燃气供应课程设计.doc

本 科 课 程 设 计 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CH4C3H8C4H10CmHnN2 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 710mm*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)2.2. 平均分子量计算公式：式中， 混气体的平均分子量； 各单一气体容积成分（%）； 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： 式中,混合气体的平均分子密度(kg/m3)； 各单一气体容积成分（%）；标准状态下各单一气体的密度(kg/m3)。=(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： 式中, S混合气体相对密度； 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：式中, 组分临界温度(K)； 各单一气体容积成分（）； 混合气体的平均临界温度(K)。=(98*190.7+0.3*369.9+0.3*425.2+0.4*469.5+1*126.2)/100=192.411K2.5. 临界压力计算公式： 式中, 组分压力(Mpa)； 各单一气体容积成分（%）； 混合气体的平均临界压力(Mpa)。=(98*4.641+0.3*4.256+0.3*3.8+0.4*3.374+1*3.394)/100=4.62Mpa2.6. 混合气体的运动粘度近似计算公式：式中, 各组成分的质量组分；1,2n相应各组分在0时的动力粘度（Pa*S）各组分的质量成分为：g1/u1=0.7174*98/10.6*0.744=8.92g2/u2=2.0102*0.3/7.65*0.744=0.11g3/u3=2.7030*0.3/6.97*0.744=0.16g4/u4=3.4537*0.4/6.48*0.744=0.29g5/u5=1.2504*1/17*0.744=0.09动力粘度为：=100/(8.92+0.11+0.16+0.29+0.09)=10.451*10-6 Pas运动粘度按公式计算：=/=10.451*10-5 /0.744=14.0510-5 m2/s2.7. 低热值 计算公式: 式中, 混合物气体的平均低热值(MJ/m3)； 各单一气体的容积成分（%）； 各单一气体的低热值(MJ/m3)。=(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*10-6 Pas相对密度0.575 kg/m3运动粘度14.0510-5 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040C干燥及自然通风良好的厨房内。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= KtKQnN式中,Q-燃气管道的计算流量（m3/h）； Kt-不同类型用户的同时工作系数，取Kt=1; K-相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数,取K=1.00； Qn-相同燃具或相同组合燃具的额定流量（m3/h）； N-相同燃具或相同组合燃具的数量。（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，查教材得=1时的值，求出其当量长度L2 =，从而可得管道的计算长度L=L1+L2=L1+l2式中L1管段的实际长度（m）。（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（P/L）。由于本设计的燃气密度=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P=L（P/L）。（7）计算各管段的附加压头，每米管段的附加压头值等于Hg(a -g)式中 g -重力加速度； gg -燃气密度（kg/m3）；（8）求各管段的实际压力损失，为PHg(a-g)（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150Pa（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；4. 其他说明套管应符合下列要求：（1）穿墙套管两端需高墙面50mm。穿楼板及楼梯平台时，套管应高出地面50mm，下端与下层棚顶齐平。（2）套管与管道之间的空隙用油麻填塞，穿墙时两端用石膏封堵、抹平；穿楼板时，上端用热沥青封口，下端用石膏封堵、抹平；穿基础墙时，两端用热沥青封口；套管与墙及楼板的间隙用水泥砂浆填塞、抹平。（3）套管中的燃气管道不得有焊缝和接口。（4）穿墙、楼板的燃气管套管直径比燃气管直径大两档，具体可参考下表：内管DN152025324050套管DN324050656580（5）.管道固定1）燃气管道的支架用管卡、角铁加U形箍固定。2）每层楼的立管上至少设一个固定件，高度距地面约1.5米。下垂管上设一个固定件，长度大于1.0米的表后水平管上增设一个固定件。水平管道每隔2.5米左右设置一个固定件。且固定件不得设在螺纹连接或焊缝处。5. 论述内容5.1. 合理性论述（1）避让充分：1) 管网布置时，结合房间形式，对重要房间、墙体避让；2) 燃气管道敷设时，充分考虑与电气设备相邻管道的净距；3) 燃气灶、燃气热水器、流量计的安装，考虑到与相邻设备、墙面的距离。（2）施工便利：1) 管网布置时，采用地下引入，并设计最方便的管网形式，确保了施工的便利；2) 合理确定燃气相关设备安装位置，考虑到操作施工便利性；3) 管道连接方式、管道穿楼板、穿墙面方式合理，方便施工。（3）选型先进：1) 管道材料、阀门、接头等在确保适用的同时，还兼顾经济性和先进性；2) 燃气灶、燃气热水器、流量计采用较为先进的设备，确保在使用年限内不被淘汰；5.2. 经济性论述（1）布局上，在可行性和方便性的基础上，追求最少的管道距离，确保经济性；（2）管材上，建筑物内燃气管道采用镀锌焊接钢管，镀锌钢管采用螺纹连接，在保证了输送要求的同时，实现了最小花费；另外，不盲目扩张管径，选用最经济管径，降低费用；(3)管件上，尽量少用弯头，减小阻力的同时节省了管件费用；(4)投资及运营上，在满足需要的情况下尽可能简化系统形式，没有多余的燃气部件，降低了一次投资费用以及后续运营费用，实现了维护费用最小。5.3. 可靠性论述管网计算总压降为22.2Pa，远小于允许压力降150Pa，能够承受较大的压力波动。5.4. 安全性论述（1）燃气引入管采用地下埋管形式，进入建筑物后即穿出地面，没有在室内地面下水平敷设，体现了安全性；室内燃气管道避开了客厅，卧室等人员常住房间，直接从厨房进入，保证了人员安全；（2）建筑物内燃气管道采用镀锌焊接钢管，镀锌钢管采用螺纹连接，保证了管路可靠密封；穿楼板的管道没有接缝，确保不会有泄漏危险；(3)室内燃气管道与灶具、热水器等都留有足够的安全距离，避开了高温；(4）为避免建筑物自重造成的沉降对引入管的影响，在引入管安装伸缩补偿接头以消除建筑物沉降影响；（5）燃