目录1设计基础资料……………………………………………( 1 )1.1 燃气供应对象…………………………………………( 1 )1.2 燃气供应的设计参数……………………………………( 1 )1.3 用户灶具配备…………………………………………( 1 )1.4 康盛花园三期工程平面图………………………………( 2 )2 设计计算…………………………………………………( 2 )2.1 庭院管道………………………………………………( 2 )2.2 室内管道 (15)3 天然气替换的可行性分析 (25)3.1 华白指数 (25)3.2 庭院管道的天然气替换核算 (26)3.3 室内管道的天然气替换核算 (26)结束词 (27)致谢词 (28)参考文献 (29)附图1 庭院管道水力计算图 (30)附图2 庭院管道纵断面图A (31)附图3 庭院管道纵断面图B (32)附图4 24幢立管7的水力计算系统图 (33)附表1 庭院管道水力计算表（人工煤气) (34)附表2 庭院管道水力计算表（天然气) (41)附表3 各幢楼的室内燃气立管水力计算表（人工煤气） (48)附表4 各幢楼的室内燃气立管水力计算表（天然气） (80)1 设计基础资料1.1 燃气供应对象某小区八幢居民楼，其楼层数及住户分布如表1：表 11.2 燃气供应的设计参数表2：表 21.3 用户灶具配备：1.3.1 24幢、25幢、26幢、27幢的用户同时安装双眼灶和燃气快速热水器；28幢、29幢、30幢、31幢的用户仅安装双眼灶。

1.3.2 灶具额定流量选用如下（参考文献[1,3]）：双眼灶： 1.25m3/h快速热水器：人工煤气 2.21m3/h天然气 1.76m3/h即8L/min1.3.3 压力（参考文献[1]表7－2）见表3：表3：1.4 康盛花园三期工程平面图，包括以下内容：(1) 建筑物、构筑物的平面图(2) 调压站的平面位置(3) 道路平面位置及路面结构(4) 道路和小区地坪标高(5)各楼的楼层结构平面图及各楼层标高(6)小区内管道布线障碍状况（本设计未提供其它管道情况，故设计时暂不考虑）2 设计计算2.1 庭院管道2.1.1 确定庭院管道的管材金属管材壁厚较其他管材较薄，节省金属用量，但腐蚀性差、成本高，运输安装不便。

PE管具有良好的柔韧性且具有良好的耐腐蚀性，可耐多种化学介质的侵蚀，无电化学腐蚀。

因此，PE管埋地敷设不需要做防腐和阴极保护。

除此之外，PE管具有良好的气密性，严密性优于钢管；管内壁平滑，提高介质流速，提高输气能力，较之相同的金属管能输送更多的燃气；成本低，材质轻且卫生无毒。

综合以上的比较，本设计的庭院管道采用PE管以提高输送效率以及节省防腐投入。

聚乙烯燃气管道分为SDR11和SDR17.6两个系列。

SDR为公称外径与壁厚之比。

SDR11系列宜用于输送人工煤气、天然气、气态液化石油气；SDR17.6系列宜用于输送天然气。

由于本工程考虑输送人工煤气，再用天然气替代。

所以选用SDR11系列的聚乙烯燃气管材[4]。

2.1.2 平面管道布置及绘制布置：(1)庭院管道应尽量敷设在街坊、里弄的道路上，在有车辆通行的道路上布线时，应尽量敷设在人行道上。

(2)地下燃气管道与建筑物，构筑物或相邻管道之间的水平距离有一定的要求[1]。

在本设计中，地下管道与各楼平行时间距为4m，部分管道由于实际布线不能统一为该距离，在平面布置图中将标示；地下管道与各楼垂直时，间距为2.5m；为保证引入管与建筑物基础的间距要求，地下燃气管道与墙面的垂直间距为770mm。

绘制：(1) 标明管线平面位置。

(2) 对于管道附件，如图中的凝水缸均应给出地坪及埋地的标高；(3)图上应标示出气流方向→,坡度方向→；(4)图中应标示出与本设计有关的建（构）筑物名称，如调压站、阀门井等。

2.1.3 纵断面管道布置及绘制布置：(1) 输气管线纵断面设计须绘制燃气管道纵断面图，标明管道走时的管道地下纵断面情况，并可按图计算工程土方量。

(2) 地下燃气管道与构筑物和相邻管道之间的垂直净距（m）也有一定要求[1]。

(3) 地下燃气管道应埋设在冰冻线以下，本设计不存在冰冻线的问题，但同样，有最小覆土深度（路面至管顶）应符合下列要求[2]：埋设在车行道下时，不得小于0.9m；埋设在非车行道（含人行道）下时，不得小于0.6m；埋设在庭院（指绿化地及货载汽车不能进入之地）内时，不得小于0.3m。

(注：当采取行之有效的防护措施后，上述规定均可适当降低。

)在本设计中，考虑到现在小区内车辆的普及率，埋地深度都在0.9m及以上。

(4) 地下燃气管道应坡向凝水缸，其坡度一般不小于0.003，本设计取用0.005。

布线时应尽量使管道坡度与地面坡度方向一致，以减少土方量；凝水缸设在管道坡向改变时管道的最低点，两相邻凝水器之间距离一般为200～500m。

管道坡向不变时，间距一般为500m左右。

(5) 地下燃气管道穿越城镇主要干道时，应敷设在套管内，并应符合一定要求[1]。

本设计中未遇到类似情况，故不作说明。

(6) 燃气管道不得在地下穿过房屋及其它建筑物，不得平行敷设在电车轨道之下，也不得与其它地下设施上下并置。

绘制：(1) 管道路面的地形标高；(2) 管道平面布置示意图；(3) 燃气管道走势及埋深；(4) 相邻管线、穿越管线及穿越障碍物的端面位置；(5) 管道附件的安装深度；(6) 输气管道的坡向及坡度；(7) 绘制纵断面图时应在图纸左侧绘制标尺，图面中管道高程和长度方向应该采取不同的比例。

在本设计图纸中将采用横向1/1000，纵向1/50的比例。

2.1.4 综述水力计算的方法(1)绘制管道水力计算图水力计算图包括以下内容：·庭院管道布置；·管段编号；·计算流量；·管段长度；·管径。

(2)流量计算城市燃气输配系统的管径及设备通过能力应按燃气计算月的小时最大流量进行计算。

小时计算流量的确定，关系着燃气输配的经济性和可靠性。

小时计算流量定得偏高，将会增加输配系统的金属用量和基建资金，定得偏低，又会影响用户得正常用气。

确定燃气小时计算流量得方法有两种，不均匀系数法和同时工作系数法。

这两种方法各有其特点和使用范围。

由于居民住宅使用燃气的数量和使用时间变化较大，故室内和庭院燃气管道的计算流量一般按燃气用具的额定耗气量和同时工作系数K 0来确定。

用同时工作系数法求管道计算流量的公式如下：N Q K K Q n t h 0∑=式中：h Q —— 庭院及室内燃气管道的计算流量（Nm 3/h ）； K t —— 不同类型用户的同时工作系数，当缺乏资料时，可取1； K 0—— 相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数； Q n —— 相同燃具或相同组合燃具的额定流量（Nm 3/h ）；N —— 相同燃具或相同组合燃具数。

根据文献[2]表2-13可查得居民生活用燃具的同时工作系数K 0。

为便于区分，在后文中，仅使用燃气双眼灶的K 0值用K 1表示，同时使用燃气双眼灶和快速热水器的K 0值用K 2表示，没有直接对应可查的值时采用插入法。

(3) 根据计算流量预选管径并计算阻力损失·预选管径预选管径可通过平均压降法或经济流速法来确定。

但是由于本设计的庭院管段流量变化频繁，不适合采用平均压降法；本设计按照3m/s 的经济流速预选管径。

公式如下：3600785.04÷÷÷=÷÷=v Q v Q d h h π式中：h Q ——管段的计算流量（Nm 3/h ）； d —— 管道内径(mm)；v —— 经济流速(m/s)；·根据预选管径从表4确定管道内径：·根据计算流量以及预选管道的内径，确定实际流速。

公式如下：)4/(2d Q v h ⨯=π式中：v —— 实际流速(m/s)；h Q —— 庭院及室内燃气管道的计算流量（Nm 3/h ）； d —— 管道内径(mm)。

·由于燃气处于各种流态时，需要选用不同的阻力计算公式。

流态是通过雷诺数来判别的。

雷诺数的计算公式如下：ν/v d R e ⨯=式中: e R —— 雷诺数；d —— 管道内径(mm)；v —— 实际流速(m/s)；ν —— 运动粘度(㎡/s)。

·根据各管段燃气的雷诺数判别流态，选用不同的摩擦阻力系数及单位管长的摩擦阻力计算公式。

不同流态的计算公式如下：当e R <2100时为层流，e R /64=λ0040101013.1T TdQ L P νρ⨯=∆； 当e R >3500时为紊流，25.0)68(11.0eR d +∆⨯=λ0052025.006)2.192(109.6T TdQ Q d d l P ρν+∆⨯=∆； 当2100≤≤e R 3500时为临界状态，51065210003.0--+=e e R R λ 0052050406)10231078.111(109.1T T dQ d Q d Q L P ρνν-⨯-+⨯=∆； 式中：P ∆—— 燃气管道摩擦阻力损失(Pa)；λ —— 燃气管道的摩阻系数；l —— 燃气管道的计算长度(m)；0Q —— 燃气管道的计算流量（Nm 3/h ）； d —— 管道内径(mm)；0ρ —— 1㎏/m 3；ν —— 运动粘度(㎡/s)；∆ —— 管壁内表面的当量绝对粗糙度(mm)。

PE 管一般取∆=0.01mm ；e R —— 雷诺数；T —— 实际的燃气温度；0T —— 273K 。

·单位长度管道阻力损失的密度修正。

密度修正：在上述单位管长摩擦阻力损失的公式中，密度为1㎏/m 3。

在输送人工煤气时，只需在上述阻力损失的基础上乘以人工燃气的密度数值。

·燃气管道的管段计算长度确定管段的计算长度由两部分组成：一.实际管段长度；二.当量长度。

局部阻力损失的计算可以用将各种管件折成相同管径管段的当量长度，乘以单位管长阻力损失的方法。

当量长度的计算公式如下：λζdL ∑=2式中：L——当量长度m；2ζ∑——计算管段中局部阻力系数的总和。

可以通过查文献[1]中表6-1查取；d——管道内径(mm)；λ——燃气管道的摩阻系数。

·管段阻力损失计算管段的总压力损失值即为管段的计算长度与经过密度修正的单位长度管道阻力损失之积。

·管段的累计阻力损失计算该值即为本管段的阻力损失与前面已经计算过的管段的阻力损失累计值。

至此，管道阻力损失计算完毕。

(4)确定允许压力降，并对阻力损失进行校核。

根据文献[1]表7-2，对于人工煤气，燃具额定压力为1000Pa时，调压站出口最大压力为1650Pa。

根据文献[1]表7-3，对于人工煤气的多层建筑室内燃气管道允许阻力损失为250Pa，灶具前压力波动范围为－250～＋500Pa。