设计计算说明书

北华航天工业学院课程设计计算说明书题目名称：燃气储存与输配院系：建筑工程系专业：建筑环境与能源应用工程班级：B13432学号：201322724学生姓名：张亚雄指导教师：丁玎职称：讲师2016年 5 月 13 日目录1 设计概述 (1)1.1工程简介 (1)1.2设计任务 (1)1.3设计原始资料 (1)1.4设计的基本依据 (2)2 天然气管道设计 (2)2.1负荷计算 (2)2.2燃气管道的布置 (6)2.2.1布置原则 (6)2.2.2该小区室外燃气管道布置 (7)2.2.3该小区室内燃气管道布置 (7)2.3室外燃气管道水力计算 (9)2.4室内燃气管道水力计算 (13)2.4.1室内然气管道的计算步骤 (14)2.4.2室内燃气管道水力计算 (15)3 总结 (17)4 参考文献 (17)1设计概述1.1工程简介根据有关批件，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（南、北）侧低压燃气干管的末端，供气压力为（焦炉气1.8Kpa、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。

1.2设计任务（1）根据给定的数据计算燃气性质参数，确定用气量；（2）小区燃气管网管线的设计以及相关设备的选择；（3）对小区燃气管网进行水力计算；（4）小区燃气工程图纸绘制，包括平面图、水力计算图。

1.3设计原始资料1．燃气气源成分：2. 居民区总平面图（1张） M1：1000某居民住宅楼平面图（1张） M1：1003．低压燃气管网的计算压力降和室内燃气管道的允许压力降（不含燃气表压降）取为：1.4设计的基本依据1．燃气工程施工2．城市煤气管网设计与施工 3．煤气设计手册（上、下册） 4．城镇燃气设计规范5．建筑标准设计图集. 燃气工程 6．建筑燃气设计手册2 燃气管道设计2.1 负荷计算（一）基础资料1 小区居民生活用气量。

2 燃气供应供应燃气为天然气，其设计基本参数计算公式如下： （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 =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＝式中 S ：混合气体的相对密度； 1.293：标准状态下空气的密度（Kg/Nm3）。

（4）动力黏度100 100μ=———————— = ---------------∑（ g i /μi ） ∑（y i * M i /μi *M ）式中 μ：混合气体在0℃时的动力粘度（Pa ²s ）；μi ：相应各组分在0℃时的动力粘度（Pa ²s ）；（5）运动粘度μυρ=式中 ν：混合气体在0℃时的运动粘度（Pa ²s ））； （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''''''nn L y y y y y yL L L L L L =+++++++式中 L ：含有惰性气体的燃气爆炸极限；12'''n y y y 、：由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在混合气体的容积成分（%）；12'''n L L L 、：由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在该混合比的爆炸极限（体积%）；12n y y 、y ：未与惰性气体组合的可燃气体成分在混合气体中的容积成分（%）； 12n L L L 、：未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限（体积%）。

（8）热值高热值：s i i H y Hs =∑/100 低热值：t i i H y Ht =∑/100式中 Hs 、Ht ：混合气体的高、低发热值；i Hs 、i Ht ：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：标准状况下混合气体的基本性质按上述公式计算得到混合气体的各项参数如下表：混合气体参数计算结果（10）结果分析该天然气最低热值为37378KJ /Nm3>14700KJ /Nm3，满足城市燃气供应的基本要求；本次供应气体为干气体。

3 用户灶具配置2000燃具的热负荷和用气量：托幼：两个开水炉额定热负荷为111.64 KW额定用气量为10 Nm3/h、两个蒸饭灶额定热负荷为74KW 额定用气量为7.48 Nm3/h、两个爆炒灶额定热负荷为32KW额定用气量为3.4 Nm3/h。

门诊：3个开水炉额定热负荷为167.46KW 额定用气量为15 Nm3/h、3个双眼灶额定热负荷为18KW 额定用气量为1.74 Nm3/h。

写字楼：4个开水炉额定热负荷为223.28KW 额定用气量为20 Nm3/h、1个烤箱灶额定热负荷为125KW 额定用气量为2.7 Nm3/h。

居民楼：一个燃气双眼灶的额定热负荷为6 KW额定用气量为0.58 Nm3/h、一个快速热水器额定热负荷为9.6 KW额定用气量为0.93 Nm3/h。

（二）设计计算绘制管道布线图（1）根据区域平面图绘制出管道布线图；（2）选择最不利环路，对计算节点进行编号，对于有管道计算流量、管径、气流方向改变或变化的位置均应编上节点号。

2.2 燃气管道的布置2.2.1 布置原则（1）地下管道与构筑物和相邻管道之间垂直净距（m）按表2-3规定表2-3 地下管道与构筑物和相邻管道之间垂直净距注：如受地形限制布置有困难，而又无法解决时，经与有关部门协商，采取行之有效的措施后，表中规定的净距均可适当缩小。

（2）地下燃气管道应埋设在冰冻线以下，但其最小覆土深度（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0.8米。

2）埋设在非车行道下时，不得小于0.6米。

3）分配管最小覆土深度，不得小于0.5米。

（3）地下燃气管道的坡向凝水箱，其坡度一般不小于0.003。

布线时尽量做到坡度与地面坡度一致，以减少土方量；凝水箱设在管道最低点，两相邻凝水器之间距离一般不大于500米。

（4）地下燃气管道穿越城镇主要干道时，应敷设在套管内，并应符合下列要求：1）套管直径应比燃气管道大100mm以上，套管或地沟两端应密封，在重要地段和地沟应装检漏管。

2）套管端部距路堤坡脚距离不应小于1.0米，并在任何情况下应满足下列条件：<1>距铁路边轨不应小于2.5米；<2>距电车道边轨不应小于2.0米；<3>燃气管道宜垂直穿越铁路、电车轨道和公路。

（5）燃气管道不得在地下穿过房屋及其他建筑物，不得平行敷设在电轨道之下，也不得与其他地下设施上、下并置。

2.2.2该小区室外燃气管道布置布置如图：2.2.3该小区室内燃气管道布置布置如图：2.3 室外燃气管道水力计算（一）低压庭院管道水力计算 1.管段编号，选择最不利环路。

2.根据流量和经济流速确定管径，公式为 d =vQ h 43600π⨯⨯10003.根据计算流量及计算得到的管径，查出各管段的比摩阻R ；4.对R 进行密度修正，然后计算沿程阻力；5.确定局部附件三通及弯头，查得局部阻力系数，填入水力计算表2-5和2-6；6.将沿程阻力与局部阻力相加得管段总阻力，填入水力计算表中；7.校核总压降，根据经济流速计算得到的管径偏小，需进行调整，适当放大管径，再进行校核，直到总压降小于允许压降。

将结果列在水力计算表中。

（二）绘制管道水力计算图根据水力计算的结果绘制水力计算图。

该图应包含以下内容：1. 庭院管道布置；2.管段编号；3.计算流量；4.管段长度；5.管径等。

水力计算表1112校核总压降得，212.998+273.5772+265.0387=751.6<允许压降800Pa 。

2.4 室内燃气管道水力计算 2.4.1室内然气管道的计算步骤1. 将各管段按顺序进行编号，凡是管径变化或流量变化处均进行编号。

2. 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，进而求得各管段的计算流量。

3. 由平面求得各管段的长度，并根据计算流量预选各管段的管径。

4. 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。

5. 根据管段计算流量及平均压降确定管径。

6. 由于本设计所选然气ρ=0.776㎏/Nm 3，使用水力计算图表时，需进行密度修正，即（△P/L ）ρ=0.776=（△P/L ）ρ=1 * 0.776由此得到各管段的单位长度压降值后，乘以管段的单位长度，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等于9.8³（1.293-0.7776）=5.05092Pa/m乘以该管段终端及始端的标高差△H ，可得该管段的附加压头值。

8. 求各管段的实际压力损失，为)(g a g H P ρρ-⋅⋅∆-∆9. 求室内燃气管道的总压力降。

10. 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。

2.4.2 室内燃气管道水力计算小区楼栋为6层板楼，对其进行水力计算。

具体计算过程如下述：室内燃气管道水力计算简图每户的燃气用具为一个燃气双眼灶和一个快速热水器，额定流量分别为0.58m³/h和0.93m³/h，天然气的密度ρ=0.7776kg/Nm³。