燃气设计说明书教材

1摘要城市燃气作为城市基础设施的重要组成部分，不仅关系到城市人民的生活质量、自然环境和社会环境，关系到城市经济和社会的可持续发展，是国民经济中具有先导性、全局性的基础产业。大力开发利用天然气，改善和优化能源结构，促使能源结构从低效高污染型向高效清洁型转变，为我国国民经济中长期可持续发展作出贡献。深化体制改革，扩大对外开放，面向市场，以经济效益为中心，充分有效地利用国内外两种资源、两个市场、两种资金和两种技术，来推动天然气产业快速发展。本次设计主要做一个某小区天燃气中压环网设计。通过对该区的地理位置和城镇规模等调查，人均耗气量、人口数、商业用气量、工业用气量等的统计之后，然后规划该区10至20年城镇用气情况，然后作出一个符合当地情况的一个规划。规划内容包括城镇概况、燃气性质、燃气需用量及供需平衡、城镇燃气管网设计、某一高层居民建筑管网设计、调压站设计、门站设计。由于燃气的易燃易爆特性直接关系社会公共安全和居民的人生、财产安全，为确保燃气行业的安全建设和运营，燃气建设必须安全第一。设计应考虑实际情况，必须严格按照国家规范。为应山县的燃气建设提供保障。2目录第一章课程设计任务书....................................3第二章各类用户用气量计算...............................52.1燃气用气量和小时计算流量的计算...................52.1.1供气原则及供气对象...........................52.1.2居民生活年用气量.............................62.1.3公共建筑年用气量.............................62.1.4燃气小时用气量计算...........................7第三章设计方案及管网布置..............................93.1燃气管网系统选择和管网布线原则....................93.1.1燃气管网系统选择.............................93.1.2燃气管网布线原则............................9第四章管网水力计算.....................................104.1各级管网压力及计算压力降的确定...................104.1.1各级管网压力................................104.1.2各级管网计算压力降的确定...................104.1.3高压和中压燃气管道摩檫阻力损失计算公式.....104.2管网计算流量确定.................................114.2.1计算步骤....................................114.3管网水力计算.....................................13设计总结................................................17参考文献................................................183第一章课程设计任务书一.设计题目：某城市天燃气中压环网设计二.设计目的燃气输配课程设计是建筑环境与设备工程专业学生在学习完《燃气输配》后的一次综合训练，其目的是让学生掌握城市燃气管网的设计方法，了解设计流程，熟悉设计手册、图集、设计规范、设备样本的使用方法。通过该课程设计进一步掌握燃气输配工程的专业知识，深入了解燃气所需流量计算，燃气分配管网计算流量计算，水力计算，环网平差计算的具体方法，学会绘制设计图纸，编制设计说明就算书，从而达到具有结合工程实际进行燃气输配系统设计的能力。三．设计任务根据某开发区基础资料设计该城市燃气输配管网工程，内容包括燃气中压管道的布线、平差及水力计算。四．设计原始资料1.某城区规划总平面图2.设计基本资料（1）该城市地处73°40＇E-96°18＇E，34°25＇N-48°10＇N。该城市X万人，人口密度300人/每平方公里，人民消费水平中等。（图纸比例1:1000）（2）城市地理有关资料该市海拔高度654米；平均大气压9.33m水柱。（3）气象资料①明显的温带大陆性气候。气温温差较大，日照时间充足，降水量少，气候干燥。②年平均风速二级（2.47米/秒）。③常年主导风向为西北风及东北风。4（4）城市燃气有关参数①气源种类：天然气②天然气组分（体积%）：组分甲烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷氮气体积（%）94.70.550.0810.014.64该天然气物理化学性质低热值(MJ/m3)35.647分子量（kg/kmol）17.28动力粘度（Pa.s）1.12610-5密度(kg/m3)0.770运动粘度(m2/s)14.6210-6华白数(MJ/m3)51.21爆炸下限（%）5.30爆炸上限（%）16.05③城市门站出站压力0.3Mpa，中低压调压设备进口压力≥0.28Mpa。（5）燃气用户资料①居民用户气化率90%；②公共建筑用户序号项目千人指标备注1医院10床位置见图2宾馆30床位置见图3饭店（饮食业）30座位位置见图4学校60座位位置见图5③K1max=1.1K2max=1.05K3max=2.2④居民公共用户用气指标见《燃气设计手册》及《煤气规划设计手册》。⑤其他资料如布线原则等参照《城镇燃气设计规范》。第二章各类用户用气量计算2.1供气原则及供气对象1、民用用气供气原则①优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气。②尽量满足托幼、医院、学校、旅馆、食堂和科研等公共建筑的用气。③人工煤气一般不供应采暖锅炉用气。如果天燃气气量充足，可以发展燃气供暖和燃气空调。2、工业用气供气原则①应优先供应在工艺上使用燃气后，可以使产品产量和产品质量有很大提高的工业企业。②使用燃气后能显著减轻大气污染的工业企业。③作为缓冲用户的工业企业，有利于平衡用气波动。2.1.2居民生活年用气量根据居民生活用气量指标、居民数、气化率即可按照下式计算出居民生活年用气量。Qy=Nkq/Hl式中Qy——居民生活年用气量（Nm³/a）；6N——居民人数（人）；k——气化率（%）；q——居民生活用气定额（kJ/人·a）Hl——燃气低热值（kJ/Nm³）。2.1.3公共建筑年用气量在计算公共建筑年用气量时，首先要确定各类用户的用气指标、居民数及各类用户用气人数占总人口的比例。对于公共建筑，用气人口数取决于城市居民人口数和共公建筑设施标准。例入这种标准的有：1000居民中托儿所、幼儿园的人数，为1000居民设置的医院、旅馆床位数等。公共建筑年用气量可按下式计算：表2-1-1序号项目千人指标备注1医院3～3.75床位置见图2宾馆3～3.2床位置见图3幼儿园20～50床位置见图4饭店（饮食业）3～3.5床位置见图5学校30～35床位置见图Qy=M·N·q/Hl式中Qy——公共建筑年用气量（Nm³/a）；N——居民人口数（人）；M——各类用气人数占总人口的比例数；q——各类公共建筑用气定额（kJ/人·a）Hl——燃气低热值（kJ/Nm³）。2.1.4燃气小时用气量计算采用日用气不均匀系数计算，计算公式如下：Q=（Qy/（365×24））×K1max×K2max×K3max7式中Qy——计算流量（Nm³/h）；Qy——年用气量（Nm³/a）；K1max——月高峰系数。K2max——日高峰系数。K3max——小时高峰系数。根据设计任务书所给的范围去：k1=1.1,k2=1.05,k3=2.2以上各项计算过程如下所示：1、年用气量：人口数：N=500002×2697.3647×10-12×7310=4.93×1042、居民生活用气量：Q=NKq/HL=(4.93×104×90%×5320×103)/(34747.6KJ/Nm3)=6.79×106Nm3/a3、商业用户年用气量：医院：Qa1=MKq/HL=(10/1000×4.93×104×3000×103)/34747.6KJ/Nm3=4.26×104Nm3/a宾馆：Qa2=MKq/HL=(30/1000×4.93×104×9000×103)/34747.6KJ/Nm3=3.83×105Nm3/a饭店（饮食业）：Qa3=MKq/HL=(30/1000×4.93×104×8500×103)/34747.6KJ/Nm3=3.62×105Nm3/a学校：Qa4=MKq/HL=(60/1000×4.93×104×1500×103)/34747.6KJ/Nm3=1.28×105Nm3/a4、月用气量:居民：Q=1.1×6.79×106/12=6.22×105Nm3/月医院：Qa1=1.1×4.26×104/12=3.91×103Nm3/月宾馆：Qa2=1.1×3.83×105/12=3.51×104Nm3/月8饭店（饮食业）：Qa3=1.1×3.62×105/12=3.32×104Nm3/月学校：Qa4=1.1×61.28×105/12=1.17×104Nm3/月5、小时用气量：居民：Q=2.2×6.79×106/8760=1.71×103Nm3/h医院：Qa1=2.2×4.26×104/8760=10.70Nm3/h宾馆：Qa2=2.2×3.83×105/8760=96.19Nm3/h饭店（饮食业）：Qa3=2.2×3.62×105/8760=90.91Nm3/h学校：Qa4=2.2×1.28×105/8760=32.15Nm3/h6、未预见量城市用气量中还应计入未见量，它包括管网的燃气漏损量和发展过程中未预见的供气量。一般未预见量按总量的5%-8%计算。未预见量：（6.79×106+4.26×104+3.83×105+3.62×105+1.28×105）×6%=462336Nm3/a7、小时计算流量：Qh=(Qa×1.05)/(365×24)×Kmaxm×Kmaxd×KmaxhQa=6.79×106+4.26×104+3.83×105+3.62×105+1.28×105=7.71×106Nm3/a则：Qh=(7.71×106×1.05)/(365×24)×1.1×1.05×2.2=2.35×103Nm3/h第三章设计方案及管网布置3.1燃气管网系统选择和管网布线原则3．1．1燃气管网系统选择燃气管网系统的选择与下列因素有关：气源情况；城市规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、建筑特点、人口密度、居民用户的分布情况；原有的城市供气设施情况；不同类型用户的供气方针、9气化率及不同类型的用户对燃气压力的要求；用气工业企业的数量和特点；储气设备的类型；城市地形条件；城市地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划。某县城属于开发区，所以采用一级管网系统；又由于中压系统的利用性较高，所以采取中压A一级管网系统。中压干管计算压力降选择：起点0.3Mpa，中低压调压设备进出口压力≥0.28Mpa。3．1．2燃气管网布线原则中压燃气管道的主要功能是输气或配气，并通过调压站向低压管网各环网配气。因此，中压管的平面布置一般按以下原则布置：①中压管道应布置在城市用气区便于与低压环网连接的规划道路上，但应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区的交通线敷设，否则对管道施工和管理维修造成困难；②中压管道应布置成环状，以提高其输气和配气的安全可靠性；③中压管道的布置，应考虑调压站的布点位置和对大型用户直接供气的可能性，应使管道通过这些地区时尽量靠近各调压站和这类用户，以缩短连接支管的长度；④与气源连接的中压管道的连接管段应采用双线敷设，考虑某县城属于小县城，采用单线敷设的连接管；⑤中压管道应尽量避免穿越铁路等大型障碍物，以减少工程量和投资；⑥中压管道是城市输配系统的输气和配气主要干线，必须综合考虑近期建设与长期规划的关系，以延长已经敷设的管道的有效使用年限，尽量减少建成后改线