燃氣設(shè)計說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)摘 要城市燃氣是城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是城市能源供應當中一個重要組成部分，它為城市工業(yè)、商業(yè)和居民生活提供優(yōu)質(zhì)氣體燃料。城市燃氣輸配系統(tǒng)的絕大部分系統(tǒng)的絕大部分工程量，屬與城市地下基礎(chǔ)工程。本設(shè)計的主要內(nèi)容為老城區(qū)天然氣供應的規(guī)劃。該設(shè)計使用的天然氣管道主要是無縫鋼管。XX區(qū)總供氣面積為237公頃，人口達9.48萬，屬于小型城市，居住也比較集中。進行規(guī)劃時除建設(shè)接收長輸管線天然氣的門站外，還設(shè)置區(qū)域調(diào)壓站。因此，除管網(wǎng)的水利計算外，還有門站，區(qū)域調(diào)壓站的設(shè)備選型

2、計算。本設(shè)計囊括了從長輸管線到門站，經(jīng)過區(qū)域調(diào)壓站最后進入?yún)^(qū)域管網(wǎng)的過程。幸福小區(qū)有79棟樓，共948戶，包括了平面管網(wǎng)的布置，用戶引入管的設(shè)計，單管閥門井的設(shè)計，凝水缸的設(shè)計。關(guān)鍵詞：天然氣 門站 管道 工藝流程 節(jié)點壓力 流量 AbstractCity gas is an important city-building infrastructure as urban energy supply.It is also an important component of the urban industrial, commercial and residential gas by the wa

3、ys of providing quality gas . City gas transmission and distribution system is a basic project of the urban underground works in the vast majority of engineering systems.The main elements of the design is the planning of natural gas supply in Laocheng district . Seamless steel pipe is used as gas pi

4、peline in this design. Laocheng district which covers a supply area of 237 hectares , population 94,800, is a small city and the living is also relatively concentrated. Not only is a gas storage and distribution station in need ,but also a regional regulator station need to be set up when planning t

5、o receive long-distance pipeline. Therefore, in addition to the water pipe network computing, there are equipment selections of Storage and Distribution Station, regional regulator stations .The design mainly includes long-distance pipelines from the reservoir distribution stations, regulator statio

6、ns, after the regional final to enter the process of regional pipeline network. There were79 residential buildings, a total of 948, in Xingfu area.The layout of flat pipe network , the design of user conductor and the design of condensate water tanks are included .Key words: Natural Gas ；Storage and

7、 Distribution Station ； pipeline；Technological process ；joint pressure；flux目 錄 TOC o 1-2 h z u 31 原始資料本設(shè)計所給的圖紙包括城市規(guī)劃資料（附城市規(guī)劃圖）、小區(qū)平面圖（未標明層數(shù)的建筑以6層計）。1.1 用氣量指標城市人口密度：400人/公頃，氣化率94%，無集中供暖。城市用氣量指標選擇（1）城市居民生活用氣量指標可以按如下選擇：無集中供暖的用戶：1884-2303MJ/（人.年）公共建筑用氣量指標按下表選擇表1.1 公共建筑用氣量指標類別單位用氣量指標職工食堂（人數(shù)為總?cè)丝诘?%）MJ/（人.年

8、）1884-2303飲食業(yè)（28座/千人）MJ/（座.年）7955-9211托兒所幼兒園（入托人數(shù)占總?cè)丝诘?5%，70%入托）全托（30%）MJ/（人.年）1884-2512半托（70%）MJ/（人.年）1256-1675醫(yī)院（10床/千人）MJ/（床位.年）2931-4187旅館（10床/千人）MJ/（床位.年）3350-5024高級賓館（2床/千人）MJ/（床位.年）8374-10467理發(fā)（男女比例2：1，男，12次/人.年，概率0.7；女，6次/人.年，概率0.5）MJ/（人.年）3.35-4.19（3）工業(yè)企業(yè)用氣量指標如下表表1.2 工廠耗熱指標及班制 序號廠名耗熱指標（106千

9、卡月）班制玻璃儀器廠14412糕點廠8223糖果廠8014鉛筆廠9635毛紡廠10036印染廠60031班制工作時間為8-16時，2班制工作時間為8-24時，3班制工作時間為0-24時小區(qū)用氣量指標居民用戶：50用戶安裝雙眼灶（負荷5.6kw），50用戶安裝雙眼灶和快速熱水器(負荷10.8kw)1.2 基本參數(shù)（1）天然氣成分 CH4 89 %，C2H6 5%，C3H8 3 %，CO22%，N2 1 %， D 0.025 Kg/NM3（2）門站天然氣壓力：1.6MPa 最大凍土深度：43cm（3）不均勻系數(shù)表1.3 月用氣量占年用氣量的百分數(shù)（） 月份123456789101112系數(shù)10.4

10、10.7998.66.56.16.26.37.68.611 表1.4 日不均勻系數(shù) 星期一二三四五六日系數(shù)0.850.910.930.961.171.061.12 表1.5 小時用氣量占日用氣量的百分數(shù)（%） 小時0112233445566778系數(shù)0.50.80.61.21.36.046小時89910101111121213131414151516系數(shù)4.35.38.98.02.32.23.68.5小時16171718181919202021212222232324系數(shù)11.210.24.74.32.31.61.212 天然氣性質(zhì)的計算根據(jù)給定的燃氣成分，進行混合氣體性質(zhì)的計算：需要確定氣體

11、性質(zhì)有平均分子量、平均密度及相對密度、粘度、爆炸極限、含濕量以及干、濕燃氣的高、低熱值。設(shè)計中所用的天然氣含濕量為：dg=0.025 干燃氣表2.1 天然氣成分 組分CH4C2H6C3H8CO2N2 容積成分89 % 5% 3 %2%1%2.1 天然氣平均分子量工程上將標準狀態(tài)下，天然氣的質(zhì)量定義為天然氣的平均分子量，簡稱分子量。其計算公式如下： 式（2-1）式中：混和氣體平均分子量 各單一氣體容積成分（%） 混和氣體中個單一氣體的分子量 2.2 天然氣的平均密度單位體積天然氣的質(zhì)量，成為天然氣的密度，用符號表示： 式（2-2）式中：混合氣體的平均密度（） 混和氣體平均分子量混和氣體平均摩爾容

12、積（Nm3/kmol）平均摩爾容積計算公式： 式（2-3）式中：各單一氣體容積成分（%）各單一氣體的摩爾容積（Nm3/kmol）天然氣平均密度：2.3 相對密度在標準狀態(tài)下，天然氣密度與干燥空氣密度的比值成為相對密度，常用符號表示： 式（2-4）式中: 混合氣體相對密度（空氣為1）混合氣體的平均密度（kg/Nm3） 標準狀態(tài)下空氣的密度（）天然氣相對密度為：2.4 粘度氣體或液體內(nèi)部一些質(zhì)點對另一些質(zhì)點位移產(chǎn)生阻力的性質(zhì)，叫做粘度，包含動力粘度和運動粘度。粘度是氣體或液體內(nèi)部摩擦產(chǎn)生的阻力，當氣體內(nèi)部有相對運動時，就會因為摩擦產(chǎn)生內(nèi)部阻力。摩擦愈大，阻力愈大，氣體流動就愈困難。（1）動力粘度近

13、似計算公式如下： 式（2-5）式中: 混合氣體在0C的動力粘度（Pa.S）各組分的質(zhì)量成分相應各組分在0C的動力粘度（Pa.S）將天然氣個組分的容積成分換算成質(zhì)量成分：計算公式： 式（2-6）表2.2 各組分的動力粘度表（10-6Pa.S） CH4C2H6C3H8CO2N210.3938.6007.50214.02316.671帶入得天然氣的動力粘度：（2）運動粘度混合氣體的運動粘度可近似按下式計算： 式（2-7）式中: 混合氣體的運動粘度（m2/s）相應的動力粘度（PaS）混合氣體的密度（kg/Nm3） 帶入得天然氣運動粘度： 2.5 爆炸極限可燃氣體在空氣中的濃度低于某一極限值時，氧化反應

14、產(chǎn)生的熱量不足以彌補散失的熱量，使燃燒不能進行；當其濃度超過某一極值時，由于缺氧也無法燃燒。前一濃度極限稱爆炸下限，后一濃度極限稱爆炸上限。兩邊界值之間的這種濃度區(qū)間稱為爆炸區(qū)間。當燃氣混合氣體中含有惰性氣體時，可將某一惰性氣體成分與某一可燃氣體組合起來視為混合氣體中的一種組分，其容積成分為二者之和，按下面公式算得，爆炸極限可由燃氣輸配圖1-12、1-13查的。 式（2-8）式中 含有惰性氣體的燃氣爆炸極限（體積%）由某一可燃氣體成分與某一惰性氣體成分組成的混合組分在混合氣體中的容積成分（%）由某一可燃氣體成分與某一惰性氣體成分組成的混合組分在該混合比時的爆炸極限（體積%）未與惰性氣體組合的可

15、燃氣體成分在混合氣體中的容積成分（%）未與惰性氣體組合的可燃氣體成分的爆炸極限（體積%）將成分中的CH4與N2組合，C3H8與CO2組合，剩余C2H6由圖1-12查得CH4與N2在上述混合比時的爆炸極限為5%-15%，由圖1-13查得C3H8與CO2在上述混合比時的爆炸極限為3%-11%。由燃氣輸配表1-2查得未與惰性氣體混合的乙烷的爆炸極限為2.9%-13%。爆炸下限:爆炸上限：2.6 干濕燃氣的高低熱值單位體積或單位質(zhì)量的天然氣燃燒時，所發(fā)出的熱量稱為天然氣的燃燒熱值，簡稱天然氣熱值，單位MJ/Nm3。高熱值是指1Nm3燃氣完全燃燒后其煙氣被冷卻至原始溫度，而其中的水蒸氣以凝結(jié)水狀態(tài)排出時

16、所放出的熱量。低熱值是指1Nm3燃氣完全燃燒后其煙氣被冷卻至原始溫度，但煙氣中的水蒸氣仍為蒸氣狀態(tài)時所放出的熱量。高低熱值數(shù)值差為水蒸氣的氣化潛熱。1)干燃氣高低熱值混合可燃氣體的熱值可由熱量計測得或由單一氣體的熱值根據(jù)混合法則按下式計算： 式（2-9）式中： 混合可燃氣體的高熱值或低熱值（） 各單一氣體容積成分（%） 燃氣中可燃組分的高熱值或低熱值（） 表2.3 可燃組分的高低熱值表 組分高熱值（MJ/Nm3）低熱值（MJ/Nm3）CH439.84235.902C2H670.35164.397C3H8101.26693.240干燃氣的高熱值：干燃氣的低熱值：2）濕燃氣高低熱值干濕燃氣低熱值的

17、換算公式： 式（2-10）式中 : -濕燃氣的低熱值（濕燃氣） -干燃氣的低熱值（干燃氣） -燃氣的含濕量（干燃氣） =0.025干燃氣干濕燃氣高熱值的換算公式： 式（2-11）濕天然氣的高熱值：濕天然氣的低熱值：3 用氣量的計算3.1 各類用戶用氣量計算3.1.1居民用戶的用氣量根據(jù)各小區(qū)的面積和人口密度可算得城鎮(zhèn)總?cè)丝?，有總?cè)丝诤蜌饣士伤愕糜脷馊丝跀?shù)，有該值和居民生活用氣量指標最后得出居民用氣量。老城區(qū)面積為237公頃，人口密度為400人/公頃，無集中供暖用戶的用氣量指標為1884-2303MJ/（人年），計算取2100MJ/（人年），燃氣低熱值為36.86MJ/Nm3。老城區(qū)總口 23

18、7400=94800 人用氣人口9480094%=89112 人小區(qū)負荷891122100= MJ/年小區(qū)用氣量36.86=.07 Nm3/年計算可得城鎮(zhèn)總?cè)丝跒?4800人，用氣人口為89112人，居民年用氣量為.07Nm3/年。3.1.2公共建筑用氣量公共建筑用戶：根據(jù)由建筑面積確定的人口和公共建筑用氣量指標，計算負荷。綜合考慮影響公共建筑用氣量指標的重要因素，用氣設(shè)備的性能，熱效率、加工食品的方式和地區(qū)的氣候條件等。再結(jié)合燃氣輸配表22得公共建筑的用氣量指標確定如下： 表3.1 公共建筑用氣量指標表 類別單位用氣量指標職工食堂（人數(shù)為總?cè)丝诘?%）MJ/（人.年）1884-2303飲食業(yè)

19、（28座/千人）MJ/（座.年）7955-9211托兒所幼兒園（入托人數(shù)占總?cè)丝诘?5%，70%入托）全托（30%）MJ/（人.年）1884-2512半托（70%）MJ/（人.年）1256-1675醫(yī)院（10床/千人）MJ/（床位.年）2931-4187旅館（10床/千人）MJ/（床位.年）3350-5024高級賓館（2床/千人）MJ/（床位.年）8374-10467理發(fā)（男女比例2：1，男，12次/人.年，概率0.7；女，6次/人.年，概率0.5）MJ/（人.年）3.35-4.19 表3.2 各公共建筑用氣量 部門類別消費人次用氣量指標用氣負荷（MJ/年）用氣量（Nm3/年）職工食堂5040

20、 2100.80 .36 飲食業(yè)2823 8500.48 .81 托兒所全托3175 2200.33 .84 托兒所半托7409 1400.18 .15 醫(yī)院1008 3500.60 95720.12 旅館1008 4000.40 .42 高級賓館202 9200.06 50321.43 理發(fā)男 3.8.11 58197.83 理發(fā)女 3.8.45 10392.47 以職工食堂為例，人口占總?cè)丝诘?%，用氣量指標取為2100MJ/（人.年）該部門的消費人次 948005%=5040 該部門用氣負荷47402100=MJ/年該部門用氣量 36.86=.83Nm3/年由上表可得公共建筑總用氣量為.

21、43Nm3/年3.1.3工業(yè)用戶用氣量 表3.3 工廠用氣量 廠名班制耗熱指標年用氣負荷（MJ/年）年用氣量（Nm3/年）小時用氣量（Nm3/h）（106千卡/月）機械廠3560.4188.31木材加工廠3144.1622.71糖果廠180.2012.62玻璃制品廠32560.46403.69冶煉廠33440.68542.46以機械廠為例，耗熱指標為千卡/月,相當于MJ/月。用氣負荷12=MJ/年年用氣量36.86=.41Nm3/年小時用氣量.14123024=88.31Nm3/h 由上表可得各工廠總的年用氣量為.92 Nm3/年3.2 繪制儲氣變化曲線3.2.1儲氣罐功能儲氣罐的主要功能有以

22、下三點：1）隨燃氣用量的變化，補充制氣設(shè)備所不能及時供應的部分燃氣量。2）當停電、維修管道、制氣或輸配設(shè)備發(fā)生短暫故障時，保證一定程度的供氣。3）可用以混合不同組分的燃氣，使燃氣的性質(zhì)（成分、發(fā)熱值）均勻。3.2.2確定儲氣體積確定儲氣罐容積時，主要根據(jù)上述第一項功能。為平衡一天中的不均勻用氣設(shè)置儲氣設(shè)備，則制氣設(shè)備可以按計算月最大平均小時供氣量均勻的供氣。夜間用氣量低時，多余燃氣儲存在儲氣設(shè)備內(nèi)，以補充日間用氣量高于生產(chǎn)量時的不足部分。利用日不均勻系數(shù)確定儲氣體積表3.4 工廠小時用氣量計算表 小時0112233445566778三班制1057.171057.171057.171057.17

23、1057.171057.171057.171057.17總量1057.171057.171057.171057.171057.171057.171057.171057.17小時89910101111121213131414151516一班制12.6212.6212.6212.6212.6212.6212.6212.62三班制1057.171057.171057.171057.171057.171057.171057.171057.17總量1069.791069.791069.791069.791069.791069.791069.791069.79小時161717181819192020212

24、12222232324三班制1057.171057.171057.171057.171057.171057.171057.171057.17總量1057.171057.171057.171057.171057.171057.171057.171057.17以0-1時為例，這一時段只有三班制工廠在運轉(zhuǎn)，三班制工廠有機械廠、木材加工廠、玻璃制品廠和冶煉廠。三班制工廠的小時用氣總量 88.31+22.71+403.69+542.46=1057.17Nm3/h表3.5 城區(qū)總小時用氣量計算表 小時0112233445566778百分數(shù)0.50.80.61.21.3646居民商業(yè)91.90147.011

25、10.25220.51238.881102.52735.011102.52工業(yè)1057.171057.171057.17 1057.171057.171057.171057.171057.17小時流量1149.071204.181167.421277.681296.052159.691792.182159.69小時89910101111121213131414151516百分數(shù)4.35.38.982.32.23.68.5居民商業(yè)790.14973.891635.401470.02422.63404.26661.511561.90工業(yè)1069.791069.791069.791069.79106

26、9.791069.791069.791069.79小時流量1859.932043.682705.192539.811492.421474.051731.32631.69小時16171718181919202021212222232324百分數(shù)11.210.24.74.32.31.61.21居民商業(yè)2058.031874.28863.64790.14422.63294.00220.50183.75工業(yè)1057.171057.171057.171057.171057.171057.171057.171057.17小時流量3115.202931.451920.811847.311479.801351

27、.171277.671240.92以小時0-1為例居民和商業(yè)的平均日用氣量： (.07+.43)365=18375.09 Nm3/d0-1時段的居民和商業(yè)用氣量18375.090.5=91.9Nm3/h0-1時段的所有用戶用氣量91.9+1057.17=1149.07Nm3/h由上表可看出最大小時用氣量即高峰小時用氣量出現(xiàn)在16-17時，其值為3115.20m3/h。列儲氣容積計算表：其中表中的第2項為從計算開始時算起的燃氣供應量累計值；燃氣小時供應量包含供給居民、商業(yè)和工業(yè)三部分的總和。第4項為從計算開始算起的用氣量累計值；第2項與第4項數(shù)值之差，即為該小時末燃氣的儲存量（儲氣設(shè)備中應有的儲

28、氣量）。在第5項中找出最大和最小的數(shù)值，這兩個數(shù)值的絕對值相加即所需儲氣容積。表3.6 儲氣容積計算表 小時（時）燃氣供應量的累計值用氣量燃氣的儲存量該小時內(nèi)累計值011820.761149.071149.07671.69123641.521204.182353.251288.27235462.281167.423520.671941.61347283.041277.684798.352484.69459103.801296.056094.403009.405610924.562159.698254.092670.476712745.321792.1810046.272699.05781456

29、6.082159.6912205.962360.128916386.841859.9314065.892320.9591018207.602043.6816109.572098.03101120028.362705.1918814.761213.60111221849.122539.8121354.57494.55121323669.881989.223343.77326.11131425490.641474.0524817.82672.82141527311.401731.326549.12762.28151629132.161731.328280.42851.74161730952.923

30、250.731531.12-578.20171832773.682931.4534462.57-1688.89181934594.441920.8136383.38-1788.94192036415.201847.3138230.69-1815.49202138235.961479.839710.49-1474.53212240056.721351.1741061.66-1004.94222341877.481394.142455.76-578.28232443698.241240.9243696.681.56燃氣小時供應量 ： （.07+.12+.91）36524=1820.76Nm3/h確

31、定儲氣罐的實際容積時，應考慮到供氣量的波動，用氣負荷的誤差、氣溫等外界條件的突然改變以及儲氣設(shè)備的安全操作要求（如低壓濕式罐不易升降至極限位置等）。故儲罐的實際實際容積應有一定的富余。取儲氣罐留有20%的富余量。所需的儲氣容積為：( 3009.4+2285.22)1.2=6353Nm33.2.3繪制用氣量和儲氣量變化曲線圖3。1 用氣量和儲氣量變化曲線4 燃氣管網(wǎng)規(guī)劃4.1 燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)選擇和管線的布置原則4.1.1 燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)的選擇4.1.1.1 城市燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)城市輸配系統(tǒng)的主要部分是燃氣管網(wǎng)，根據(jù)所采用的管網(wǎng)壓力級制不同可分為以下幾個等級:一級管網(wǎng)系統(tǒng)。僅用低壓管網(wǎng)來分配和供給燃氣，一

32、般只適合用于小城鎮(zhèn)的供氣。兩級管網(wǎng)系統(tǒng)。由低壓和中壓B或低壓和中壓A兩級管道組成。三級系統(tǒng)。包括低壓、中壓和高壓的三級管網(wǎng)。多級系統(tǒng)。由低壓、中壓B、中壓A和次高壓B,甚至次高壓A的管網(wǎng)組成。本設(shè)計選用低壓和中壓A兩級管網(wǎng)系統(tǒng)來完成該城市的規(guī)劃。4.1.1.2 采用不同壓力級制的原因城市燃氣輸配系統(tǒng)中管網(wǎng)采用不同壓力級制，其原因如下：1）管網(wǎng)采用不同的壓力級制是比較經(jīng)濟的。因為大部分燃氣系統(tǒng)有較高壓力的管道輸送，管道的管徑可以選得小一些，以節(jié)省管材。如由城市的某一地區(qū)輸送大量燃氣到另一地區(qū)，則采用比較高的輸氣壓力比較經(jīng)濟合理，有時對城市里的大型工業(yè)企業(yè)用戶，可敷設(shè)壓力較高的專用輸氣管線。2）各

33、類用戶需要的燃氣壓力不同。如居民用戶和小型公共建筑用戶需要低壓燃氣，而大型工業(yè)企業(yè)則需要中壓或高壓燃氣。3）消防安全要求。在城市未改建的老區(qū)，建筑物比較密集，街道和人行道都比較狹窄，不宜敷設(shè)高壓或中壓A管道，此外，由于人口密度較大，從安全運行和方便管理的觀點看，也不宜敷設(shè)高壓或中壓A管道，而只能敷設(shè)中壓B和低壓管道。4.1.1.3 燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)的選擇在選擇燃氣輸配管網(wǎng)系統(tǒng)時，應考慮的主要因素有：1）氣源情況。燃氣的種類和性質(zhì)、供氣量和供氣壓力、氣源的發(fā)展或更換氣源的規(guī)劃。2）城市規(guī)模、遠景規(guī)劃情況、街區(qū)和道路的現(xiàn)狀和規(guī)劃、建筑特點、人口密度、居民用戶的分布情況。3）原有的城市燃氣供應情況。4）

34、對不同類型用戶的供氣方針、氣化率及不同類型的用戶對燃氣壓力的要求。5）用氣的工業(yè)企業(yè)的數(shù)量和特點。6 )儲氣設(shè)備的類型。7 )城市地理地形條件，敷設(shè)燃氣管道時遇到天然后人工障礙物（如河流、湖泊、鐵路等）的情況。8 )城市地下管線和地下建筑物、構(gòu)筑物的現(xiàn)狀和改建、擴建規(guī)劃。4.1.2 城市燃氣管道的布線原則地下燃氣管道均采用地下敷設(shè)。所謂城市燃氣管道的布線，是指城市管網(wǎng)系統(tǒng)在原則上選定后，決定各管段的位置。4.1.2.1 布線依據(jù)地下城市燃氣管道宜沿城市道路、人行便道敷設(shè)，或敷設(shè)在綠化帶內(nèi)。在決定城市不同壓力燃氣管道的布線問題時，必須考慮下列基本情況：1 )管道燃氣的壓力。2 )街道交通量和路面

35、結(jié)構(gòu)情況。以及運輸干線的分布情況。3 )街道及其他地下管道的密集程度與布線情況。4 )所輸送燃氣的含濕量，必要的管道坡度，街道地形變化情況。5 )與該管道相連接到用戶數(shù)量及用氣情況，該管道是主要管道還是次要管道。6）線路上所遇到的障礙物情況。7）土壤的性質(zhì)、腐蝕性能會冰凍線深度。8）該管道自施工、運行會萬一發(fā)生故障時，對交通紅人民生活的影響。在布線時，要決定燃氣管道沿城市街道的平面與縱斷面位置。由于輸配系統(tǒng)各級管網(wǎng)所輸氣壓力不同，其設(shè)施和防火安全的要求也不同，而且各自動功能也有所區(qū)別，故應按各自動特點進行布置。4.1.2.2 高、中壓管網(wǎng)的布置高、中壓管網(wǎng)的主要功能是輸氣，并通過調(diào)壓站向低壓管

36、網(wǎng)各環(huán)網(wǎng)配氣。因此，高壓管和中壓管道平面布置有共同點，也有不同點。一般按下列原則布置：1） 高壓管道布置在城市邊緣或市內(nèi)有足夠埋管安全距離的地帶，并應成環(huán)，以提高高壓供氣的可靠性。2）中壓管道應布置在城市用氣區(qū)便于與低壓管網(wǎng)連接的規(guī)劃道路上，但應盡量避免沿車輛來往頻繁或鬧市區(qū)的交通線敷設(shè)，否則對管道施工會管理維修造成困難。3）中壓管道應布設(shè)成環(huán)網(wǎng)，以提高其輸氣和配氣的安全可靠性。4）高、中壓管道的布置，應考慮調(diào)壓站的布點位置和對大型用戶直接供氣的可能性，應使管道通過這些地區(qū)時盡量靠近各調(diào)壓站和這類用戶，以縮短連接枝管道長度。5 )從氣源廠連接高壓或中壓管道的連接管段應采用雙線敷設(shè)。6 )由高、

37、中壓管道直接供氣的大型用戶，其用戶枝管末端必須考慮使用專用調(diào)壓站位置。7 )高、中壓管道應盡量避免穿越鐵路等大型障礙物，以減少工程量的投資。8 )高、中壓管道是城市輸配系統(tǒng)的輸氣和配氣主要干線，必須考慮近期建設(shè)和遠期規(guī)劃的關(guān)系，以延長已敷設(shè)的管道的有效使用年限，盡量減少建成后改線、增大管徑或增加雙線的工程量。9 )當高、中壓管網(wǎng)初期建設(shè)的實際條件只允許布置半環(huán)形，甚至為枝管時，應根據(jù)發(fā)展規(guī)劃使之與規(guī)劃環(huán)網(wǎng)有機的聯(lián)系，防止以后出現(xiàn)不合理的管線布局。4.1.3 燃氣管線布置平面圖圖4.1 城鎮(zhèn)管道布置平面圖4.2 調(diào)壓站4.2.1調(diào)壓站涉及類型(一)區(qū)域調(diào)壓站區(qū)域調(diào)壓站通常布置成一字形，有時也可布

38、置成型及L形。因為城市管網(wǎng)多為環(huán)狀布置，由某一個調(diào)壓站所供應的用戶數(shù)不是固定不變的，因此在區(qū)域調(diào)壓站內(nèi)不必設(shè)置流量計。調(diào)壓站凈高通常為3.23.5m，主要通道的寬度及每兩臺調(diào)壓器之間的凈距不小于1m。調(diào)壓站的屋頂應有泄壓設(shè)施，房門應向外開。調(diào)壓站應有自然通風和自然采光，通風次數(shù)每小時不宜少于兩次。室內(nèi)溫度一般不低于0，當燃氣為氣態(tài)液化石油氣時，不得低于其露點溫度。室內(nèi)電器設(shè)備應采取防爆措施。（2) 專用調(diào)壓站工業(yè)企業(yè)和公共事業(yè)用戶的燃燒器通常用氣量較大，可以使用較高壓力的燃氣，因此，這些用戶與中壓或高壓燃氣管道連接較為合理。這樣不僅可以減輕低壓燃氣管網(wǎng)的負荷，還可以充分利用燃氣本身的壓力來引射

39、空氣。因此，專用調(diào)壓站的進出口都可以采用比較高的壓力。通常用與燃燒設(shè)備毗鄰的單獨房間作為專用調(diào)壓站。當進口壓力為中壓或低壓，且只安裝一臺接管直徑小于50mm的調(diào)壓器時，調(diào)壓器亦可設(shè)在使用燃氣的車間角落處。如果設(shè)在車間內(nèi)，應該用柵欄把它隔離起來。并要經(jīng)常檢察調(diào)壓設(shè)備、安全設(shè)備是否工作正常。也要經(jīng)常檢查管道的氣密性。專用調(diào)壓站要安裝流量計。選用能夠關(guān)閉嚴密的單座閥調(diào)壓器，安全裝置應選用安全切斷閥。不僅壓力過高時要切斷燃氣通路，壓力過低時也要切斷燃氣通路。這是應為壓力過低時可能引起燃燒器熄滅，而使燃氣充滿燃燒室，形成爆炸氣體，當火焰靠近或再次點火時發(fā)生事故。4.2.2調(diào)壓站最佳作用半徑 式（4-1）

40、式中：R0調(diào)壓站的最佳作用半徑 fg調(diào)壓站折舊費占投資的百分數(shù) fln低壓管網(wǎng)折舊費占投資費用的百分數(shù) B一個調(diào)壓站的造價（元） P中壓管網(wǎng)的壓力降 b管道造價系數(shù)(元/(cm*m) 1低壓管網(wǎng)密度系數(shù) N人口密度（人/公頃） e每人每小時計算流量（Nm3/（人*h） 計算中fg取0.25，fln取0.18，B取20000元，P取4000Pa，b取50元/(cm*m)，N為400人/公頃。前面標號查詢的各區(qū)面積總和為m2，之后要設(shè)計的低壓管網(wǎng)的周長即各區(qū)周長總和為13542m。據(jù)此可算得1，計算如下： 之前算得居民用戶年用氣量為.07Nm3/年，公共建筑用戶總用氣量為.43Nm3/年，城市氣化

41、人口為89112人，由此可得每人每小時計算流量e，計算如下： 4.2.3調(diào)壓站數(shù)目的確定 式（4-2）由上式得出： 式（4-3）式中： R調(diào)壓站作用半徑 n調(diào)壓站數(shù)目 F包括街道在內(nèi)的供氣區(qū)面積上面已算得調(diào)壓站最佳作用半徑為335m，供氣區(qū)面積為263.6775公頃，據(jù)此可得： 個因上面計算用的面積缺少部分街道面積，且調(diào)壓要有一定富余量，故取用值應該大于計算值，同時，由于老城區(qū)部分居民小區(qū)位置比較偏僻，在此取12個區(qū)域調(diào)壓站來涵蓋所有居民小區(qū)。此外，由于工廠的特殊性，單獨設(shè)置專用調(diào)壓站，共5個。4.2.4調(diào)壓站布置原則調(diào)壓站是城市燃氣輸配系統(tǒng)中調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸氣壓力的關(guān)鍵設(shè)施，其任務是：1）按運行

42、要求或設(shè)計規(guī)定將上一級輸氣壓力降至下一級輸氣壓力；2）輸氣量變化時保持調(diào)壓后輸氣壓力穩(wěn)定在運行或設(shè)計要求的范圍內(nèi)。（一）調(diào)壓站的室外布置原則調(diào)壓站是具有燃氣泄露危險的場所，調(diào)壓站的室外布置原則必須根據(jù)高壓站的性質(zhì)，其范圍應保持足夠的安全防火距離，并應考慮必要的安全措施。調(diào)壓站與周圍的建筑物之間應符合有關(guān)規(guī)定。（1）地上調(diào)壓室應盡量在居民住宅街坊、廣場、公園和綠地等處，應盡量避開城市街道等。（2）專用調(diào)壓站應與設(shè)有燃氣設(shè)備的房間相臨，專用調(diào)壓定額為專用房間。（3）專用調(diào)壓室進口壓力為中壓或低壓，當安裝出口管徑小于50mm的調(diào)壓器時，可將專用調(diào)壓器設(shè)在用氣車間的安全地帶，并應于、與其他部位分開。（

43、4）用戶調(diào)壓室（箱型調(diào)壓室又稱箱型調(diào)壓裝置）可掛在樓棟外墻上。但在采暖地域輸送的是必須是干燥煤氣。當進口壓力小于0.15Mpa，調(diào)壓器進口接地管直徑等于或小于50mm時，可設(shè)在通風良好的用氣專用房間內(nèi)。（5）地上調(diào)壓室位于居民住宅區(qū)街坊內(nèi)，或位于人流較多的地區(qū)時應設(shè)圍墻。（二） 調(diào)壓室室內(nèi)布置原則調(diào)壓室的室內(nèi)主要設(shè)備是調(diào)壓器，為保證調(diào)壓器的正常運行，一般設(shè)有過濾器，套筒，還配有安全閥或安全水封、放散管、專用管、進出口閥門以及壓力檢測儀表等設(shè)備。調(diào)壓 計量室則還設(shè)有計量裝置。調(diào)壓室室內(nèi)工藝布置應考慮以下要求：（1）中、低壓調(diào)壓室應設(shè)有安全水封，高中壓調(diào)壓室用設(shè)置安全閥。（2）調(diào)壓室的放散管，如順

44、引出室外，則必須高出建筑物頂部2米以上。（3）壓室必須設(shè)有彎通道，其管徑比調(diào)壓器進口管徑小1-2級。（4）彎通管上應設(shè)有安全閥門，閘閥和截止閥均可采用。（5）調(diào)壓器前應設(shè)閥門，宜采用閘閥。（6）調(diào)壓室室外進出口管道上應設(shè)置閥門，一般為閘閥，閘閥應安裝在距調(diào)壓室外墻10-15的地上閥門內(nèi)。（7）中低壓調(diào)壓室一般安裝一臺調(diào)壓器。（8）重要的用戶調(diào)壓室應設(shè)置備用調(diào)壓器。4.3 調(diào)壓器4.3.1調(diào)壓器選用規(guī)則選擇調(diào)壓器應考慮的因素：(一) 流量通過調(diào)壓器的流量是選擇調(diào)壓器的重要參數(shù)之一，所選擇調(diào)壓器的尺寸既要滿足最大進口壓力時通過最少流量又要滿足最小進口壓力時通過最大流量。當出口壓力超出工作范圍時，調(diào)

45、節(jié)閥應能自動關(guān)閉。若調(diào)壓器尺寸選擇過大，在最小流量下工作時，調(diào)節(jié)閥幾乎處于關(guān)閉狀態(tài)，則會產(chǎn)生顫動、脈動及不穩(wěn)定的氣流。實際上，為了保證調(diào)節(jié)閥出口壓力的穩(wěn)定，調(diào)節(jié)閥不應在小于最大流量的10情況下工作，一般在最大流量的2080之間使用為宜。(二)燃氣種類燃氣的種類影響所選用調(diào)壓器的類型與制造材料。由于燃氣中的一些雜質(zhì)有一定的腐蝕作用，故選用調(diào)壓器的閥體宜為灰鑄鐵，閥座宜為不銹鋼，薄膜、閥墊及其它橡膠件宜采用耐腐蝕的腈基橡膠，并用合成纖維加強。(三)調(diào)壓器進出口壓力進口壓力影響所選調(diào)壓器類型和尺寸。調(diào)壓裝置必須承受壓力作用，并使高速燃氣引起的磨損達到最小。所要求的出口壓力值決定了調(diào)節(jié)器薄膜的尺寸，薄

46、膜越大對壓力變比的反應愈靈敏。當進出口壓力降太大時，可以采用串聯(lián)兩個調(diào)壓器的方式進行調(diào)比、(四)調(diào)節(jié)精度在選擇調(diào)壓器時，應采用滿足所需調(diào)節(jié)精度的調(diào)壓裝置。調(diào)節(jié)精度是以出口壓力的穩(wěn)壓精度來衡量的，即調(diào)壓器出口壓力偏離額定值的偏差與額定出口壓力的比值。穩(wěn)壓精度值為立515。(五)閥座形式在壓差作用下，調(diào)節(jié)閥需經(jīng)常啟閉。當需完全切斷燃氣流時，應選用柔性閥座為宜。而在高壓氣流作用下，則選用硬性閥座更為適宜，這樣可以減少高速氣流引起的磨損。(六)連接方式調(diào)壓器與管道連接可以用標準螺紋或法蘭連接。所選用調(diào)壓器的尺寸通常與連接管的尺寸一致。4.3.2調(diào)壓器選型本設(shè)計選用國產(chǎn)RTJ-/E品牌調(diào)壓器，調(diào)壓器的進

47、出口壓力分別為1.6MPa和0.4MPa。天然氣各組分的絕熱指數(shù)：表4.1 天然氣各組分絕熱指數(shù)CH4C2H6C3H8N2CO21.3141.331.331.4021.33混合氣體的絕熱指數(shù)可按下式計算 式（4-4） 所以 根據(jù)=0.75和k=1.32查與的關(guān)系曲線的=0.875。取閥口直徑為20mm的單座RP/10氣動式調(diào)壓器，則系數(shù)C值為5.0。99型調(diào)壓器的流通能力按公式計算 式（4-5） Nm3/h式中：標準狀態(tài)是燃氣的體積流量（Nm3/h）； 考慮了燃氣經(jīng)節(jié)流機構(gòu)時密度變化的膨脹系數(shù)； 閥門完全開啟時系數(shù)； 標準狀態(tài)時的燃氣密度； 調(diào)壓器的壓力降（MPa）； 調(diào)節(jié)閥門前的絕對壓力（M

48、Pa）； 調(diào)壓器工作溫度（K）； 狀態(tài)系數(shù)；調(diào)壓器的最大流量按公式據(jù)計算 式（4-6） Nm3/h Nm3/h式中 調(diào)壓器的最大流量（Nm3/h）； 調(diào)壓器的計算流量（Nm3/h）；由管網(wǎng)計算流量算得的調(diào)壓器要求最大流量小于所選用調(diào)壓器的最大流量2071Nm3/h，故所選調(diào)壓器能滿足工作要求。4.3.3調(diào)壓器技術(shù)參數(shù)最大進口壓力：2.5Mpa進口壓力范圍P1： 0.052.5Mpa出口壓力范圍： 30400kpa穩(wěn)壓精度：10%關(guān)閉壓力：1.2P2n工作溫度t： -2060公稱管徑：DN3004.4 管道、閥門的選擇4.4.1 管材的選擇鋼管是建設(shè)輸氣管道工程中的基本材料，管道材料的研究是以優(yōu)

49、質(zhì)高強度鋼管為主要方向。管道建設(shè)的經(jīng)驗表明：強度、韌性和可焊性事管材的三項質(zhì)量指標。4.4.1.1 管材的基本要求管材的強度強度是鋼管承受載荷的能力，屈服極限即鋼管標準中提出的“規(guī)定屈服強度最小值”是管道設(shè)計中采用的基本數(shù)據(jù)之一。管材的韌性管材的斷裂性質(zhì)有脆性和韌性兩種，因發(fā)生斷裂和延伸時所吸收的能量不等，破壞的程度有很大的差別。脆性斷裂的裂縫延伸速度超過氣體減壓波的傳播速度，對管道造成很大的破壞。韌性斷裂需要的能量較大，裂縫的延伸速度低于氣體減壓波的傳播速度當裂縫處的壓力降低后，斷裂的延伸停止。對管材提出韌性要求的目的在于防止脆性斷裂，材料從韌性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈缘臏囟冉凶鲛D(zhuǎn)變溫度，轉(zhuǎn)變溫度較低有利

50、于防止管道在較低的工作溫度下脆性斷裂。焊接性能鋼的可焊性是指被焊鋼材在一定的焊接工藝方法、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式的條件下，能獲得可靠焊接的難易程度。鋼的可焊性是相對的，主要取決于鋼的化學成分。對剛的可焊性影響最大的合金元素是碳，其他合金元素的影響可以把它折算成與其等效作用的附加碳來估算。4.4.1.2 鋼管的種類和選取輸氣管道使用的鋼管，按照制造方法分為無縫管和有縫管兩類。有縫管又分為直縫焊管和螺旋縫焊管。無縫管多為小口徑管，最大口徑一般為426mm。更大口徑的輸氣管則采用有縫焊管。小口徑的輸氣支線（426mm以下）多采用無縫鋼管或埋弧焊直縫管和螺旋縫管。大口徑的輸氣管道（426mm以上）均采用埋

51、弧焊直縫管或螺旋縫管。電阻焊管一般只能在壓力較低情況下使用。因為它的焊接工藝決定了其焊縫質(zhì)量不如埋弧焊管。因最大選取管徑為300mm，在本設(shè)計中選用無縫鋼管作為輸氣管道管材。4.4.2閥門選擇1）閥門是燃氣管網(wǎng)中重要的控制設(shè)備，用以切斷或接通管線，調(diào)節(jié)燃氣的壓力和流量，或改變?nèi)細饬鲃臃较?。燃氣管道上使用的閥門必須堅固氣密性好，開關(guān)迅速，工作靈活，維修方便及耐沖刷抗腐蝕性能好。我國習慣按壓力和結(jié)構(gòu)來區(qū)分閥門：按閥門的公稱壓力不同分為低壓閥(16)、中壓閥(1664)；按閥門的結(jié)構(gòu)型式不同分為閘閥(閘板閥)、球閥、截止閥、安全閥、止回閥、節(jié)流閥、蝶閥、減壓閥，疏水閥等。為了便于管網(wǎng)的運行管理、維修

52、保養(yǎng)以及后繼工程的進行，一般在下列地點安裝閥門：（1）氣源廠的進出口處，（2）儲配站的進出口處，（3）調(diào)壓器的進出口處，（4）穿越河流、鐵路等障礙物的兩側(cè)，（5）高壓、中壓干管中設(shè)分段閥門。其間距應考慮隔斷管段的燃氣排放時間，以及由于停氣可能影響的用戶數(shù)目和類型。一般每隔2-3Km設(shè)閥門一只，視具體情況而定。（6）管道分叉處，（7）地下低壓管道一般在調(diào)壓箱進出口管道上設(shè)置閥門。2）本設(shè)計規(guī)劃設(shè)計部分閥門全選用球閥。球閥是用帶有圓形通道的球體作啟閉件，球體隨閥桿轉(zhuǎn)動實現(xiàn)啟閉動作的閥門。球閥的啟閉件是一個有孔的球體，繞垂直于通道的軸線旋轉(zhuǎn)，從而達到啟閉通道的目的。球閥主要供開啟和關(guān)閉管道和設(shè)備介質(zhì)

53、之用。球閥按結(jié)構(gòu)形式可分為：浮動球閥、固定球閥、彈性球閥和油封球閥；按通道可分為直能式、角式和三通式等，三通式又可分為T形和L形兩種。按連接方工可分為螺紋式連接、法蘭連接和焊接式三種。球閥主要優(yōu)點如下：啟閉迅速、輕便；流體阻力?。唤Y(jié)構(gòu)簡單，相對體積小，重量輕；密封性能好；無振動，噪聲小。 球閥主要缺點：大多采用軟密封的閥座；維修困難。本設(shè)計中選用JLQ941F系列電動球閥。法蘭球閥選用的規(guī)格型號為Q41F-16C，法蘭連接浮動直通球閥， 公稱壓力為1.6MPa，閥體材料為碳鋼。4.4.3補償器選擇 補償器是作為調(diào)節(jié)管段膨脹量的設(shè)備，常用于架空管道和需要進行蒸汽吹掃的管道上。此外，補償器常安裝在

54、閥門的下側(cè)（按氣流方向），利用其收縮性能，方便閥門的拆卸和檢修。在埋地燃氣管道上，多用鋼制波紋補償器，其補償量約為10mm。為防止其中存水銹蝕，由套管的注入孔灌入石油瀝青，安裝時注入孔應在下方。補償器的安裝長度，應在螺桿不受力時的補償器的實際長度，否則不但不能發(fā)揮其補償作用，反使管道或管件受到不應有的應力。本設(shè)計選用HF02-5型中壓氟塑料復合補償器，可提供管徑DN25-DN1600mm。主要性能參數(shù)：疲勞次數(shù)：=10000次 壓力等級：PN0.25-2.5MPa 使用溫度：=2204.5 水力計算具體步驟如下：1）繪制管網(wǎng)平面布置圖，對節(jié)點、管段、環(huán)網(wǎng)編號，并標明管道長度、集中負荷、氣源或調(diào)

55、壓站位置等、2）計算管網(wǎng)各管段的途泄流量。3）按氣流沿最短路徑從供氣點流向零點的原則，擬定環(huán)網(wǎng)各管段中的燃氣流向。氣流方向總是流離供氣點，而不應逆向流動。4）從零點開始，逐一推斷各管段的轉(zhuǎn)輸流量。5）求管網(wǎng)各管段的計算流量。6）根據(jù)管網(wǎng)允許壓力降和供氣點至零點的管道計算長度，求的單位長度允許壓降，并預選管徑。7）初步計算管網(wǎng)各管段的總壓力將及每環(huán)的壓力降閉合差。8）管網(wǎng)平差計算，求每環(huán)的校正流量，使所有封閉環(huán)網(wǎng)壓力降的代數(shù)和等于零或接近與零，達到工程容許的誤差范圍。4.5.1管段流量的計算調(diào)壓站最佳最佳負荷： 式（4-7）表4.2 工廠小時用氣量工廠機械廠木材加工廠糖果廠玻璃制品廠冶煉廠小時用

56、氣量88.3122.71 12.62403.69542.46 由零流量管段10-11開始倒推管段流量，逐次累加，遇到合并的節(jié)點時，根據(jù)集中流量離該管段兩端節(jié)點的距離，近似的按反比例分配與兩端節(jié)點上。流量標注見下邊水力計算圖。4.5.2單位長度壓降的計算管網(wǎng)起始壓力P1 =400KPa管段允許壓降P=4KPa管段終點壓力供氣點至零點的管道長度計算：表4.3 各路線計算長度路線路線1路線2路線3路線4路線5管長（m）57943920450926355672燃氣管道的計算長度注：路線1 ：1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12路線2 :：1-2-3-4-5-6-7-23-22-12路線

57、3 ：1-15-16-17-6-7-8-9-10-11-12路線4 ：1-15-16-17-6-7-23-22-12路線5 ：1-15-16-17-18-19-20-21-22-12單位長度壓降修正 （)=1()*0.8156=0.71*0.8156=0.58（kpa）2/m管段標號長度（m）管段流量(NM3/h）壓降（KPa)2/m管徑（mm)1-269519900.583002-327518220.583003-452316680.582504-584714730.582505-67013070.582506-765115760.583007-857110440.582508-950087

58、50.582009-104607840.5820010-1111525770.5820011-12503890.5815012-134007040.5820013-1412501800.581251-1511820820.5830015-1629919670.5830016-1769018630.5830017-6182280.58125175825018-1983011560.5825019-208759520.5825020-216402980.5815021-221161590.5812522-121833660.581507-233384420.5820023

59、-223382570.581504.5.4軟件校核 表4.5 正常工況水力計算校核表節(jié)點編號起點編號終點編號D(cm)LD(km)QB(m3/h)V(m/s)DP2(kgf/cm2)P(kgf/cm2)Q(m3/h)112300.69886.8713.4850.0063-2292223300.28806.5263.1690.0022.99981334250.52715.1454.0470.0072.99988445250.85634.8013.5920.0092.99881556250.07554.4573.1380.0012.99781667300.651111.9444.370.0082.

60、9970778250.57585.2833.3120.0052.9960889200.5501.5894.4350.0112.995819910200.46488.6944.3210.0092.99413101011201.15408.353.6110.0172.99381111112150.05325.4015.1150.0022.9918112113300.121413.3635.5540.0022.99735131314300.31333.0185.2380.005381141415300.691310.2045.1490.0122.999231515612.50.02555.71912