燃气输配课程设计

1河南城建学院《燃气输配》课程设计班级0414121专业建筑环境与设备工程学号0414121姓名课程名称燃气输配指导教师马良涛王许涛鞠睿付浩卡崔秋娜建筑环境与能源工程系2015年6月2目录设计任务........................................................................................................................................3一、燃气的性质计算.................................................................................................................41.1燃气成分............................................................................................................................41.2燃气成分的基本性质........................................................................................................41.3燃气质量要求....................................................................................................................9二、燃气需用量及供需平衡................................................102.1设计原始资料........................................................102.2用户类型及供气原则..................................................102.3城镇用气量..........................................................112.4小时计算流量........................................................122.5供需平衡............................................................12三、燃气输配系统的设计..................................................133.1燃气输配系统的组成..................................................133.2燃气管网的分类及选择................................................133.3布线依据............................................................153.4中压管道布置........................................................153.5低压管网的平面布置..................................................163.6管道纵断面布置......................................................173.7小区管道布置内容....................................................18四、燃气管道水力计算及压降的确定.......................................204.1低压管网水力计算....................................................204.2中压管网水力计算....................................................23五、室内燃气管道设计.....................................................255.1室内管道水力计算....................................................255.2室内燃气管道设计说明................................................28六、燃气灶的安装要求.....................................................30参考文献..................................................................313设计任务：一、设计题目：本设计为南阳市幸福小区燃气工程设计，该小区共九栋，每栋五层，每层两单元四户二、设计原始资料：1、气源可选用西气东输一线、二线等气源2、燃气用户居民用户商业用户3、某小区及某住宅平面图4、某道路平面图及标高三、设计任务：1、设计合理的燃气输配管网系统；2、选择并设计合理的调压设施；3、设计某栋楼的室内管网系统；4、室内外燃气管网水力计算；5、绘制设计图纸。四、设计要求：1、根据设计原始资料，使用有关设计手册，完成设计任务书中的各项要求。2、正确使用专业理论进行各部分设计计算，采用的公式应该正确，采用的数据应该可靠，计算应该准确。3、设计说明书的编写，既要简单明了，又要全面系统，文理要通顺，装订要整齐。4一、燃气的性质计算1.1燃气的成分本设计气源采用天然气，天然气容积成分为：CH4:91.46%;C2H6:4.74%;C3H8:2.59%;iC4H10:0.54%;nC4H10:0.57%;nC5H12:0.01%N2:0.09%.纯天然气各成分的基本性质如下表：气体甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷正戊烷氮分子式分子量密度ρ(kg/m3)发热值:高发热值：HS(MJ/m3)低发热值：Ht(MJ/m3)爆炸极限爆炸下限Ls（体积%）爆炸上限Lt（体积%）粘度动力粘度10-6(Pa.s)运动粘度10-6(Pa.s)CH416.04300.717439.84235.9025.015.010.39514.50C2H630.07001.355370.35164.3972.913.08.6006.41C3H844.09702.0102101.26693.2402.19.57.5023.81C4H1058.12402.7030113.886123.6491.58.56.8352.53C4H1058.12402.6912113.048112.8531.88.5C5H1272.15103.4537169.377156.7331.38.36.3551.85N228.01341.250416.67113.301.2燃气成分的基本性质：1.2.1平均分子量M=1001（x1M1+x2M2+……+xnMn）=(91.461×16.0430+4.74×30.070+2.59×44.0970+0.57×58.124+0.54×58.124+0.01×72.151+0.09×28.0134)/100=17.941式中M—混合液体平均分子量；x1x2……xn—各单一液体分子成分(％)；5M1、M2……Mn—各单一液体分子量。1.2.2平均密度和相对密度平均密度：ρ=（11y+22y+…+nny）/100nnyyy22111001=(91.46×0.7174+4.74×1.3553+2.59×2.0102+0.57×2.7030+0.54×2.6912+0.01×3.4537+0.09×1.2504)/100=0.8038)/(3Nmkg式中—混合气体的平均分子密度)/(3Nmkgnyyy21,—各单一气体容积成分（%）n,,21—标准状态下各单一气体的密度)/(3Nmkg相对密度：S=ρ/1.293=0.8038/1.293=0.57式中—混合气体的平均分子密度)/(3NmkgS—混合气体相对密度（空气为1）1.293—为标准状态下空气的密度)/(3Nmkg1.2．3粘度1．将容积成分换算成质量成分质量成分：100MyMygiiiii由表1-4、表1-5查得各组分的分子量，根据已知的各组分容积成分，通过计算得到gi=(91.461×16.0430+4.74×30.070+2.59×44.0970+0.57×58.124+0.54×8.124+0.01×72.151+0.09×28.0134)=1794.1按换算公式，各组分的质量成分为g1=91.461×16.0430/1794.1×100%=81.79%g2=4.74×30.070/1794.1×100%=8.11%g3=2.59×44.0970/1794.1×100%=6.37%6g4=0.57×58.124/1794.1×100%=1.85%g5=0.54×58.124/1794.1×100%=1.75%g6=0.01×72.151/1794.1×100%=0.04%g7=0.09×28.0134/1794.1×100%=0.14%2．混合气体的动力粘度气态碳氢化合物的动力粘度随分子量的增加而减小，随温度的上升而上升。液态碳氢化合物的动力粘度则相反，分子量越大，动力粘度越大，温度越上升，动力粘度急剧减小。动力粘度：iiigg=100/(81.79/10.395+8.11/8.6+6.37/9.316+1.85/7.502+1.75/6.835+0+0.14/6.355)×10-6=9.98×10-6㎡/s混合气体的运动粘度为v=u/p=9.98×10-6/0.8038=12.42×10-6m2/s1.2.4爆炸极限：可燃气体和空气的混合物遇到明火而引起爆炸的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。在这种混合物中，当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量，称为爆炸下限，而当可燃气体的含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称为爆炸上限。LyLyLyLyLyLynnnnL2211'''2'2'1'1100将组分中的惰性气体按照图1-12与可燃气体进行组合，即yCH4+yN2=91.46%+0.09%=91.55%,惰性气体/可燃气体=0.09/91.46=0.00098由图1-12查得各混合组分在上述混合比时的爆炸极限相应为5.0％～15.35％。由表1-4查得未与惰性气体组合的乙烷的爆炸极限是2.9%～13.0%，丙烷的爆炸极7限是2.1%～9.5%，正丁烷的爆炸极限是1.5%～8.5%，异丁烷的爆炸极限是1.8%～8.5%，正戊烷的爆炸极限是1.4%～8.3%。按上式，天然气的爆炸极限为Ll错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=4.57%错误!未找到引用源。Lh=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=14.85%故天然气的爆炸极限为4.57%～14.85%L—含有惰性气体的混合气体的爆炸下(上)限(体积％)；1y、2y……ny—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中的容积成分(％)；1L、2L……nL—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时的爆炸极限(％)；y1、y2……yn—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(％)；1L、2L……nL—未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限