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1、中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题 目： 郑州市某区燃气管网规划 学习中心： 河南郑州新密奥鹏学习中心17A 年级专业： 0903专升本 城市燃气输配 学生姓名： 郑光辉 学 号： 200903511948 指导教师： 尹佳文 职 称： 助 教 导师单位： 中国石油大学（华东） 中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间： 2010 年 12 月 30 日摘 要本设计为郑州市某区燃气管网设计，某区气源为西气东输一线来气，从薛店西气东输压缩天然气母站购进部分压缩天然气，计算管网的流量，某区东北方设立二级门站，通过中压管网遍布市区，形成环网向各用户调压箱供气，供用户使用。本
2、次设计范围是从门站围墙外阀门起至楼栋调压箱的全部中压管道。设计说明书较系统完整的叙述了燃气基本性质的计算、燃气需用量的计算、输配系统（街区城区中压燃气管网）方案的选择与水力计算、调压与计量设备的设计与选型、管道附件与防腐的设计以及穿越障碍物的设计的内容。在选择设计方案时坚持经济、合理、可行的原则，结合新密市地形图以及燃气用户的实际分布情况，充分考虑了节约能源和环保等方面的因素;进行水力计算时，采用Excel表格的形式进行了水力计算。城镇燃气在发展生产、提高人民生活水平、节约能源、减少污染、改善环境等方面起着重要作用。近年来，我国燃气事业获得了迅速的发展，“西气东输”工程的实施，对城市燃气的设计
3、、施工、运行管理等提出了新的要求。本设计系统完整的完成了某城市的燃气输配的设计，提出了好的方案。紧密结合专业和科学技术的发展，在遵循我国新的规范的基础上完成的。关键词：天然气、输配系统、水力计算、调压与计量。目 录第1章 前 言1第2章 设计依据22.1设计依据及基础资料22.1.1设计依据22.1.2基础资料22.1.3自然条件与地质条件22.2管网规划设计范围22.3城镇规模及人口分布2第3章 燃气的性质计算33.1燃气的基本成分33.2燃气的性质计算33.2.1平均分子量33.2.2平均密度和相对密度33.2.3粘度43.2.4热值53.2.5爆炸极限53.2.6华白数63.3燃气质量要
4、求63.3.1城镇燃气质量指标应符合下列要求63.3.2天然气的质量指标应符合下列规定63.3.3城镇燃气燃气中加臭剂要求7第4章 燃气需用量及供需平衡84.1设计原始资料84.2用户类型及供气原则84.3城市用气量94.4小时计算流量的计算104.5储气量的计算104.6供需平衡12第5章 燃气输配系统的设计135.1燃气输配系统的组成135.2燃气管网的分类及选择135.3中压管道布置15第6章 城镇燃气管道的布线186.1布线依据186.2高、中压管网的平面布置186.3 低压管网的平面布置196.4 管道纵断面布置216.5 燃气管道穿越障碍物的方法226.5.1 燃气管道穿越公路22
5、6.5.2 燃气管道穿越铁路226.5.3 燃气管道穿(跨)越河流23第7章 燃气管道的水力计算267.1 中压燃气管网压力降确定267.2 中压环网水力计算26第8章 门站及储配站布置32第9章 管材及管道防腐36参 考 文 献38致 谢39第1章 前 言当前，正值我国的西气东输工程进入运营阶段，郑州地区的燃气供应工程受到西气东输的影响，如今正致力于天然气的快速发展中。因此，本设计正是在这个前提下进行设计和远景规划的。本设计采用了天然气作为气源，首先根据城市的面积和人口情况对城市的燃气需用量进行确定，然后根据确定的用气量来设计计算管网的流量，在设计城市燃气管网系统时，应全面考虑经济和技术因素
6、，选用经济合理的最佳方案。因此本设计选用了中低压两级管网系统和中压一级管网系统进行综合分析和比较，最终选用中压一级管网系统。在上述管网系统中，采用了区域调压站向区域供气的方式。根据管网的布置和流量，经过水力计算的一系列步骤确定管径；再将管径作为已知条件，再选取调压设施以及用户燃具后满足供应的压力要求，而且仍然有较高的经济性。从设计计算方面来说，水力计算是一个重点。本设计中采用word的形式来进行水力计算，大大减轻了重复迭代的计算工作量。并且在表格的编制过程中，采用原始公式，减少了查阅简便图表带来的误差，使得精确性更高。 从设计理念方面来说，本设计遵从国家燃气发展和规划设计指导思想，主要有：燃气
7、管网规划，首先从节约能源消耗和方便群众生活，有利于生产发展的原则出发，本着经济合理的精神，坚持科学严谨的态度，积极使用新技术、新工艺、新材料和新设备，以达到技术先进、经济合理的目的。在城市总体规划的指导下，统筹规划，合理布局，避免对本市的景观造成影响；注重近远期的结合，在设计中为将来的发展保留足够的空间；确定合理的供气比例，优先发展民用燃气，并兼顾一定的工业用户，以调节供气不均匀性；注重环境保护和消防安全，使本工程真正造福于人民。第2章 设计概况2.1设计依据及基础资料2.1.1设计依据（1） 郑州市某区地形图（2） 燃气输配（3） 燃气规划设计手册（4） 建筑燃气设计手册（5） 城市煤气设计
8、手册2.1.2基础资料郑州市某区所使用的燃气的基本资料：（1） 郑州市某区使用燃气种类及其成分；（2） 郑州市某区总体规划地形图（3） 郑州市某区分年度规划城市人口统计表；（4） 郑州市某区人口居住情况表；（5） 郑州市某区人口密度及燃气气化率；（6） 郑州市某区天然气输配工程可行性报告。2.1.3自然条件与地质条件（1）气温：历年极端最高气温：38；历年极端最低气温：-10（2）年主导风向：西北风（3）最大冻土深度：0.5m（4）地下水位：2.0米（5）土质：以沙质粘土为主，地耐力2-2.5kg/cm22.2管网规划设计范围 设计范围：门站围墙外阀门至楼栋调压器的全部中压管道。2.3城镇规模
9、及人口分布 本城市共有铁路和河流，按图纸定该市面积为5.8km2，人口密度50000人/ km2，气化率90%，查的该城区人口数位20万。第3 章 燃气的性质计算3.1燃气的基本成分郑州市使用的燃气种类为：表3-1 燃气组分百分数组分名称百分比9611 113.2燃气的性质计算3.2.1平均分子量 M=（x1M1+x2M2+xnMn） (2-1) =17.1244式中：M混合液体平均分子量；x1、 x2 xn各单一液体分子成分()；M1、M2Mn各单一液体分子量。3.2.2平均密度和相对密度(1) 平均密度：=（+）/100 (2-2)=0.767kg/ m3式中：混合气体的平均分子密度各单一
10、气体容积成分（%） 标准状态下各单一气体的密度S=0.593 (2-3) 式中： 混合气体的平均分子密度 S混合气体相对密度（空气为1） 为标准状态下空气的密度3.2.3粘度1将容积成分换算成质量成分质量成分： (2-4)根据各组分的分子量和已知的各组分容积成分，通过计算得到 =1712.4434按换算公式，各组分的质量成分为：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： (2-5) Pas混合气体的运动粘度为：m2/s3.2.4热值MJ/m3=35.71
11、MJ/m33.2.5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。 (2-6)将组分中的惰性气体按照燃气输配图1-12与可燃气体进行组合，即 (2-7) (2-8)得各混合组分在上述混合比时的爆炸极限相应为6%-16%。因此得未与惰性气体组合的甲烷的爆炸极限是2.1%-9.5%。丁烷的爆炸极限是1.5%-8.5%，丙烷的为2.0%-11.7%按上式，天然气的爆炸极限为：含有惰性气体的混合气体的爆炸下(上)限(
12、体积)；、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()；、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 、y2yn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()；、未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限(体积)。3.2.6华白数燃气性质中影响燃烧特性的参数主要有燃气的热值H、相对密度s及火焰传播速度(即燃烧速度)。为此导出与热值和相对密度有关的综合系数，即华白指数W。 MJ/m33.3燃气质量要求3.3.1城镇燃气质量指标应符合下列要求1)城镇燃气（应按基准气分类）的发热量和组分的波动应符合城镇燃气互换的要求；2
13、)城镇燃气偏离基准气的波动范围宜按现行的国家标准城市燃气分类GB/T13611的规定采用，并应适当留有余地。3.3.2天然气的质量指标应符合下列规定1)天然气发热量、总硫和硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准天然气GB17820的一类气或二类气的规定；2)在天然气交接点的压力和温度条件下；天然气的烃露点应比最低环境温度低5；天然气中不应有固态、液态或胶状物质。3.3.3城镇燃气燃气中加臭剂要求1)无毒燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%时，应能察觉；2)有毒燃气泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度时，应能察觉；对于以一氧化碳为有毒成分的燃气，空气中一氧化碳含量达至0.02%(体积分数)时，应能察觉。3) 加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味。4) 加臭剂不应对人体、管道或与其接触的材料有害。5) 加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料。6) 加臭剂溶解于水的程度不应大于2.5%（质量分数）。7) 加臭剂应有在空气中应能察觉的加臭剂含量指标。第4章 燃气需用量及供
