燃?xì)廨斉湔n程設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-3"\h\u11985目錄 214411第一章、管道設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 1295091.1現(xiàn)狀管道接口位置 1309301.2燃?xì)鈮毫?1202311.3土壤性質(zhì)及腐蝕性能 1153001.4氣候條件 25051.5供氣區(qū)域規(guī)劃平面圖和現(xiàn)狀平面圖（管線綜合圖） 2150071.6其他地下管道布置的規(guī)劃圖和現(xiàn)狀圖 250701.7燃?xì)獬煞旨拔镄詤?shù) 3204891.7.1基本氣體性質(zhì) 342081.7.2混合物容積組成、質(zhì)量組成 4191101.7.3平均分子量 4229621.7.4平均密度和相對密度 591391.7.5虛擬臨界壓力、虛擬臨界溫度 540161.7.6粘度 680401.7.7熱值 782311.7.8爆炸極限 7198161.8供氣區(qū)域用戶、用氣量資料 8147451.8.1擬定用戶燃具 8209471.8.2每戶用氣量的擬定 822231.8.3每棟用氣量 925518第二章、水力計(jì)算 1065072.0燃?xì)夤芫W(wǎng)布線 1050492.1水力圖 12171932.2擬定各管段計(jì)算流量 12181722.3允許壓力降 12321372.4預(yù)選管徑 13272652.5管道壁厚計(jì)算 13116942.6計(jì)算內(nèi)徑 14210152.7摩擦阻力損失 15139492.8局部阻力損失 175412.9附加壓頭 17111942.10校核、擬定壓力級制、調(diào)壓方式 1725756第三章、管材與設(shè)備選型 1818235第四章、管道防腐設(shè)計(jì) 2011324參考文獻(xiàn) 21、管道設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1.1現(xiàn)狀管道接口位置管道接入處如圖所示，根據(jù)導(dǎo)師設(shè)計(jì)規(guī)定，選擇A處接入1.2燃?xì)鈮毫尤朦c(diǎn)市政燃?xì)夤芫W(wǎng)的壓力等級為中壓，設(shè)計(jì)壓力均為0.2MPa，社區(qū)內(nèi)末端壓力≮0.15MPa，低壓管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力為0.01MPa，煤氣表前壓力≮3000Pa。管道坡度≮0.3‰；

灶前額定燃?xì)鈮毫σ?guī)定：R2燃料2023Pa1.3土壤性質(zhì)及腐蝕性能土壤性質(zhì)：華北平原地帶性土壤為棕壤或褐色土。腐蝕性能：我國華北地區(qū)的土壤一般為中堿性土壤。土壤pH值一般為7.0～8.5;SO42-含量占土壤重量的0.005%～0.045%;Cl-的含量占土壤重量的0.002%～0.012%;Mg2+含量占土壤重量的0.001%～0.002%。1.4氣候條件社區(qū)位于華東某平原區(qū)域，屬亞熱帶南緣季風(fēng)氣候區(qū)，冬夏長春秋短，溫暖潮濕，雨量充沛。氣溫：年平均氣溫16度；地溫：數(shù)據(jù)缺失；地下水位線：26.55米（以2023年6月30日北京市885個地下水位監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)為例）極限凍土深度≯0.3m；1.5供氣區(qū)域規(guī)劃平面圖和現(xiàn)狀平面圖（管線綜合圖）CAD圖見附錄1.6其他地下管道布置的規(guī)劃圖和現(xiàn)狀圖數(shù)據(jù)缺失1.7燃?xì)獬煞旨拔镄詤?shù) 1.7.1基本氣體性質(zhì)按任務(wù)書規(guī)定，選用石油伴氣憤：甲烷①丙烷②正丁烷③按丙烯④二氧化碳⑤氧氣⑥氮?dú)猗唧w積分?jǐn)?shù)（%）81.7%6.20%4.80%4.90%0.30%0.20%1.90%分子式CH4C3H8C4H10CmHnCO2O2N2分子量M16.04344.09758.12442.08144.009831.998828.014摩爾容積VM22.362121.936221.503621.9922.260122.392322.403密度ρ0.71742.01022.7031.91361.97711.42911.2504相對密度S（空氣=1）0.55481.5542.091.479——————?dú)怏w常數(shù)R517.1184.5137.2193.8188.74259.585296.66臨界參數(shù)臨界溫度TC191.05368.85425.95364.75304.2154.8126.2臨界壓力PC4.64074.39753.61734.76237.38665.07643.3944臨界密度ρC

162226225232468.19430.09310.91熱值高熱值Hh39.842101.266133.88693.667——————低熱值HL35.90293.24123.64987.667——————爆炸極限爆炸上限Lh（體積%）52.11.52——————爆炸下限LL（體積%）159.58.511.7——————粘度動力粘度10.3937.5026.8357.64914.02319.41716.671運(yùn)動粘度14.53.812.533.997.0913.613.3無因次系數(shù)C164278377321266131112沸點(diǎn)t（℃）-161.49-42.05-0.5-47.72-78.2-182.98-195.78定壓比熱CP1.5452.964.132.6751.621.3151.302絕熱指數(shù)K1.3091.161101441.171.3041.41.402導(dǎo)熱系數(shù)0.030240.015120.013490.014670.013720.250.024891.7.2混合物容積組成、質(zhì)量組成（1）容積組成r序號①②③④⑤⑥⑦名稱甲烷丙烷正丁烷按丙烯二氧化碳氧氣氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)（%）r81.7%6.20%4.80%4.90%0.30%0.20%1.90%（2）質(zhì)量組成g序號①②③④⑤⑥⑦名稱甲烷丙烷正丁烷按丙烯二氧化碳氧氣氮?dú)鈍0.61190.12760.13020.09630.00620.00300.02481.7.3平均分子量M=21.4213591.7.4平均密度和相對密度（1）平均密度ρ=0.9668057相對密度混合氣體相對密度計(jì)算公式S=0.747722891.7.5虛擬臨界壓力、虛擬臨界溫度虛擬臨界壓力PCm=4.5678862（Mpa）虛擬臨界溫度TCm=220.8949（K）1.7.6粘度混合氣體動力粘度計(jì)算公式μ=9.×10^-6m2/st=20℃混合氣體動力粘度T=273.15+20=293.15Kμt=9.72684688×10^-6m2/s計(jì)算密度ρ=0.97847073kg/立方米運(yùn)動粘度=9.×10^-6m2/s考慮到抱負(fù)氣體與實(shí)際氣體的差異，將運(yùn)動粘度調(diào)整為軟件計(jì)算的10.6739×10^-6m2/s手算誤差為6.87%計(jì)算軟件基于REFPROP模型1.7.7熱值計(jì)算得到：HH=49.845617MJ/m3HL=45.343649MJ/m31.7.8爆炸極限爆炸上限：3.%爆炸下限：13.95575413%1.8供氣區(qū)域用戶、用氣量資料該社區(qū)內(nèi)地勢平坦，本設(shè)計(jì)的范圍僅涉及社區(qū)平面圖中劃定區(qū)域內(nèi)的1#~8#樓房，共8棟，各棟樓房居民戶數(shù)分派方案如下表所示：合計(jì)220單位（戶）1.8.1擬定用戶燃具各戶居民均選用海爾公司產(chǎn)YZ12T-2型雙眼灶具，不考慮其他燃?xì)饩撸季哳~定熱負(fù)荷：4.1kW，灶前額定燃?xì)鈮毫σ?guī)定：R2燃料2023Pa；1.8.2每戶用氣量的擬定燃?xì)忸~定熱負(fù)荷：4.1kW；式中：灶具額定用氣流量（）為本設(shè)計(jì)所用天燃?xì)獾牡蜔嶂担ǎ┟繎粲脷饬浚篞n=4.1*3600/45.344=0.3255m3/h1.8.3每棟用氣量查表得同時工作系數(shù)，運(yùn)用公式計(jì)算出每一棟的計(jì)算流量方案1#樓2#樓3#樓4#樓5#樓6#樓7#樓8#樓合計(jì)H2（戶數(shù)）2224182030244042220同時工作系數(shù)0.4420.4340.4620.450.40.4340.390.388每棟用氣量3.1653.3902.7072.9303.9063.3905.0785.30429.870 、水力計(jì)算2.0燃?xì)夤芫W(wǎng)布線社區(qū)內(nèi)燃?xì)夤艿啦捎玫叵路笤O(shè)，地下燃?xì)夤艿酪搜爻青l(xiāng)道路敷設(shè)，一般敷設(shè)在人行便道或綠化帶內(nèi)。本設(shè)計(jì)為八棟居民樓供應(yīng)燃?xì)猓缮鐓^(qū)平面圖可以確認(rèn)管線采用枝狀布置。（一）布線原則應(yīng)考慮：（1）管道中燃?xì)獾膲毫?；?）街道地下其他管網(wǎng)的密集限度與布置情況；（3）接到交通量和路面結(jié)構(gòu)情況，以及運(yùn)送干線的分布情況；（4）所輸送燃?xì)獾暮瑵窳?，輸送是燃?xì)庖紤]必要的管道坡度，而輸送干燃?xì)鈩t不用考慮管道坡度；（5）與該管道相連接的用戶數(shù)量及用氣量情況，該管道是重要管道還是次要管道；（6）線路上所碰到的障礙物情況；（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)營和發(fā)生故障時，對城鄉(xiāng)交通和人民生活的影響。（二）低壓管網(wǎng)的燃?xì)獠贾玫蛪汗芫W(wǎng)的重要功能是直接向各類用戶配氣，低壓管網(wǎng)的布置一般應(yīng)考慮：（1）燃?xì)夤芫W(wǎng)的輸氣壓力低，沿程壓力降的允許值也較低，故低壓管網(wǎng)成環(huán)時變長一般應(yīng)控制在300～600m之間。（2）為保證和提高抵押管網(wǎng)的供氣可靠性，給低壓管網(wǎng)供氣的相鄰調(diào)壓站之間的管道應(yīng)成環(huán)布置。（3）有條件時低壓管網(wǎng)應(yīng)盡也許布置在街坊內(nèi)兼作庭院管道，以節(jié)省投資。（4）低壓管道應(yīng)按規(guī)劃道路布線，并應(yīng)與道路軸線或建筑物的前沿相平行，盡也許避免在高級路面下敷設(shè)。（5）低壓管道僅在調(diào)壓室出口設(shè)立閥門，其余一般不設(shè)閥門。為了保證在施工和檢修時互不影響，也為了避免由于泄漏出的燃?xì)庥绊懴噜徆艿赖恼＿\(yùn)營，甚至逸入建筑物內(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)保持必要水平凈距。見下表。表3.3地下燃?xì)夤艿琅c建筑物，構(gòu)筑物或相鄰管道之間的水平凈距表（m）項(xiàng)目地下燃?xì)夤艿赖蛪褐袎築中壓A次高壓B次高壓A建筑物的基礎(chǔ)外墻面0.7—1.0—1.5——4.5—6.5給水管0.50.50.51.01.5污水、雨水排水管1.01.21.21.52.0電力電纜直埋在導(dǎo)管內(nèi)0.51.00.51.00.51.01.01.01.51.5通訊電纜直埋在導(dǎo)管內(nèi)0.51.00.51.00.51.01.01.01.51.5燃?xì)夤艿繢N≤300mmDN＞300mm0.40.50.40.50.40.50.40.50.40.5熱力管直埋熱水蒸汽1.01.01.02.01.02.01.02.01.53.0在管溝內(nèi)1.01.01.51.52.0電桿基礎(chǔ)≤35kV＞35kV1.02.01.02.01.02.01.05.01.05.0通訊照明電桿1.01.01.01.01.5鐵路路堤坡腳5.05.05.05.05.0有軌電車鋼軌2.02.02.02.02.0街樹0.750.750.751.21.2在本設(shè)計(jì)中，地下管道與各樓水平凈距均保持≥3m。其他應(yīng)遵從低壓管線的布線原則。2.1水力圖2.2擬定各管段計(jì)算流量以6-5為例：計(jì)算流量為5#樓的計(jì)算流量3.906立方米/小時。進(jìn)而擬定每一管段計(jì)算流量見附表2.3允許壓力降灶前額定燃?xì)鈮毫σ?guī)定：R2燃料2023Pa所以=0.75×2023+150=1650pa錯誤：（入戶管壓降分派未分派）0-1-7-8-9-17為最長管線，長度為200米所以單位長度與允許壓降為8.25pa/m2.4預(yù)選管徑根據(jù)管段的計(jì)算流量及單位長度的允許壓力降預(yù)選管徑以14-6管段為例：查《燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)手冊》圖11-1-1單位長度與允許壓降為8.25pa/m，計(jì)算流量為3.9立方米/小時得到初選標(biāo)準(zhǔn)管徑為：25mm其他管段見附表2.5管道壁厚計(jì)算使用公式：求直管壁厚名稱符號單位數(shù)值說明設(shè)計(jì)壓力PMPa0.01管子外徑Domm許用應(yīng)力[σ]tMPa查附表焊縫系數(shù)φ無縫鋼管取1，焊接鋼管查表修正系數(shù)Y查附表計(jì)算壁厚Somm判斷公式

是否可用Do/6mmP/[σ]t腐蝕裕量mm根據(jù)設(shè)計(jì)需要填寫壁厚負(fù)偏差mm參考廠家數(shù)據(jù)加工減薄量mm附加裕量Cmm涉及腐蝕裕量、壁厚負(fù)偏差和加工減薄量選用壁厚SmmS＝So＋C《石油化工管道設(shè)計(jì)器材選用通則》(SH3059-2023)《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50316-2023)(2023年版)許用應(yīng)力查《石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊》(第一篇)(第三版)P654以14-6為例計(jì)算壁厚：選管徑為DN25壁厚負(fù)偏差0.4375腐蝕裕量1.5加工減薄量0所以 附加裕量C為1.9375設(shè)計(jì)壓力為0.01MPa，許用應(yīng)力100修正系數(shù)Y=0.4計(jì)算得到S=1.93874995取壁厚2mm公稱直徑壁厚負(fù)偏差腐蝕裕量加工減薄量附加裕量

CPD0許用應(yīng)力焊縫系數(shù)修正系數(shù)計(jì)算壁厚

S0選用壁厚

mmDN250.43751.501.93750.012510010.40.001249951.93874995DN320.43751.501.93750.013210010.40.1.DN400.51.5020.014010010.40.001999922.00199992DN500.43751.501.93750.015010010.40.00249991.9399999根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)與鋼管生產(chǎn)公司產(chǎn)品規(guī)格，選取所有管道壁厚為3.0mm2.6計(jì)算內(nèi)徑根據(jù)預(yù)選的標(biāo)準(zhǔn)管徑，與標(biāo)準(zhǔn)管徑的外徑、選取的管道壁厚計(jì)算管道內(nèi)徑查附表DN25標(biāo)準(zhǔn)外徑為32mm，計(jì)算得到內(nèi)徑為26mmDN32標(biāo)準(zhǔn)外徑為38mm，計(jì)算得到內(nèi)徑為32mmDN40標(biāo)準(zhǔn)外徑為45mm，計(jì)算得到內(nèi)徑為39mmDN50標(biāo)準(zhǔn)外徑為57mm，計(jì)算得到內(nèi)徑為51mm2.7摩擦阻力損失注意：此處鋼管公式錯誤?。哼\(yùn)動粘度為10.6739×10^-6m2/s絕對粗糙度為0.15絕對溫度293.15k燃?xì)饷芏?.9668kg/Nm3以管段12-4為例流速阻摩系數(shù)=1.66其他管段見附表2.8局部阻力損失以管段14-6為例：有1個旋塞ζ=2Σζ=2L2=2×26/0.0411=1.2662m，其他見附表2.9附加壓頭2.10校核、擬定壓力級制、調(diào)壓方式計(jì)算管路總壓降0-1-2-3-4-5-6-141487.296Pa0-1-7-8-9-171620.822Pa小于并趨近于允許壓降1650Pa，所以通過校核。壓力級制為低壓，調(diào)壓方式為一級調(diào)壓。管材為無縫鋼管、管材與設(shè)備選型無縫鋼管DN25、DN32、DN40、DN50GB/T8163-1999（輸送流體用無縫鋼管）。材質(zhì)（牌號）為10、三通DN25、DN32、DN40、DN50直角彎頭DN25旋塞閥調(diào)壓箱重要技術(shù)參數(shù)：進(jìn)口壓力范圍P1：0.02-0.4MPa出口壓力范圍