燃气输配课程设计

第一章燃气性质计算气源基本参数因为西气东输二线工程经过洛阳市，所以该小区采用的气源是天然气选用的天然气，其容积成分为，甲烷74.3%，丙烷6.75%，氮气0.55%二氧化碳1.62%，丁烷1.88%，CmHn(取丙烯C3H6)14.9%表1-1天然气组成及其标态下的主要特性值成分V（％）分子量密度(kg/m3)粘度(pas)低热值(kj)甲烷74.316.0430.717410.39535902丙烷6.7544.0972.01027.50293240丁烷1.8858.1242.7036.835123649N20.5528.01341.250416.671—CO21.6244.00981.977114.023—丙烯14.942.0811.91367.64987667燃气性质的计算1、分子量的计算由输配课本表1-4、表1-5查得各组分分子量，按以下公式求混合气体平均分子量。nniiMyMyMyMyM221110011001081.429.140098.4462.10134.2855.0124.5888.1097.4475.6043.163.741001=23.1262、相对密度的计算由输配课本表1-4、表1-5查得各组分密以下公度，按以下公式求混合气体平均密度。iiy1001nnyyy221110019136.19.149771.162.12504.155.0703.288.10102.275.67174.03.741001=1.043kg\m3按以下公式求混合气体相对比重即相对密度S293.1=0.8073、粘度的计算将容积成分换算为质量成分100MyMygiiiii由输配课本表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6.2312iiMy按换算公式，各组分的质量成分为54.511006.2312043.163.744CHg87.121006.2312097.4475.683HCg73.41006.2312124.5888.1104HCg67.01006.23120134.2855.02Ng08.31006.23120098.4462.12COg11.276.2312081.429.1463HCg由输配课本表1-4、表1-5查得各组分的动力粘度，按以下公式求混合气体动力粘度。iiigg649.711.27023.1408.3671.1667.0835.673.4502.787.12395.1054.5110100661095.8Pa·s混合气体的运动粘度为661058.8043.11095.8puvm2/s4、热值的计算54.52667.939.14886.11388.1266.10175.6842.393.7401.0sQMJ/m315.48667.879.14853.11288.124.9375.6902.353.7401.0tQMJ/m35、爆炸极限的计算然后将组分的惰性气体按照图1-12（输配课本）与可燃气体进行组合，即%85.74%55.0%3.7424NCHyy，0074.03.7455.0可燃气体惰性气体%37.8%62.1%75.6283COHCyy,24.075.662.1可燃气体惰性气体由输配课本图1-12查得各混合组分在上述混合比时的爆炸极限相对应为5%～70%和3%～11%查表1～4得：未与惰性气体组合的丁烷的爆炸极限为1.5%～8.5%丙烯的爆炸极限为2.0%～11.7%LyLyLyLyLyLynnnnL2211'''2'2'1'1100%78.329.145.188.133.8585.74100nAlL%12.307.119.145.888.11137.87085.74100nAhL则混合气体的爆炸极限为3.78%～30.12%6、华白指数的计算华白数是一个互换性指数。规定在两种燃气互换时华白数的变化不大于±5％～10％经计算得6.53807.015.481SHWMJ/m35.58807.054.52SHW2MJ/m3第二章、小区燃气管网布置燃气需用量该小区总户数340户，每户燃气灶和热水器的总功率：1.8kw1.居民生活用气量为：Qy=1.0（气化率）×340（户数）×3.5（每户平均人数）×2300（生活用气量标准）/36.87（燃气热值）=74234m³/a2.计算燃气管道的流量，应按计算月的高峰时小时最大用气量（用同时工作系数法）Q=KtΣKQnN=34036872360018146.0=89.4式中:Q---燃气管道的计算流量（m3/h）；Kt---不同类型用户的同时工作系数，当缺乏资料时，可取Kt=1;K---相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数；Qn---相同燃具或相同组合燃具的额定流量（m3/h）；N---相同燃具或相同组合燃具的数量现代化的城市燃气输配系统是复杂的综合设施，由下表:本设计的输配系统主要是由以下几个部分组成：1.低压、中压两级压力的燃气管网；2.区域调压站；表:城镇燃气设计压力（表压）分级名称压力（Mpa）高压燃气管道A2.5＜P≤4.0B1.6＜P≤2.5次高压燃气管道A0.8＜P≤1.6B0.4＜P≤0.8中压燃气管道A0.2＜P≤0.4B0.01≤P≤0.2低压燃气管道P＜0.01布线依据城市里的燃气管道均采用地下敷设。所谓城市燃气管道的布线，是指城市管网系统在原则上选定以后，决定各管段的具体位置。地下燃气管道宜沿城市道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。在决定城市中不同压力燃气管道的布线问题时，必须考虑到以下基本情况：1、管道中燃气的压力；2、街道及其他地下管道的密集程度与布置情况；3、街道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，必要的管道坡度，街道地形变化情况；5、与该管道相连接的用户数量及用气情况，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、运行和万一发生故障时，对交通和人民生活的影响。在布线时，要决定燃气管道沿城市街道的平面与纵断面位置。由于输配系统各级管网的输气压力不同，其设施和防火安全的要求也不同，而且各自的功能也有所区别，故应按各自的特点进行布置。低压管网布置低压管网的功能是直接向各类用户配气，是城市供气系统中最基本的管网。根据此特点，低压管网的布置一般应考虑下列几点：1、低压管道的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压管网的成环边长宜控制在300-600米之间。2、低压管道直接与用户相连。而用户商量随城市发展而逐步增加，故低压管道除以环状管网为主布置外，也允许存在枝状管道。3、为保证和提高低压管网的供气稳定性，给低压管网供气的相邻调压室之间的连通管道的管径，应大于相邻管网的低压管道管径。4、有条件时低压管道宜尽可能布置在街坊内兼做庭院管道，以节省投资。5、低压管道可以沿街道的一侧敷设，也可双侧敷设。在有轨电车通行的街道上，当街道宽度大于20米，横穿街道的支管过多，或输配气量大，而又限于条件不允许敷设大口径管道时，低压管道可采用双线敷设。6、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的街道下敷设。7、为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于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保持必要的净距，表3-1地下燃气管道与建筑物、构筑物之间的最小水平净距项目低压中压BA建筑物的基础0.71.01.5给水管0.50.50.5排水管1.01.21.2电力电缆0.50.50.5通讯电缆直埋0.50.50.5在导管内1.01.01.0其它燃气管道Dg300mm0.40.40.4Dg300mm0.50.50.5热力管直埋1.01.01.0在导管内1.01.51.5电杆的基础35KV1.01.01.035KV5.05.05.0通讯照明电杆1.01.02.0铁路钢轨5.05.05.0有轨电车2.02.02.0的钢轨街树1.21.21.2表3-2地下燃气管道与建筑物或相邻管道之间的最小水平净距项目地下煤气管道给水管或其他管道0.15热力管管沟0.15电缆直埋0.50在导管内0.15铁路轨底1.20有轨电车轨1.00管道的纵断面布置在决定管道的纵断面布置时，要考虑以下几点：1、地下燃气管道埋设深度，宜在土壤冰冻线以下。管顶覆土厚度还应满足下列要求：埋设在车行道下时，不得小于0.8米；埋设在非车行道下时，不得小于0.6米；随着干天然气的广泛使用以及管道材质的改进，埋设在人行道、次要街道、草地和公园的燃气管道可采用浅层敷设。2、输送湿燃气的管道，不论是干管还是支管，其坡度一般不小于0.003。布线时，最好能使管道的坡度和地形相适应。在管道的最低点应设排水器。3、燃气管道不得在地下穿过房屋或其他建筑物，不得平行敷设在有轨电车轨道之下，也不得与其他地下设施上下并置。4、在一般情况下，燃气管道不得穿过其他管道本身，如因特殊情况要穿过其他大断面管道（污水干管、雨水干管、热力管沟等）时，需征得有关方面同意，同时燃气管道必须安装在钢套管内。5、燃气管道与其他各种构筑物以及管道相交时，应按规范规定保持一定的最小垂直净距。该小区室外燃气管道布置由于该小区采用的是小区调压，户内挂表方式，故其安装工艺流程如下：中压管道（市政管网）→调压箱→低压管道→用户→燃气表→燃具0.02MPa→调压箱→3kPa→低压管道→用户→燃气表→2kPa管道布置：采用枝状管网，在小区南面设一个小区调压站，管道沿小区道路一侧铺设，到墙面距离不小于0.7m，埋深不小0.6m，管材采用钢管，进行防腐处理，具体布置看小区平面施工图。燃气室外管网水力计算1.绘制管网水力计算图，对节点、管段、环网编号，并标明管道长度、集中负荷、气源或调压站的位置等并确定最不利环路。如下所示：2.求管网最不利环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15的计算流量，方法同室内管网。先确定每一管段负担的用户数，求出额定流量，再用同时工作系数法进行计算得到所需流量。整个小区共340户，每户额定流量1.8m3/h，查表得同时工作系数为0.146，即管段1—2的计算流量为4.8915.08.1340NQm3/h3.依据假定流速法求出计算1—2段管径，假定经济流速为6—8m/s360042DQn则D=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=72mm根据计算管径预选管径DN70。4.利用基本公式法求管道局部阻力损失222p根据管线布置，确定局部阻力管件并查表得各管段的局部阻力系数=1，根据360042DQn错误!未找到引用源。得360042DQn222)36004(2DQpn2p=15.6Pa5.根据燃气种类和密度、运动粘度选择水力计算图确定单位管长的压降值，由于设计中燃气密度为0.75kg/m3，需进行修正，即75.0)(')(Lp1LpLp得到的修正后的管段的单位长度的压降值Lp，乘以管段的计算长度L，即得到该管段的沿城阻力损失2p。管段1—2查图得到单位管长的压降值Lp=8.3Pa/m，则该管段的1p=L75.0)(LP=2475.03.8151.2P6.11ppp=167Pa7.小区已经整平，没有大的高差变化，附加压头为08.求最不利环路的压力降，为各管段压力降的代数和，最不利环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16的压力降为错误!未找