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1、毕业论文城市燃气工程设计城市燃气工程设计 摘 要 城镇燃气化是城市现代化的重要标志之一。城镇燃气在发展生产、 提高人民生活水平、节约能源、减轻污染、改善环境等方面起着重要作用。 本设计主要是针对开发区进行燃气管网的规划，该设计采用天然气为气源，燃气管道主要采用钢管。首先根据城市的面积及人口情况对开发区的燃气需用量进行确定，然后根据用气量及规划要求进行管网设计。在设计燃气管网时，应全面考虑经济、技术等方面因素，选择经济合理的最佳方案。因此本设计选用了中压一级管网系统。 根据管网的布置和流量，经过水力计算的一系列步骤确定管径；再将管径作为已知条件，再选取调压设施以及用户燃具后满足供应的压力要求，设
2、计具有一定的技术性和经济性。 关键词：天然气 管网 用气量 管径 1 Abstract Universality of Gas in city is an important sign of the modernization of city. In the development and production of city, improving living standards, energy conservation, reducing pollution and improving the environment, gas plays as an important role. The
3、 theme of this paper is to design the gas network in the development zone, taking the natural gas as the gas source, the steel pipe as the main gas pipeline. Firstly, according to the city area and the demographic situation of the development zone to determine the amount of gas needed; and secondly
4、to design the network according to the gas consumption and the requirements of the plan. In the design of gas pipeline network, the economic, technological and other factors should be considered Comprehensively; finally, choose the best economical solution. therefore this design has selected center
5、presses level of pipe networks systems. In the above pipe network system, used the region to adjust the pressure to stand to the region air feed way. According to pipe network arrangement and current capacity, process water power computation a series of steps definite caliber; Again the caliber took
6、 the datum, after selects the accent to press the facility as well as the user again burns has satisfies the supply the pressure request. The design has the very good technical nature and the efficiency. Keywords: The Natural gas The pipe network Gas consumption Diameter 2 目 录 第一章 绪 论 . 1 1.1 概述 . 1
7、 1.2 自然地理环境概况 . 1 1.2.1 地理位置 . 1 1.2.2 气候条件 . 2 1.3 设计原始资料 . 2 1.3.1 城市面积 . 2 1.3.2 燃气用户 . 2 1.4 设计范围 . 2 第二章 燃气的性质计算 . 3 2.1 气源 . 3 2.2 气体性质 . 3 2.2.1 平均分子量 . 3 2.2.2 平均密度和相对密度 . 4 2.2.3 粘度 . 4 2.2.4 爆炸极限 . 5 2.2.5 混合物的热值 . 6 2.2.6 华白数 . 7 2.3 燃气质量要求及燃气的加臭 . 7 2.3.1 城镇燃气质量要求 . 7 2.3.2 城镇燃气的加臭 . 8 第
8、三章 燃气需用量及供需平衡 . 9 3.1 用户类型及供气原则 . 9 3.2 城市用气量 . 10 3.2.1 居民生活用户用气量 . 10 3.2.2 商业用户用气量 . 11 3.2.3 工业企业用户用气 . 12 3.2.4 其他用气量 . 13 3 3.3 各类用户用气量计算汇总 . 13 3.4 计算流量 . 13 3.5 燃气输配系统的供需平衡 . 14 3.6 储气罐 . 15 3.6.1 所需储气量 . 15 3.6.2 高压球型储气罐容积的确定 . 17 第四章 输配系统方案的选择 . 18 4.1 城镇燃气输配系统的组成 . 18 4.2 燃气管网系统的选择 . 18 第
9、五章 输配管网的布置 . 20 5.1 城镇燃气管道的布线原则 . 20 5.1.1 管线布置依据 . 20 5.1.2 高、中压管网的平面布置 . 20 5.1.3 低压管网的平面布置 . 21 5.1.4 管道的纵断面布置 . 22 5.2 燃气管道穿越障碍物的设计 . 24 5.2.1 跨越工程的设计考虑 . 24 5.2.2 燃气管道穿越公路 . 24 5.2.3 穿越道铁路设计 . 24 5.2.4 燃气管道穿越河流 . 25 5.3 燃气管道的防腐方法 . 26 5.3.1 绝缘层防护法 . 26 5.3.2 燃气管道的阴极保护方法 . 26 第六章 输配管网的水力计算 . 28
10、6.1 开发区输配系统选择及管网布置 . 28 6.1.1 开发区燃气管网系统的选择 . 28 6.1.2 开发区管网输配流程 . 28 6.1.3 管网系统压力参数 . 29 6.2 中压环网水力计算 . 29 6.2.1 计算各环单位长度途泄流量 . 29 6.2.2 各管段的计算流量 . 30 6.2.3 确定各管段的管径 . 30 6.2.4 校正计算 . 31 6.2.5 零点移动 . 33 4 6.3 中压枝网水力计算 . 33 第七章 小区及室内管网设计 . 35 7.1 工程概况 . 35 7.2 小区燃气管道布置及水力计算 . 35 7.2.1 确定管材 . 35 7.2.2
11、 花园小区管道布置 . 35 7.2.3 小区水力计算 . 35 7.4 室内燃气管道的布置及水力计算 . 36 7.4.1 室内设计资料 . 36 7.4.2 室内管道的设计 . 36 7.4.3 画出水力计算图 . 37 7.4.4 室内燃气管道水力计算 . 37 7.2.5 管段流量的计算 . 38 第八章 调压站设计 . 40 8.1 调压站的分类 . 40 8.1.1 按使用性质分类 . 40 8.1.2 按建筑形式分类 . 40 8.1.3 按调解压力范围分类 . 41 8.2 调压站的选址 . 41 8.3 调压站的组成 . 41 8.4 调压站的布置 . 43 8.4.1 区域
12、调压站 . 43 8.4.2 专用调压站 . 44 8.4.3 楼栋调压箱 . 44 第九章 工程概预算 . 45 9.1 安装工程预算的组成 . 45 9.1.1 安装工程预算的构成 . 45 9.1.2 直接费 . 45 9.1.3 间接费 . 46 9.1.4 利润及税金 . 46 9.2 室内民用燃气工程工程量计算 . 47 9.2.1 民用燃气管道、管道附件及常用燃气用具安装 . 47 9.2.2 工程量计算规则及定额套用 . 48 9.2.3 管道工程量计算 . 49 5 致 谢 . 51 参 考 文 献. 52 6 河南城建学院本科毕业设计 第一章 绪 论 第一章 绪 论 1.1
13、 概述 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
14、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
15、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。 1.2 自然地理环境概况 1.2.1 地理位置 新乡市地处河南省北部，南临黄河，与省会郑州、古都开封隔河相望；北依1 河南城建学院本科毕业设计 第一章 绪 论 太行，与鹤壁、安阳毗邻；西连煤城焦作，与晋东南接壤；东接油城濮阳，与鲁西相连，是豫北的经济和交通中心，是中原城市群重要城市之一。 1.2.2 气候条件 新乡地处北纬3518，东经
16、11354属暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬寒夏热，秋凉春早，年平均气温14；7月最热，平均27.3C ；1月最冷，平均0.2C ；最高气温42.7，最低气温-21.3。年均湿度68%，最大冻土深度280mm。 1.3 设计原始资料 1.3.1 城市面积 由平面图计算得出，城市面积为24.5平方公里，人口密度为8000人/平方公里。城市气化率：气化率为90。 1.3.2 燃气用户 三大类用户，分别为居民用户，商业用户和工业企业用户，不考虑采暖通风和空调用气量，燃气汽车用气量。 1.4 设计范围 设计范围：门站围墙外阀门起至楼栋调压器的全部中压管道及所有庭院低压管道。 2 河南城建学院本科毕业
17、设计 第二章 燃气的性质计算 第二章 燃气的性质计算 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
18、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。 2.1 气源 本设计气源选择天然气，其组分如下： 成分 百分比 CH4 90.5% C3H8 2.8% CO2 2.4% CmHn 1.5 % N2 2.8% 2.2 气体性质 2.2.1 平均分子量 混合气体的平均分子量按下式计算 M=11001100 (y1M1+y2M2+L+ynMn) (16.04390.5+44.09702.8+44.00982.4+58.12401.5+28.01342.8) =18.64 式中 M混合气体平均分子量； y1、y2Lyn各单一气体容积成分； M1、M2LMn 各单一气体分子量。 3 河南城建
19、学院本科毕业设计 第二章 燃气的性质计算 2.2.2 平均密度和相对密度 混合气体的平均密度按下式计算 r=11001100(y1r1+y2r2+L+ynrn) (2.2) (90.50.7174+2.81.9136+2.41.977+1.52.703+2.81.2504) =0.83kg/m3 混合气体的相对密度 r0.831.293=1.293 S=0.64 (2.3) 式中 r混合气体平均密度; r1、r2Lrn标准状态下各单一气体密度； ； S混合气体相对密度1.293标准状态下空气的密度。 2.2.3 粘度 混合气体的粘度与气体中各组分的质量分数有关，而各组分的质量成分可由式求得。
20、gi=yimiSyimi100 式中 y1、y2Lyn各单一气体容积成分； m1、m2Lmn相应各组分在0时的动力粘度。 则可求得设计中所用燃气中各组分的质量成分。 各成分的质量分数计算如下： gCH4=gC3H8=90.516.04318462.844.097018461.558.1241846100=78.6 100=6.6 gCH=410100=13.2 4 河南城建学院本科毕业设计 第二章 燃气的性质计算 gCO=22.444.0098 gN=218462.828.01341846100=5.72 100=4.24 动力粘度按照式计算 10010-6 m=g1g2gn+m1m2mn10
21、010-6 = 78.66.65.7213.24.24+10.3957.50214.0236.83516.671 = 9.0610-6 Pas 式中 m混合气体动力粘度； g1、g2Lgn各组分的质量成分； m1、m2Lmn相应各组分的动力粘度。 运动粘度按照式 m9.99810-6 n=12.510-6 r0.8式中 n混合气体的运动粘度； ； m混合气体动力粘度r混合气体平均密度 2.2.4 爆炸极限 可燃气体与空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。其有爆炸上限和爆炸下限之分。 其计算公式如下： L=100yyyny1y2y12+L+Ln+LLLL2LnLn211式
22、中 L含有惰性气体的混合气体的爆炸下(上)限(体积)； 5 河南城建学院本科毕业设计 第二章 燃气的性质计算 y1、y2Lyn由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在混合气体中的容积成分()； L1、L2LLn由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在该混合比时的爆炸极限()； y1、y2Lyn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()； L1、L2LLn未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限(体积)。 将组分中的惰性气体按要求与可燃气体进行组合，即： yN2+yCH4=90.5%+2.8%=93.3% 惰性气体可燃气体=2.890.5=0.03 惰性气体
23、yCO2+yC4H10=1.5%+2.4%=3.9% 可燃气体=2.41.5=1.6由图查得混合组分在上述混合比时的爆炸极限相应为5%16%和4%16% 按下式计算该天然气的爆炸极限为： ll=100=4.8% 93.33.92.8+542.1100=18% 93.33.92.8+16169.5lh=式中 ll爆炸下限； lh爆炸上限。 2.2.5 混合物的热值 可燃气体与空气完全燃烧时放出的放出的热量称为可燃气体的热值，根据燃烧产物中水分的形式可分低发热值和高发热值。 其计算公式如下： H=1100 (y1H1+y2H2+L+ynHn) 6 河南城建学院本科毕业设计 第二章 燃气的性质计算 则设计中所
