燃气课程设计 2

=22.35151m3/kmol 式中 Vm1 、Vm2……Vmn---各单一气体的气体摩尔容积；
1.1.4.混合气体的密度
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
本科课程设计
（1）平均密度 ρ=∑yiρi /100 =M/Vm = 0.751429kg/m3
式中 ρ---混合气体的平均密度，kg/m3； yi---燃气中各组分的容积比，﹪；
2
本科课程设计
第一章 燃气性质计算 1.1.气源基本参数 1.1.1 供应燃气为天然气，其设计基本参数如下：
气体
甲烷
乙烷
丙烷 正丁烷 正戊烷 氮气
分子式
CH4
体积分数 （体积%）
96.22
C2H6 1.77
C3H8
C4H10
C5H12
N2
0.6
0.178 0.259 0.967
1.1.2分子量的计算
156.733）/100 =36.87236 MJ/m3
1.1.7 混合气体的爆炸极限
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
yCH4+yN2=97.193% ，
惰性气体 1 0.01 可燃气体 96
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应为6%～15%。
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。
M=(y1M1+ y2M2+……+ ynMn)/100 =(96.226×16.043+1.77×30.070+0.6×44.097+0.178× 58.124+0.259+72.151+0.967×28.0134)/100 =16.79558(g/ mol) 式中 M---混合气体平均分子量；



1
1
2
2
n n
Ls=14.85%
Lt=14.85%
1.1.8华白指数
W1=H÷ s =36.87÷ 0.58 =48.4（MJ/m3）
W2=H÷ s =40.87÷ 0.58 =53.6（MJ/m3）
5
本科课程设计
第二章 耗气量计算及供需平衡
2.1.居民生活耗热指标及用气量
小区共有 17 栋住宅楼，共有 456 户，每家用户装双眼灶一台，额定热负荷 3.5×
2kW，燃气热值为 36.87236 MJ/m3，燃气密度为 0.751kg/m3，运动粘度为
ν
=13.60375×10-6 m2/s，燃具的额定流量为 Qn= 3.5 2 3600 =0.683 （m3/h） 36872
y1、y2……yn---各单一气体的容积成分（﹪）； M1 、M2……Mn ---各单一气体的分子量(参见教材《燃气供应》附录 1)。
1.1.3.混合气体的平均容量
Vm=0.01 × (y1Vm1+y2Vm2+...+ynVmn) =0.01 × (96.226 × 22.3621+1.77 × 22.1872+0.6×21.9362+0.178×21.5036+0.259×20.891+0.976×22.403)
1.1.5.混合气体的运动粘度
（1）混合气体的动力黏度可按下式近似计算：
μ=100/ (gi/μi)
式中 μ---混合气体的动力黏度，Pa·s； gi---混合气体中各组分的质量成分，%； μi---混合气体中各组分的动力黏度，Pa·s。
（2）混合气体的运动黏度为： ν=μ/ρ
式中 ν---流体的运动黏度，m2/s； μ---相应流体的动力黏度，Pa·s； ρ---流体的密度，kg/m3。
ρi ---燃气中各组分在标准状态时的密度，kg/m3。 （2）相对密度： 气体的相对密度是指气体的密度与相同状态的空气密度的比值。混合气体的 相对密度可按下式计算：
S=ρ/1.293= 0.751429/1.293=0.581Kg/m³
式中 S---混合气体相对密度，空气为 1； ρ---混合气体的平均密度，kg/m3； 1.293---标准状态下空气的密度，kg/m3。
由规范查得各组分的动力粘度代入上式，混合气体的动力粘度为 μ=10.22226×10-6 Pa·s ν=13.60375×10-6 m2/s
4
本科课程设计
1.1.6 混合气体的低热值
Ht=(y1Ht1+y2Ht2+…+ynHtn)/100 =(96.226 × 35.902+1.77 × 64.397+0.6 × 93.24+0.178 × 123.649+0.259 ×
2.2.3.利用储气设施进行调节
输配系统的储气罐、高压燃气管束储气及长输干管末端储气---都可用于调 节日和小时的用气不均匀。地下储气库---可用于调节季节性不均匀和一部分 日用气不均匀。
6
本科课程设计
第三章 输配管网系统设计及水力计算
3.1 布线依据
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；
1.居民生活耗热指标及用气量........................................................................5 2.公共建筑耗热指标及用气量平衡............................................................... 5 第三章输配管网系统设计及水力计算................................................................. 5 1.布线依据........................................................................................................ 6 2.中压管网布置................................................................................................ 7 3.低压管网布置................................................................................................ 7 4.管道的纵断面布置........................................................................................9 5.管网水利计算及压力降的确定................................................................. 10 6.小区室外低、中压管网水利计算...................................... 错误！未定义书签。 7.小区室内管道水力计算..............................................................................15 8.管材及管道防腐.................................................................. 错误！未定义书签。 第四章 调压设备的选择与计算.................................................. 错误！未定义书签。 1.调压器的选型...................................................................... 错误！未定义书签。 2.调压器通过能力校核..................................................................................21
1
本科课程设计
小结........................................................................................................................ 21 参考文献.........................................................................................错误！未定义书签。
1.气源基本参数.................................................................................................. 2 2.燃气性质的计算.................................................................... 错误！未定义书签。 第二章 耗气量计算及供需平衡............................................................................5
用气量平衡方法及措施：
2.2.1.改变气源的生产能力和和设置机动气源
2.2.2.利用缓冲用户进行调节：
在夏季用气处于低谷时，可将多余燃气供应给这些缓冲用户使用，而在 冬季用气高峰时，这些缓冲用户可改用其他燃料---这样可调节季节性不均 匀和一部分日用气不均匀。还可调整某些工业企业用户的厂休日和作息时 间，以及在节日用气高峰时，有计划的暂停供应大型工业企业等方法---来 调节日不均匀性。
本科课程设计
目录
概述.......................................................................................................................... 1 第一章 燃气性质计算..........................................................................................2
前言
随着人类社会的发展和环保要求的提高，气体燃料作为洁净能源在世界能源 消费结构中所占的比重将越来越大。天然气清洁，热值高，使用方便，具有很高 的环境效益和社会效益，因此，天然气的应用越来越广泛。 城市燃气是城市建设 的重要基础设施之一，也是城市能源供应当一个重要组成部分，它为城市工业、 商业和居民生活提供优质气体燃料。城市燃气输配系统的绝大部分系统的绝大部 分工程量，属与城市地下基础工程。 本设计为天然气供应工程设计，主要包括小 区城市燃气管网规划和燃气管网设计。本设计的主要内容包括：根据给定的天然 气组分计算其性质，结合小区的位置、规模等情况，确定合理的天然气供应方案 和输配方案；管道负荷计算并预选管径；通过水力计算确定管径，绘制正常工况 和事故工况时的水力计算图；依据规范绘制总平面布置图，对调压室、压缩机室 进行了详细设计，并选择调压器、压缩机等设备；根据小区的平面布置进行管线 布线，利用同时工作系数法确定各输气管段的小时计算流量并根据经济流速预选 管径，计算管道的摩擦阻力损失，通过计算对最不利环路的压力降进行校核并确 定管径；对部分输气管线进行断面设计，选择了阀门、补偿器、凝水缸等管道附 属设备。
居民生活小时计算流量 Q=kt（ΣkNQn）
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，可取 kt=1；
k—燃具的同时工作系数；
N—同一类型燃具的数目； Qn—同一类型燃具的额定流量（m3/h）； 由公式计算得居民生活小时用气量为 Q=87.21m3/h 。
2.2.公共建筑耗热指标及用气量平衡
由输配课本图1-12查得未与惰性混合气体的组分各混合组分爆炸极限：
乙烷：2.9%～13.0%
丙烷：2.1%～9.5%
正丁烷：1.5%～8.5%
正戊烷：1.4%～8.3%
由式 L
100
得该燃气的爆炸极限为：
y y y y y y

L L L L L L
'
1
' 1
'
2
' 2
'
n ' n