燃气供应课程设计

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1、本科课程设南京市住宅楼燃气系统设计说明书）学院名称：专业班级：建筑环境与设备工程学生姓名：指导教师姓名：指导教师职称：教授2014年12月目录1. 设计条件 21.1. 工程概况21.2. 燃气供应对象21.3. 接入位置21.4. 压力设定21.5. 天然气成分（纯天然气） 31.6. 设备的选择32. 燃气物性参数的计算 32.1. 燃气特性参数（纯天然气） 32.2. 平均分子量32.3. 平均密度和相对密度42.4. 临界温度42.5. 临界压力52.6. 混合气体的运动粘度 52.7. 低热值62.8. 物性参数的汇总63. 燃气管网设计 63.1. 管件布置73.2. 水力计算步骤

2、73.3. 压力校核104. 其他说明115. 论述内容 125.1.合理性论述125.2.经济性论述135.3. 可靠性论述135.4. 安全性论述136. 参考文献 141. 设计条件1.1. 工程概况 本设计为南京某小区燃气管网系统设计。该小区位华东平原，中 纬度地带，海洋性气候很显著，温度适中，光照充足，雨热同季，降水集中，年平均气温15.5度，极限冻土深度为90mm。1.2. 燃气供应对象 该住宅楼数为10层，4个单元，每户人口取3.5人，共80户，层高2.9m,室内第一层地面标高土0.00。每户安装燃气表、燃气双 眼灶及燃气快速热水器均各一台。1.3. 接入位置室外燃气管网与建筑基

3、础的水平距离为3.3m。埋管深度为0.85m,由室外燃气管道地上引入室内厨房。各楼层厨房均在同一位 置，可由一根立管连接楼层的厨房。1.4. 压力设定 该居民住宅楼引入管应提前予以铺设考虑，引入管压力为2500Pa-3500Pa，额定压力3000Pa。室内燃气管道的计算压力降不超 过 150Pa。1.5. 天然气成分（纯天然气）燃气ch4C3H8C4H10C Hm nN2成分980.30.30.411.6. 设备的选择各户均选用烹乐308S型双眼灶具，燃气额定热负荷：左4. 5kW, 右 4.5kW ， 灶 前 额 定 燃 气 压 力 ： 2800Pa ， 尺 寸 : 长 * 宽 * 高 71

4、0mm*400mm*150mm；热水器选用博世燃气热水器JSQ22-AA0,额定 燃气 压力： 2000Pa， 额定 热 负 荷为： 22KW, 尺寸： 高*宽*厚 750mm *350mm *131mm。燃气表尺寸：170mm *136mm *225mm。2. 燃气物性参数的计算2.1. 燃气特性参数（纯天然气）燃气的物性参数燃气组成CHiC)H8C4H10CnHn/(CH12N2容积（%）980.30.30.41密度（Kg/m3）0.71742.01022. 70303. 45371. 2504分子量（M）16.04344.09758.12472.15128.013动力粘度（Pa.s)10

5、.607.656.976.4817.00低位热值（MJ/m3)5. 90293.240123.649156.7330.000临界温度（K）190.7369.9425.2469.5126.2临界压力（MPa)4.6414.2563.83.3743.3942.2. 平均分子量计算公式：M -( y M + y M +100 1 1 2 2式中，回混气体的平均分子量;”,y?|匚各单一气体容积成分();叵，M叵各单一气体的分子；M=(98*16.034+0.3*44.097+0.3*58.124+0.4*72.151+1*28.013)/100=16.5892.3. 平均密度和相对密度平均密度：P=

6、 100(讥 + y2 Pc 2+ yn PJ式中，冋混合气体的平均分子密度(kg/m3)；, y I匚各单一气体容积成分();冋=(98*0. 7174+0.3*2.0102+0.3*2. 703+0.4*3. 4537+1 *1. 2504)/100 =0.7437 kg/m3相对密度：厂匚1.293式中，S混合气体相对密度；冋一一混合气体的平均分子密度(kg/m3)；1. 293标准状态下空气的密度(kg/m3)；S=0.7437/1.293=0.575 kg/m32.4. 临界温度计算公式：T 二丄(yT + y T + y T )m.c 100 1 cl 2 c2n cn式中，卩“

7、I组分日临界温度(K)； y,y冋各单一气体容积成分();|t混合气体的平均临界温度(K)。I m.c IO=(98*1907+03*3699+03*4252+04*4695+l*126 2)/100=192.411K2.5. 临界压力计算公式：1P (y P + yP + + yP )m.c 1001 cl 2 c 2n cn式中，日组分打压力(Mpa)；冈各单一气体容积成分(%);可混合气体的平均临界压力(Mpa)。I m.c I可=(98*4641+03*4 256+03*38+04*3374+1*3 394)/100=462Mpa2.6. 混合气体的运动粘度近似计算公式：g + g +

8、 g口 = 100 / T 2ng gg1 + 2 +n-12n式中，百朗一一各组成分的质量组分 _121 I n卩卩卩相应各组分在0C时的动力粘度(Pa*S)1,2 n各组分的质量成分为：g1/u1=07174*98/106*0744=892g2/u2=20102*03/765*0744=011g3/u3=27030*03/697*0744=016g4/u4=34537*04/648*0744=029g5/u5=1.2504*1/17*0.744=0.09动力粘度为：卩=100/(8.92+0.11+0.16+0. 29+0.09)=10.451* 10-6 Pa s 运动粘度按公式计算：v

9、 二 /冋=10.451*10-5 /0. 744=14.05X 10-5 m?/s2.7. 低热值计算公式：H二丄(yH + y H + y H )l 100 1 11 2 12n In式中，回混合物气体的平均低热值(MJ/m3)；y, y冋各单一气体的容积成分();H ,H I各单一气体的低热值(MJ/m3)。1112 Iin回=(98*35. 902+0.3*93. 24+0.3* 123.649+0.4* 156.733)/100 =36.462 MJ/m32.8. 物性参数的汇总平均分子量16. 589临界压力4. 62Mpa平均密度0. 7437 kg/m3动力粘度10. 451

10、*10-6 Pa s相对密度0. 575 kg/m3运动粘度14.05X 10-5 m2/s临界温度192.411K低热值36. 462 MJ/m33.燃气管网设计管道材料采用钢管，采用焊接连接方式。燃气用户引入管进户方式采取地上引入的形式。室内水平管道不设置坡度。室内水平管道距楼板高0.200米，燃气灶距地板高0.900米，燃气热水器距楼板高1.400米。燃具连接部位采用软管连接。3.1. 管件布置(1) 燃气表的选择与安装 由于本设计燃气双眼灶和快速热水器燃气用户，为此选用额定流 量2-4 m3/h的燃气表。燃气表安装安装端正，进出口燃气立管不得 歪斜。明装在室温040 C干燥及自然通风良

11、好的厨房内。表顶离 室内地坪的高度为0.7 m,表后距墙为50mm,垂直安装偏差小于3mm。(2) 阀门的选择与安装为用户用气安全考虑，入户支管所用球阀，产品型号为Q41F-16C (DN25)选用 240 个。( 3 )排烟的形式 本住宅内没有排烟井，热水器和抽油烟机的排烟管道垂直向上 走，单独水平走一段距离直接排出室外。(4)热水管的布置每户有一个卫生间，热水管从热水器中引出后靠墙往上走，到达 房屋顶部，热水管从吊顶里穿墙后进入卫生间。为保证热水管网的美 观以最短距离输送至卫生间。3.2. 水力计算步骤(1) 根据楼房和立面图定出燃气管线的布置草图(2) 做出草图(如下图所示)，管径变化或

12、流量变化处均应编号(3) 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。计算流量计算公式如下：Q二 K SKQ N tn式中，Q-燃气管道的计算流量（m3/h）；K-不同类型用户的同时工作系数，取K =1; ttK-相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数，取K=1.00；Q-相同燃具或相同组合燃具的额定流量（m3/h）； nN-相同燃具或相同组合燃具的数量。室内熾气管道计算用用（4）由系统图求得各管段的长度，并根据计算流量预定各管段的管 径。(5) 查表得各管段的局部阻力系数Z,查教材得Z=1时的囚值， 求出其当量长度L2 =峑,从而可得管道的计算长度

13、L=L+L=L + SZ11 2 1 2式中L管段的实际长度(m)o1(6) 根据燃气种类、密度和运动粘度选择水力计算附图3，确定管 段单位长度的压降值(A P/L )。由于本设计的燃气密度 P =0.744kg/m3，需进行密度修正。由此得到各管段单位长度压降值后，乘以管段计算长度，即得该管段的阻力损失ap=lx(ap/l)o(7) 计算各管段的附加压头，每米管段的附加压头值等于AHyg X ( p a -Pg)式中g 重力加速度；Pg -燃气密度(kg/m3)；g(8) 求各管段的实际压力损失，为AP-HXgX(pa-Pg)(9) 求出燃气管道总压力降，对于天然气室内计算压力降不超过 15

14、0Pa (包括燃气表的压力降)。(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，重复计算过程，直至满足要求。3.3. 压力校核管段1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20总压 力降 P=22.2pa小于允许的计算压力降150Pa,所以管径合理，可以施工。管道安装横平竖直。立管垂直偏差、水平管的水平偏差每米不大于 2 毫米。室内燃气管道的水力计算表如下所示；室内燃气管道水力计算表一管段号一同时工 作系数计算流j (m3/h.量管段 量长度(m)管径 d(mm)】2(m)、/ 旦/ 当里长 度L2(m)、计算长 度 L(m)