燃氣輸配課程設(shè)計--某小區(qū)天然氣中壓環(huán)網(wǎng)設(shè)計

1、<p><b>　　《燃氣輸配》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計題目： 某小區(qū)天然氣中壓環(huán)網(wǎng)設(shè)計 </p><p>　　所在學院： 建筑工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 建筑

2、環(huán)境與設(shè)備工程 </p><p>　　班 級： 建環(huán)111 </p><p>　　學生姓名： xxxxxx </p><p>　　指導教師： xxxx </p><p>　　起訖日

3、期： 2014.9 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.原始資料2</b></p><p>　　1.1地理資料...........................................................

4、......................2</p><p>　　1.2氣象資料.................................................................................2</p><p>　　1.3城鎮(zhèn)燃氣有關(guān)資料...................................................

5、..............3</p><p>　　1.4燃氣用戶資料.........................................................................3</p><p>　　1.5參考資料.....................................................................

6、............4</p><p>　　2. 各類用戶用氣量的計算.......7</p><p>　　2.1居民用戶....................................................................................................4</p><p>　　2.2公共建筑.

7、...................................................................................................5</p><p>　　3. 燃氣輸配方案的計算比較9</p><p>　　3.1燃氣管網(wǎng)系統(tǒng).................................................

8、........................9</p><p>　　3.2燃氣管網(wǎng)布線.......................................................................10</p><p>　　3.3燃氣管網(wǎng)水力計算........................................................

9、.......11</p><p>　　附錄水力計算表..........................................................................................18</p><p><b>　　1.原始資料</b></p><p><b>　　1.1城市地理資料

10、</b></p><p>　　某市某新城位于某省南部，位于東經(jīng)113°52′~114°21′，北緯22°27′~22°39′。該小區(qū)規(guī)模6.95萬人，人口密度7310人/平方公里，人民生活消費水平中等。（圖紙按1:5萬計算）</p><p><b>　　該市海拔高度7米；</b></p><p&g

11、t;　　平均大氣壓10.32m水柱。</p><p><b>　　1.2氣象資料</b></p><p>　　屬亞熱帶季風氣候，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℃，

12、天氣和暖，冷空氣侵襲時有陣寒）。最熱的七月平均溫：28.8℃，年平均風速二級（2.0米/秒）</p><p>　　1.3城市燃氣有關(guān)參數(shù)</p><p>　　1.3.1氣源種類：天然氣</p><p>　　1.3.2天然氣組份（體積%）</p><p>　　表1.2天然氣物理化學性質(zhì)</p><p>　　1.3.3城市

13、門站出站壓力0.3MPa，中低壓調(diào)壓設(shè)備進口壓力≥0.28MPa</p><p><b>　　1.4燃氣用戶資料</b></p><p>　　1.4.1居民用戶氣化率90%；</p><p>　　1.4.2公共建筑用戶</p><p>　　表1.3公共建筑用戶所占人口比例</p><p>　　1.

14、4.3 =1.1 =1.05 =2.2</p><p><b>　　1.5參考資料</b></p><p>　　1.城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范（GB50028-2006）；</p><p>　　2.《煤氣設(shè)計手冊》；</p><p>　　3.《燃氣輸配》教材</p><p>　　4

15、.燃氣輸配課程設(shè)計指示書</p><p>　　各類用戶用氣量的計算</p><p>　　2.1居民用戶用氣量</p><p>　　根據(jù)給出的建筑圖紙一套，測出來新城區(qū)供燃氣面積為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洗澡（住宅內(nèi)設(shè)燃氣灶及燃氣熱水器）的用氣量指標q=5320MJ/人·年；燃氣低熱值為=34747.6kJ

16、/Nm³。</p><p>　　查《燃氣輸配》居民生活年用氣量計算公式為</p><p><b>　　Qa=</b></p><p>　　式中 Qa——居民生活用氣量（Nm³/a）；</p><p>　　N——居民人口數(shù)（人）；</p><p>　　k——氣化率（%）；<

17、;/p><p>　　q——居民生活用氣定額（kJ/人·a）；</p><p>　　——燃氣低熱值（kJ/Nm³）</p><p>　　新城區(qū)總?cè)丝跀?shù)N=9.0257310=65973 人</p><p><b>　　氣化率k=90%</b></p><p>　　新城區(qū)用氣量Qa=6

18、59730.9532000034747.6=9090663 Nm³/年</p><p>　　計算得到新城區(qū)總?cè)丝跀?shù)為65973人，居民年用氣量為9090663Nm³/年。</p><p>　　2.2公共建筑用氣量</p><p>　　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，計算負荷。</p><p>　

19、　查《燃氣輸配》表2—1得到醫(yī)院用氣定額為9210MJ/床位·年；查《燃氣輸配》表2—2得到其它公共建筑的用氣量指標如下</p><p>　　表2.1公共建筑用氣量指標</p><p>　　表2.2各公共建筑年用氣量</p><p>　　以賓館為例，人口占總?cè)丝诘?%，用氣量指標取9500MJ/床位·年。</p><p>

20、　　查《燃氣輸配》，商業(yè)用戶年用氣量計算公式</p><p><b>　　Qa=</b></p><p>　　式中 Qa——居民生活用氣量（Nm³/a）；</p><p>　　N——居民人口數(shù)（人）；</p><p>　　M——各類用氣人數(shù)占總?cè)丝诘谋壤龜?shù)；</p><p>　　q——

21、各類商業(yè)用戶用氣定額（kJ/人·a）；</p><p>　　——燃氣低熱值（kJ/Nm³）</p><p>　　賓館的消費人次：65973301000=1979 人</p><p>　　賓館的用氣量：Qa=1979950010³/34747.6=541111 Nm³/年</p><p><b>

22、;　　2.3新城區(qū)用氣量</b></p><p>　　新城區(qū)總的年用氣量=居民年用氣量+公共建筑年用氣量</p><p>　　Qa=1.05（9090663+174864+484152+541111+182269）=10473059Nm³/年</p><p>　　新城區(qū)小時用氣量計算</p><p>　　查《燃氣輸配》城

23、鎮(zhèn)燃氣分配管道的計算流量計算公式：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 ——燃氣小時計算流量（Nm³/h）;</p><p>　　Qa——年用氣量（Nm³/a）；</p><p><b>　　——月高峰系數(shù)；</b></p><

24、p><b>　　——日高峰系數(shù)；</b></p><p><b>　　——小時高峰系數(shù)。</b></p><p>　　根據(jù)原始資料查的： =1.1 =1.05 =2.2</p><p>　　=3038Nm³/h</p><p>　　燃氣輸配方案的計算比較</p&

25、gt;<p>　　燃氣管道的氣密性與其他管道相比，有特別嚴格的要求，漏氣可能導致火災、爆炸、中毒等其他事故。燃氣管道中壓力越高，管道接頭脫開或管道本身出現(xiàn)裂縫的可能性和危險性越大。當管道內(nèi)燃氣的壓力不同時，對管道材質(zhì)、安裝質(zhì)量、檢驗標準和運行管理的要求也不同。</p><p>　　我國燃氣管道按燃氣設(shè)計壓力P（MPa）分為七級。</p><p>　　表3.1燃氣設(shè)計壓力分級表

26、</p><p>　　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，當采用中壓一級燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)時，應在各居民用氣小區(qū)或商業(yè)用戶處設(shè)調(diào)壓箱。</p><p><b>　　3.1燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)</b></p><p>　　現(xiàn)代化的城鎮(zhèn)燃氣輸配系統(tǒng)是復雜的綜合設(shè)施，通常由門站、燃氣

27、管網(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。</p><p>　　城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)根據(jù)管網(wǎng)壓力級制不同分為以下幾種形式：</p><p>　　一級系統(tǒng)：僅用一種壓力級制的管網(wǎng)來分配和供給燃氣的系統(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，當供氣范圍較大時，輸送單位體積燃氣的棺材用量將急劇增加。</p><p>　　二級系統(tǒng)：由兩種壓力級制的管網(wǎng)

28、來分配和供給燃氣的系統(tǒng)。設(shè)計壓力一般為中壓B—低壓或中壓A—低壓等。</p><p>　　三級系統(tǒng)：由三種壓力級制的管網(wǎng)來分配和供給燃氣的系統(tǒng)。設(shè)計壓力一般為高壓—中壓—低壓或次高壓—中壓—低壓等。</p><p>　　多級系統(tǒng)：由三種以上壓力級制的管網(wǎng)累分配和供給燃氣的系統(tǒng)。</p><p><b>　　燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)選擇</b></p&

29、gt;<p>　　無論是舊城市還是新建城鎮(zhèn)，在選擇燃氣輸配管網(wǎng)系統(tǒng)時，應考慮許多因素，其中主要因素有：</p><p>　　氣源情況：燃氣的種類和性質(zhì)、供氣量和供氣壓力、氣源的發(fā)展或更換氣源的規(guī)劃。</p><p>　　城鎮(zhèn)規(guī)模、遠景規(guī)劃情況、街區(qū)和道路的現(xiàn)狀和規(guī)劃、建筑特點、人口密度及居民用戶的分布情況。</p><p>　　原有的城鎮(zhèn)燃氣供應設(shè)施情

30、況。</p><p><b>　　儲氣設(shè)備的類型。</b></p><p>　　城鎮(zhèn)地理地形條件，敷設(shè)燃氣管道時遇到天然和人工障礙物（如河流、湖泊、鐵路等）的情況。</p><p>　　城鎮(zhèn)地下管線和地下建筑物、構(gòu)筑物的現(xiàn)狀和改建、擴建規(guī)劃。</p><p>　　設(shè)計城鎮(zhèn)管網(wǎng)系統(tǒng)時，應全面綜合考慮上述諸因素，從而提出數(shù)個

31、方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，選用經(jīng)濟合理的最佳方案。方案比較必須在技術(shù)指標和工作可靠性相同的基礎(chǔ)上進行。</p><p><b>　　3.2燃氣管網(wǎng)布線</b></p><p>　　城鎮(zhèn)燃氣管道布線依據(jù)</p><p>　　地下燃氣管道宜沿城鎮(zhèn)道路、人行便道敷設(shè)，或敷設(shè)在綠化帶內(nèi)。在決定不同壓力燃氣管道的布線問題時，必須考慮到下列基本情況：</

32、p><p><b>　　管道中燃氣壓力；</b></p><p>　　街道及其他地下管道的密集程度與不知情況；</p><p>　　街道交通量的路面結(jié)構(gòu)情況，以及運輸干線的分布情況；</p><p>　　所輸送燃氣的含濕量，必要的管道坡度，街道地形變化情況；</p><p>　　與該管道相連接的用戶數(shù)

33、量及用其情況；</p><p>　　線路上所遇到的障礙物的情況；</p><p>　　土壤性質(zhì)、腐蝕性能和冰凍線深度；</p><p>　　該管道在施工、運行和萬一發(fā)生事故時，對交通和人民生活的影響。</p><p>　　次高壓、中壓及低壓燃氣管道的布置</p><p>　　地下燃氣管道不得從建筑物和大型建筑、構(gòu)筑物的

34、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氣影響相鄰管道的正常運行，甚至避入建筑物內(nèi)，地下燃氣管道與建筑物、構(gòu)筑物以及其他各種管道之間應保持必要的水平和垂直凈距，符合現(xiàn)行國家標準《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》（GB50028）的相應規(guī)定。</p><p>　　地下燃氣管道埋設(shè)的最小覆土厚度應滿足下列要求：</p><p>　　埋設(shè)在機動車道下時，不得小于0.9m；</p

35、><p>　　埋設(shè)在非機動車道下時，不得小于0.6m；</p><p>　　埋設(shè)在機動車不可能到達的地方時，不得小于0.3m。</p><p>　　3.輸送濕燃氣的管道，應埋設(shè)在土壤冰凍線以下，燃氣管道坡向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。在管道最低點應設(shè)排水器。</p><p>　　4.燃氣管道穿越鐵路、高

36、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)。</p><p>　　5.燃氣管道通過河流時，可以采用穿越河底或采用官橋跨越的形式。</p><p>　　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)的燃氣分配如下表3.2</p><p>　　各環(huán)燃氣分配表3.2</p><p>　　以I

37、環(huán)舉例計算：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。</p><p>　　I環(huán)供氣量：30381.5649.025=525 Nm³/h</p><p>　　I環(huán)單位長度途泄流量：5255220=0.101 Nm³/(m·h)</p><p><b>　　管網(wǎng)規(guī)劃圖3.1</b><

38、/p><p>　　3.3燃氣管網(wǎng)水力計算</p><p>　　根據(jù)管網(wǎng)規(guī)劃圖，求出管網(wǎng)中每一段的計算流量，計算結(jié)果列于表3.3中。</p><p><b>　　以I環(huán)舉例計算：</b></p><p>　　根據(jù)管網(wǎng)規(guī)劃圖可以找到零點的位置，8和10是零點。I環(huán)共有四條邊，編號為1—5、1—2、2—6和5—6，長度分別為172

39、4m、532m、1816.5m和1147.5m。</p><p><b>　　途泄流量計算：</b></p><p>　　1—5途泄流量：17240.101=174 Nm³/h</p><p>　　1—2途泄流量：5320.101=54 Nm³/h</p><p>　　因為I環(huán)和IV環(huán)是鄰環(huán)，所以5—

40、6單位長度途泄流量為I環(huán)和IV環(huán)單位途泄流量之和：</p><p>　　0.101+0.114=0.215 Nm³/(m·h)</p><p>　　5—6途泄流量：1147.50.215=247 Nm³/h</p><p>　　因為I環(huán)和II環(huán)是鄰環(huán)，所以2—6單位長度途泄流量為I環(huán)和II環(huán)單位途泄流量之和：</p>&l

41、t;p>　　0.101+0.106=0.207 Nm³/(m·h)</p><p>　　2—6途泄流量：1816.50.207=376 Nm³/h</p><p>　　如果節(jié)點處后面的負荷由兩側(cè)管段供氣，則轉(zhuǎn)輸流量以各分擔一半左右為宜。</p><p>　　管段2—6和管段5—6的轉(zhuǎn)輸流量承擔節(jié)點6之后的負荷，管段2—6和管段5—

42、6的轉(zhuǎn)輸流量分別為節(jié)點6之后負荷的一半，計算結(jié)果為479Nm³/h；管段1—5的轉(zhuǎn)輸流量承擔節(jié)點5的負荷，計算結(jié)果為989Nm³/h；管段1—2的轉(zhuǎn)輸流量承擔節(jié)點2以后的負荷，計算結(jié)果為1871Nm³/h。</p><p>　　查《燃氣輸配》管段計算流量公式為：</p><p><b>　　Q=0.55+</b></p>&

43、lt;p>　　式中 Q——管段計算流量Nm³/h；</p><p>　　——管段途泄流量Nm³/h；</p><p>　　——管段轉(zhuǎn)輸流量Nm³/h；</p><p>　　管段1—2的計算流量：0.5554+1841=1871 Nm³/h</p><p>　　管段1—5的計算流量；0.5517

44、4+989=1084 Nm³/h</p><p>　　管段5—6的計算流量：0.55247+479=615 Nm³/h</p><p>　　管段2—6的計算流量：0.55376+479=686 Nm³/h</p><p>　　各管段的計算流量表3.3</p><p>　　根據(jù)初步流量分配及單位長度平均壓力降選擇各

45、管段的管徑。局部阻力損失取沿程摩擦阻力損失10%。由供氣點至零點的平均距離為5976m。</p><p>　　查《燃氣輸配》中壓燃氣管道摩擦阻力損失計算公式：</p><p><b>　　=1.27</b></p><p>　　式中 ——管道起點燃氣的絕對壓力（kPa）；</p><p>　　——管道終點燃氣的絕對壓力

46、（kPa）；</p><p>　　L——燃氣管道的計算長度（m）；</p><p>　　——燃氣管道的計算流量（Nm³/h）；</p><p>　　d——管道內(nèi)徑（mm）。</p><p>　　根據(jù)原始資料，當?shù)卮髿鈮?0.32m水柱，城市門站出站壓力0.3MPa，中低壓調(diào)壓設(shè)備進口壓力≥0.28MPa。10.32m水柱=101.1

47、36kPa</p><p><b>　　==2.375 </b></p><p>　　由于課本所用的天然氣密度kg/Nm³，故在查圖水力計算表時，需要進行修正，即：</p><p>　　選定管徑后，查的管段值，求出</p><p>　　全部計算結(jié)果列于表3.4（附表）</p><p>&

48、lt;b>　　以I環(huán)計算舉例：</b></p><p>　　管段1—5計算流量為1084Nm³/h，查《燃氣輸配》課本圖6—4燃氣管道水力計算圖表（三），查得管段1—5的直徑取150mm，單位壓力降為2.52，1—5管段壓力降=-2.521724=-4351kPa。</p><p>　　管段1—2計算流量為1871Nm³/h，查《燃氣輸配》課本圖6—4

49、燃氣管道水力計算圖表（三），查得管段1—2的直徑取D2197mm，單位壓力降為1.80，1—2管段壓力降=1.80532=959kPa。</p><p>　　管段2—6計算流量為686Nm³/h，查《燃氣輸配》課本圖6—4燃氣管道水力計算圖表（三），查得管段2—6的直徑取125mm，單位壓力降為2.52，2—6管段壓力降=2.521817=4584kPa。</p><p>　　管

50、段5—6計算流量為615Nm³/h，查《燃氣輸配》課本圖6—4燃氣管道水力計算圖表（三），查得管段5—6的直徑取125mm，單位壓力降為2.09，5—6管段壓力降=-2.091148=-2399kPa。</p><p>　　壓力降閉合差的精度要求：</p><p><b>　　高、中壓管網(wǎng)</b></p><p>　　式中 ——環(huán)網(wǎng)

51、內(nèi)各管段的壓力平方差；</p><p>　　——環(huán)網(wǎng)內(nèi)各管段的壓力平方差的絕對值；</p><p>　　——工程計算的精度要求，一般＜10%。</p><p><b>　　I環(huán)網(wǎng)閉合差：=</b></p><p>　　I環(huán)網(wǎng)的閉合差大于10%,需要對全部環(huán)網(wǎng)進行校正計算。</p><p>　　《燃

52、氣輸配》中壓燃氣流量校正公式：</p><p>　　I環(huán)計算后的校正流量為=64.01</p><p>　　校正后再按照前面的計算步奏進行計算和校正。校正結(jié)果列于表3.4（附表）中。校正一次之后，各環(huán)的誤差值均在10%以內(nèi)。因此計算合格。</p><p>　　管段9—8的計算流量由88Nm³/h減少到44.2Nm³/h，因而零點向點9方向移動L9

53、</p><p><b>　　L9==476m</b></p><p>　　管段4—10的計算流量由126Nm³/h減少到122.15Nm³/h，因而零點向點4方向移動L4</p><p><b>　　L4==61m</b></p><p><b>　　新的零點重新標記