燃气输配课程设计

0河南城建学院《燃气输配》课程设计班级专业学号姓名课程名称燃气输配指导教师2011年12月1《燃气输配》课程设计任务书一、课程设计任务书1目的通过课程设计使学生消化和巩固《燃气输配》所学的理论知识和设计知识，并把它应用的工程设计中去，通过课程设计要求学生掌握设计原则，程序和内容。熟练设计计算方法和步骤，熟悉有关技术法则和内容，培养学生施工设计思维能力和制图能力，培养学生对工程技术的认真态度。2设计内容(1)燃气量的计算包括最大小时,日，月，年计算需求温度。（2）方案比较与确定要求提出2-3中选择方案，就占地面积，建筑造价，扩建余地，投资大小等进行简单的分析比较后，确定最佳方案。(3)设计计算调压，贮存，加压设备并选择其他服设备，要求有计算依据和计算过程或说明。(4)必须有环状管的设计计算内容。3绘图要求（图中必须有简明扼要的设计说明与技术要求）（1）系统图一张，要求付出图例，标出设备编号和管径大小及安装高度等内容。（2）设备平面布置图一张，要求给出设备平面图布置位置，设备已规定画图绘制，表明设备编号并附录设备明细表，设备定位尺寸要齐全清晰。标明指北针。（3）设备布置局部剖视图或施工大样图一张。（4）设备材料明细表。（5）设计与施工说明图一张。4提交成果（1）设计说明书，A4只打印，装订成册。（2）设计施工图纸。图纸不少于3-4张，装订成册。（3）电子光盘。5主要参考资料（1）《城镇燃气设计规范》GB50028-2006建工出版社。（2）《CJJ33-2005城镇燃气输配施工及验收规范》建工出版社（3）《家用燃气燃烧器具安装及扬手规范》（CJJJ2-99）（4）《工业管道施工及验收规范》（GBJ235-82）（5）设备及管道绝热工程设计规范（GB50264-97）（6）建筑设计防火规范（GBJ16-87）（7）《GB50045-95高层民用建筑设计防火规范》建工出版社（8）建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范（GB5024-2002）二基础资料1北京市某区所使用的燃气的基本资料：2（1）北京市盐化小区使用燃气种类及其成分；（2）北京市盐化小区规划地形图；（3）北京市盐化小区人口居住情况表；（4）北京市盐化小区燃气气化率；（5）北京市盐化小区天然气输配工程可行性报告。2自然条件与地质条件（1）气温：历年极端最高气温：38℃；历年极端最低气温：-10℃（2）年主导风向：西北风（3）最大冻土深度：0.5m（4）地下水位：2.0米（5）土质：以沙质粘土为主，地耐力2-2.5kg/㎝23第一章燃气的性质计算1.1燃气成分及基本性质燃气的成分本设计气源采用纯天然气，纯天然气容积成分为：CH4:98%;C3H8:0.3%;C4H10:0.3%;CmHn:0.4%N2:1.0%.纯天然气各成分的基本性质如下表：气体甲烷丙烷正丁烷氮分子式分子量密度ρ(kg/m3)发热值:高发热值：HS(MJ/m3)低发热值：Ht(MJ/m3)爆炸极限爆炸下限Ls（体积%）爆炸上限Lt（体积%）粘度动力粘度10-6(Pa.s)运动粘度10-6(Pa.s)CH416.04300.717439.84235.9025.015.010.39514.50C3H844.09702.0102101.26693.2402.19.57.5023.81C4H1058.124021.5036133.886123.6491.58.56.8352.53N228.01341.250416.67113.301.2燃气成分的基本性质：1.2.1平均分子量M=1001（x1M1+x2M2+……+xnMn）=(98×16.0430+0.5×44.0970+0.5×58.1240+1.0×28.0134)/100=16.513式中M—混合液体平均分子量；4x1x2……xn—各单一液体分子成分(％)；M1、M2……Mn—各单一液体分子量。1.2.2平均密度和相对密度(1)平均密度：ρ=（11y+22y+…+nny）/100nnyyy22111001=(98×0.7174+0.3×2.0102+0.3×2.7030+1.0×1.2504+0.4×1.9136)/100=0.7374式中—混合气体的平均分子密度)/(3Nmkgnyyy21,—各单一气体容积成分（%）n,,21—标准状态下各单一气体的密度)/(3NmkgS=ρ/1.293=0.7374/1.293=0.57式中—混合气体的平均分子密度)/(3NmkgS—混合气体相对密度（空气为1）293.1为标准状态下空气的密度)/(3Nmkg1.2．3粘度1．将容积成分换算成质量成分质量成分：100MyMygiiiii由表1-4、表1-5查得各组分的分子量，根据已知的各组分容积成分，通过计算得到gi=(98×16.0430+0.3×44.0970+0.3×58.1240+1.0×28.0134+0.4×42.081)=1647.726按换算公式，各组分的质量成分为gCH4=98×16.0430/1647.726×100=95.4gc3h10=0.3×58.1240/1647.726×100=1.1gC3H8=0.3×44.0970/1647.726×100=0.85gN2=1×28.0134/1647.726×100=1.7gCmHn=0.4×42.081/1647.726×100=12．混合气体的动力粘度气态碳氢化合物的动力粘度随分子量的增加而减小，随温度的上升而上升。液态碳氢化合物的动力粘度则相反，分子量越大，动力粘度越大，温度越上升，动力粘度急剧减小。动力粘度：iiigg=1/7.649671.16/7.1835.6/1.1502.7/8.0595.4/10.39_______________________6-10100=14×10-6㎡/s混合气体的运动粘度为1099.18767.01009.1066m2/s1.2.4爆炸极限：可燃气体和空气的混合物遇到明火而引起爆炸的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。在这种混合物中，当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量，称为爆炸下限，而当可燃气体的含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称为爆炸上限。LyLyLyLyLyLynnnnL2211'''2'2'1'1100将组分中的惰性气体按照图1-12与可燃气体进行组合，即%99%1%9824yyNCH01.0981可燃气体惰性气体由图1-12查得各混合组分在上述混合比时的爆炸极限相应为6%-16%由表1-4查得未与惰性气体组合的甲烷的爆炸极限是2.1%-9.5%丁烷的爆炸极限是1.5%-8.5%，丙烷的为2.0%-11.7%6按上式，天然气的爆炸极限为%91.50.23.05.13.01.24.0699100nAlL%90.157.113.05.83.05.94.01699100nAhLL—含有惰性气体的混合气体的爆炸下(上)限(体积％)；1y、2y……ny—由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在混合气体中的容积成分(％)；1L、2L……nL—由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在该混合比时的爆炸极限(％)；y1、y2……yn—未与惰性气体组合的可燃气体成分在混合气体中的容积成分(％)；1L、2L……nL—未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限(体积％)。1.2.5热值：)66.934.0886.1133.0266.1013.0842.3998(01.0HQ065.40MJ/m3)667.874.0649.1233.0240.933.0902.3598(01.0LQ=36.19MJ/m31.2.6华白数：燃气性质中影响燃烧特性的参数主要有燃气的热值H、相对密度s及火焰传播速度(即燃烧速度)。为此导出与热值和相对密度有关的综合系数，即华白指数W02.50593.052.38sQWHMJ/m31.3燃气质量要求：1.3.1城镇燃气质量指标应符合下列要求：1)城镇燃气（应按基准气分类）的发热量和组分的波动应符合城镇燃气互换7的要求：2)城镇燃气偏离基准气的波动范围宜按现行的国家标准《城市燃气分类》GB/T13611的规定采用，并应适当留有余地。1.3.2天然气的质量指标应符合下列规定：1)天然气发热量、总硫和硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准《天然气》GB17820的一类气或二类气的规定；2)在天然气交接点的压力和温度条件下；天然气的烃露点应比最低环境温度低5℃；天然气中不应有固态、液态或胶状物质。1.3.3城镇燃气应具有可以察觉的臭味，燃气中加臭剂的最小量应符合下列规定：1)无毒燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%时，应能察觉；2)有毒燃气泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度时，应能察觉；对于以一氧化碳为有毒成分的燃气，空气中一氧化碳含量达至0.02%(体积分数)时，应能察觉。1.3.4城镇燃气加臭剂应符合下列要求：1)加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味。2)加臭剂不应对人体、管道或与其接触的材料有害。3)加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料。4)加臭剂溶解于水的程度不应大于2.5%（质量分数）。5)加臭剂应有在空气中应能察觉的加臭剂含量指标。8第二章燃气需用量及供需平衡2.1设计原始资料1)城镇说明计算：本设计为盐化小区天然气居民用户，居民户数为456。燃气表均为G1.6.燃气表安装在户外。盐化小区燃气平面图的比例为1：100。城市气化率：气化率为90％。2)燃气用户燃气用户，分别为居民用户，商业用户，不考虑采暖通风和空调用气量，燃气汽车用气量及其他气量。居民用户：人口气化率为90％。商业用户：与居民用户比例：0.8/1空调用气：与居民用户比例：0.01/1未预见用气：与居民用户比例：0.05/1根据本设计实际情况，综合考虑各种因素，决定采用纯天然气为气源在设计燃气输配系统时，需要首先确定燃气管网的计算流量，而计算流量的大小又取决于燃气需用量和需用的不均匀情况。城城市市燃燃气气需需用用量量取取决决于于用用户户类类型型、、数数量量和和用用气气量量指指标标。。2.2用户类型及供气原则设计城镇燃气用户包括以下几种类型：1)居民生活用户；居民生活使用的各类用气设备应采用低压燃气，用气设备前（灶前）的燃气压力应在0.75~1.5Pn的范围内。居民生活用气设备严禁安装在卧室内。居民住宅厨房内宜设置排气扇和可燃气体报警器。2)商业用户；商业用气设备宜采用低压燃气设备商业用气设备应安装在通风良好的专用房间内；商业用气设备不得安装在易燃易爆物品的堆存处，亦不应设置在兼做卧室的警卫室、9值班室、人防工程等处。3)其他用户2.3城镇用气量在设计燃气系统时，首先要确定燃气管网的计算流量，而计算流量的大小又取决于燃气需用量和需用的不均匀情况，而城镇燃气需用量取决于用户类型，数量和用气量指标居民生活用户用气量取决于居民生活用户用气量指标（用气定额）、气化百分率及城市居民人口数。影响居民生活用户用气量指标的因素很多，如住宅燃气器具的类型和数量，住宅建筑等级和卫生设备的设置水平，采暖方式及热源种类，居民生活用热习惯及生活水平，居民每户平均人口数，气候条件，公共生活服务设施的发展情况，燃气价格等。各种影响因素对居民生活用户用气量指标的影响无法精确确定，通常根据居民生活用户用气量实际统计资料，经过综合分析和计算得到用气量指标。当缺乏用气量的实际统计资料时，可根据当地的实际燃料消耗量、生活习惯、燃气价格、气候条件等具体情况，按表确定。居民生活用气定额（见表3）（根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006）城镇居民生活用气量指标（年）人年（人/100.1/4kcalMJ城镇地区有集中采暖的用户无集中采暖的用户华北地区2303～2721（55～