徒ㄖ?gòu)筑物的下面穿越。 為了保證在施工和檢修時互不影響， 也為了避免由于泄露出的燃?xì)庥?響相鄰管道的正常運(yùn)行， 甚至避入建筑物內(nèi)， 地下燃?xì)夤艿琅c建筑物、 構(gòu)筑物以及其他各種管道之間應(yīng)保持必要的水平和垂直凈距， 符合現(xiàn) 行國家標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范 （ GB50028）的相應(yīng)規(guī)定。 2. 地下燃?xì)夤艿缆裨O(shè)的最小覆土厚度應(yīng)滿足下列要求： 埋設(shè)在機(jī)動車道下時，不得小于 0.9m； 埋設(shè)在非機(jī)動車道下時，不得小于 0.6m； 埋設(shè)在機(jī)動車不可能到達(dá)的地方時，不得小于 0.3m。 3. 輸送濕燃?xì)獾墓艿?，?yīng)埋設(shè)在土壤冰

15、凍線以下，燃?xì)夤艿榔孪?凝水缸的坡度不宜小于 0.003.布線時，最好能使管道的坡度和地形相 適應(yīng)。在管道最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)排水器。 4. 燃?xì)夤艿来┰借F路、高速公路、電車軌道或城鎮(zhèn)主要干道時宜 于上述道路垂直敷設(shè)。 5. 燃?xì)夤艿劳ㄟ^河流時，可以采用穿越河底或采用官橋跨越的形 式。 10 根據(jù)上面的依據(jù)和布置原則， 把新城區(qū)共劃分為五個區(qū)域并編號 I 、II 、 III 、IV、V。新城區(qū)各環(huán)的燃?xì)夥峙淙缦卤?3.2 各環(huán)燃?xì)夥峙浔?3.2 環(huán)號 面積 （hm2） 居民數(shù) （人） 本環(huán)供氣 量（ Nm3 /h） 環(huán)周邊 長（m） 沿環(huán)周邊的單位 長度途泄流量 （Nm3/（mh） I 1.564 11

16、433 525 5220 0.101 II 1.965 14364 661 6260 0.106 III 1.5875 11605 534 8455 0.063 IV 2.0125 14711 677 5965 0.114 V 1.9 13889 640 6960 0.092 Q 3037 以 I 環(huán)舉例計(jì)算：由圖紙測出 I 環(huán)面積 1.564 平方公里，由圖紙 測出 I 環(huán)周長為 5220m。 I 環(huán)供氣量： 3038 1.564 9.025=525 Nm3/h I 環(huán)單位長度途泄流量： 525 5220=0.101 Nm3/（m h） 管網(wǎng)規(guī)劃圖 3.1 11 3.3 燃?xì)夤芫W(wǎng)水力計(jì)算 根

17、據(jù)管網(wǎng)規(guī)劃圖，求出管網(wǎng)中每一段的計(jì)算流量，計(jì)算結(jié)果列 于表 3.3 中。 以I 環(huán)舉例計(jì)算： 根據(jù)管網(wǎng)規(guī)劃圖可以找到零點(diǎn)的位置， 8和10是零點(diǎn)。 I 環(huán)共 有四條邊，編號為 15、 12、26 和 5 6，長度分別為 1724m、 532m、1816.5m 和 1147.5m。 途泄流量計(jì)算： 15 途泄流量： 1724 0.101=174 Nm3/h 12途泄流量： 532 0.101=54 Nm3/h 因?yàn)?I環(huán)和 IV 環(huán)是鄰環(huán)，所以 56單位長度途泄流量為 I環(huán) 和 IV 環(huán)單位途泄流量之和： 0.101+0.114=0.215 Nm3/(mh) 12 56途泄流量： 1147.5

18、0.215=247 Nm3/h 因?yàn)?I環(huán)和 II環(huán)是鄰環(huán)，所以26單位長度途泄流量為 I環(huán)和 II 環(huán)單位途泄流量之和： 0.101+0.106=0.207 Nm3/(m h) 26途泄流量： 1816.5 0.207=376 Nm3/h 如果節(jié)點(diǎn)處后面的負(fù)荷由兩側(cè)管段供氣，則轉(zhuǎn)輸流量以各分擔(dān) 一半左右為宜。 管段 26和管段 56的轉(zhuǎn)輸流量承擔(dān)節(jié)點(diǎn) 6 之后的負(fù)荷，管 段 26 和管段 5 6 的轉(zhuǎn)輸流量分別為節(jié)點(diǎn) 6 之后負(fù)荷的一半， 計(jì)算 結(jié)果為 479Nm3/h；管段 15 的轉(zhuǎn)輸流量承擔(dān)節(jié)點(diǎn) 5 的負(fù)荷，計(jì)算結(jié) 果為 989Nm3/h；管段 12 的轉(zhuǎn)輸流量承擔(dān)節(jié)點(diǎn) 2 以后的負(fù)荷

19、， 計(jì)算 結(jié)果為 1871Nm3/h。 查燃?xì)廨斉涔芏斡?jì)算流量公式為： Q=0.55 Q1 + Q 2 式中 Q管段計(jì)算流量 Nm3/h； Q1 管段途泄流量 Nm3/h； Q 2管段轉(zhuǎn)輸流量 Nm3/h； 管段 12的計(jì)算流量： 0.55 54+1841=1871 Nm3/h 管段 15的計(jì)算流量； 0.55 174+989=1084 Nm3/h 管段 56的計(jì)算流量： 0.55 247+479=615 Nm3/h 管段 26的計(jì)算流量： 0.55 376+479=686 Nm3/h 各管段的計(jì)算流量表 3.3 13 環(huán) 號 管段號 管段 長度 （m） 單位長度途泄 流量 q Nm3/ （m

20、h） 流量(Nm3/h) 途泄流 量 Q1 0.55Q1 轉(zhuǎn)輸流 量 Q2 計(jì)算流 量Q I 12 532 0.101 54 30 1841 1871 15 1724 0.101 174 96 989 1084 56 1147.5 0.215 247 136 479 615 26 1816.5 0.207 376 207 479 686 II 26 1816.5 0.207 376 207 479 686 23 1321 0.106 140 77 846 923 37 2051 0.169 347 191 226 417 67 1071.5 0.198 212 117 228 345 III

21、37 2051 0.169 347 191 228 419 34 722.5 0.063 46 25 228 253 79 1703 0.155 264 145 188 333 410 3622.5 0.063 228 126 0 126 910 431.5 0.063 27 15 0 15 IV 56 1147.5 0.215 247 136 479 615 58 2305.5 0.114 263 145 0 145 68 2513.5 0.206 518 285 0 285 V 67 1071.5 0.198 212 117 228 345 79 1703 0.155 264 145 18

22、8 333 14 98 1747 0.092 161 88 0 88 68 2513.5 0.206 518 285 0 285 根據(jù)初步流量分配及單位長度平均壓力降選擇各管段的管徑 局部阻力損失取沿程摩擦阻力損失 10%。由供氣點(diǎn)至零點(diǎn)的平均距離 為 5976m。 查燃?xì)廨斉渲袎喝細(xì)夤艿滥Σ磷枇p失計(jì)算公式： 2 2 2 p1 -p2 =1.27 1010 Q50 0 T Ld5 0 T0 式中 p1管道起點(diǎn)燃?xì)獾慕^對壓力（ kPa）； p2 管道終點(diǎn)燃?xì)獾慕^對壓力（ kPa）； L 燃?xì)夤艿赖挠?jì)算長度（ m）； Q0 燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量（ Nm3/h）； d管道內(nèi)徑（ mm） 根據(jù)原始資料

23、，當(dāng)?shù)卮髿鈮?10.32m 水柱，城市門站出站壓力 0.3MPa， 中 低 壓 調(diào)壓 設(shè) 備 進(jìn) 口壓 力 0.28MPa 。 10.32m 水 柱 =101.136kPa 22 p1 - p2 = L= (300 101.136)2 -(280 101.136)2 =2.375 kPa2/m 5976 由于課本所用的天然氣密度0.721kg/Nm 3，故在查圖水力計(jì) 算表時，需要進(jìn)行修正，即： 選定管徑后，查的管段 p 值，求出 L1 L / 0.721 2.375/ 0.721 3.294 kPa2 /m 15 L1 LpLp 1 0.721 全部計(jì)算結(jié)果列于表 3.4（附表） 以 I 環(huán)

24、計(jì)算舉例： 管段 15 計(jì)算流量為 1084Nm3/h，查燃?xì)廨斉湔n本圖 6 4 燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖表 （三），查得管段 1 5 的直徑取 150mm，單 位壓力降為 2.52kPa2 /m，15 管段壓力降 p =-2.52 1724=-4351kPa。 管段 12 計(jì)算流量為 1871Nm3/h，查燃?xì)廨斉湔n本圖 6 4 燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖表 （三），查得管段 12 的直徑取 D219 7mm， 單位壓力降為 1.80kPa2 /m，12 管段壓力降 p =1.80 532=959kPa。 管段 26 計(jì)算流量為 686Nm3/h，查燃?xì)廨斉湔n本圖 64 燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖表（三） ，查得管段 26 的直徑取 125mm，單 位壓力降為 2.52kPa2 /m，26 管段壓力降 p=2.52 1817=4584kPa。 管段 56 計(jì)算流量為 615Nm3/h，查燃?xì)廨斉湔n本圖 64 燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖表（三） ，查得管段 56 的直徑取 125mm，單 位壓力降為 2.09kPa2 /m，56 管段壓力降 p=-2.09 1148=-2399kPa。 壓力降閉合差的精度要求： 高、中壓管網(wǎng) 式中p2 環(huán)網(wǎng)內(nèi)各管段的壓力平方差； p2 環(huán)網(wǎng)內(nèi)各管段的壓力平方差的絕對值； 16 工程計(jì)算的精度要求，一般 10% I 環(huán)網(wǎng)閉合差： p2 0.5 p2 10