课程设计计算说明书题目名称：燃气管道课程设计系：建筑工程系专业：建筑环境与能源应用工程班级：学号：学生姓名：指导教师：职称：讲师2016年 5月12日前言根据有关批件，近期内为居民区配套燃气供应设施，以供应居民生活、公共建筑用气。
气源来自小区北侧低压燃气干管的末端，供气压力为天然气3.25Kpa。
居民区内道路纵横交错，路面平坦，均已修建成柏油或水泥路面。
给排水干管、通讯电缆管道等均已埋设在车行道下，并正式使用。
供热管沟埋设在街区内，一般不穿越干道。
该市冬季冻土深度为地表下0.85m，地下水位－3.2m，土壤腐蚀性质为标准级。
室外燃气管道采用焊接钢管，管件均需加工制作，管道上的附属设备有闸板阀、钢制波形补偿器和凝水器等。
区内道路的承载能力按通过一般载重汽车考虑。
塔楼为8户/层；板楼为2户/梯。
公共建筑用气设备如下：托幼：两个开水炉、两个蒸饭灶、两个爆炒灶。
门诊：3个开水炉、3个双眼灶。
写字楼：4个开水炉、1个烤箱灶。
某居民住宅楼为6层，层高2.9m，室内首层地面标高±0.00，室外地表标高为－0.45m。
每户居民厨房内安装家用燃气表、燃气灶及快速热水器各一台。
室内燃气管道及设备的布置按燃气设计规范执行。
目录一、燃气性质的计算 (4)二、布线原则和说明 (6)三、室内燃气管线水力计算 (8)四、室外燃气管网水力计算 (12)五、参考文献 (14)一、燃气性质的计算1、该天然气在标准状态下的平均分子量查课本附录1得甲烷在标准状态下的分子量为16.043；乙烷在标准状态下的分子量为30.070 ；丙烷在标准状态下的分子量为44.097；二氧化碳在标准状态下的分子量为44.010；氮在标准状态下的分子量为28.013.由混合气体平均分子量的计算公式M= ，得该燃气的平均分子量为:M==17.3662、平均密度查课本附录1得甲烷在标准状态下的密度为0.7174kg/m³；乙烷在标准状态下的密度为1.3553kg/m³；丙烷在标准状态下的密度为2.0102kg/m³；二氧化碳在标准状态下的密度为1.9771kg/m³；氮在标准状态下的密度为1.2504kg/m³.由混合气体平均密度计算公式 ,得该燃气的平均密度×=0.778 kg/m³3、相对密度由混合气体相对密度计算公式 ,得该燃气的相对密度 kg/m³4、运动粘度首先，计算该燃气的动力黏度。
由混合气体的动力黏度计算公式得该燃气的动力黏度为：再由混合气体的运动黏度公式得该燃气的运动黏度为：5、天然气的热值天然气的热值计算公式为：查附录1得在标准状态下甲烷高热值为39.842MJ/m³，低热值为35.902 MJ/m³；乙烷高热值为70.351 MJ/m³，低热值为64.397 MJ/m³；丙烷高热值为101.266 MJ/m³，低热值为93.240 MJ/m³。
所以该天然气的高热值为：=41.40 MJ/m³干燃气该天然气的低热值为：=37.38 MJ/m³干燃气6、该天然气的爆炸极限由于该天然气中含有惰性气体，故爆炸极限按下式估算：需先求得不含氧及惰性气体的燃气爆炸极限L。
查附录1得标准状态下甲烷的爆炸下限为5.0％，爆炸上限为15.0％；乙烷的爆炸下限为2.9％，爆炸上限为13.0％；丙烷的爆炸下限为2.1％，爆炸上限为9.5％.对不含氧及惰性气体的燃气爆炸极限：爆炸下限：爆炸上限：故含有惰性气体的燃气爆炸极限为：爆炸下限：爆炸上限：二、布线原则和说明1、布线原则城镇燃气干管的布置，应根据用户用气量及其分布，全面规划，并宜按逐步形成环状管网工期进行设计。
地下燃气管道宜沿城镇道路敷设，可以敷设在人行道、绿化带内、慢车道及快车道下。
在决定不同压力燃气管道的布线问题时，必须考虑以下基本情况：（1）输气管道中燃气的压力；（2）街道地下其他管道设施、构筑物的密集程度与布置情况等；（3）街道交通量和路面结构情况、运输干线的分布情况；（4）所输送燃气的含湿量：输送湿燃气要考虑必要的管道坡度，而输送干燃气则不必考虑管道坡度；同时，地下燃气管道的埋深应考虑街道地形变化情况；（5）与该管道相连接的用户数量及用气量情况，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、地下水位及冰冻线深度；（8）该管道在施工、运行和发生故障时，对城镇交通和居民生活的影响。
2、城镇燃气管道地区等级的划分城镇燃气管道通过的地区，应按沿线建筑物的密集程度，划分为四个地区等级，并依据地区登记做出相应的管道设计。
城镇燃气管道地区等级的划分应符合下列规定：（1）沿管道中心两侧各200m范围内，任意划分为1.6km长并能包括最多供人居住的独立建筑物数量的地段，作为地区分级单元。
在多单元住宅建筑物内，每个独立住宅单元按一个供人居住的独立建筑物计算。
（2）地区等级的划分：1）一级地区：有12个或12个以下供人居住的独立建筑物。
2）二级地区：有12个以上，80个以下供人居住的独立建筑物。
3）三级地区：介于二级和四级之间的中间地区。
有80个或80个以上供人居住的独立建筑物但不够四级地区条件的地区、工业区或距人员聚集的室外场所90m内铺设管线的区域。
4）四级地区：4层或4层以上建筑物（不计地下室数）普遍且占多数、交通频繁、地下设施多的城市中心地区（或镇的中心区域等）。
（3）二、三、四级地区的长度应按下列规定调整：1）四级地区垂直于管道的边界线距最近地上4层或4层以上建筑物不应小于200m。
2）二、三级地区垂直于管道的边界线距该级地区最近建筑物不应小于200m。
（4）确定城镇燃气管道所处地区等级，宜按城市规划并考虑今后的发展确定。
3、燃气管道的平面布置本设计主要采用的是低压燃气管道，主要功能是直接向各用户配气。
低压管道的平面布置应考虑以下几点：（1）低压管道的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压干管成环时边长一般控制在300～600m之间；（2）为保证和提高低压管网的供气可靠性，给低压管网供气的相邻调压站之间的管道应成环布置；（3）有条件时低压管道应尽可能布置在街坊内兼作庭院管道，以节省投资；（4）低压管道可以沿街道的一侧敷设，也可以双侧敷设。
在有轨电车通行的街道上，当街道宽度大于20m、横穿街道的支管过多或输配气量较大、限于条件不允许敷设大口径管道时，低压管道可采用双侧敷设；（5）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下敷设；（6）地下燃气管道不得从建筑物（包括临时建筑物）下面穿过，不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越；并不能与其他管线或电缆同沟敷设。
当需要同沟敷设时，必须采取防护措施。
为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于燃气泄漏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应保持必要的水平净距，要求可见课本82页表4-2.4、管道的纵断面布置（一）管道的埋深地下燃气管道的埋深主要考虑地面动荷载，特别是车辆重荷载的影响以及冰冻线对管内输送燃气中可凝物的影响。
因此管道埋设的最小覆土厚度（路面至管顶）应符合下列要求：（1）埋设在车行道下时，不得小于0.9m；（2）埋设在非车行道（含人行道）下时，不得小于0.6m；（3）埋设在庭院（指绿化地及载货汽车不能进入之地）内时，不得小于0.3m；（4）埋设在水田下时，不得小于0.8m。
输送湿燃气的管道，应埋设在土壤冰冻线以下。
（二）管道的坡度及排水器的设置在输送湿燃气的管道中，不可避免有冷凝水和轻质油，为了排除出现的液体，需在管道低处设置排水器，各排水器之间距一般不大于500m。
燃气管道应有不小于0.003的坡度，且坡向排水器。
（三）燃气管道穿越其他管道在一般情况下，燃气管道不得穿越其他管道本身，如因特殊情况需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。
（四）与其他管道式构筑物间距5室外架空的燃气管道，可沿建筑物外墙或支柱敷设，并应符合下列要求：（1）中压和低压燃气管道，可沿建筑耐火等级不低于二级的住宅或公共建筑的外墙敷设；次高压B、中压和低压燃气管道，可沿建筑耐火等级不低于二级的丁、戊类生产厂房的外墙敷设；（2）沿建筑物外墙的燃气管道距住宅或公共建筑物中不应敷设燃气管道的房间门、窗洞口的净距不限；（3）架空燃气管道与铁路、道路、其它管线交叉时的垂直净距不应小于下表的规（1）地下燃气管道的地基宜为原土层。
凡可能引起管道不均匀沉降的地段，其地基应进行处理。
（2）在次高压、中压燃气干管上，应设置分段阀门，并应在阀门两侧设置放散管。
在燃气支管的起点处，应设置阀门。
（3）地下燃气管道上的检测管、凝水缸的排水管、水封阀和阀门，均应设置护罩或护井。
三、室内燃气管线水力计算1、燃气管道系统图见下图：2、将个管段按顺序编号，凡是管径变化或流量变化处均应编号。
3、用同时工作系数法，求得各管段的计算流量。
4、由系统图求得各管段的长度，并预定各管段的管径。
5、统计各管段管件，算出局部阻力系数，求出其当量长度，得到管段的计算长度。
根据管段及预定管径，查课本图6-1求得时6、由于所用的天然气使用水力计算图表（附图3）时，需进行密度修正，即×0.778 其计算见水力计算表。
由此得到各管段的单位长度压降值后，乘以管段计算长度，即得该管段的阻力损失。
7、计算各管段的附加压头，每米管段的附加压头值为乘以该管段终端及始端的标高差，可得该管段的附加压头值。
计算时需注意正负号。
8、求各管段的实际压力损失。
9、求室内燃气管道的总压降。
10、以总压降与允许压降相比较。
燃具选择参考四、室外燃气管网水力计算6 乙气源，已知气源的供气压力为3.25kPa。
（1）确定各区的流量由已知得，公共建筑用气设备如下：托幼：两个开水炉、两个蒸饭灶、两个爆炒灶。
门诊：3个开水炉、3个双眼灶。
写字楼：4个开水炉、1个烤箱灶。
所以各个区域用气量如下（m³/h）：甲区-572.88 乙区-993.6 丁区-460.8 写字楼-22.7 戊区-966庚区-552（2）求各区单位长度管段的途泄流量q（3）计算各管段的途泄流量,如下表（4）计算各管段的转输流量，计算由最末端开始，与气流相反方向推算到供气点（5）求各管段的计算流量。
（6）选管段2-3-5-7为本枝状管网的干管，先行计算（7）求干管的总长度：L=382.4（8）根据气源点的供气压力确定干管的允许压力降：则干管的单位长度的允许压力降（含5%局部损失）为：（9）由干管单位长度的允许压力降及各管段的计算流量，初选干管各管段的管径。