燃气输配课程设计.docx
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燃气输配课程设计
目录第一章、管道设计基础资料.
现状管道接口位置.
燃气压力.
土壤性质及腐蚀性能.
气候条件.
供气区域规划平面图和现状平面图（管线综合图）
其他地下管道布置的规划图和现状图
燃气成分及物性参数.
基本气体性质.
混合物容积组成、质量组成平均分子量.
平均密度和相对密度.
虚拟临界压力、虚拟临界温度粘度.
热值.
八、、I|—|.・
10
爆炸极限.
确定用户燃具.
11
每户用气量的确定.
11
每栋用气量.
12
第二章、水力计算.
13
燃气管网布线.
13
水力图
16
确定各管段计算流量.
17
允许压力降.
17
预选管径.
17
管道壁厚计算.
18
计算内径.
20
摩擦阻力损失.
21
局部阻力损失.
24
附加压头.
25
校核、确定压力级制、调压方式
25
第三章、管材与设备选型.
25
第四章、管道防腐设计.
29
参考文献
30
第一章、管道设计基础资料
现状管道接口位置
管道接入处如图所示，根据导师设计要求，选择A处接入
燃气压力
设计压力为，煤气表前压力玄3000Pa。
管道坡度玄％0；
灶前额定燃气压力要求：
R2燃料2000Pa
土壤性质及腐蚀性能
土壤性质：
华北平原地带性土壤为棕壤或褐色土。
土壤重量的％〜%；Cl-的含量占土壤重量的％〜%；Mg2■含量占土壤重量的％〜
气候条件
小区位于华东某平原区域，属亚热带南缘季风气候区，冬夏长春秋短，温暖潮湿，雨量充沛。
气温：
年平均气温16度；
地温：
数据缺失；
地下水位线：
米（以2016年6月30日北京市885个地下水位监测点数据为例）
极限冻土深度》;
rl.
供气区域规划平面图和现状平面图（管线综合图）
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一—
二一
C
二
L
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—卜
CAD图见附录
其他地下管道布置的规划图和现状图
数据缺失
燃气成分及物性参数
基本气体性质
按任务书要求，选用石油伴生气:
甲烷①
丙烷②
正丁烷③
按丙烯④
二氧化碳⑤
氧气⑥
氮气⑦
体积分数（%
%
%
%
%
%
%
%
分子式
CH
C3H8
GHw
CQ
Q
N2
分子量M
摩尔容积Vm
密度P
相对密度S（空气=1）
气体常数R
临界参数
临界温度Tc
临界压力Pc
临界密度PC
162
226
225
232
热值
高热值r
低热值H-
爆炸极限
爆炸上限Lh（体积%
5
2
爆炸下限LL（体积%
15
粘度
动力粘度106
运动粘度106
无因次系数C
164
278
377
321
266
131
112
沸点t（C）
定压比热CP
绝热指数K
10144
导热系数
混合物容积组成、质量组成
（1）容积组成r
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
名称
甲烷
丙烷
止丁烷
按丙烯
二氧化碳
氧气
氮气
体积分数
（%r
%
%
%
%
%
%
%
（2）质量组成g
由混合气体的容积（或置
KiH
f尔）成分换算为质《成分的计算公式厂M丹
1
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
名称
甲烷
丙烷
止丁烷
按丙烯
二氧化碳
氧气
氮气
g
平均分子量
混介气休的平•均分fwwil-n公式
MtjMi十…卄
式中Af混律气体平均分子量.
M=
平均密度和相对密度
（1）平均密度
混合气体平均密堆还町根据单一气体密度枚界枳成分町按卜亠式计算’
P亠口角*fzp.I•'**卜6竹
式中2化…網混汁气休$细分的密度.畑血；
H——混合气体的平均密度，kgm3.
（2）相对密度
混合气体相对密度计算公式
"L2^31-293Vm
式中P
S
1.293-
混存气体平均密度*kg
混合气体平均靡尔容积.ni\knwij混件P体相对箫度，空气为山标雜状态K牢气的密度Wkg/nVB
s=o.
虚拟临界压力、虚拟临界温度
Xll知撚气容积成分时・燃气的拟临畀压力和虎拟临界温度的iinjst：
尸工严口尸-心巴丄…r屮
M為匸口丁f」7V¥…1f”7\
式屮%、了E
”，卩…”一丁―叽…叽一口*啤…Frr
q
觀汗气体的虚拟临强压力和處拟临界温度；混令气休务组分的临界压力；混舍气体各细分的临界iUffi；混合气休齐组分的徉积成分」
（1）虚拟临界压力
PCm=（Mpa
（2）虚拟临界温度
TCm=（K）
粘度
混合气体动力粘度计算公式
托仍曙L近“我呱曲时据rr〔休的动力黏醴*则/n＞时覗0气体的动力黏度按
混合气体在01时的动力
相应各组分在0X：
时的动
（1=X10人-6m2/st=20C混合气体动力粘度
征絶对压力小J
混合工体的动打黏度和单气体-样、也圧閒压力的升烏而増大的.
1MI竹的MY况卜.刖力的懂化对黏熾的响较小*可不号［fe,至j船度的母响.却不容许惣略
KA
TY'-小戶FY（273）
F七时混合气怵的dj力粘懊、Fih；
混合气体赵度-273+1,K.
混合气体的无凶次实從卓》・可同rti合法则求毋.唯气体的（•值由缶I1
I和表1-3-2町以件到i：
T=+20=
（11=9.X10人-6m2/s
计算密度
珅患工休的状态厅祚小
PV=mRT
绝对压力・內：
气体所闭的容积tin-S常如J（kg-K）；
A体的温度*K；气依质:
卜kg.
P=0.kg/立方米
运动黏度“在数值上F动力黏度除以其帝度
10心6m2/s
运动粘度=X10人-6m2/s
考虑到理想气体与实际气体的差异，将运动粘度调整为软件计算的X
手算误差为%
混台训燃气体的热值町由各单一气体的热值根据混合法则按卜式计口H二SHr
式中//混合可燃气体的俩热值或低热值”kJES
/L撼％中第I种町燃组分的廉热值或低热個.W/n?
:
厂——燃气中笫I种可燃组分的容积成分.
或咁热《计测得
计算得到：
H=MJ/m3
HL=MJ/m3
爆炸极限
2A6.2.4増7NI炸《團的直接计»
墓于式（21（1S）.将各情性气佯都看为X，呵稲血下列燃气爆炸摄附的rt搖计舜公式：
L=二
p"HD+両Mfm3.711r,j）
#1［木
誇惰性气坤的燃气的烬炸概限（匕限或下限儿【仁描气中眄燃气细分的10炸扱跟<上限flE卜限几m歉⑴町燃气组外角头
燃气中楓气组分含钛；
織q中情性气组分宦戢”
-燃勺:
中町燃r专】分Ul
爆炸上限：
%爆炸下限：
13.%
1#~8#楼房，共8
供气区域用户、用气量资料
该小区内地势平坦，本设计的范围仅包括小区平面图中划定区域内的
10
确定用户燃具
各户居民均选用海尔公司产YZ12T-2型双眼灶具，不考虑其他燃气具，燃具
额定热负荷：
，灶前额定燃气压力要求：
R2然料2000Pa；
每户用气量的确定
燃气额定热负荷：
；
热负荷QngQDw
式中:
Qn---灶具额定用气流量（）
qDw---为本设计所用天燃气的低热值（kjNm）
每户用气量:
Qn=*3600/=3/h
每栋用气量
山「恻比住宅使用燃气的數斌和使川时间变化较兀*故李内和齟院燃气管逍的il算流就-般按燃气灶灶的獗足用气1ft和同时匚忤系&K：
来确定：
llfl
a4-1）
q二工＞叫少
K,
空两境庭燃气計逍的讣算谎葩，ln-/h；相同燃兵或相河燃闻的同时［作系数F相同燃儿成相同组件燃山的额定讹ht・屛山制询燃哎相同组仟燃U敬；
燃JI类醱救“
查表得同时工作系数，利用公式计算出每一栋的计算流量
方案
1#楼
2#楼
3#楼
4#楼
5#楼
6#楼
7#楼
8#楼
合计
H2（户数）
22
24
18
20
30
24
40
42
220
同时工作系数
每栋用气量
燃气管网布线
第二章、水力计算
或绿化带内。
本设计为八栋居民楼供应燃气，由小区平面图可以确认管线采用枝状布置。
一）布线原则应考虑：
街道地下其他管网的密集程度与布置情况；
接到交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况；
所输送燃气的含湿量，输送是燃气要考虑必要的管道坡度，而输送干燃气则不用考虑管道坡度；
与该管道相连接的用户数量及用气量情况，该管道是主要管道还是次要管道；
线路上所遇到的障碍物情况；
8）
该管道在施工、运行和发生故障时，对城镇交通和人民生活的影响。
二）低压管网的燃气布置低压管网的主要功能是直接向各类用户配气，低压管网的布置一般应考虑：
1）燃气管网的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压管网成环时变长一般应
控制在300〜600m之间。
2）为保证和提高抵押管网的供气可靠性，给低压管网供气的相邻调压站之间的管道应成
环布置。
3）有条件时低压管网应尽可能布置在街坊内兼作庭院管道，以节省投资。
4）低压管道应按规划道路布线，并应与道路轴线或建筑物的前沿相平行，尽可能避免在
高级路面下敷设。
5）低压管道仅在调压室出口设置阀门，其余一般不设阀门。
为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于泄漏出的燃气影响相邻管道的正常运行，甚至逸入建筑物内，地下燃气管道与建筑物、构筑物以及其他各种管道之间应保持必要水平净距。
见下表。
表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表（m
项目
地下燃气管道
低压
中压B
中压A
次咼压B
次高压A
建筑
物的
基础
外墙面
——
——
——
给水管
污水、雨水排水管
电力
电缆
直埋
在导管内
通讯
电缆
直埋
在导管内
燃气
管道
DNK300mm
DN>300mm
热力
管
直埋
热水
蒸汽
在管沟内
电杆
基础
<35kV
>35kV
通讯照明电杆
铁路路堤坡脚
有轨电车钢轨
街树
在本设计中，地下管道与各楼水平净距均保持》3m其他应遵从低压管线的布线
原则。
水力图
ft
确定各管段计算流量
以6-5为例：
计算流量为5#楼的计算流量立方米/小时。
进而确定每一管段计算流量
见附表
允许压力降
n一级调压方式
一般町按下式计算:
75片+1,50
式中AFd—从调压站到S远燃具的管道允许阻力损失，Pa；Fn低压燃具的®定乐力，Pa.
灶前额定燃气压力要求：
R2燃料2000Pa
所以P=X2000+150=1650pa错误：
（入户管压降分配未分配）
0-1-7-8-9-17为最长管线，长度为200米
所以单位长度与允许压降为m
预选管径
根据管段的计算流量及单位长度的允许压力降预选管径
以14-6管段为例：
查《燃气工程设计手册》图11-1-1
单位长度与允许压降为m计算流量为立方米/小时
得到初选标准管径为：
25mm
其他管段见附表
管道壁厚计算
PD
使用公式：
'尸亦丙
求直管壁厚
名称
符号
单位
数值
说明
设计压力
P
MPa
管子外径
D
mm
许用应力
[C]t
MPa
查附表
焊缝系数
©
无缝钢管取1，焊接钢管查表
修正系数
Y
查附表
计算壁厚
So
mm
判断公式
B/6
mm
是否可用
P/[c]t
腐蚀裕量
mm
根据设计需要填写
壁厚负偏差
mm
参考厂家数据
加工减薄量
mm
附加裕量
C
mm
包括腐蚀裕量、壁厚负偏差和加
工减薄量
选用壁厚
S
mm
S=So+C
《石油化工管道设计器材选用通则》（SH3059-2001）
《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）（2008年版）
许用应力查《石油化工装置工艺管道安装设计手册》（第一篇）（第三版）P654
以14-6为例计算壁厚：
选管径为DN25
壁厚负偏差
腐蚀裕量加工减薄量0所以附加裕量C为
设计压力为，许用应力100修正系数丫=
计算得到S=1.取壁厚2mm
公称
直径
壁厚负
偏差
腐蚀
裕量
加工减
薄量
附加
裕量
C
P
D0
许用
应力
焊缝
系数
修正
系数
计算壁厚
S0
选用壁厚
mm
DN25
0
25
100
1
1.
DN32
0
32
100
1
DN40
0
2
40
100
1
DN50
0
50
100
1
根据国家标准与钢管生产企业产品规格，选取所有管道壁厚为
计算内径
根据预选的标准管径，与标准管径的外径、选取的管道壁厚计算管道内径
查附表DN25标准外径为
32mm计算得到内径为
26mm
DN32
标准外径为
38mm计算得到内径为
32mm
DN40
标准外径为
45mm计算得到内径为
39mm
DN50
标准外径为
57mm计算得到内径为
51mm
摩擦阻力损失
HJ.2.1低压«%«»««!
£力损失计»公式
1L漩狀态fRc21'Xn
I.13ZIni'
2.临界收态（R*^21川0-药間j
A■豎,-
砒Rljo
T,
]U5，（】L缨―怛再；
XihI叫;F19Z.严）E
AP/
:
和删料n
«代任《乙嫦许過中的疋曲状臺地尢事敕为倉流过渡区.少数伦水力朮阳|览，极空致在肌力平方区.人门|算采刖＜1116）.采用计W机编科应按附力分X计韓”
注意：
此处钢管公式错误
貞屮b燃y込动黏世*nr/s,
」鞋耶由的晋就绝对粗糙度finiiO,inn般取山一仇】nrram燼料骨ftiWiO.Illimm；
iHi.:
域审押rt累通锻巾计理心扎和计和耳就427
13
/
占谓數：
rii疔的呼擦阻力描定・宀；
槌飞啊遛的竹吃
燃气竹迥的il即氏度・1叭
取：
运动粘度为X10A-6m2/s
绝对粗糙度为
绝对温度
燃气密度Nm
以管段12-4为例
阻摩系数
Re-2100
O.0365^
345「6-210050.04086897084
653451.6-105
-P1.9106（1118」空）Q2T
L23Q105dvd5T0
其他管段见附表
局部阻力损失
»IM-I
—
JL
弓嗣贞辭'（fluid匚孵脱
IIJ和
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同部飢力^^先也町用卅就氏度来计算・备种讲件撕跋制阀fh辛段的芳制烷度n可按卜M确址：
ni
以管段14-6为例：
有1个旋塞Z=22Z=2
L2=2X26/=，其他见附表
附加压头
3.附加压头
曲r燃气Fj,气的帘肚不同・TWS期口：
端ff竹抓詬里伉时.在燃工竹迪屮将产*附
3F卸厲-珂山“
£
P*
■ihIJEI迷桂・m站島
；工個畫难・kcmi
燃飞的憲也'kxnVi
节段塔堆和的端的杯高外:
们.m
汁薛容:
内燃'（悄逍^4驰向杯岛尘化和'气托的牢外或ILA的低压燃飞曾迫+应琴廉附加
校核、确定压力级制、调压方式
计算管路总压降
0-4Pa
0-1-7-8-9-17
Pa
小于并趋近于允许压降1650Pa,所以通过校核。
压力级制为低压，调压方式为一级调压。
管材为无缝钢管
第三章、管材与设备选型
旋
塞
阀
调
压
箱
2乂
Z尬**”'「十
■f
主要技术参数:
进口压力范围
P1:
出口压力范围
P2:
1-5KPa
5-30KPa
30-150KPa
调压精度P2：
w±5%
关闭压力Pb:
工作温度：
-40C~60C
DN25凝水缸X2
质量保证措施
1.测量放线实行放线复测制,
以确保放线准确。
2.混凝土浇筑严格执行混凝
土浇灌申请单制度，隐蔽工程必须经过验收签字后方可进行下道工序。
3.设置能独立行使权力的专
职质检员，同时班组设置兼职
质检员。
试验人员
按照国家规范要求对原材取样试验，按要求留置砼试块。
第四章、
管道防腐设十
9・2.2"»乙烯胶粘带
«乙烯胶帖带底漆、内帯和外保护带细成.町栗川『匸或机W骑绕涂裳施1\制臂检测、我恤姑洗处用Lj除处理（达到局2级或$3级）合格肩，涂喇配来I止漆■从歴底滦衣卜后-叩可境绕«乙烯胶粘带，先嫦胶LHM的内带.再竦外«初4搭接宽度町以从SOrnm拿搭按胶帯寛度的切託.徐装施I涉算如祥|926所力讥
『W1TWW卜—糖诞山~
W92=6
1.«乙烯腔粘常防将〔1£结构
«乙烯胶粘帝防Mb!
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燃气输配》
工业金属管道设计规范》
流体输送用无缝钢管》
城镇燃气设计规范》
建筑燃气设计手册》
燃气工程设计手册》
燃气工程制图标准》
燃气管道工程技术手册》
石油化工管道设计器材选用通则》
工业金属管道设计规范》
参考文献
第五版）段常贵主编
GB50316-2000（2008
GB-T8163-1999
GB50028-2006
袁国汀主编
严铭卿主编
CJJ/T130
—2009
（2009
年版）
（SH3059-2001）
（GB50316-2000）（2008
年版）
年版）
《天然气混合气体粘度和雷诺数计算研究》
魏凯丰、宋少英、张作群
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