燃气输配课程设计.docx
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燃气输配课程设计
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燃气输配课程设计（总29页）
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
接入点市政燃气管网的压力等级为中压，设计压力均为，小区内末端压力≮，低压管网设计压力为，煤气表前压力≮3000Pa。
管道坡度≮‰；
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。
腐蚀性能：
我国华北地区的土壤一般为中碱性土壤。
土壤pH值一般为～;SO42-含量占土壤重量的%～%;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≯；
供气区域规划平面图和现状平面图（管线综合图）
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
CH4
C3H8
C4H10
CmHn
CO2
O2
N2
分子量M
摩尔容积VM
密度ρ
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ρC
162
226
225
232
热值
高热值Hh
——
——
——
低热值HL
——
——
——
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
运动粘度
无因次系数C
164
278
377
321
266
131
112
沸点t（℃）
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
正丁烷
按丙烯
二氧化碳
氧气
氮气
体积分数（%）r
%
%
%
%
%
%
%
（2）质量组成g
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
名称
甲烷
丙烷
正丁烷
按丙烯
二氧化碳
氧气
氮气
g
平均分子量
M=
平均密度和相对密度
（1）平均密度
ρ=
（2）相对密度
混合气体相对密度计算公式
S=0.
虚拟临界压力、虚拟临界温度
（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
μ=×10^-6m2/s
t=20℃混合气体动力粘度
T=+20=
μt=9.×10^-6m2/s
计算密度
ρ=0.kg/立方米
运动粘度=×10^-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×10^-6m2/s
手算误差为%
计算软件基于REFPROP模型热值
计算得到：
HH=MJ/m3
HL=MJ/m3
爆炸极限
爆炸上限：
%
爆炸下限：
13.%
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1#~8#楼房，共8栋，各栋楼房居民户数分配方案如下表所示：
合计220单位（户）
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燃料2000Pa；
每户用气量的确定
燃气额定热负荷：
；
式中：
---灶具额定用气流量（
）
---为本设计所用天燃气的低热值（
）
每户用气量：
Qn=*3600/=³/h
每栋用气量
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
第二章、水力计算
燃气管网布线
小区内燃气管道采用地下敷设，地下燃气管道宜沿城镇道路敷设，一般敷设在人行便道或绿化带内。
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：
（1）管道中燃气的压力；
（2）街道地下其他管网的密集程度与布置情况；
（3）接到交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况；
（4）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；
（5）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；
（6）线路上所遇到的障碍物情况；
（7）土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度；
（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
次高压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
DN≤300mm
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
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
灶前额定燃气压力要求：
R2燃料2000Pa
所以
=×2000+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
使用公式：
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
Do
mm
许用应力
[σ]t
MPa
查附表
焊缝系数
φ
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
是否可用
Do/6
mm
P/[σ]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Y=
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
注意：
此处钢管公式错误
取：
运动粘度为×10^-6m2/s
绝对粗糙度为
绝对温度
燃气密度Nm3
以管段12-4为例
流速
阻摩系数
=
其他管段见附表
局部阻力损失
以管段14-6为例：
有1个旋塞ζ=2Σζ=2
L2=2×26/=，其他见附表
附加压头
校核、确定压力级制、调压方式
计算管路总压降
0-4Pa
0-1-7-8-9-17Pa
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
无
缝
钢
管
DN25、DN32、DN40、DN50
GB/T8163-1999
（输送流体用无缝钢管）。
材质（牌号）为10、
三
通
DN25、DN32、DN40、DN50
直角弯头
DN25
旋塞阀
调压箱
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：
≤±5%
关闭压力Pb:
工作温度：
-40℃~60℃
凝水缸
DN25凝水缸×2
阀
门井
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、管道防腐设计
参考文献
《燃气输配》（第五版）段常贵主编
《工业金属管道设计规范》GB50316-2000（2008年版）
《流体输送用无缝钢管》GB-T8163-1999
《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
《建筑燃气设计手册》袁国汀主编
《燃气工程设计手册》严铭卿主编
《燃气工程制图标准》CJJ/T130—2009
《燃气管道工程技术手册》（2009年版）
《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）
《石油化工装置工艺管道安装设计手册》（第一篇）（第三版）P654
《天然气流量计量中气体密度的计算》魏凯丰、张作群、王建
《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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