內(nèi)工大建環(huán)專業(yè)燃氣課程設計

1、陽光諾卡小區(qū)管道燃氣設計說明書項目名稱： 松江·XXXX小區(qū)管道燃氣管路設計 地 址： 呼和浩特市XXXX路與XXXX大街交叉口 設計單位： 中國燃氣集團新希望管道燃氣設計有限公司 聯(lián)系方式： 04715558888 設 計 師： 調(diào) 研： 指導單位： 中燃XXXXXXXX工作室 中國燃氣內(nèi)蒙古新希望管道燃氣設計有限公司2015年11月目 錄1. 設計原始資料11.1燃氣基本性質(zhì)計算11.2燃氣供應對象31.3燃氣供應設計參數(shù)31.4用戶灶具配備32. 設計計算62.1 小區(qū)管道流量計算62.2小區(qū)庭院管道72.3平面管道布置及繪制82.4室內(nèi)管道82.5室內(nèi)燃氣管道水力計算的方法9

2、2.6 縱斷面管道布置及繪制103. 施工及防腐要求113.1聚乙烯（PE）管施工要求113.2管道防腐114. 小區(qū)利潤情況114.1住宅年用氣量114.2商業(yè)用戶年用氣量124.3小區(qū)年預計年營收12、本設計如有與城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范 （GB50028-2006）沖突之處，請按城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范 （GB50028-2006）執(zhí)行。1. 設計原始資料1.1燃氣基本性質(zhì)計算對于選擇的氣源，明確其組分，對其密度、熱值、爆炸極限等參數(shù)進行計算，具體如下：1) 平均分子量混合氣體的平均分子量按下式計算：式中M混合氣體平均分子量；、各單一氣體容積成分（%）；、各單一氣體分子量。 2) 平均密度 混合氣體的平

3、均密度按下式計算：式中混合氣體平均密度（Kg/Nm3）；、標準狀態(tài)下各單一氣體的密度（Kg/Nm3）。3) 相對密度式中 混合氣體的相對密度； 1.293標準狀態(tài)下空氣的密度（Kg/Nm3）。134) 動力粘度 式中混合氣體在0時的動力粘度（Pa·s）； 相應各組分在0時的動力粘度（Pa·s）。5) 運動粘度式中 混合氣體在0時的運動粘度（Pa·s）。6) 平均臨界壓力 式中 混合氣體的臨界壓力； 、各組分的臨界壓力。7) 平均臨界溫度 式中混合氣體的臨界溫度； 、各組分的臨界溫度。8) 高發(fā)熱值式中混合氣體的高發(fā)熱值； 混合氣體中單一組分的高發(fā)熱值。9) 低發(fā)熱

4、值 式中 混合氣體的低發(fā)熱值；混合氣體中單一組分的低發(fā)熱值。10) 爆炸極限含有惰性氣體的混合氣體的爆炸極限： 式中L含有惰性氣體的燃氣爆炸極限（體積%）；由某一可燃氣體成分與某一惰性氣體成分組成的混合組分在混合氣體中的容積成分（%）；由某一可燃氣體成分與某一惰性氣體成分組成的混合組分在該混合比時的爆炸極限（體積%）；未與惰性氣體組合的可燃氣體在混合氣體中容積成分（%）； 未與惰性氣體組合的可燃氣體成分的爆炸極限（體積%）。1.2燃氣供應對象 設計范圍內(nèi)陽光諾卡小區(qū)一共有26棟住宅樓，其中1、2、5、6、12、13、14為五層3單元210戶，3、4、7、8、9、10、11、15、16、17、1

5、8、19、20，23、24、25、26為五層2單元340戶，21、22為五層4單元80戶；共630戶；陽光諾卡小區(qū)一期東側商鋪35家， 大型餐飲6家門店（折合24家小型店鋪），21小型餐飲，2家美容美發(fā)機構，其他6家其他類型門店，人口密度227人/公頃。1.3燃氣供應設計參數(shù)表1：純天然氣各成分的基本性質(zhì)氣體甲烷丙烷正丁烷氮分子式分子量密度(kg/m3)高發(fā)熱值：HS(MJ/ m3)低發(fā)熱值：Ht(MJ/ m3)爆炸下限Ls（體積%）爆炸上限Lt（體積%）動力粘度10-6(Pa.s)運動粘度10-6(Pa.s)CH416.04300.717439.84235.9025.015.010.3951

6、4.50C3H844.09702.0102101.26693.2402.19.57.5023.81C4H1058.124021.5036133.886123.6491.58.56.8352.53N228.01341.250416.67113.301.4用戶灶具配備 經(jīng)實地調(diào)查問卷，調(diào)查樣本98戶居民中采用燃氣雙眼灶為100%，燃氣熱水器為2%。為節(jié)約公司成本，所以，本小區(qū)管道燃氣只設計廚房炊事部分，用戶如需燃氣熱水器部分，請與燃氣公司聯(lián)系，自行承擔安裝費用。經(jīng)調(diào)查雙眼灶平均8kw，燃氣熱水器18kw；燃氣熱水器燃具額定流量的確定：雙眼灶的額定流量：；熱水器的額定流量：。 灶具前額定壓力：Pn=

7、2kpa；使用壓力范圍：0.75Pn1.5Pn，即燃具前最小壓力1500pa，燃具前最大壓力3000pa。1.5小區(qū)工程圖紙 包括以下內(nèi)容：（1）規(guī)劃總平面圖 （2）平立面剖面圖 （3）綜合管線圖規(guī)劃總平面圖 平立面剖面圖 底層平面圖 2-5層平面圖1.6供氣方案 根據(jù)調(diào)查問卷的結果，發(fā)現(xiàn)部分用戶反映燃氣使用過程中氣壓不足，所以確定管道系統(tǒng)壓力級制，對本次陽光諾卡小區(qū)燃氣工程的投資建設、運行管理、供氣安全等非常重要?，F(xiàn)在常用的居民住宅小區(qū)調(diào)壓方式有戶內(nèi)中-低壓調(diào)壓、樓棟中-低壓調(diào)壓和區(qū)域中-低壓調(diào)壓三種方式。方案優(yōu)越性比較：1 戶內(nèi)中-低壓調(diào)壓方式工程造價較低，不影響建筑環(huán)境美觀；但由于地上管

8、連接的相對不可靠性，一旦發(fā)生中壓系統(tǒng)泄漏，危險性遠大于低壓系統(tǒng)。2 樓棟中-低壓調(diào)壓方式仍有一段中壓垂直引出立管外露，此段管自然氧化腐蝕程度大，存在車輛等機械碰撞及其他因素損壞的可能性也較大。一旦氣體泄漏時，可能對附近的行人及樓棟造成危害。另外樓棟中-低壓調(diào)壓方式與區(qū)域中-低壓調(diào)壓方式比較，樓棟中-低壓調(diào)壓箱數(shù)量多 ，管理和維修(搶修)的工作量都很大。3 區(qū)域中-低調(diào)壓方式與前兩種調(diào)壓方式相比安裝地下管網(wǎng)的投資約增加l0；但區(qū)域中-低調(diào)壓安全系數(shù)大，供氣的穩(wěn)定性強?，F(xiàn)代住宅小區(qū)樓房分布規(guī)律且集中，也為區(qū)域調(diào)壓提供了便利條件。燃氣經(jīng)區(qū)域調(diào)壓站調(diào)壓后通過低壓管網(wǎng)送至各樓棟，符合綜合考慮安全因素的原

9、則，而且小區(qū)低壓管道可布置為環(huán)狀，其水力可靠性可以得到保證。 綜合考慮風險評估和經(jīng)濟因素，本設計選用方案：小區(qū)集中調(diào)壓，低壓進戶二次穩(wěn)壓后為居民供氣。 以陽光諾卡小區(qū)區(qū)域中-低壓(0.2-0.01)集中調(diào)壓為主、樓棟低-低壓（0.01-0.002MPa）集中調(diào)壓為輔的調(diào)壓方式。只要住宅小區(qū)與調(diào)壓站統(tǒng)一規(guī)劃，例如將中壓0.2MPa-0.01MPa調(diào)壓站周圍的環(huán)境附以假山、建筑小品等園林藝術，既可確保調(diào)壓站的安全距離，又利于使調(diào)壓站外觀與環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一或隱蔽。12. 設計計算2.1 小區(qū)管道流量計算2.1.1小區(qū)管道流量計算城市燃氣輸配系統(tǒng)的管徑及設備通過能力應按燃氣計算月的小時最大流量進行計算。小

10、時計算流量的確定,關系著燃氣輸配的經(jīng)濟性和可靠性。小時計算流量定得偏高,將會增加輸配系統(tǒng)的金屬用量和基建資金,定得偏低,又會影響用戶得正常用氣。確定燃氣小時計算流量得方法有兩種,不均勻系數(shù)法和同時工作系數(shù)法。這兩種方法各有其特點和使用范圍。由于居民住宅使用燃氣的數(shù)量和使用時間變化較大,故室內(nèi)和庭院燃氣管道的計算流量一般按燃氣用具的額定耗氣量和同時工作系數(shù)K0來確定。用同時工作系數(shù)法求管道計算流量的公式如下:117.94Nm3/h式中: 不同類型用戶的同時工作系數(shù);本次因缺乏相關資料,取1； 相同燃具或相同組合燃具的同時工作系數(shù)，本次相同燃具600個所以取系數(shù)0.26； 相同燃具或相同組合燃具的

11、額定流量(Nm3/h)，經(jīng)調(diào)查雙眼灶Q（n）=0.72Nm3/h； 相同燃具或相同組合燃具數(shù)，經(jīng)調(diào)查本小區(qū)燃具數(shù)共630個。 庭院及室內(nèi)燃氣管道的計算流量(Nm3/h)；經(jīng)計算Qh=117.94Nm3/h 根據(jù)燃氣輸配（第四版）表2-3,2-4 可查得居民生活用燃具的同時工作系數(shù)。此處選用同時使用燃氣雙眼灶和快速熱水器的值,沒有直接對應可查的值時采用插入法選取。2.1.2根據(jù)計算流量預選管徑公稱外徑 最小壁厚（SDR17.6）502. 9633. 6754. 3905. 21106. 31257.11408. 01609.1常用SDR17.6管材最小壁厚 由于本設計的庭院管段流量變化頻繁,不適

12、合采用平均壓降法,本設計按照3m/s 的經(jīng)濟流速法預選管徑。公式如下: 118mm式中：管段的計算流量（Nm3/h），Qh=117.94Nm3/h ；v 經(jīng)濟流速，取v=3m/s；d 管道內(nèi)徑(mm)經(jīng)計算,d=118mm。 根據(jù)預選管徑從右表確定管道內(nèi)徑 根據(jù)上表故選外徑140mm，SDR17.6管材，又根據(jù)計算流量以及預選管道的內(nèi)徑，確定實際流速。公式如下：=2.71m/s式中：d 管道內(nèi)徑(mm)，d=124； 小區(qū)燃氣管道的計算流量, 117.94Nm3/h；v 實際流速(m/s)。2.2小區(qū)庭院管道2.2.1確定庭院管道管材用于輸送燃氣的管道材料有鋼、鑄鐵管、塑料管和復合管等，一般應

13、根據(jù)燃氣的性質(zhì)、系統(tǒng)壓力、施工要求以及材料供應情況等來選用，并滿足機械強度、抗腐蝕、抗震及氣密性等各項基本要求。其中鋼管具有強度高、韌性好、抗沖擊性和嚴密性好，焊接加工方便等優(yōu)點，但耐腐蝕性能較差，使用壽命約為25年；鑄鐵管塑性好，鉆孔、切割方便，耐腐蝕，使用壽命可達40年左右；塑料管是近年來發(fā)展快、用途廣的一種管材，具有耐腐蝕、質(zhì)輕、流體流動阻力小、使用壽命長、施工簡便、可盤卷、抗拉強度大以及管網(wǎng)運行管理容易費用低廉等一系列優(yōu)點，但其剛性比鋼管低，經(jīng)劇烈碰撞容易斷裂。由于小區(qū)內(nèi)庭院輸氣管道一般埋設于土壤中，易受腐蝕，小區(qū)內(nèi)使用環(huán)境決定管道不易受到碰撞，并且由工程概況看出小區(qū)使用中低壓管網(wǎng)，同

14、時為節(jié)約公司成本，庭院輸送燃氣的塑料管選擇聚乙烯（Polyethylene簡稱PE管）管。2.2.2聚乙烯（PE）管主要優(yōu)點(1) 耐化學腐蝕性好：PE管道可耐多種化學介質(zhì)的腐蝕，土壤中存在的化學物質(zhì)不會對管道造成任何降解作用。聚乙烯是電的絕緣體，因此不會發(fā)生腐爛、生銹或電化學腐蝕現(xiàn)象；此外它也不會促進藻類、細菌或真菌生長。(2) 連接可靠：PE管道系統(tǒng)之間采用電熱熔方式連接，接頭的強度高于管道本體強度。(3) 可撓性好：PE管道的柔性使得它容易彎曲，工程上可通過改變管道走向的方式繞過障礙物，在許多場合，管道的柔性能夠減少管件用量并降低安裝費用。(4) 耐老化，使用壽命長：含有2-2.5%的均

15、勻分布的碳黑的聚乙烯管道能夠在室外露天存放或使用50年，不會因遭受紫外線輻射而損害。(5) 多種全新的施工方式： PE管道具有多種施工技術，除了可以采用傳統(tǒng)的開挖方式進行施工外，還可以采用多種全新的非開挖技術如頂管、定向鉆孔、襯管、裂管等方式進行施工，這對于一些不允許開挖的場所，是唯一的選擇，因此PE管道應用領域更為廣泛。燃氣管道選用的聚乙烯管道、管件應符合國家標準GB15558.1燃氣用埋地聚乙烯管材 和GB15558.2燃氣用埋地聚乙烯管件的規(guī)定，閥門執(zhí)行燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng) 第3部分：閥門 GB15558.3-2008的要求。2.2.3聚乙烯（PE）管分類及選擇聚乙烯燃氣管道

16、分為SDR11 和SDR17.6 兩個系列。SDR 為公稱外徑與壁厚之比。SDR11 系列宜用于輸送人工煤氣、天然氣、氣態(tài)液化石油氣,SDR17.6系列宜用于輸送天然氣。由于本工程只考慮輸送天然氣。所以選用SDR17.6 系列的聚乙烯燃氣管材。相關參數(shù)如右表：由于接入點市政燃氣管網(wǎng)的壓力等級均為中壓，設計壓力均為0.2MPa。PE80為0.4MPa;PE 100為0.5MPa。為節(jié)約公司開發(fā)成本，本設計中選用PE80級別的混配料。管道連接方式分為電熱熔鏈接和熱熔對接鏈接，本設計采用電熱熔鏈接。2.3平面管道布置及繪制布置：1) 庭院管道應盡量敷設在街坊、里弄的道路上，在有車輛通行的道路上布線時

17、，應盡量敷設在人行道上。2) 地下燃氣管道與建筑物，構筑物或相鄰管道之間的水平距離有一定的要求1。3) 在本設計中，地下管道與各樓平行時間距為4m，部分管道由于實際布線不能統(tǒng)一為該距離，在平面布置圖中將標示；地下管道與各樓垂直時，間距為2.5m；為保證引入管與建筑物基礎的間距要求,地下燃氣管道與墻面的垂直間距為770mm。繪制：1 標明管線平面位置。2 對于管道附件,如圖中的凝水器均應給出地坪及埋地的標高。3 圖上應標示出氣流方向。4 圖中應標示出與本設計有關的建（構）筑物名稱，如調(diào)壓站、閥門井 2.4室內(nèi)管道2.4.1 引入管的設計 引入管是指室外燃氣管道與室內(nèi)燃氣管道的連接管。無論是低壓還

18、是中壓,即自設調(diào)壓箱的用戶,燃氣引入管布置原則基本相同,一般可分為地引入法和地上引入法兩種,地上引入法又分為低立管入戶和高立管入戶。51) 結合主要的設計原則,說明本設計的方案：燃氣引入管應設在廚房或走廊等便于檢修的非居住房間內(nèi)。如確有困難也可以從樓梯間引入,此時閥門井宜設在室外。本設計將引入管設在輸送干燃氣天然氣的引入管埋設深度應在土壤冰凍線1.53米以下,并有不低于0.01 的坡向凝水器或燃氣分配管的坡度。本工程引入管均有0.01 的坡向凝水器或燃氣分配管的坡度。燃氣引入管穿過建筑物基礎、墻或管溝時,均應設在套管內(nèi),并考慮沉降的影響,必要時采取補償措施。本設計考慮到軟土地基燃氣支管進戶時,

19、由于建筑物的沉降往往會造成低(高)立管下端的彎管處破裂,進戶管上設置撓性補償器。輸送天然氣時,最小公稱直徑為15mm。2) 參考文獻2本工程采用地上引入法燃氣管道穿過室外地面,沿外墻敷設到一定高度,然后穿建筑物外墻進入廚房。3) 在新建小區(qū)的燃氣工程通?？紤]到建筑的整體美觀,采用低立管入戶,但在改造工程中,為了給住戶帶來盡肯能少的施工不便,通常采用高立管入戶。在本工程中采用低立管入戶。2.5室內(nèi)燃氣管道水力計算的方法2.5.1設計流量計算在計算庭院管道時進行流量計算時提到，由于居民住宅使用燃氣的數(shù)量和使用時間變化較大，故室內(nèi)和庭院燃氣管道的計算流量一般都按燃氣用具的額定耗氣量和同時工作系數(shù)K0

20、來確定。Qh=KtK0QnN=1x0.54x10x0.72=3.888Nm3/h 不同類型用戶的同時工作系數(shù);本次因缺乏相關資料,取1； 相同燃具的同時工作系數(shù)，本次相同燃具10個所以取系數(shù)0.54； 相同燃具或相同組合燃具的額定流量(Nm3/h)，經(jīng)調(diào)查雙眼灶Q（n）=0.72Nm3/h； 相同燃具或相同組合燃具數(shù)，經(jīng)調(diào)查本小區(qū)燃具數(shù)共630個。 庭院及室內(nèi)燃氣管道的計算流量(Nm3/h)；2.5.2 管材的選擇確定根據(jù)前文所述,庭院管道采用的PE管材有較多優(yōu)點,但是參照文獻3由于聚乙烯管道機械強度較低,作明管容易受碰撞破損,導致漏氣,氣溫的變化及油煙或其他化學劑的侵蝕對聚乙烯管道也不利。因

21、此作為易燃易爆 的燃氣輸送管道，不應使用聚乙烯管道作室內(nèi)地上管道。根據(jù)文獻1（現(xiàn)代住宅小區(qū)燃氣管道設計的探討）對于不大于DN80的室內(nèi)燃氣管道應采用鍍鋅鋼管，所以，本設計室內(nèi)管道采用鍍鋅管。對于小于于DN80的室內(nèi)燃氣管道宜采用無縫鋼管材質(zhì)10號鋼，連接形式采用法蘭。由于本設計的室內(nèi)管段流量變化頻繁，不適合采用平均壓降法；本設計按照3m/s 的經(jīng)濟流速預選管徑。根據(jù)公式 vr2=Qh 即r=0.0108m式中：Qh 管段的計算流量Nm3/h;r 管道內(nèi)徑(m);v 經(jīng)濟流速(3m/s) 初步得出燃氣管道的內(nèi)徑大于0,0216m 根據(jù)上表,同時由于未來發(fā)展增量預選管徑，確定管道為DN25。2.6

22、 縱斷面管道布置及繪制布置：1) 輸氣管線縱斷面設計須繪制燃氣管道縱斷面圖，標明管道走時的管道地下縱斷面情況，并可按圖計算工程土方量。2) 地下燃氣管道與構筑物和相鄰管道之間的垂直凈距（m）也有一定要求2。3) 地下燃氣管道應埋設在冰凍線以下，呼和浩特市冰凍線1.53米；4) 地下燃氣管道應坡向凝水器，本設計坡度取用0.005。布線時應盡量使管道坡度與地面坡度方向一致，以減少土方量；凝水器設在管道坡向改變時管道的最低點，兩相鄰凝水器之間距離一般為200500m。管道坡向不變時，間距一般為500m 左右。 繪制：1 管道縱斷面布置示意圖。2 燃氣管道走勢及埋深。3 相鄰管線、穿越管線及穿越障礙物

23、的端面位置。4 管道附件的安裝深度。3. 施工及防腐要求3.1聚乙烯（PE）管施工要求(1) 聚乙烯燃氣管道敷設時，應隨管走向埋設金屬示蹤線。金屬示蹤線可固定在管道外壁頂部或管道上方不大于100mm處。在本設計金屬示蹤線是選用帶絕緣層保護的金屬導線且采用雙線回路，以方便使用萬用表檢測導線是否連通。(2) 警示帶的設置。燃氣管道敷設時，應隨管道走向埋設警示帶。管道警示帶在埋地管道上方50處沿管道平行敷設，警示帶上應有醒目的提示字樣。 注：現(xiàn)場施工時若情況不能滿足規(guī)范時采取行之有效的防護措施后上述規(guī)定均可適當降低?，F(xiàn)場施工時，地下燃氣管道的地基為原土層(可根據(jù)現(xiàn)場具體情況進行規(guī)范允許內(nèi)的適當變更)

24、。凡可能引起管道不均勻沉降的地段，其地基應進行夯實填平處理。地下燃氣管道不宜與其他管道或電纜同溝敷設。當需要同溝敷設時，必須采取加套管的防護措施。地下燃氣管道穿過排水管、熱力管溝、聯(lián)合地溝及其他用途溝槽時，應將燃氣管道敷設于套管內(nèi)。(3) 聚乙烯燃氣管道的其它具體要求：聚乙烯燃氣管道的鋼塑轉(zhuǎn)換設置位置應符合以下要求：1 燃氣用戶引入管道的鋼塑轉(zhuǎn)換接頭設置應符合以下要求；聚乙烯燃氣用戶引入管道應在距建筑支線鋼塑轉(zhuǎn)換接頭應安裝在距干線2m以外。 2 在穿越小區(qū)主要道路時采用加裝經(jīng)探傷的無縫鋼套管DN150，確保燃氣輸送安全。 （4）聚乙烯（PE）管焊接PE燃氣管道系統(tǒng)焊接技術的優(yōu)劣，直接關系到燃氣

25、管網(wǎng)絡的運行效果和使用壽命，PE管的接口采用熱熔和電熱熔連接，質(zhì)量上是電熱熔優(yōu)于熱熔。為減少公司后期維護成本，故采用質(zhì)量優(yōu)于熱熔的電熔連接。3.2管道防腐 由于本工程庭院管均用PE管敷設，所以不需要做防腐。只有室內(nèi)燃氣管道和每戶的引入管段的鋼塑轉(zhuǎn)換需要做防腐。防腐應符合城鎮(zhèn)燃氣室內(nèi)工程施工及驗收規(guī)范（JJ94-2003）的要求。即室內(nèi)燃氣管道的防腐劑應符合下列規(guī)定： 1 、引入管采用鋼管時，應在除銹（見金屬光澤）后進行防腐,防腐做法應符合國家現(xiàn)行標準城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收規(guī)范CJJ 33的規(guī)定； 2、 室內(nèi)明設燃氣管道及其管道附件的涂漆，應在檢驗實壓合格后進行；3、 暗埋的銅管或不銹鋼波紋管的色標，宜采用在覆蓋層的砂漿內(nèi)摻入帶色染料的形式或在覆蓋層外涂色標；當設計無明確規(guī)定是，色標宜采用黃色。 4 、室內(nèi)燃氣管道的防雷、防靜電措施應按設計要求施工。4. 小區(qū)利潤情況4.1住宅年用氣量 設計范圍內(nèi)陽光諾卡小區(qū)一共有26棟住宅樓，共630戶；陽光諾卡小區(qū)一期東側商鋪35家， 大型餐飲6家，21小型餐飲，2家美容美發(fā)機構，其他6家其他類型門店，人口密度227人/公頃。根據(jù)居民生活用氣量指標、居民數(shù)、氣化率即可按下式計算居民生活年用氣量： 式中 居民生活年用氣量（Nm3/a）；N居民人口數(shù)； 氣化率； 居民生活用氣定額（kJ/人&#