河南城建学院《燃气输配》课程设计说明书题目：河南城建学院小区燃气管网设计学生姓名：学号：系部名称：建筑环境与能源工程系指导老师：马良涛王旭涛鞠睿完成时间： 2010年6月18日二○一○年六月十八日目录一、设计目的--------------------------------------------- 2二、主要参考资料----------------------------------------- 2三、设计内容--------------------------------------------- 2四、室内燃气管道设计------------------------------------- 5五、室内燃气管道设计统一说明----------------------------- 10六、调压设备的选型与计算----------------------------------13七、小区燃气管道设计------------------------------------- 15八、小区燃气管道设计统一说明----------------------------- 19一、设计目的本课程设计的目的旨在提高学生运用所学的理论知识解决实际问题的能力。

通过课程设计了解工程设计的内容、方法和步骤，初步培养确定设计方案、设计计算、绘制图纸、使用技术资料及编写设计说明的能力。

为毕业后从事该行业打下坚实基础。

二、主要参考资料：《城镇燃气设计规范》GB 50028-2006； 《家用燃气灶》GB16410-1996 《燃气工程技术设计手册》 《燃气输配》 中国电力出版社三、设计内容：（一）设计原始资料：本设计气源四川达州天然气，天然气（体积百分数）见下表CH 4C 2H 4C 3H 8C 4H 10C 5H 10N 290.6 3.6 2.8 0.82 1.62 0.56（二）天然气基本参数计算 （1）平均分子量1122n n M 0.01y M +y M ++y M ⨯＝（）式中 M ：混合气体的平均分子量；y 1、y 2、y n ：各单一气体的体积百分数； M 1、M 2、M n ：各单一气体的分子量。

（2）平均密度1122n n =0.01y +y ++y ρρρρ⨯（）式中 ρ：混合气体平均密度（Kg/Nm3）；ρ1、ρ2、ρn ：标准状态下各单一气体的密度。

（3）相对密度S 1.293ρ＝（4）动力黏度i i i i y ()y =y y iiiiiM M M M μμ⨯∑∑⨯⨯∑⨯∑式中 μ：混合气体在0℃时的动力粘度（Pa ·s ）；μi ：相应各组分在0℃时的动力粘度（Pa ·s ）； （5）运动粘度μυρ=式中ν：混合气体在0℃时的运动粘度（Pa ·s ）；（6）平均临界压力、平均临界温度m.c 1c12c2n cn P 0.01y P +y P ++y P ⨯＝（） m.c 1c12c2n cn T 0.01y T +y T ++y T ⨯＝（）式中 Pm.c 、Tm.c ：混合气体的临界压力与临界温度； c1c2cn P P P 、：各组分的临界压力；c1c2cnT T T 、：各组分的临温度。

（7）爆炸极限1111211112100''''''n n L y y y y y y L L L L L L =+++++++（8）发热值高发热值：s i i H y Hs =∑ 低发热值：t i iH y Ht =∑式中 Hs 、Ht ：混合气体的高、低发热值；iHs 、iHt ：为混合气体中单一组分的高、低发热值。

（9）各参数计算细表混合气体中各单一组分的气体性质如下表：按上述公式计算得到混合气体的各项参数如下表：燃气华白指数W=54.6（10）结果分析根据我国城市燃气设计规范规定，作为城市燃气的人工燃气，其低发热值应大于14700KJ /NM3。

由于用气设备是按确定的燃气组分设计的，所以城市的燃气组分必须维持稳定。

燃气华白指数波动范围应不超过5%。

该天然气最低热值为40832KJ /NM3>14700KJ /NM3，满足城市燃气供应的基本要求；本次供应气体为干天然气。

（三）燃气供应对象（1）该小区共12栋居民楼，每栋5层。

其中2栋为20户，6栋为30户，四栋为40户，共计380户。

（2）用户用气设备：每一居民用户内装设一台然气双眼灶和一台燃气热水器，双眼灶额定热负荷为8.0KW，热水器额定热负荷为18KW。

（3）燃具额定用气量及燃具压力燃气双眼灶额定用气量：Q=(8.0×3600)/Hl=0.705m3/h热水器额定用气量：Q=(18×3600)/Hl=1.587 m3/h燃具额定压力(Pa) ：2000燃具前最大压力(Pa)：3000燃具前最小压力(Pa)：1500调压站出口最大压力为2850Pa。

G1.6表压力降约60~80Pa，室内燃气管道允许阻力损失为不超过350Pa。

四、室内燃气管道水力计算（具体计算详见附表）1、方案选择本次室内燃气管道安装采用地下引入盘管引入用户，室内挂表的方式。

从燃气输配系统的投资、安全性能、美观三方面考虑择选燃气管道系统。

地下引入适用于寒冷地区，引入管在地下穿过建筑物基础，从厨房地下引入室内，室外看不见引入管。

燃气管道的投资取决于管子本身的造价和建设费用。

管道的总投资在很大程度上取决于管径。

并进行经济技术比较，以取最优方案。

2、室内燃气管道的布线：各楼层燃气管道的平，立面布置；（具体图示详见附图）3、室内燃气管道的水力计算步骤a 、将各管道按顺序编号，凡是管径变化或流量变化处均应编号；b、求出各管段的额定流量，根据各管段供气的用具数得同时工作系数值，可求得各管段的计算流量；c 、 由系统图求得各管段的长度，并根据计算流量预选各管段管径；d 、 算出各管段的局部阻力系数，求出其当量长度，可得管段的计算长度；e 、使用水力计算表查出单位压力降并进行修正；f 、计算各管段的附加压头；g 、求各管段的实际压力损失；h 、 求室内燃气管道的总压力降，对于天燃气压力降不超过350Pa ；管网的计算压力降一般取决于两个因素；一是取决于燃具的额定压力P n ，增大P n 可以增大计算压力降ΔP ，从而可降低金属用量，节约管网投资。

但对于普通民用，兼顾技术要求和经济性，天然气的P n 确定为2000Pa ；二是取决于燃具的压力波动范围。

虽然增大燃具的压力波动范围可可以增大计算压力降ΔP ，从而可降低金属用量，但是当压力显著偏离普通民用燃具的额定压力P n 时，热效率和使用状况会显著变差，因此燃具的压力波动范围不允许有很大的波动。

以总压力降与允许的计算压力降相比较，如不合适，则可改变个别管段的管径。

i 、将上述计算完整填成室内燃气管道水力计算表。

j 、绘制室内燃气管道平面图和室内燃气管道系统图。

4、低压燃气管道计算说明根据《城镇燃气设计规范》（GB 50028-2006）规定，低压燃气管道单位长度的摩擦阻力宜按照下式计算。

7256.2610m Q T R d T λρ⨯=式中 Rm ：燃气管道单位长度摩擦阻力，Pa/m ；λ：燃气管道的摩擦阻力系数； Q ：燃气管道的计算流量，Nm 3/h ； d ：管道内径； ρ：燃气密度，kg/Nm 3；T ：设计中所采用的燃气温度，K （本燃气管道设计温度采用288K ）； T 0：273.16，K根据燃气在管道中的不同运动状态，摩擦阻力系数λ按下列各式计算： 层流状态：Re 2100≤时，64Re λ=；临界状态：Re 21003500=时，5Re 21000.0365Re 10λ-=+-；湍流状态：Re 3500>时，与管材有关：钢管：680.11()Re K d λ=+；（本次所选管道为钢管，K ＝0.2）铸铁管：0.28410.102236(5158)dv dL λ=+；式中 Re ：雷诺数；v ：标准状况下的燃气运动粘度，m2/s ；K ：管壁内表面的当量绝对粗糙度，对钢管取0.2mm 。

（3）附加压头计算公式：)(m k gh P ρρ-=式中 g ：重力加速度；H ：管道计算末端和始端的高程差；ρk ：空气密度1.293kg/m3； ρm ：燃气密度。

5、管道计算要求天然气的管道内初选气体经济流速为6m/s ，最小管径为DN15。

根据《城镇燃气设计规范》（GB 50028-2006）的要求，低压燃气管道允许阻力（Pa ），在多层建筑中天然气从建筑物引入管道管道末端的阻力为350Pa 。

6、室内燃气水力计算举例说明以28号楼为例进行室内水力计算：燃气管道见平面图与系统图，每家用户装燃气双眼灶和快速热水器，额定热负荷为（8+18）kw，燃气热值为40.832KJ/ m3,燃气密度为ρ=0.833 ㎏/m3，运动粘度ν=10.31×10-6㎡/s 以管段1-2为例进行水力计算1、根据上述资料，计算出灶具和热水器在该种燃气下的小时额定用气量。

计算如下：Q=额定功率·3600秒/低发热值 (m3/h)= 2.292 m3/h1-2管段中有一个燃气热水器，所以额定流量Qn=1.587m3/h2、根据楼房平面图和立面图定出燃气管线的布置草图3、做出草图（室内燃气管道系统图），反管径变化或流量变化处均应编号，并标上各计算管段的实际长度L11-2管段中实际长度L1=1.754、求出各管段的额定流量，根据各管段供气的用具数得同时工作系数值，可求得各管段的计算流量。

计算流量计算公式如下：Q= Kt ΣKQnN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。

1-2管段中计算流量Qh =KQn=1.00×1.587=1.587m3/h5、由系统图求得各管段的长度，并根据计算流量预定各管段的管径。

预定1-2管段直径为156、查表5-1得各管段的局部阻力系数ζ，查图5-1得ζ=9.4时的2l值，求出其当量长度L2 =ζ∑2l，从而可得管道的计算长度L=L1+L2=L1+Σζl2式中L1—管段的实际长度（m）。

1-2管段中计算长度L=L1+L2=L1+Σζl2=1.75+9.4×0.44=5.886 m7、根据燃气种类、密度和运动粘度选择水力计算图5-5确定管段单位长度的压降值。

由于本设计的燃气密度ρ=0.0.833kg/m3，需进行密度修正。