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燃气课程设计说明书
土木建筑学院
课程设计(论文)说明书
课程名称:
《燃气输配》课程设计
设计题目:
临江小区燃气供应工程设计
专业:
建筑环境与能源应用工程班级:
2011—2
设计人:
指导教师:
2014年6月25日
课程设计任务书
专业(方向):
建筑环境与能源应用工程班级:
2011-2
学生姓名:
学号:
一、课程设计题目:
临江小区燃气供应工程设计
二、原始资料:
(1)小区平面规划图:
所有建筑层高按二十一层计,平面图中的单位均为mm。
(2)气源:
液化石油气(气态),密度1.33kg/Nm³,热值95.5MJ/Nm³,气体的运动粘度25×10-6m²/s。
(3)每栋建筑50%的用户有热水器(负荷50MJ/h)和双眼灶(负荷25MJ/h),50%用户只有双眼灶(负荷25MJ/h),暂不考虑公共建筑和商业用气。
(4)气源中压压力0.4MPa,低压管道起点压4350Pa,允许总压降(不包括室内压降)1750Pa。
三、设计应解决下列主要问题:
(1)用户用气量的确定;
(2)小区燃气管线的平面布置及相关设备的选择;(3)小区燃气管网水力计算;(4)小区燃气工程图纸绘制。
四、设计图纸:
小区燃气输配系统平面布置图、小区管道水力计算图、阀门井大样图、用户引入管大样图
五、命题发出日期:
2014.6.25设计应完成日期:
2014.7.11
设计指导人(签章):
系主任(签章):
日期:
年月日
指导教师对课程设计评语
指导教师(签章):
系主任(签章):
日期:
年月日
摘要:
随着人类社会的发展和环保要求的提高,气体燃料作为洁净能源在世界能源消费结构中所占的比重将越来越大。
天然气使用方便,具有较高的环境效益和社会效益,因此,天然气的应用越来越广泛。
天然气历史较长,目前是我国若干城市燃气的重要气源之一。
本设计为天然气供应工程设计,主要包括临江小区生活区燃气管网设计。
临江小区多是居民居住建筑中心处有公共活动区,小区北部有部分工业企业建筑。
本设计暂不考虑公共建筑与工业企业建筑的天然气供应。
小区共有21栋居民居住建筑,共1764户。
本设计的主要内容包括:
结合临江小区的位置、规模等情况,确定合理的天然气供应方案和输配方案;确定燃气调压柜的数目,并进行布置,根据选择的输配方案进行小区低压管网布线,依据规范绘制小区总平面布置图;根据压损平均法预选管径;通过水力计算确定管径,绘制水力计算图;对调压柜,阀门井进行了详细设计,绘制大样图;选择了阀门、凝水缸等管道附属设备。
关键词:
天然气;管网;设计;水力计算;调压柜;阀门井
目录
1设计概述·····························································6
1.1工程简介·······························································6
1.2设计任务·······························································6
1.3设计原始资料···························································6
1.4设计的基本依据·························································6
2燃气管道设计·························································6
2.1负荷计算·······························································6
2.2燃气管道的布置·························································8
2.2.1布置原则·····························································8
2.2.2临江小区燃气管道布置·················································9
2.3燃气管道水力计算······················································9
3设备选择····························································30
3.1管材的选择····························································30
3.2调压箱的选择··························································30
3.3阀门、补偿器的选择·····················································31
3.4凝水缸的选择··························································32
工程验收································································32
总结····································································33
参考文献································································33
1设计概述
1.1工程简介
本设计为天然气供应工程设计,主要包括临江小区生活区燃气管网设计。
临江小区多是居民居住建筑中心处有公共活动区,小区北部有部分工业企业建筑。
本设计暂不考虑公共建筑与工业企业建筑的天然气供应。
小区共有21栋居民居住建筑,共1764户。
本设计的主要内容包括:
结合临江小区的位置、规模等情况,确定合理的天然气供应方案和输配方案;确定燃气调压柜的数目,并进行布置,根据选择的输配方案进行小区低压管网布线,依据规范绘制小区总平面布置图;根据压损平均法预选管径;通过水力计算确定管径,绘制水力计算图;对调压柜,阀门井,用户引入管,凝水器,进行了详细设计,绘制大样图;选择了阀门、凝水缸等管道附属设备。
1.2设计任务
(1)确定小区用户用气量;
(2)小区燃气管线的平面布置及相关设备的选择;
(3)小区燃气管网的水力计算;
(4)小区燃气工程图纸绘制,包括平面图、水力计算图和设备大样图。
1.3设计原始资料
(1)各小区平面规划图:
所有建筑层数按九层计,平面图中的单位均为mm。
(2)气源:
密度1.33kg/Nm³,热值95.5MJ/Nm³,运动粘度取25×10-6m2/s。
(3)每栋建筑50%的用户有热水器(负荷50MJ/h)和双眼灶(负荷25MJ/h),50%
用户只有双眼灶(负荷25MJ/h)),暂不考虑公共建筑和商业用气。
(4)调压站进口压力0.4Mpa,低压管道起点压力(调压站出口压力)4350Pa,管道允许总压降(不包括室内压降)1750Pa。
1.4设计的基本依据
(1)建筑燃气设计手册
(2)城市燃气设计规范GB50028-2006
(3)城市燃气输配工程施工及验收规范CJJ33-2005
2燃气管道设计
2.1负荷计算
(一)基础资料
1临江小区居民生活用气量
临江小区居民楼21栋,各栋住户用气量如表2-1:
楼号
1
2
3
4
5
6
7
流量(Nm³/h)
29.5
25.79
25.79
25.79
25.79
37.39
25.79
楼号
8
9
10
11
12
13
14
流量(Nm³/h)
25.79
25.79
37.39
37.39
25.79
14.9
14.9
楼号
15
16
17
18
19
20
21
流量(Nm³/h)
25.79
25.79
14.9
25.79
25.79
37.39
37.39
2燃气供应
供应燃气为液化石油气(气态),其设计基本参数如下:
燃气密度0.772kg/Nm³,热值95.5MJ/Nm³,运动粘度取25×10-6m2/s;
调压站进口压力0.4Mpa,低压管道起点压力4350Pa,管道允许总压降1750Pa。
3用户灶具配置
(1)50%用户只安装双眼灶,50%用户同时安装双眼灶和热水器
(2)燃具的热负荷:
热水器(负荷50MJ/h);双眼灶(负荷25MJ/h)
4泰山小区区域平面布置,如图2-1.
(二)设计计算
1绘制管道布线图
(1)根据区域平面图绘制出管道布线图,如图2-2;
(2)根据最不利环路,对各计算节点进行编号,对于有管道及算流量、管径、气流方向改变或变化的位置均应编上节点号;
(3)在图上应标出气流流动方向和管道坡度,标明调压柜和阀门井的位置。
2计算管段计算流量
对于庭院管道小时计算流量公式2-1进行计算:
Qh=∑N×K×Qn式(2-1)
式中K是燃具同时工作系数,Qn为该类型燃具的额定流量,N为同一类型燃具数目。
Qn=负荷/热值
热水器和双眼灶用户:
Qn=(50+25)/37.5=2Nm³/h
双眼灶用户:
Qn=25/37.5=0.67Nm³/h
以管道a2-1,a3-2为例进行计算:
管段a2-1:
有热水器和双眼灶用户数0,同时工作系数0,;只有双眼灶用户数21,同时工作系数0.55
所以得,15-16:
Qh=0×0×2+21×0.55×0.67=7.79Nm³/h
管段14-15:
有热水器和双眼灶用户数21,同时工作系数0.29,;只有双眼灶用户数21,同时工作系数0.55
所以得,14-15:
Qh=9×0.29×2+9×0.55×0.67=14.90Nm³/h
其他管段流量如表2-2:
2.2燃气管道的布置
2.2.1布置原则
(1)地下管道与构筑物和相邻管道之间垂直净距(m)按表2-3规定
表2-3地下管道与构筑物和相邻管道之间垂直净距
项目
地下燃气管道(当有套管式以套管计)
给水管、排水管或其他燃气管道
0.15
热力管的管底沟或顶
0.15
电缆
直埋
0.50
在导管内
0.15
铁路轨底
1.20
有轨电车轨底
1.00
注:
如受地形限制布置有困难。
而又确无法解决时,经与有关部门协商,采取行之效
的措施后,表中规定的净距,均可适当缩小。
(2)地下燃气管道应埋设在冰冻线以下,但其最小覆土深度(路面至管顶),应符合以下要求。
Ⅰ埋设在车行道下时,不得小于0.8m;
Ⅱ埋设在非车行道下时,不得小于0.6m;
Ⅲ分配管最小覆土深度,不得小于0.5m。
(3)地下燃气管道应破相凝水缸,其坡度一般不小于0.003。
布线时尽量做到坡度与地面坡度一致,以减少土方量;凝水缸设在管道最低点,量相邻凝水器之间距离一般不大于500m。
(4)地下燃气管道穿越城镇主要干道是,应敷设在套管内,并应符合下列要求。
Ⅰ套管直径应比燃气管道直径大100mm以上,套管或地沟两端应密封,在重要地段和地沟应装检漏管;
Ⅱ套管端部距路堤坡脚距离不应小于1.0m,并在任何情况下应满足下列条件;
a.距铁路边轨不应小于2.5m;
b.距电车道边轨不应小于2.0m;
c.燃气管道宜垂直穿越铁路、电车轨道和公路。
(5)燃气管道不得在底地下穿过房屋及其他建筑物,不得平行敷设在电轨道之下,也不得与其他地下设施上、下并置。
2.2.2临江小区管线布置图
见图2-2
2.3燃气管道水力计算
(一)低压庭院管道水力计算
1.管段编号,选择最不利环路;
2.根据最不利环路管长和允许压力确定估计比摩阻,即允许压力与管长的比值;
3.根据计算流量及估计比摩阻,查出各管段的管径d;
4.根据计算流量及查图得到的管径,查出各管段的比摩阻R;
5.对R进行密度修正,然后计算沿程阻力;
6.确定局部附件三通及弯头,查得局部阻力系数,填入水力计算表2.2和2.3;
7.将沿程阻力与局部阻力相加得管段总阻力,填入上表;
干线以管段H-G为例说明:
干线总长410m,允许压力降为1750pa,估算比摩阻为:
1750/410=4.27(pa/m)(换算为密度为1kg/m3时为5.53)。
管段G-H:
管长L=30.5m,流量Q=159.89Nm³/h,根据估算比摩阻和管段流量查得管径d=125mm,查得比摩阻并修正R=0.83Pa/m,沿程阻力为P1=0.83×30.5=25.249Pa,局部阻力系数为一个三通直流§=1.0,一个异径接头§=0.35,总阻力系数§=1.65,局部阻力为P2=
=
=4.3073pa,
总阻力=25.249+4.3073=25.5563Pa。
支线以管段B-B1为例说明:
该管段资用压力为432.137Pa,该支线总长为64m,估算比摩阻为432.137/64=8.66(pa/m)(换算为密度为1kg/m3时为11.22)。
管段B2-1:
流量=6.16Nm³/h,查得管径d=25mm,查得比摩阻并修正R=5.34Pa/m,沿程阻力为40.017Pa,局部阻力系数为一个三通直流§=1.0,一个弯头§=1x1.1,总阻力系数§=14.1,所以,该管段局部阻力为P2=
=
=56.394pa,总阻力=40.017+56.394=96.411Pa。
同理得到管段B3-2、B4-3、B-4的总阻力分别是157.939pa、42.496pa、121.579pa。
8.校核总压降,根据压损平均法的出的总阻力小于该管段资用压力,且其平衡率小于10%,所以不用进行调整,如果大于其资用压力则需适量放大管径,或增加阀门再进行校核,直到总压降小于允许压降,且其平衡率小于10%。
将结果列在水力计算表2-3中。
(二)绘制管道水力计算图
根据水力计算的结果绘制水力计算图,该图应包括以下内容:
1.庭院管道布置;2.管段编号;3.计算流量;4.管段长度;5.管径。
(三)设计图纸
1.绘制庭院燃气管道平面布置图,该图包含局部构件,管道与建筑物的相对位置;
2.管道穿越公路,由于该小区中均为低压管道,所穿公路均为小区内公路,交通也不繁忙,可以不设检漏管;
3.阀门井,两个阀门井均为单管阀门井,阀门采用球阀;
4.凝水器,由于管道均为钢制的,所以凝水缸也采用钢制的,安装要求:
装于主干管中间位置。
图2-1:
图2-2:
3设备选择
3.1管材的选择
本设计中的管道均选用镀锌钢管,采用焊接的连接方法,设计中用天津钢管集团生产的无缝钢管,设计中用到的管材规格如表3-1:
表3-1管道规格
公称直径
DN2550
DN32
DN40
DN50
DN70
DN125
DN219
外径
32
40
48
60
75
140
231
壁厚
3.5
4
4
4
3.5
4
6
3.2调压箱的选择
该小区使用的天燃气,中压管线的压力为0.4Mpa,庭院低压管道的起点为
4350Pa,最大计算流量568.86Nm³/h,根据以上数据选取楼栋调压柜型号为
THN-400M产品来源:
深圳亚威华公司。
其技术参数见表3-2:
表3-2调压柜技术参数表
型号
RTX50/80-Q
调压器
意大利TARTARINIA/109
进气口压力范围p1(MPa)
0.02~0.5
出气口压力范围p2(KPa)
1~30
流量(Nm³/h)
≤600
调节精度
±5%
进气口法兰(GB)
DN50
出气口法兰(GB)
DN80
箱体尺寸(长×宽×高)mm
1380×900×1420
(1)产品说明
广泛适用于燃气输配、居民小区、餐厅、锅炉、工业窑炉等。
可用于天然气、煤气、石油液化气等各种非腐蚀性气体的压力调节、稳压控制、计量、远程监测。
(2)产品特点
Ⅰ二路自动调压,一用一备,自动切换;一路旁通,手动调压;
Ⅱ直接作用式调压器,内置平衡阀,反应迅速;调压范围广,稳压精度高,零流量自动关闭;
Ⅲ超压紧急切断,人工复位;
Ⅳ不锈钢滤芯,过滤精度高,使用寿命长;
Ⅴ进出口为GB法兰,内部构件标准化,使用维护方便。
(3)调压柜系列配置表见表3-3:
表3-3调压柜系列配置表
序号
部件名称
单位
数量
产地
备注
1
调压器
套
2
意大利TARTARINI
2
切断阀
套
2
英国JEAVONS
选装
3
压力表
块
2
德国WIKA
4
微压表
块
2
日本PRO
5
放散阀
个
1
美国FISHER
6
手动调节阀
个
1
国产
7
流量计
台
1
德国ELSTER
选装
8
蝶阀
个
2
意大利FIORENTINI
9
球阀
个
4
国产
10
过滤器
台
2
国产
11
差压表
块
2
意大利TARTARINI
12
绝缘接头
个
2
国产
3.3阀门的选择
本设计中选用河南省高山阀门有限公司生产的RQ41F-25型燃气球阀。
本阀门适用于工作温度≤100℃的液化石油气、天然气等介质及要求严格防漏防火的管路上作启闭装置用。
主要性能规范见表3-4:
表3-4RQ41F-25型燃气球阀的主要性能规范
公称压力
试验压力(Mpa)
工作温度(℃)
适用介质
壳体
密封
2.5
3.8
2.8
≤100
燃气、水、油品等
主要零件材料见表3-5:
表3-5RQ41F-25型燃气球阀的主要零件材料表
零件名称
阀体、阀盖
阀杆
填料
球体
密封圈
材料
WCB
2Cr13
增强聚四氯乙烯
2Cr13
增强聚四氯乙烯
3.4凝水缸的选择
由于使用的管道是钢管,宜使用钢制凝水器。
根据主干管的规格,选择以下凝水器,其规格见表3-6:
表3-6凝水器的规格表
公称直径DN(mm)
200
华北院图号
M227
尺寸(mm)
L
1102
A1
815
A2
702
α
210
R
217.5
B1
435
B2
322
H
798
h
511
壁厚t(mm)
11
底板厚b(mm)
16
重量(㎏)
251
工程验收
建筑燃气管道竣工验收内容:
庭院管道工程、调压器、入户管。
建筑燃气管道竣工验收基本要求:
1.所有埋地管道必须能承受地通过的动和静荷载,且不会引起管道变形和断裂。
2.所有埋地管道及其接口不得有漏气现象。
3.所有阀件启闭方便,关闭后阀件两侧不得有互泄现象。
4.调压设备在规定大的参数范围内可靠运行。
5.入户管到位置符合安全要求,且管线各部位严密可靠。
6.用户计量准确,灵敏可靠。
钢管焊口检验合格后,进行焊口探伤检查,焊口无损伤检验合格后进行防腐绝缘层施工。
试压验收:
燃气管道经吹扫合格后,之后进行试压及强度试验和气密性实验。
总结
通过本次课程设计,我对于小区庭院燃气管道布置有了一定的了解,对所学的《燃气输配》课程有了更深的理解。
掌握了小区庭院燃气输配系统设计的一般方法,掌握了居民用气流量的计算方法,掌握了枝状燃气管网水力计算方法,学会了燃气管道及管件的选型,了解了现行的设计规范、标准,并学会了使用规范和标准的方法。
通过本次课程设计,我学会了通过各种渠道搜集、查阅文献、资料。
提高了自己的理论分析能力和设计能力,熟悉了CAD的应用,掌握了一定的计算机应用能力和编写工程说明书的能力,培养了利用所学知识分析和解决实际工程问题的能力,为以后的学习和工作奠定了坚实的基础。
设计期间,指导老师张长兴老师认真指导,在设计中提供了很多资料和宝贵的建议,在此致以衷心的感谢!
参考文献
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中国计划出版社,2006
[2]段常贵.燃气输配(第三版).北京:
中国建筑工业出版社,2004
[3]袁国汀.建筑燃气设计手册.北京:
中国建筑工业出版社,1999
[4]中华人民共和国国家标准.城镇燃气输配工程施工及验收规范(CJJ33-2005).北京:
中国计划出版社,2005
[5]邓渊.煤气规划设计手册[M].北京:
中国建筑工业出版社,1999
[6]魏菊香.浅议城市燃气管网建设[J].城市热力,2005(3):
9~10
[7]曹国洪.燃气工程施工[M].北京:
中国建筑工业出版社,1994
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