燃气输配课程设计任务书_secret

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1、燃气输配课程设计任务书第一部分 室内燃气管道设计燃气输配课程设计任务书第一部分 室内燃气管道设计1、设计依据（1） 城镇燃气设计规范GB 50028-2006；城市燃气分类GB-T 13611-92；燃气工程技术手册 ；城市热力网设计规范 。（2）燃气成分（见下表）天然气（体积百分数）CH4 C2H4 C3H8 C4H10 C5H10 N290.6 3.6 2.8 0.82 1.62 0.56（3）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 6.39KW，热水器额定热负荷为 18KW。（4）建筑室内平面图2、设计计算内容及步骤2.1 天然气选择的基本要求（1）根据我国

2、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。为保证原有的用气设备是按确定的用气设备热负荷的稳定，所以供应的燃气华白指数 波动范围应不超过燃 气 的 高 发 热 值（ ） 燃 气 的 密 度5%。当所输配的燃气被另一种燃烧特性差别比较大的燃气所取代时除了华白指数外，还必须考虑不产生离焰、黄焰、回火、不完全燃烧等特性。天然气的质量指标应符合下列要求：1）天然气的发热量、总硫和硫化氢含量、水露指标应符合现行国家标准天然气GB17820 的一类气或二类气规定；2）在天然气交接点的压力和温

3、度条件下：天然气的烃露应比最低环境低；天然气不应有固态、液态或胶状物质。2.2天然气基本参数计算公式（1）平均分子量12nM0.y+yML （ ）式中M：混合气体的平均分子量；y1、y 2、y n：各单一气体的体积百分数；M1、M 2、M n：各单一气体的分子量。 （2）平均密度12n=0.y+yL（ ）式中：混合气体平均密度（Kg/Nm3） ； 1、 2、 n：标准状态下各单一气体的密度。（3）相对密度S.93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iiy()=iiiM式中：混合气体在 0时的动力粘度（Pas） ；i：相应各组分在 0时

4、的动力粘度（ Pas） ；（5）运动粘度式中：混合气体在 0时的运动粘度（Pas） ；（6）平均临界压力、平均临界温度m.c1c2cncP0yP+yPL （ ）.TTT （ ）式中Pm.c、Tm.c：混合气体的临界压力与临界温度；：各组分的临界压力；c12cnPL、：各组分的临温度。T、（7）爆炸极限1120 nL yyyLL式中L：含有惰性气体的燃气爆炸极限；12ny、 ：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（%） ；12nL、 ：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%） ；12ny、：未与惰性气体组合的可燃气体成分在

5、混合气体中的容积成分（%） ；12nL、：未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限（体积%） 。（8）发热值高发热值： siiHys低发热值： tiit式中Hs、Ht：混合气体的高、低发热值；is、 it：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：混合气体参数计算结果M 18.58195604（kg/Nm 3） 0.83268391602Pm，c(MPa) 4.62267544Tm，c（K） 206.458856 (Pa/s) 9.6050871478E-06V (m2/s) 1.153509388

6、5E-05Hs（MJ/Nm 3） 45.0576766Hl（MJ/Nm 3） 40.8321004L （%） 4.49-14.44（10）结果分析该天然气最低热值为 40832KJ /NM314700KJ /NM3，满足城市燃气供应的基本要求；本次供应气体为干气体。标准状况下混合气体的基本性质气体性质气体成分CH4 C2H4 C3H8 C4H10 C5H12 N2yi （%） 90.6 3.6 2.8 0.82 1.62 0.56Mi 16.043 28.054 44.097 58.124 72.151 28.0134 i（kg/Nm 3） 0.7174 1.2605 2.0102 2.703

7、 3.4537 1.2504Pci (MPa) 4.6407 5.3398 4.3975 3.6173 3.3437 3.3944Tci （K） 191.05 282.95 368.85 425.95 470.35 310.91 i (Pa/s) 10.393 9.316 7.502 6.835 6.355 16.671Hsi（MJ/Nm 3） 39.842 63.438 101.266 133.866 169.377 -Hli（MJ/Nm 3） 35.902 59.477 93.24 123.649 156.733 -（11）燃具额定用气量燃气双眼灶额定用气量：Q=(6.393.6)/Hl=

8、0.56338027617 Nm3/h热水器额定用气量： Q=(183.6)/Hl=1.58698669343985 Nm3/h3、室内燃气管道水利计算3.1 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）3.2 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

9、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 200Pa(不包括表压)；i 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。（具体计算详见附表）3.3 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（1）擦阻力宜按照下式计算。72506.1mQTRd式中 Rm：燃气管道单位长度摩擦阻力，Pa/m ；：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；：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） ；

10、T0：273.16，K（2）根据燃气在管道中的不同运动状态，摩擦阻力系数 按下列各式计算：层流状态： Re210时，64Re；临界状态： 35:时， 5e2100.36；湍流状态： e0时，与管材有关：钢管：68.1()RKd；（本次所选管道为钢管，K 0.2）铸铁管：0.2840.23(51)dvL；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： )(mkghP式中 g：重力加速度；H：管道计算末端和始端的高程差；k：空气密度 1.293kg/m3；m：燃气密度。3.4、管道计算要求天然气的管道内初选

11、气体经济流速为 6m/s，最小管径为 DN20。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、油田伴生气从建筑物引入管道管道末端的阻力为 350Pa。3.5、方案进行比较本次室内燃气管道安装采用两种方案直接立管引入用户和二楼引入盘管再引入用户，并进行经济技术比较，以取最优方案。 本设计方案的比较主要从燃气输配系统的投资 费用和运行费用安全性能三方面考虑择选燃气管道系统，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。管道造价与管径之间的关系可近似用如下简化公式计算。 Kbdl式中 K：燃气输配系

12、统的投资(元)；d：燃气管道直径（cm） ；l：燃气管道长度（m） ；b：造价系数（元/cmm） ；（根据城市热力网设计规范查到相应管道的造价系数为 27.2 元/cmm） 。年运行费用主要包括折旧费用、维修和维护管理费用、加压燃气用的电能或燃料费用。燃气输配的系统折旧（包括大修费） 、小修费及维护管理费用，通常以占投资费用的百分数来表示。这部分费用可按下式计算。 ()SfK式中 S：燃气输配系统的折旧、小修及维护管理费用（元/ 年） ；f：折旧费（包括大修费）占投资费用的百分数；f：小修及维护管理占投资费用的百分数；K：燃气输配系统的投资(元)。（式中取 f+ f在 8%10%，其中包括基本

13、折旧 4.8%；大修费1.4%；）加压用的电能或燃料费用应根据年用气量及需用的情况、压缩机的类型及其功率、电价或燃料价格等计算求得。由于本设计范围较小，因此不考虑。本方案比较采用静态比较法。t 表示为附加投资的偿还限年，当 t3500 ） 260.84051.40(5)PdvTL上两式中 ：压力降（Pa） ；L：管道计算长度（m） ；：燃气的管段计算流量（ ） ；0Q：管道内径（cm） ；：燃气的热力学温度（K） ；：标准状态下的温度（273K） 。（5）校正流量各环采暖用气量计算环号 面积（公倾） 居民数 比例 供暖用气量 35 19250 0.12 170.58 30 16500 0.10

14、 146.21 42 23100 0.15 204.69 36 19800 0.16 175.45 35 19250 0.12 170.58 30 16500 0.10 146.21 78 42900 0.25 380.15总 286 157300 1 1393.8712.75nnsPQPQ式中 ：邻环校正流量的第一个近似值；n：与该邻环共用管段的 值。nsPQPQ（6）精度要求低压管网中： 10%.5P式中 ：工程计算的精度要求，一般 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。（11）燃具额定用气量标准状况下混合气体的基本性质气体性质气体成分CH4 C2H4

15、 C3H8 C4H10 C5H12 N2yi （%） 90.6 3.6 2.8 0.82 1.62 0.56Mi 16.043 28.054 44.097 58.124 72.151 28.0134 i（kg/Nm 3） 0.7174 1.2605 2.0102 2.703 3.4537 1.2504Pci (MPa) 4.6407 5.3398 4.3975 3.6173 3.3437 3.3944Tci （K） 191.05 282.95 368.85 425.95 470.35 310.91 i (Pa/s) 10.393 9.316 7.502 6.835 6.355 16.671Hsi（MJ/Nm 3） 39.842 63.438 101.266 133.866 169.377 -Hli（MJ/Nm 3） 35.902 59.477 93.24 123.649 156.733 - 燃气双眼灶额定用气量：Q=(6.393.6)/Hl=0.56338027617 Nm3/h热水器额定用气量： Q=(183.6)/Hl=1.58698669343985 Nm3/h4、室内燃气管道水利计算3.1 室内