城市配气课程设计样本Word格式.docx
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6.835
123649
乙烯
10.90
28.0540
1.2605
9.316
59477
N2
3.24
28.0134
1.2504
16.671
-
CO2
1.82
44.0098
1.9771
14.023
燃气性质计算
1. 分子量计算
由输配课本表1-2、表1-3查得各组分分子量,按如下公式求混合气体平均分子量。
M=
=
=19.43
2.相对密度计算
由输配课本表1-2、表1-3查得各组分密度,按如下公式求混合气体平均密度。
=0.01(80.30*0.7174+10.90*1.2605+2.75*2.0102+0.99*2.7030+1.82*1.9771+3.24*1.2504
=0.872kg/m3
按如下公式求混合气体相对比重即相对密度。
S
0.872/1.293=0.67
3.粘度计算
将容积成分换算为质量成分
由输配课本表1-2、表1-3查得各组分分子量,依照已知各组分容积成分,通过计算得到
=80.3*16.043+10.9*28.054+2.75*44.097+0.99*58.124+1.82*44.0098+3.24*28.0134
=1943.71
按换算公式,各组分质量成分为
gCH4=(80.30*16.043/1943.71)*100=66.28
gC2H4=(10.90*28.054/1943.71)*100=15.73
gC3H8=(2.75*44.097/1943.71)*100=6.24
gC4H10=(0.99*58.124/1943.71)*100=2.96
gc02=(1.82*44.0098/1943.71)*100=4.12
gN2=(3.24*28.0134/1943.71)*100=4.67
由输配课本表1-2、表1-3查得各组分动力粘度,按如下公式求混合气体动力粘度。
=100*10^-6/[(66.28/10.395)+(15.73/9.316)+(6.24/7.502)+(2.96/6.835)+(4.12/14.023)+(4.67/16.671)]
=10.10*10^-6Pa·
s
混合气体运动粘度为
v=u/p=10.10*10^-6/0.767=13.17*10^-6m2/s
4.热值计算(热值计算中,低热值不计算生成水蒸气放出汽化潜热量,高热值计算了生成汽化潜热量)
QH=0.01*(80.30*39.842+10.90*63.438+2.75*101.266+0.99*133.886)=43.02MJ/m3
QL=0.01*(80.3*35.902+10.9*59.477+2.75*93.24+0.99*123.649)=39.10MJ/m3
5.爆炸极限计算
然后将组分惰性气体按照图1-12(输配课本)与可燃气体进行组合,即
,
由输配课本图1-12查得各混合组分在上述混合比时爆炸极限相应为4%~16%。
6.华白指数计算
华白数是一种互换性指数。
规定在两种燃气互换时华白数变化不不不大于±
5%~10%
经计算得W=57.41MJ/m3
7.燃具额定用气量
每一居民顾客内装设一台燃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11.63kW。
燃气双眼灶额定用气量:
Q=(6.39*3.6)/Hl=0.59Nm3/h
热水器额定用气量:
Q=(11.63*3.6)/Hl=1.07Nm3/h
2室内燃气管道布线
布线根据
都市里燃气管道均采用地下敷设。
所谓都市燃气管道布线,是指都市管网系统在原则上选定后来,决定各管段详细位置。
地下燃气管道宜沿都市道路、人行便道敷设,或敷设在绿化地带内。
在决定都市中不同压力燃气管道布线问题时,必要考虑到如下基本状况:
1、管道中燃气压力;
2、街道及其她地下管道密集限度与布置状况;
3、街道交通量和路面构造状况,以及运送干线分布状况;
4、所输送燃气含湿量,必要管道坡度,街道地形变化状况;
5、与该管道相连接顾客数量及用气状况,该管道是重要管道还是次要管道;
6、线路上所遇到障碍物状况;
7、土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度;
8、该管道在施工、运营和万一发生故障时,对交通和人民生活影响。
在布线时,要决定燃气管道沿都市街道平面与纵断面位置。
由于输配系统各级管网输气压力不同,其设施和防火安全规定也不同,并且各自功能也有所区别,故应按各自特点进行布置。
中压管网布置
中压管线功能是输送燃气并向低压管网供气,普通按如下原则布置:
1、中压管道应布置在都市用气区便于与低压管网相连规划道路上,应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区重要交通干线上,否则对管道施工和维修导致困难。
2、中压管网应布置成环网,以提高其输配气安全可靠性。
3、中压管道布置,应考虑对大型顾客直接供气也许性,并应使管道通过这些地区时尽量接近此类顾客,以利于缩短连接支管长度。
4、中压管线布置应考虑调压室布点位置,尽量管道接近各调压室,以缩短连线支管长度。
5、中压管道应尽量避免穿越铁路和河流以减少工程量及投资。
6、中压管道必要考虑近期建设与长期建设关系,以延长已敷设管道有效使用年限,尽量减少建成后改线、增大管径或增设双线工程。
7、成环管网边长普通为2-3公里。
低压管网布置
低压管网功能是直接向各类顾客配气,是都市供气系统中最基本管网。
依照此特点,低压管网布置普通应考虑下列几点:
1、低压管道输气压力低,沿程压力降容许值也较低,故低压管网成环边长宜控制在300-600米之间。
2、低压管道直接与顾客相连。
而顾客商量随都市发展而逐渐增长,故低压管道除以环状管网为主布置外,也容许存在枝状管道。
3、为保证和提高低压管网供气稳定性,给低压管网供气相邻调压室之间连通管道管径,应不不大于相邻管网低压管道管径。
4、有条件时低压管道宜尽量布置在街坊内兼做庭院管道,以节约投资。
5、低压管道可以沿街道一侧敷设,也可双侧敷设。
在有轨电车通行街道上,当街道宽度不不大于20米,横穿街道支管过多,或输配气量大,而又限于条件不容许敷设大口径管道时,低压管道可采用双线敷设。
6、低压管道应按规划道路布线,并应与道路轴线或建筑物前沿相平行,尽量避免在高档路面街道下敷设。
7、为了保证在施工和检修时互不影响,也为了避免由于漏出燃气影响相邻管道正常运营,甚至逸入建筑物内,地下燃气管道与建筑物,构筑物以及其她各种管道之间保持必要净距,
表3-1地下燃气管道与建筑物、构筑物之间最小水平净距
项目
低压
中压
B
A
建筑物基本
0.7
1.0
1.5
给水管
0.5
排水管
1.2
电力电缆
通讯电缆
直埋
在导管内
其他燃气管道
Dg<
300mm
0.4
Dg>
热力管
电杆基本
<
35KV
>
5.0
通讯照明电杆
2.0
铁路钢轨
有轨电车钢轨
街树
表3-2地下燃气管道与建筑物或相邻管道之间最小水平净距
地下煤气管道
给水管或其她管道
0.15
热力管管沟
电缆
0.50
铁路轨底
1.20
有轨电车轨
1.00
管道纵断面布置
在决定管道纵断面布置时,要考虑如下几点:
1、地下燃气管道埋设深度,宜在土壤冰冻线如下。
管顶覆土厚度还应满足下列规定:
埋设在车行道下时,不得不大于0.8米;
埋设在非车行道下时,不得不大于0.6米;
随着干天然气广泛使用以及管道材质改进,埋设在人行道、次要街道、草地和公园燃气管道可采用浅层敷设。
2、输送湿燃气管道,无论是干管还是支管,其坡度普通不不大于0.003。
布线时,最佳能使管道坡度和地形相适应。
在管道最低点应设排水器。
3、燃气管道不得在地下穿过房屋或其她建筑物,不得平行敷设在有轨电车轨道之下,也不得与其她地下设施上下并置。
4、在普通状况下,燃气管道不得穿过其她管道自身,如因特殊状况要穿过其她大断面管道(污水干管、雨水干管、热力管沟等)时,需征得关于方面批准,同步燃气管道必要安装在钢套管内。
5、燃气管道与其她各种构筑物以及管道相交时,应按规范规定保持一定最小垂直净距。
室内燃气管道敷设规定
在《都市燃气设计规范》GB50028-中,对室内燃气管道附设作了详细规定,重要规定如下:
(1)燃气引入管附设位置应符合下列规定:
①燃气引入管不得附设在卧室、卫生间、易燃或易爆品仓库、有腐蚀性介质房间、发电间、配电间、变电室、不使用燃气空调机房、通风机房、计算机房、电缆沟、暖气构、烟道和进风道、垃圾道等地方。
②住宅燃气引入管宜设在厨房、外走廊、与厨房相连阳台内等便于检修非居住房间内。
当确有困难时,可从楼梯间引入(高层建筑除外),但应采用金属管道且引入管阀门宜设在室外。
③燃气引入管宜沿外墙地面上穿墙引入。
但室外露明管段上端弯曲处应加不不大于DN15清扫用三通和丝堵,并作防腐解决。
寒冷地区输送湿燃气时还应做保温。
④引入管也可埋地穿过建筑物外墙或基本引入室内,当引入管穿过墙或基本进入建筑物后应在短距离内出室内地面,不得在室内地面下水平附设。
(2)建筑物设计沉降量不不大于50mm时,可对燃气引入管采用如下保护办法:
①加大引入管穿墙处预留洞尺寸;
②引入管穿墙前水平或垂直弯曲2次以上;
③引入管穿墙前设立金属柔性管或波纹补偿器。
(3)燃气引入管最小公称直径应满足如下规定:
①输送人工燃气和矿井气不应不大于25mm;
②输送天然气不应不大于20mm;
③输送气态液化石油气不应不大于15mm。
(4)燃气引入管阀门应设在室内,对重要顾客还应在室外另设阀门。
(5)输送湿燃气引入管,埋设深度应在土壤冰冻线如下,并宜有不不大于0.01坡向室外管道坡度。
(6)燃气水平干管和立管不得穿过易燃易爆品仓库、配电间、变电室、电缆沟、烟道、进风道和电梯井等。
(7)室内水平干管宜明设,当建筑设计有特殊美观规定期可附设在能安全操作,通风良好和检修以便吊顶内,并应符合规范中有关规定。
(8)燃气立管不得附设在卧室或卫生间内。
立管穿过通风不良吊顶时应设在套管内。
(9)室内立管应明设,也可设在便于安装和检修管道竖井内时,此时应符合规范中相应规定。
(10)高层建筑燃气立管应有承受自重和热伸缩推力固定支架和活动支架。
(11)燃气支管宜明设。
燃气支管不适当穿过起居室(厅)。
附设在起居室(厅)走到内燃气管道不适当有接头。
当穿过卫生间、阁楼或壁柜时,燃气管道应采用焊接连接(金属软管不得有接头),并设在钢套管内。
(12)输送干燃气室内燃气管道可不设坡度。
输送湿燃气(涉及气相液化石油气)管道,其附设坡度不适当不大于0.003。
燃气表先后湿燃气水平支管分别坡向立管和燃具。
(13)室内燃气管道不应敷设在潮湿或有腐蚀性介质房间内。
当必要敷设时,必要采用防腐蚀办法。
输送湿燃气燃气管道附设在室温低于0℃或输送气相液化石油气管道处环境温度低于其露点温度时,其管道应采用保温办法。
(14)室内明设燃气管道与墙面净距,当管径不大于DN25时,不适当不大于30mm;
管径在DN25~DN40时,不适当不大于50mm;
管径等于DN50时,不适当不大于60mm;
管径不不大于DN50时,不适当不大于90mm。
(15)室内管道和电器设备、相邻管道之间净距应符合表1-2规定:
3室内燃气管道水力计算
一、基本数据:
天然气成分(体积比例)
CH4
C2H4
C3H8
C4H10
天然气低热值H=39.10MJ/Nm³
密度ρ=0.872Kg/Nm³
运动粘度ν=10.10×
10-6m2/s
计算温度T=288K
管道计算办法拟定
由于该社区采用是楼栋调压,户内挂表方式,故其安装工艺流程如下:
中压管道→调压箱→低压管道→顾客→燃气表→燃具
对于各楼栋调压箱后低压庭院管段采用查表和运用公式计算校核相结合办法拟定各管段管径,详细计算环节如下:
1)对管网节点和管道编号;
2)拟定气流方向,依照各管段下游顾客数,用同步工作系数法求出各条管段计算流量;
表1-6居民生活用双眼灶或烤箱灶和热水器同步工作系数
设备类型
户数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
一种烤箱灶和一种热水器
0.51
0.44
0.38
0.36
0.33
0.3
0.28
0.26
0.25
一种双眼灶和一种热水器
0.8
0.55
0.47
0.42
0.39
0.31
0.29
0.27
3)依照拟定容许压力降,计算管线单位长度容许压力降。
4)依照管段计算流量及单位长度容许压力降查图预选管径。
5)依照所选定原则管径和计算流量,求出雷诺数判断流态,然后选取适当低压天然气管道压力降计算公式求出各管段实际压降,最后计算出总压力降。
6)检查校核计算成果。
若计算出总压力降超过容许精度范畴,则应恰当变动管径,直至总压力降不大于并趋近于规范所容许压力降为止。
社区低压管网水利计算:
计算成果列于下表中。
表-1
室外低压支路Ⅰ
管段号
额定流量Qn(m3/h)
同步工作系数k
计算流量Q(m3/h)
管径d(mm)
实际单位压降(ρ=1)
实际单位压降(ρ=0.767)
管段长度L1(m)
局部阻力系数∑§
l2(m)
当量长度L2(m)
计算长度L(m)
管段压力损失△p
0-1
8.10
0.350
2.84
40
0.50
0.38
15.5
1.3
1.00
1.30
16.8
6.44
1-2
16.20
0.250
4.05
40
1.20
0.92
3.6
1.0
1.10
4.7
4.33
2-3
15
24.30
0.220
5.35
40
0.95
0.73
6.3
7.5
5.46
3-4
20
32.40
0.210
6.80
1.60
1.23
0.90
4.6
5.65
4-5
25
40.50
0.200
2.00
1.53
15.6
1.17
25.73
5-6
30
48.60
0.190
9.23
2.10
1.61
4.3
5.3
8.54
6-7
27
28.0
45.10
7-8
60
97.20
0.176
17.11
4.00
3.07
58.9
2.73
61.6
189.08
7-9
80
129.60
0.172
22.29
53.4
1.80
55.2
169.35
7-10
100
162.00
0.170
27.54
50
6.00
4.52
2.3
3.9
17.63
管道1-2-3-4-5-6-7-8-9-10,总压力降△p=477.31pa
室外低压支路Ⅱ
1.40
1.07
56.8
1.6
1.76
58.6
62.88
64.80
0.180
11.66
3.20
2.45
79.8
2.56
82.4
202.14
1-3
6.4
19.64
管道1-2-3,总压力降△p=284.66pa
室外低压支路Ⅲ
51
53.6
131.46
7.4
22.70
管道1-2-3,总压力降△p=217.04pa
室外低压支路Ⅳ
2.20
1.69
53.2
55.0
92.74
55.4
57.2
96.45
7.2
22.09
管道1-2-3,总压力降△p=211.28pa
室外低压支路Ⅴ
0.05
0.04
9.4
1.1
1.21
10.6
0.41
0.12
0.09
3.2
4.8
0.44
0.21
0.16
8.8
10.2
1.64
0.30
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