建筑土木燃气毕业设计计算书最终版管理资料Word格式.docx

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天然气作为优质能源在全世界发展的已经呈现很大的趋势，所以我国的天然气事业也同样也会有着长足的发展。

油气储运管网是国家基础设施建设的一部分，随着国民经济建设发展对能源和原材料，尤其是清洁能源需求量的增加，天然气输气干线和输配系统的建设将引起国家的高度重视，相应地也将会增加投资力度和加强政策支持。

目前我国累计探明天然气储量主要分布在中西部地区和近海海域，天然气开发利用受到地区性的限制，为了满足我国经济发达、能源短缺点东部及东南沿海地区的需求，我国将计划新建了六项天然气利用工程，形成了六个区域性输气管网。

这六条管道分别是：

涩北–西宁–兰州管道；

“西气东输”工程—新疆轮南–上海管道；

重庆忠县–武汉管道；

陕北–北京复线管道；

俄罗斯–东北–华北–华东管道；

引进LNG和利用海上油气资源的管道。

待这六项工程建成后，将把这些管道所在区域性管网连接起来，形成产、运、储、配、销五位一体，横穿西东、纵贯南北天然气输送网络，这样全国的天然气利用程度也将从现在的2％左右，提高到7％以上。

西气东输一线二线的逐步实施，对于我国管道沿线的地区天然气事业的发展提供了一个机遇。

西气东输"

工程是西部大开发宏伟战略的一个重要内容。

它把西部的资源和东部的市场连接起来，必将推动我国经济发展，特别是在中西部发展中发挥重大作用。

同时，东部地区更多地采用天然气作为能源，这对于改善我国燃料结构，保护环境，实行可持续发展具有深远的意义。

这一重大工程的实施，还将促进我国能源结构和产业结构调整，带动钢铁、建材、石油化工、电力等相关行业的发展。

沿线城市可用清洁燃料取代部分电厂、窑炉、化工企业和居民生产使用的燃油和煤炭将有效改善大气环境提高人民生活质量。

城市燃气是现代化城市人民生活和工业生产的重要能源。

发展城市燃气可以节约能源，减轻城市污染，提高人民生活水平，促进工业生产，提高产品质量，对加速建设现代化城市，改善城市的生态环境和投资环境具有重要意义，其社会综合效益显著。

城市燃气的发展水平也是城市现代化水平的重要标志之一，是建设现代化城市的必要条件。

随着社会的发展进步，人类对生存环境的要求越来越受到重视，传统的以燃煤为主的燃料消费结构对环境造成的巨大影响，也越来越被人类所共识，治理环境刻不容缓。

增加优质能源在城市能源消费结构中所占的比重，特别是加大城市燃气的利用，可以大大减少主要大气污染物二氧化硫、烟尘的排放量，是减少大气污染物对人体损害，提高人民生活质量的最为直接、有效的方式。

城市燃气燃烧后的废气中二氧化硫、氮氧化物的含量远低于其它燃料。

发展城市燃气，具有较好的社会效益、经济效益。

利用城市气作为工业用燃料，可以提高工业产品质量和设备利用效益，节约能源；

可以完善城市市政公共设施，改善城市的投资环境，社会效益和经济效益显著。

随着我国城镇居民生活水平的提高，人民对生活的舒适性有了更高的要求，经济性不再是消费者追求的唯一目标。

大力发展利用城市燃气，可以减轻城市居民生活的劳动量及劳动强度、改善家居环境，降低或消除液化石油气在运输、储存、销售、使用等环节上的安全隐患。

使用天然气在经济上比使用液化石油气及电能具有一定的优势。

“我国天然气大发展时代已经到来”。

随着社会的发展和生产、生活文明程度的提高，要求天然气工业有较快的发展，以改善能源结构，保护大气环境。

实现城市民用燃料气体化是城市现代化的重要标志之一，城市燃气使用采用管道供应是现代化城市的发展趋势，也是城市燃气使用事业的发展方向。

本工程主要设计的是某城市的城市燃气管网设计，门站，加气站。

首先，由于天然气是一种优质能源，对环境污染小，在今天世界上由于工业的发展对环境造成的影响是非常大的，甚至影响到我们人类的居住和生活，因此在这个时候必须有一种能源来取代传统的污染环境的能源，而天然气能源恰恰具备这些条件，在当代对社会有重要的影响。

其次天然气价格便宜，相比石油、煤炭等相关能源来说，天然气具有价格的优势，可以为社会的发展节约一些资金，民用天然气可以减少生活成本，是大家都所希望的事。

最后，是气源的充足，西气东输一线二线以及川气东输的建成并投入使用，为天然气的发展打下了坚实的基础。

由于以上原因，天然气的事业取得了飞速的发展。

所以，本工程也紧跟天然气事业的发展，采用最新最经济的方案，让设计并建成的天然气系统为该城市的发展贡献力量。

天然气的发展可以进一步促进该城经济的发展，为引进外资，发展大型工业企业奠定了基础，使该城快速的完成向现代化城市的转变。

第1章概述

地理位置

该城位于皖、鄂、赣三省交界区域中心城市，先进制造业基地，综合交通枢纽，现代化历史文化名城，滨江山水园林城市。

市域面积15398公顷，全市总人口115多万，预计10年发展人口增到190万。

该市位于江淮之间，全年气温变化的特点是冬寒夏热，春秋温和。

属于暖温带向亚热带的过度带气候性，为亚热带湿润季风气候，季风明显、四季分明、气候温和、雨量适中、春温多变、秋高气爽、梅雨显著、夏雨集中。

当然由于气候的过度型特征，冷暖气团交锋较为频繁，天气多变，降水变化大，常有旱、涝、风、冻、霜、雹等自然灾害出现。

城区概况

安庆市位于长江中下游北岸，皖鄂赣三省交界处，东与安徽省池州市、铜陵市隔江相望，南以长江与江西省九江市相连，西界湖北省黄梅、蕲春、英山三县，北接安徽省六安市、巢湖市，历史悠久、人文荟萃。

安庆自然景观秀丽安庆交通便捷、地理位置十分优越。

自古就有“万里长江此咽喉，吴楚分疆第一州”,长江流经安庆段达260公里。

民航已开通到北京、上海、广州、武汉、温州、厦门、景德镇等地航线。

合九铁路连通南北，沪蓉高速横贯东西，沿江铁路即将修建，安庆人民百年的大桥梦已成现实，长江天堑变通途。

安庆发展较快，前景广阔，是一座充满生机与活力的城市。

境内地貌多样，气候温和。

为将安庆建成长江流域重要的区域性交通枢纽、商贸物流中心和现代化综合性大城市而奋斗。

本设计中该区规划面积约为65平方公里，人口约为130万。

自然条件与地质条件

该城属亚热带季风性湿润气候,气温：

（1）℃

（2）℃，℃,年主导风向：

以东风为主，，。

最大冻土深度:

11cm

地质:

抗震防列度为8度。

气源情况

目前安徽省境内共有燃气干线三条，均已建成投产。

（1）江北联络线

江北联络线由安徽省天然气公司投资建设，起点为川气东送安庆分输站，终点为肥东县，,管径DN400，×

108Nm3/a（×

108Nm3/a）。

（2）定合支线

定合支线由中石油投资建设，起点为西气东输定远分输站，终点为肥东县，，管径DN400，×

108Nm3/a。

（3）西气东输刘巷子分输站

中石油西气东输主干线（设计压力10MPa，管径DN1000）在安徽省定远设有分输站。

本规划确定天然气为安庆市城区燃气发展的主气源，近、远期均以天然气为主，来源于江北联络线。

供气范围与原则

供气原则

国家的供气原则不仅涉及到能源政策及环境保护政策而且与当地的具体情况，条件密切相关。

首先应从提高热效率和节约能源的方面考虑。

（1）优先供应城市居民生活用气

（2）尽量满足供气范围内的公共建筑用气

（3）适当发展工业用户，对于有利于调峰及用煤气后对能节约能源，提高产品质量和生产效益的工业企业优先安排。

供气范围

本设计主要气化该城四区，可气化的人口达130万居民，同时对供气范围内的宾馆，饭店，托幼，医院等公共福利设施以及对所有工业用户供应天然气。

由于该城城面积不大，属于中小型的城镇，此次设计采用的中压一级和中低压两级两种方案，均能对该城全城供气，覆盖面较广，本设计虽为近期规划，但规划的时间较长。

第2章燃气质量要求及燃气的加臭

城镇燃气质量指标应符合下列要求：

（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；

《城市燃气分类》GB/T13611的规定采用，并应适当留有余地。

，天然气的质量指标：

（1）天然气的发热量、总硫量和硫化氢含量、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。

主要规定叙述如下：

1）

；

2）总硫量小于270

3）硫化氢含量小于20

4）二氧化碳含量小于3%（体积）；

5）无游离水。

城镇燃气是具有一定毒性的爆炸性气体，又是在压力下输送和使用。

由于管道及设备材质和施工方面存在问题和使用不当，容易造成漏气，有引起爆炸、着火和人身中毒的危险。

因此，当发生漏气时应能及时被人们发觉进而消除燃气的泄露。

所以需要对没有臭味的燃气进行加臭。

作为城镇燃气的气源，如干馏煤气、水煤气、油制气、天然气和液化石油气多数含有硫化物，因此其本身都具有臭味。

仅部分地区使用的天然气有时不含硫化物，要求经过加臭后才进行输配使用。

城镇燃气中加臭剂的最小量：

一是无毒燃气（一般指不含一氧化碳、氰化氢等有毒成分的气体）泄露到空气中，达到爆炸下限的20%时，应能察觉；

二是有毒燃气（一般指含一氧化碳、氰化氢等有毒成分的气体）泄露到空气中，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，%（体积分数）时，应能察觉。

加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味，不应对人体、管道或与其接触材料有害，其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。

常用的加臭剂有四氢噻吩（THT）、三丁基硫醇、乙硫醇、乙硫醚、甲硫醚等。

第3章气源基本参数的确定

燃气成分及基本性质

燃气是由多种可燃气体和不可燃气体组成的混合气体。

其中可燃气体有碳氢化合物、氢和一氧化碳等，不可燃气体有二氧化碳、氮和氧等。

随着燃气工业的发展，城镇燃气的种类越来越多。

而确定城镇输配系统的压力级制、管径、燃气管网构筑物及防护和管理措施，都与燃气的种类有关；

同时燃烧设备是按某一特定的燃气组分设计、制造的，虽然燃具能够适应燃气组分在一定范围的变化，但总有一个限度，若燃气的组分差异很大时，将引起燃烧特性的变化。

所以从燃气输配、燃烧应用和燃气互换性方面考虑，为了使燃气输配企业和燃烧设备制造厂都遵守一个共同的准则，必须将燃气进行分类。

按燃气气源的种类通常可把燃气分为天然气、人工燃气、液化石油气和生物气等。

该规划的气源是天然气，来源于西气东输干线，经城区南部的门站调压送入城市管网。

燃气的基本成分组成和性质见表3-1

表3-1天然气的组分及性质

成分

CH4

C2H6

C3H8

C4H10

CO2

N2

%

97

1

分子量

摩尔容积

密度

气体常数

临界温度

临界压力

临界密度

162

210

226

225

高发热制

/

低发热值

爆炸极限下限

5

爆炸极限上限

15

13

动力粘度

运动粘度

无因次数

164

252

278

377

266

112

基本参数

基本参数主要有平均分子量、密度、临界温度与压力、气体的粘度和爆炸极限。

平均分子量可由下式算得：

（3-1）

由式（3-1）得：

M=

*（97*+2*+1*+*124+*+*）

=kg/kmol

混合气体的平均摩尔体积由下式算得:

Vm=

（3-2）

由式（3-2）得平均摩尔体积：

Vm=

*（97*+*+1*+*+*+*）

=Nm3/kmol

平均密度由下式算得:

ρ=

（3-3）

由式（3-3）得:

ρ=

相对密度由下式

S=

（3-4）

则由式（3-4）得:

平均临界压力由下式算得:

Tmc=

（3-5）

由式（3-5）得:

Tmc=

=K

临界压力可由下式算得:

Pmc=

（3-6）

由式（3-6）得:

临界压力

Pmc=

=MPa

将容积成分按下式换算为质量成分:

gI=

（3-7）

根据式（3-7）得:

Σyimi=97*+*+1*+*124+*+*

=

根据式（3-7）得CH4的质量成分:

gCH4=97*

同理可得:

=

=

=

那么，混合气体动力粘度可由下式算得:

μ=

（3-8）

又因为

=（+++++）×

106

=×

所以动力粘度为

μ=100/×

106=×

10-6

运动粘度:

ν=

10-6/=×

10-5

将成分中的惰性气体按《燃气输配》P23按照图1-23与可燃气体进行组合：

yC3H8+yN2=（2+1）%=3%比率=惰性气体/可燃气体=

yC4H10+yCO2=（+）%=1%比率=惰性气体/可燃气体=1

由图1-13可查得上述组分爆炸极限相应为4%-15%和8%-73%

天然气的爆炸极限由下式算得：

L=

（3-9）

Yi—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（%）

Li—未与惰性气体组合可燃气体成分的爆炸极限（体积%）

—某可燃成分与某一惰性气体混合气体在混合组分中的容积成分（%）

—某可燃成分与某一惰性气体混合气体在混合组分中的爆炸极限（体积%）

由式（3-9）得:

Ll=100/（3/4+1/8+95/+2/）=%

Lh=100/（3/15+1/73+95/15+2/13）=%

高发热值可由下式算得：

HS=

（3-10）

由式（3-10）得：

（97*+*+3*+*）

=MJ/Nm3

低发热值由公式计算得：

Ht=

（3-11）

由式（3-11）得：

Ht=

*（97*+*+*+*）

=MJ/Nm3

第4章用气量的确定

供气对象

本规划的供气对象为规划范围内的居民、商业、工业、采暖及燃气空调用户、天然气汽车。

根据《城镇燃气设计规范》GB50028－2006所确定的用气量范围及供气原则，考虑到安庆地区某市各类用户的用气特点及价格差异，本规划将用户分类如下：

供气原则

根据国家的能源利用方针、政策，以及安庆地区某市的实际情况，确定本规划的供气原则如下：

（1）管道天然气的建设按照近、远期分期实施，做到近、远期相结合；

（2）城市管道燃气的供气范围应符合《城镇燃气设计规范》、《城镇燃气技术规范》的要求；

（3）近期优先供应具备气化条件的居民用户及部分商业用户；

（4）远期积极发展商业用户、燃气空调及工业用户，并对使用柴油、液化石油气的用户也应推进燃料的替换；

（5）突出社会效益、环保效益和经济效益，积极发展燃气汽车用户。

规划人口及普及率

根据现行《安庆市总体规划》（2004－2020）等上位规划，并考虑到天然气供应管网布置的合理性以及供气的安全可靠性，本规划天然气供应系统将在规划期内逐步覆盖安庆地区某市主城区。

结合上位规划，现对天然气供应人口分别预测如下：

根据图纸标示计算可知，现在安庆地区某市全城户籍总人口130万人。

根据现行地区人口增长趋势，‰。

下面采用常用的综合增长率法来预测近期末安庆地区某市城区的人口规模。

（）

式中，Pt——为预测年末人口规模（万人）；

P0——为预测基准年人口规模（万人）；

r——为人口综合增长率（%）；

n——为预测年限；

以现在图示人口数为基数进行计算，则2015年末的人口规模P2015=130×

（1+‰）3=。

确定近、远期人口规模如表4-0所示（）。

表4-0人口规模预测

期限

年份

人口规模（万人）

户数（万户）

近期末

2015

130

37

远期末

2020

47

安庆地区某市城区内目前部分的居民和商业用户使用液化石油气，大部分是管道天然气用户。

估算近期末2015年安庆地区某市城区管道天然气的普及率约为96%；

按远期估算远期2020年管道燃气的气化率98%。

居民年用气量

（1）居民住宅炊事和热水燃气器具的类型和数量

（2）住宅是否有热水管网供应热水

（3）气候条件及当地居民的生活状况

（4）家庭生活服务设施社会化的普及程度及居民利用程度

（5）当地的煤气售价

该城有四个区，其中第三区为非集中供暖用户，其他三个区为集中供暖用户。

根据该地区的自然情况和当地居民的经济水平并结合有关规范的推荐值和全国类似城市居民用气指标，该城的居民用气指标规定如下：

有集中供暖用户用气指标取3000MJ/（人•年）

无集中供暖用户用气指标取2700MJ/（人•年）

四个区的人口密度，面积，汽化率列于表4-1

表4-1各区基本情况一览表

分区

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

人/公顷

570

580

560

540

公顷

居民面积

人口数N

193650

137240

264658

17535

汽化率

96%

97%

93%

注：

人口数为人口密度与居民面积的乘积

年用气量由下式计算：

Qy=

（4-1）

其中Qy—居民年用气量，Nm3/y

N—人口数，人

k—城镇居民气化率，百分数

q—居民用气量指标，MJ/（人•年）

集中供暖用户q=3000MJ/（人•年）

无集中供暖用户q=2700MJ/（人•年）

Hl—燃料的低发热值，MJ/Nm3

根据各区的人口，气化率，及供暖情况结合公式（4-1）计算各区的年用气量列表4-2

表4-2各区年用气量一览表单位Nm3/h

合计

Qy

×

：

（1）2005年起，要求公共建筑节能50%。

节能建筑的修建以及对已有建筑采取节能措施，使建筑的耗热降低。

（2）食堂，餐饮业，宾馆内一些电器设备取代燃气炊事设备，和热水燃气设备的更新，使得耗气量相对减少。

（3）太阳能热水器的普及。

（4）当地民用燃料及民用电售价等。

（5）居民生活水平的提高，消费方式的发生转变。

居民用气相对减少，餐饮业的