某小区燃气管网系统设计

1某小区燃气管网系统设计某小区燃气管网系统设计专业班级：学生姓名：学生学号：指导老师：2目录1.设计条件………………………………………………………41.1工程概况…………………………………………………41.2燃气供应对象……………………………………………41.3接入点位置………………………………………………51.4燃气的设计参数及计算公式………………………………61.5用户灶具配备……………………………………………82.设计计算………………………………………………………82.1用户用气量确定…………………………………………82.2小区管道设计………………………………………………82.3调压设备选择………………………………………………142.4水力计算…………………………………………………162.5确定允许压力降…………………………………………212.6校核………………………………………………………222.7举例对管段进行水力计算并核算小区管段总压降……223.管道附属设备…………………………………………………293.1阀门………………………………………………………293.2排水器……………………………………………………293.3放散管……………………………………………………303.4护罩………………………………………………………303.5阀门井……………………………………………………313.6金属示踪线和警示带……………………………………3134.设计图纸………………………………………………………315.参考文献………………………………………………………3241.设计条件：1.1工程概况本设计为某小区燃气管网系统设计。该小区位于华东某平原区域，属亚热带南缘季风气候区，冬夏长，春秋短，温暖潮湿，雨量充沛，年平均气温16度，极限冻土深度≯0.3m。接入点市政燃气管网的压力等级为中压，设计压力均为0.2MPa，小区内末端压力≮0.15MPa，低压管网设计压力为0.01MPa，煤气表前压力≮3000Pa。管道坡度≮3‰；1.2燃气供应对象该小区为一新建社区，小区内地势平坦，本设计的范围仅包括小区平面图中虚线划定区域内的1#～6#楼房，共6栋，各栋楼房居民户数分配方案如表1.1所示。居民户数分配表表1.1方案1#楼2#楼3#楼4#楼5#楼6#楼合计H222241820302413851.3接入点位置该小区燃气管网的市政批准接入点位置为B方案，详见小区平面图。图1.161.4燃气的设计参数及计算公式该小区所引用的燃气为石油伴生气R2，其化学成分详见表1.2。燃气化学成分表表1.2燃气CH4C3H8C4H10CmHnCO2O2N2R281.76.24.84.90.30.21.9天然气基本参数计算公式（1）燃气的平均密度【1】11221()100nnyyy式中：：混合气体的平均密度，kg/m3;12nyyy、：燃气中各单一气体的容积比，%；12n、：标准状态下燃气中各单一气体的密度，kg/m3。（2）燃气的相对密度【1】1.293s式中：s：混合气体的相对密度，空气为1；：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。(3)动力黏度【1】7100()iig式中：混合气体的动力粘度，Pasig：混合气体各组分的质量成分，%；i：混合气体各组分的动力粘度，Pas。(4)运动粘度【1】(5)式中：流体的运动粘度，m2/s；：相应流体的动力粘度，Pas；：流体的密度，kg/m3。（5）燃气的低发热值该燃气为石油伴生气，查的石油伴生气的低发热值为454703KJNm。【2】本设计中CmHn使用125HC燃气的性质，得到石油伴生气的燃气的性质。成分参数4CH83HC104HC125HC2CO2O2Ni(kg/m3)0.71742.01022.7033.45371.97711.42911.2504y(%)81.76.24.84.90.30.21.98表1.3燃气性质表流体密度（kg/m3）=1.0423燃气相对密度s=0.8061流体动力粘度×105(Pas)=1.128流体运动粘度×105（m2/s）=1.0821.5用户灶具配备各户居民均选用海尔公司产YZ12T-2型双眼灶具，不考虑其他燃气具，燃气额定热负荷：4.1kW，R2燃料灶前额定燃气压力要求2000Pa。2.设计计算2.1用户用气量确定各户居民均选用海尔公司产YZ12T-2型双眼灶具，不考虑其他燃气具，燃气额定热负荷：4.1kW；灶前额定燃气压力要求：R2燃料2000Pa。ynDWQQ热负荷式中：nQ---灶具额定用气流量（3mhN）yDWQ---为本设计所用天燃气的低热值（3kJNm）计算得：hNmQn/3246.04547036001.432.2小区管道设计ig（%）57.211.912.215.40.60.32.3i×105(Pas)1.060.7650.6970.6481.431.981.792.2.1小区管道选材城市室外煤气管道管材，按输气压力要求，考虑到管壁耐压强度，低压和中压管道一般采用铸铁管，次高压或高压管道宜采用钢管。【3】我国燃气管道按燃气设计压力P(MPa)分为七级。燃气设计压力分级表名称压力(MPa)高压燃气管道A2.5P≤4.0B1.6P≤2.5次高压燃气管道A0.8P≤1.6B0.4P≤0.8中压燃气管道A0.2P≤0.4B0.01≤P≤0.2低压燃气管道P0.01用于输送燃气的管道材料有钢、铸铁管、塑料管和复合管等，一般应根据燃气的性质、系统压力、施工要求以及材料供应情况等来选用，并满足机械强度、抗腐蚀、抗震及气密性等各项基本要求。其中钢管具有强度高、韧性好、抗冲击性和严密性好，焊接加工方便等优点，但耐腐蚀性能较差，使用寿命约为30年；铸铁管塑性好，钻孔、切割方便，耐腐蚀，使用寿命可达60年左右；塑料管是近年来发展快、用途广的一种管材，具有耐腐蚀、质轻、流体流动阻力小、使用寿命长、施工简便、可盘卷、抗拉强度大以及官网运行管理容易费用低廉等一系列优点，但其刚性比钢管低，经剧烈碰撞容易断裂。【1】由于10本设计小区位于华东某平原区域，属亚热带南缘季风气候区，冬夏长，春秋短，温暖潮湿，雨量充沛，年平均气温16度，极限冻土深度≯0.3m。并且由于小区内输气管道一般埋设于土壤中，易受腐蚀，小区内使用环境决定管道不易受到碰撞，并且由工程概况看出小区使用中低压管网，故综合应选择塑料管。塑料管按原材料的不同可分为聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚丁烯，ABS管等，适用于输送燃气的塑料管主要是聚乙烯（Polyethylene简称PE管）管。【1】聚乙烯燃气管道分为SDR11和SDR17.6两个系列。SDR为公称外径与壁厚之比。SDR11系列宜用于输送人工煤气、天然气、气态液化石油气；SDR17.6系列宜用于输送天然气。由于本工程输送石油伴生气，考虑到今后有可能更换燃气种类。所以选用SDR11系列的聚乙烯燃气管材。由于接入点市政燃气管网的压力等级均为中压，设计压力均为0.2MPa。PE80为4.0MPa;PE100为5.0MPa。本设计中选用PE80级别的混配料。管道连接方式分为电热熔链接和热熔对接链接，本设计采用电热熔链接。2.2.2燃气管网布线小区内无河流或厂区，故采用地下敷设，地下燃气管道宜沿城镇道路敷设，一般敷设在人行便道或绿化带内。【1】本设计为六栋居民楼供应燃气，由小区平面图可以确认管线采用枝状布置。（一）布线原则应考虑：（1）管道中燃气的压力；（2）街道地下其他管网的密集程度与布置情况；11（3）接到交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况；（4）所输送燃气的含湿量，输送是燃气要考虑必要的管道坡度，而输送干燃气则不用考虑管道坡度；（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、腐蚀性能和冰冻线深度；（8）该管道在施工、运行和发生故障时，对城镇交通和人民生活的影响。（二）低压管网的燃气布置低压管网的主要功能是直接向各类用户配气，低压管网的布置一般应考虑：（1）燃气管网的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压管网成环时变长一般应控制在300～600m之间。（2）为保证和提高抵押管网的供气可靠性，给低压管网供气的相邻调压站之间的管道应成环布置。（3）有条件时低压管网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。（5）低压管道仅在调压室出口设置阀门，其余一般不设阀门。为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于泄漏出的燃气影12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水平净距。见下表。【1】地下燃气管道与建筑物，构筑物或相邻管道之间的水平净距表（m）项目地下燃气管道低压中压B中压A次高压B次高压A建筑物的基础外墙面0.7—1.0—1.5——4.5—6.5给水管0.50.50.51.01.5污水、雨水排水管1.01.21.21.52.0电力电缆直埋在导管内0.51.00.51.00.51.01.01.01.51.5通讯电缆直埋在导管内0.51.00.51.00.51.01.01.01.51.5燃气管道DN≤300mmDN＞300mm0.40.50.40.50.40.50.40.50.40.5热力管直埋热水蒸汽1.01.01.02.01.02.01.02.01.53.0在管沟内1.01.01.51.52.0电杆基础≤35kV＞35kV1.02.01.02.01.02.01.05.01.05.0通讯照明电杆1.01.01.01.01.513铁路路堤坡脚5.05.05.05.05.0有轨电车钢轨2.02.02.02.02.0街树0.750.750.751.21.2在本设计中，地下管道与各楼水平净距均保持≥3m。其他应遵从低压管线的布线原则。管线绘制：1.标明管线平面位置。2.对各计算接点进行编号，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接点号。3.对于管道附件，如图中的凝水缸均应给出地坪及埋地的标高。4.图上应标示出气流方向,坡度方向i。5.图中应标示出与本设计有关的建（构）筑物名称，如调压站、阀门井等。（三）纵断面管道布置地下燃气管道与构筑物和相邻管道之间的垂直净距（m）也有一定要求（详见参考文献【1】表4-3）。因为为新建小区，未给出其他管线布置则本设计暂时先不考虑与其他管线的间距问题，但会给其他管线布置留下适当空间。要求【1】：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（指绿化地及货载汽车不能进入之地）内时，不得14小于0.3m；4.埋设在水田下时，不得小于0.8m。在本设计中，考虑到现在小区内车辆的普及率，埋地深度都在0.9m及以上。由于地下燃气管道中不可避免有冷凝水或轻质油，为了排除液体，须在管道低处设置排水器，相邻排水器之间距离一般不大于500m，管道应有不小于0.003的坡度，本设计取用0.005。布线时应尽量使管道坡度与地面坡度方向一致，以减少土方量。本设计地面坡度未给出，则取坡度为0。绘制【2】：1.管道路面的地形标高；2.管道平面布置示意图；3.燃气管道走势及埋深；4.相邻管线、穿越管线及穿越障碍物的端面位置；5.管道附件的安装深度；6.输气管道的坡向及坡度；7.图面中管道高程和长度方向应该采取不同的比例。2.3调压设备选择小区接入点市政燃气管网的压力等级为中压，设计压力均为0.2MPa，小区内末端压力≮0.15MPa，低压管网设计压力为0.01MPa。即在接入点与小区管网之间应设置调压装置。可选择的调压装置为调压箱、调压柜和调压室。本小区共有六栋居民楼需要供应燃气，若设置调压15箱或调压