1、武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 小區(qū)及住宅燃氣管道設計 專 業(yè)： 油氣儲運工程 學 院： 能源與動力工程學院 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 年 月 日 目 錄摘 要iabstractii第1章 緒 論1第2章小區(qū)及住宅燃氣管網(wǎng)設計主要任務22.1設計的基本任務22.2設計的已知條件22.2.1天然氣的物理性質22.2.2居民小區(qū)燃氣系統(tǒng)2第3章設計計算部分33.1天然氣的物理性質計算33

2、.1.1天然氣平均密度計算33.1.2天然氣運動粘度計算33.2室內(nèi)燃氣管道的水力計算53.2.1計算管段計算流量63.2.2確定管段的長度，預選管徑93.2.3確定局部阻力系數(shù)123.2.4確定管段當量長度133.2.5確定管段計算長度163.2.6確定管段阻力損失173.2.7確定管段附加壓頭183.2.8確定實際壓力損失193.2.9 比較總壓力降與允許計算壓力降203.2.10 水力計算圖表213.3 枝狀庭院管道的水力計算223.3.1進樓管道示意圖（圖2）223.3.2庭院管道布置圖（圖3）223.3.3各個管段流量的確定223.3.4進樓管道管徑的初步確定223.3.5進樓管道阻

3、力損失的計算223.4環(huán)網(wǎng)庭院管道的水力計算233.4.1環(huán)網(wǎng)管道管徑的初步計算233.4.2各管段實際壓力降的計算243.4.3校核流量263.4.4壓力降校核27第4章管道設計設備選型284.1 小區(qū)管道選材284.2 閥門284.3 調壓設備選擇294.3.1 調壓室選擇294.3.2 調壓室的組成294.4 凝水器304.5 放散管304.6 護罩31致 謝33參考文獻34 摘 要 設計對象為某小區(qū)燃氣系統(tǒng)。設計的主要任務為確定室內(nèi)管道的管徑以及室內(nèi)管道的合理布置；在庭院管網(wǎng)中選擇合理的管道管徑，以充分利用庭院管網(wǎng)的計算壓力降。室內(nèi)管道的設計部分。由于室內(nèi)管道的長度較短，其局部阻力與沿

4、程阻力值在一個數(shù)量級上，所以必須逐個計算各個管道的局部阻力損失。以總壓力降與允許的計算壓力降比較，如不合適，則可改變個別管段的管徑。 庭院管道的設計部分的主要問題有兩個：管網(wǎng)的平差計算：求每環(huán)的校正流量，使所有封閉環(huán)網(wǎng)的代數(shù)和等于零，或者接近于零，達到工程允許的范圍；經(jīng)濟性問題：實際壓力降是否充分利用了計算壓力降的數(shù)值，在一定程度上說明了計算是否達到了經(jīng)濟合理的效果。關鍵詞：計算壓力降 實際壓力降 流量 經(jīng)濟性abstract the design object is a gas system for a district. the main tasks of the design is to

5、 set the diameter and reasonable layout for the indoor pipeline and choose reasonable pipeline diameters in the yard network so as to make full use of thepressure drop calculations of the courtyard network. with respect to the design of the indoor pipeline, as the length of the indoor pipeline is sh

6、ort, the local resistance and the resistance along the way value are in the same magnitude, so it should calculate each local resistance pipeline loss case-by-case. then compare the pressure drop with the allowed calculation of the pressure drop. if it isnt appropriate, the diameter of individual pi

7、pe can be changed. the design of courtyard pipeline has two main issues. one is the net adjustment: to get the correction flow of each ring, make the algebraic sum of all the closed loop network be zero or close to zero so as to meet the permitted extent of the project. and the other is the economic

8、 issues: whether the actual pressure drop makes full advantage of the value of the pressure drop calculation can tell whether the design has reached a reasonable economic effect to some extent.key words: the pressure drop calculations; actual pressure drop; flow;economicefficiency. 第1章 緒 論以甲烷為主要成分的天

9、然氣是優(yōu)質的氣體燃料和基本的化工原料。天然氣在自然界賦存于地殼的巖石圈中、煤層中或以水合物形式藏于地層和海洋深處，是資源量比石油還豐富的化石能源。天然氣不是單一的甲烷，常是多組分的，例如co2、n2以及其他烴類少量組分及其他微量氣體。燃氣是指可以作為燃料的氣體，它通常是以可燃氣體為主要成分的、多組分的混合氣體。由于早期的人工燃氣是以煤為原料加工生產(chǎn)的，因此，人們習慣將這類混合氣體燃料統(tǒng)稱為“煤氣”。隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展，燃氣的來源、生產(chǎn)方式及組分等都有了很大變化，而“煤氣”只是眾多燃氣氣源中的一種，“燃氣”才具有更廣泛的涵義和適用性。天然氣成為城市燃氣的主導氣源將使城市燃氣系統(tǒng)發(fā)生量和質的根本變

10、化。首先，城市天然氣系統(tǒng)在規(guī)模上會大大超過以往其他燃氣氣源的系統(tǒng)。對原有燃氣的城市，城市燃氣的供氣量可能提高一個數(shù)量級；對新建燃氣的城市，則將用天然氣建立一個覆蓋整個城市的完整系統(tǒng)。在總供氣量規(guī)模變大的同時是用氣用戶類型的變化。城市燃氣不會局限于以居民生活用氣為主，而是在居民用氣普及率提高的同時，拓展在車輛、采暖、制冷、商業(yè)和工業(yè)領域的應用。在傳統(tǒng)的城市燃氣應用范圍之外，擴展發(fā)電以至作為化工原料的應用，即用氣結構發(fā)生變化，形成一種廣義的燃氣分配系統(tǒng)。城鎮(zhèn)現(xiàn)代化的標志，主要是指城鎮(zhèn)基礎設施的現(xiàn)代化，燃氣設施就是其中不可缺少的一部分。燃氣的普及率和耗用量已被看作一個國家、一個地區(qū)或一座城鎮(zhèn)的經(jīng)濟及

11、社會發(fā)展水平的重要象征之一。使用燃氣可以改善能源結構、減輕大氣污染、保護生態(tài)環(huán)境，減少固體燃料及廢渣的堆放及運輸量；使用燃氣可改善居民生活條件，縮短家務勞動時間；在某些工業(yè)生產(chǎn)中使用燃氣，可以明顯提高產(chǎn)品的產(chǎn)量及質量，提高生產(chǎn)過程的自動化程度和勞動生產(chǎn)率，進而取得良好的經(jīng)濟效益。由于氣體燃料潔凈度高、燃燒穩(wěn)定且完全、火焰容易控制，因此，在使用過程中有電、熱和其他燃料無法替代的優(yōu)勢?？傊?，發(fā)展燃氣，可以明顯地取得節(jié)能效益、環(huán)保效益和服務效益。但是，我國城鎮(zhèn)燃氣事業(yè)的發(fā)展進程中，還有許多問題需要解決。比如我國城鎮(zhèn)燃氣的氣化率在發(fā)達地區(qū)比較高，不發(fā)達地區(qū)比較低；許多地方的燃氣管道及設施才剛剛開始建設

12、；天然氣等優(yōu)質燃料與清潔能源在整個能源消費結構中所占比例還很低。長期以來，由于燃氣氣源供應的不足，也影響了燃氣應用技術的發(fā)展：民用小型快速燃氣熱水器是在20世紀80年代才開始較普遍地在城市居民中使用；商業(yè)用戶燃氣的應用也基本限于炊事。本設計即是在此背景下，對我國城市的重要組成單元居民小區(qū)進行了燃氣系統(tǒng)的設計。 第2章小區(qū)及住宅燃氣管網(wǎng)設計主要任務2.1設計的基本任務管線綜合設計是小區(qū)工程規(guī)劃的一項內(nèi)容,是銜接城市基礎設施與小區(qū)配套工程的重要途徑。它的基本任務是確定小區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)各室內(nèi)燃氣管線的計算流量、管徑、計算長度、壓力降后，綜合考慮設計為環(huán)網(wǎng)的居民小區(qū)燃氣管道，通過計算流量、管徑、壓力降等

13、的計算，設計出較為合理的居民小區(qū)燃氣系統(tǒng)。2.2設計的已知條件2.2.1天然氣的物理性質本設計中所涉及的天然氣物理性質詳見表2-1。表2-1某些氣體的基本性質273.15k、101325pa氣體組成摩爾成分yi(%)分子量mi密度(kg/nm3)動力粘度 (pa·s)95.35160.717410.3931.848301.35538.6001.559442.01027.5020.016582.70306.8350.017582.70306.8350.604441.977114.0230.604281.250416.6712.2.2居民小區(qū)燃氣系統(tǒng)做五層住宅樓的室內(nèi)燃氣管道的水力計算，

14、層高2.9m。燃氣管道的布置見3.2.1，每家用戶裝雙眼灶和熱水器各一臺，額定用氣量為5.6nm3/h，其中雙眼灶1.4 nm3/h，熱水器4.2 nm3/h。庭院燃氣管道設計為環(huán)網(wǎng)，管道布局見3.3.1。計算壓力降的數(shù)值見表3-8。第3章設計計算部分居民小區(qū)燃氣系統(tǒng)設計的計算部分主要有三個方面：一是天然氣物理性質的計算，二是室內(nèi)燃氣管道水力計算，三是庭院燃氣管道水力計算。此部分是整個設計的核心部分，需要在已計算得出的天然氣的部分物理性質條件下，設計室內(nèi)燃氣管道和庭院燃氣管道的長度和管徑，并以壓力降作為校核標準，適當調整管徑，最終得到較為合理的居民小區(qū)燃氣系統(tǒng)設計結果。3.1天然氣的物理性質計

15、算3.1.1天然氣平均密度計算天然氣的平均密度可根據(jù)單一氣體密度及容積成分按下式計算：(3-1)式中1、2n標準狀態(tài)下各單一氣體密度，kg/nm3。按(3-1)式可求得天然氣的平均密度為：×(95.35×0.71741.848×1.35531.559×2.01020.033×2.70300.604×1.97710.604×1.2504)0.7608kg/m33.1.2天然氣運動粘度計算天然氣的動力粘度可以近似地按下式計算：(3-2)式中天然氣在0時的動力粘度，pa·s；各組分的質量成分，%；相應各部分在0時的動力粘

16、度，pa·s。天然氣的運動粘度為：(3-3)式中天然氣的運動粘度，m2/s；相應的動力粘度，pa·s；天然氣的密度，kg/m3。一、將容積成分換算為質量成分若以yi和mi分別表示天然氣中i組分的容積成分和分子量，gi表示天然氣中i組分的質量成分，則換算公式為：(3-4)由表2-1查得各組分的分子量，根據(jù)已知的各組分的容積成分，通過計算得到：95.35×161.848×301.559×440.033×580.604×440.604×281697.454按換算公式，各組分的質量成分為：二、天然氣的動力粘度由表2-1查得

17、各組分的動力粘度并代入計算式(3-4)，天然氣的動力粘度為三、天然氣的運動粘度 3.2室內(nèi)燃氣管道的水力計算水力計算是燃氣管網(wǎng)設計計算的重要組成部分。它以燃氣設計流量為基礎，在燃氣設備和管路的布置形式確定后進行的。設計中所用的室內(nèi)燃氣管道平面圖詳見圖3-1。(a)(b)圖3-1室內(nèi)燃氣管道平面圖在進行室內(nèi)燃氣管道水力計算時，需將各管段按順序編號，凡是管徑變化處或流量變化處均應編號。詳見室內(nèi)燃氣管道系統(tǒng)圖1。3.2.1計算管段計算流量在設計室內(nèi)燃氣管道時，需要用到燃氣的計算流量。計算流量的大小，直接關系到燃氣輸配系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性。計算流量偏大，輸配系統(tǒng)的金屬耗量和基建投資都會增加；計算流量偏

18、小，又會影響用戶的正常、可靠用氣，因而應合理確定燃氣的計算流量。燃氣的計算流量應按燃氣計算月的高峰日小時最大用氣量確定，室內(nèi)燃氣管道采用同時工作系數(shù)法。一、計算各管段的額定流量計算過程：0-1管段：該管段只供應一臺雙眼灶，故其額定流量為1.4nm3/h；1-2管段：該管段供應一臺雙眼灶和一臺熱水器，故其額定流量為5.6nm3/h；2-3管段：該管段供應一戶用氣，故額定流量為5.6nm3/h；3-4管段：該管段供應一戶用氣，故額定流量為5.6nm3/h；4-5管段：該管段供應兩戶用氣，故額定流量為5.6×2=11.2nm3/h；5-6管段：該管段供應三戶用氣，故額定流量為5.6

19、5;3=16.8nm3/h；6-7管段：該管段供應五戶用氣，故額定流量為5.6×5=28.0nm3/h；7-8管段：該管段供應八戶用氣，故額定流量為5.6×8=44.8nm3/h；8-9管段：該管段供應九戶用氣，故額定流量為5.6×9=50.4nm3/h；9-10管段：該管段供應十戶用氣，故額定流量為5.6×10=56nm3/h；15-14管段：該管段只供應一臺雙眼灶，故其額定流量為1.4nm3/h；14-13管段：該管段供應一臺雙眼灶和一臺熱水器，故其額定流量為5.6nm3/h；13-12管段：該管段供應一戶用氣，故額定流量為5.6nm3/h；12-1

20、1管段：該管段供應一戶用氣，故額定流量為5.6nm3/h；11-6管段：該管段供應兩戶用氣，故額定流量為5.6×2=11.2nm3/h。二、確定同時工作系數(shù)同時工作系數(shù)反映燃氣用具集中使用的程度，它與用戶的生活規(guī)律、燃氣用具的種類、數(shù)量等因素有關。根據(jù)各管段的用具數(shù)及表3-1，可查得同時工作系數(shù)值，詳見表3-2。表3-1居民生活用雙眼灶和熱水器同時工作系數(shù)k設備類型戶數(shù)12345一個雙眼灶和一個熱水器0.80.550.470.420.39設備類型戶數(shù)678910一個雙眼灶和一個熱水器0.360.330.310.290.27三、計算各管段的計算流量計算公式為：(3-5)式中q燃氣管道的

21、計算流量，nm3/hk燃具的同時工作系數(shù)，居民生活用燃具可按表3-1確定；n同一類型燃具的數(shù)目；qn同一類型燃具的額定流量，nm3/h。 計算過程：0-1管段：q1.4×1.01.4nm3/h；1-2管段：q5.6×0.84.48nm3/h；2-3管段：q5.6×0.84.48nm3/h；3-4管段：q5.6×0.84.48nm3/h；4-5管段：q11.2×0.556.16nm3/h；5-6管段：q16.8×0.477.90nm3/h；6-7管段：q28.0×0.3910.92nm3/h；7-8管段：q44.8×

22、0.3113.89nm3/h；8-9管段：q50.4×0.2914.62nm3/h；9-10管段：q56.0×0.2715.12nm3/h；15-14管段：q1.4×1.01.4nm3/h；14-13管段：q5.6×0.84.48nm3/h；13-12管段：q5.6×0.84.48nm3/h；12-11管段：q5.6×0.84.48nm3/h；11-6管段：q11.2×0.556.16nm3/h；綜合以上計算，可得各管段計算流量計算表3-2：表3-2計算流量計算表管段號額定流量 (nm3/h)同時工作系數(shù)計算流量 (nm3/

23、h)0-11.41.01.41-25.60.84.482-35.60.84.483-45.60.84.484-511.20.556.165-616.80.477.906-728.00.3910.927-844.80.3113.898-950.40.2914.629-1056.00.2715.1215-141.41.01.414-135.60.84.4813-125.60.84.4812-115.60.84.4811-611.20.556.163.2.2確定管段的長度，預選管徑室內(nèi)燃氣管道為低壓管道，各管段的長度可由圖3-2室內(nèi)管道系統(tǒng)圖得出，根據(jù)經(jīng)濟流速管徑的預選結果詳見表3-4。表3-3管徑

24、規(guī)格外徑壁厚內(nèi)徑203142531932326403.732.6504.640.8635.851.4756.861.4908.273.6110109012511.4102.2表3-4管徑的確定管段號管段長度l1 (m)管徑d (mm)0-11.2151-20.9252-30.8253-42.9324-52.9325-62.3326-74.4327-80.6328-92.1329-1011.04015-141.21514-130.92513-120.82512-112.93211-60.6323.2.3確定局部阻力系數(shù)燃氣在管道中流動除產(chǎn)生沿程摩擦阻力損失外，在彎頭、閥門與三通等處產(chǎn)生局部阻力損

25、失。室內(nèi)燃氣管道中局部阻力損失占有較大比例，因此在設計時應逐個計算。燃氣管網(wǎng)中一些常用管件的局部阻力系數(shù)見表3-5。表3-5局部阻力系數(shù)值局部阻力名稱局部阻力名稱不同管徑(mm)的值152025324050管徑相差一級的驟縮變徑管三通直流三通分流四通直流四通分流煨制的90°彎頭0.351.01.52.03.00.390°直角彎頭2.22.121.81.61.1旋塞422222截止閥1176665閘板閥d50100d175200d3000.50.250.15對于管徑較小的管段。對于燃氣流量較小的管段。各管段的局部阻力系數(shù)的計算過程如下：0-1管段：90°直角彎頭1&

26、#215;2.22.2；三通分流1.5；旋塞4；則7.7。1-2管段：90°直角彎頭3×2.06.0；則6.0。2-3管段：90°直角彎頭2×2.04.0；旋塞2；則=6.0。3-4管段：三通直流1.0；則1.0。4-5管段：三通直流1.0；則1.0。5-6管段：三通分流1.5；則1.5。6-7管段：90°直角彎頭4×1.87.2；三通分流1.5；則8.7。7-8管段：三通直流1.0；則1.0。8-9管段：三通分流1.5；則1.5。9-10管段：90°直角彎頭5×1.68.0；旋塞2；則10.0。15-14管段：同

27、0-1管段：7.7。14-13管段：同1-2管段：6.0。13-12管段：同2-3管段：6.0。12-11管段：同3-4管段：1.0。11-6管段：三通分流1.5；則1.5。3.2.4確定管段當量長度局部阻力損失的計算可采用當量長度法。管段的當量長度l2 可按下式確定：(3-6)式中l(wèi)2管段的當量長度，m；計算管段中局部阻力系數(shù)之和；摩阻系數(shù)。計算過程：0-1管段：2100re3500燃氣處于臨界狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度1-2管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：2-3管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：3-4管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：4-5

28、管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：5-6管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：6-7管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：7-8管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：8-9管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：9-10管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：15-14管段：2100re3500燃氣處于臨界狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度14-13管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：13-12管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：12-11管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：1

29、1-6管段：re3500燃氣處于紊流狀態(tài)摩阻系數(shù)當量長度：3.2.5確定管段計算長度管段的計算長度l的計算公式為：(3-7)式中l(wèi)管段的計算長度，m；l1管段的實際長度，m；l2當1時管段的當量長度，m。計算過程：0-1管段：；1-2管段：；2-3管段：；3-4管段：4-5管段：5-6管段：6-7管段：7-8管段：8-9管段：9-10管段：15-14管段：14-13管段：13-12管段：12-11管段：11-6管段：3.2.6確定管段阻力損失在室內(nèi)燃氣管道的設計過程中，可依據(jù)不同種類燃氣在不同情況下的管道水力計算圖表進行管道阻力損失的計算。由于本文中所用的燃氣密度為0.7361 kg/nm3，

30、故在使用水力計算圖3-3時，需進行修正，即(3-8)得到修正后的管段單位長度的壓降值后，乘以管段計算長度，即得該管段的阻力損失。管段號單位長度壓力損失 (pa/m)(pa)原始數(shù)據(jù)修正數(shù)據(jù)0-143.0413.411-23.82.8913.292-33.82.8913.293-40.90.682.494-51.91.455.385-63.22.438.706-75.44.1121.337-88.56.479.968-99.16.9223.439-105.23.9689.8915-1443.0413.4114-133.82.8913.2913-123.82.8913.0112-110.90.68

31、2.4911-61.91.452.04表3-6阻力損失計算表3.2.7確定管段附加壓頭管道始末端標高差變化大時，如地形起伏、室內(nèi)管等場合在水力計算中應考慮附加壓頭的影響，其由下式計算： (3-9)式中附加壓頭，pa；空氣密度，kg/nm3；燃氣密度，kg/nm3；管段始末端標高差，m。當附加壓頭為正值時，其為燃氣流動的動力；為負值時，其為燃氣流動的阻力。每米管段的附加壓頭值等于。每米管段的附加壓頭值乘以該管段終端及始端的標高差，可得該管段的附加壓頭值。管段號管段終端始端標高差 (m)附加壓頭(pa)0-1-1.2-6.261-2-2-3-3-4+2.915.144-5+2.915.145-6+

32、2.312.016-7-7-8+0.63.138-9+2.110.969-10+3.417.7515-14-1.2-6.2614-13-13-12-12-11-2.9-15.1411-6-0.6-3.13計算時應注意其正負號。詳見表3-7。 表3-7附加壓頭計算表3.2.8確定實際壓力損失各管段的實際壓力損失為，詳細計算結果見表3-8：表3-8實際壓力計算表管段號0-11-22-33-44-5管段實際壓力損失(pa)19.6713.2913.01-12.65-9.76管段號5-66-77-88-99-10管段實際壓力損失(pa)-3.3121.336.8313.4772.14管段號15-141

33、4-1313-1212-1111-6管段實際壓力損失(pa)19.413.2913.0117.635.17則管道0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10總壓力降為：；管道15-14-13-12-11-6-7-8-9-10總壓力降為：。3.2.9 比較總壓力降與允許計算壓力降將室內(nèi)燃氣管道的總壓力降與允許的壓力降進行比較，從表3-9可以得出，在所設計管徑下計算得出的總壓力降小于350pa，符合要求，即所選管徑是合適的。表3-9低壓燃氣管道允許總壓降分配燃氣種類及灶具額定壓力允許總壓降(pa)街區(qū)單層建筑多層建筑庭院室內(nèi)庭院室內(nèi)人工燃氣800 pa7504002001501002501000

34、pa900550200150100250天然氣2000 pa165010503502502503503.2.10 水力計算圖表圖3-2 水力計算圖3.3 枝狀庭院管道的水力計算3.3.1進樓管道示意圖（圖2）3.3.2庭院管道布置圖（圖3）3.3.3各個管段流量的確定根據(jù)表3-2以及圖2、圖3可知q=30.24近似的規(guī)定管網(wǎng)各節(jié)點流量等于該節(jié)點所連接的各個管段的途泄流量之和的一半如圖3：3.3.4進樓管道管徑的初步確定根據(jù)流量的初步分配以及單位長度平均壓力降選擇各個管段的管徑。一、如圖3進氣點至零點的平均距離l1-2-3-4 =400m，l1-2-5-4=400m，l1-6-5-4=400m，

35、 所以l平均=400m。如圖2 進樓管道的距離la-d=la-c+ lc-d=10+30=40m根據(jù)表3-8，由于本例為天然氣的多層庭院管道，可知。由于本題所用燃氣nm3，故在查圖3-3的水力計算表時，需進行修正，即根據(jù)已只條件=0.75,查圖3-3得：ac段的管徑 cd段的管徑 3.3.5進樓管道阻力損失的計算一、進樓管道局部阻力損失的計算由于a-d管段長度短所以局部阻力損失與沿程阻力損失相差不大，應該逐個計算：ac段主要局部阻力名稱：直角彎管（2個） 閘閥（1個）ad段主要局部阻力名稱：分流三通（1個）根據(jù)局部阻力損失的公式： (2-11)式中 局部阻力的壓力損失，pa；計算管段

36、中局部阻力系數(shù)的總和；w管段中燃氣的流速，m/s；燃氣的密度，kg/m3。二、進樓管道沿程阻力損失的計算總壓力降：3.4環(huán)網(wǎng)庭院管道的水力計算3.4.1環(huán)網(wǎng)管道管徑的初步計算例：管段5-4 已知，=0.75，查圖2-3得。其它管段均可由此法查得：表3-10 環(huán)網(wǎng)初選管徑管段號1-22-33-41-66-55-42-5管徑(mm)1009060957060703.4.2各管段實際壓力降的計算小區(qū)的燃氣管道屬于低壓燃氣管道，實際壓力降（流態(tài)在紊流狀態(tài)下）應用如下公式進行計算： (2-12)式中燃氣管道的摩擦阻力損失，pa；燃氣管道的計算長度，m；燃氣管道的計算流量，nm3/h；管段內(nèi)表面的當量絕對

37、粗糙度，mm；鋼管一般取0.10.2mm，此處取0.1mm；管道內(nèi)徑，mm；燃氣運動粘度，m/s；t燃氣絕對溫度，此處取283k；t0273k。1-2管段： ，>3500 處于紊流狀態(tài)，所以：2-3管段：，>3500 處于紊流狀態(tài)，所以：3-4管段：，>3500 處于紊流狀態(tài)，所以：因為管段5-4與管段3-4管徑和流量都相同固值也相同，為0.53。2-5管段：，>3500 處于紊流狀態(tài)，所以：=0.50pa/m因為管段2-5與管段6-5管徑和流量都相同固值也相同，為0.50。1-6管段：，>3500 處于紊流狀態(tài)，所以：=0.54pa/m表3-11 環(huán)網(wǎng)水力初步計

38、算管段號環(huán)號管段長度(m)管段流量 (nm3/h)管徑 (mm)單位壓力降(pa/m)管段壓力降(pa)1-2100-68.041000.66-660.971-620052.92950.541082.576-510022.68700.50502.22-5200-22.68700.50-1004.41-810.22-520022.68700.501004.415-410015.12600.53533.53-4200-15.12600.53-1067.012-3100-45.36900.52-521.15516.13.4.3校核流量 所有封閉環(huán)網(wǎng)壓力降的代數(shù)和等于或者接近于零，達到工程允許的誤差范

39、圍。首先必須計算各個管網(wǎng)的閉合差（已在表3-11中計算得出）以及閉合差精度：環(huán)的閉合差精度：環(huán)的閉合差精度：兩個環(huán)的閉合差都小于10%，在閉合差精度誤差范圍。不需要對兩個環(huán)的流量進行校核。3.4.4壓力降校核實際壓力降是否充分利用了計算壓力降的數(shù)值，在一定程度上說明了計算是否達到了經(jīng)濟合理的效果。3條 從供氣點到零點的管線的壓力降值都與計算壓力降相差不多，基本上已經(jīng)充分利用了計算壓力降值，達到了經(jīng)濟合理的效果。 第4章管道設計設備選型4.1 小區(qū)管道選材城市室外燃氣管道管材，按輸氣壓力要求，考慮管壁強度來選擇。我國燃氣管道按燃氣設計壓力p(mpa)分為七級。 表4-1 燃氣設計壓力分級表名稱壓

40、力(mpa)高壓燃氣管道a2.5<p4.0b1.6<p2.5次高壓燃氣管道a0.8<p1.6b0.4<p0.8中壓燃氣管道a0.2<p0.4b0.01p0.2低壓燃氣管道p<0.01 用于輸送燃氣的管道材料有鋼、鑄鐵管、塑料管和復合管等，一般應根據(jù)燃氣的性質、系統(tǒng)壓力、施工要求以及材料供應情況等來選用，并滿足機械強度、抗腐蝕、抗震及氣密性等各項基本要求。其中鋼管具有強度高、韌性好、抗沖擊性和嚴密性好，焊接加工方便等優(yōu)點，但耐腐蝕性能較差，使用壽命約為30年；鑄鐵管塑性好，鉆孔、切割方便，耐腐蝕，使用壽命可達60年左右；塑料管是近年來發(fā)展快、用途廣的一種管材，

41、具有耐腐蝕、質輕、流體流動阻力小、使用壽命長、施工簡便、可盤卷、抗拉強度大以及官網(wǎng)運行管理容易費用低廉等一系列優(yōu)點，但其剛性比鋼管低，經(jīng)劇烈碰撞容易斷裂。本設計里都選用鋼管。4.2 閥門 低壓管道僅在調壓室出口設置閥門，其余一般不設閥門。本設計在調壓室出口沿管線10m外設置一閥門，附帶配置一閥門井。為保證調壓室檢修時的安全，在調壓室入口外也設置一閥門。為用戶用氣安全考慮，本設計對每棟樓的入戶管道也設置了閥門。閥門的作用是切斷燃氣的輸送，所以要保證其氣密性，而且當發(fā)生突發(fā)事故時閥門應該能夠迅速的關閉，使用靈活，閥門是造成局部阻力較大的原因，選擇時應根據(jù)所選取管段管徑選擇閥門。 本設計干管所用截至

42、閥為聚四氟乙烯、丁晴膠閥，產(chǎn)品型號為j41n。再根據(jù)管道的管徑選擇型號大小的閥門。4.3 調壓設備選擇小區(qū)接入點市政燃氣管網(wǎng)的壓力等級為中壓，設計壓力均為0.2mpa，小區(qū)內(nèi)末端壓力0.15mpa，低壓管網(wǎng)設計壓力為0.01mpa。即在接入點與小區(qū)管網(wǎng)之間應設置調壓裝置。可選擇的調壓裝置為調壓箱、調壓柜和調壓室。本小區(qū)共有六棟居民樓需要供應燃氣，若設置調壓箱或調壓柜則需在每棟樓前各懸掛（或安裝在架上）一調壓箱或調壓柜，并且由接入點到各調壓箱（柜）之間為中壓管道，綜合考慮經(jīng)濟性，本設計采用調壓室調壓。本設計采用用戶調壓室（通常與中壓管網(wǎng)或低壓管網(wǎng)的管線相連接直接供應居民用戶用氣）。4.3.1 調

43、壓室選擇調壓室可建成地上或地下調壓室，為通風安全考慮，現(xiàn)在多采用地上調壓室，但因為地上調壓室選址比較困難，調壓室應盡量避開城市繁華地段及主要道路、密集的居民樓、重要建筑物及公共運動場所，距明火或散發(fā)火花的地點不得小于30m。本設計小區(qū)采用地下調壓室。調壓室入口燃氣壓力級制為中壓，根據(jù)燃氣工程技術手冊要求地下獨立燃氣調壓室距建筑物或構筑物距離要求為5m，距重要公共建筑物距離為25m，距鐵路或電車距離10m。4.3.2 調壓室的組成調壓室在城市燃氣輸配系統(tǒng)中的主要作用是調節(jié)和穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。并可用于控制輸配系統(tǒng)燃氣流量，并保護系統(tǒng)以免出口壓力過低或超低。調壓室通常由調壓器、閥門、過濾器、安全裝置、旁

44、通管以及測量儀器等組成。（1） 旁通管作用凡不能間斷供氣的調壓室均應設置旁通管，以保證調壓器維修時繼續(xù)供氣。燃氣通過旁通管供給用戶時，管網(wǎng)的壓力和流量由手動調節(jié)旁通管上的閥門來控制。（2） 測量儀器調壓室的測量儀器主要是壓力表。有些用戶調壓室和專用調壓室往往還安裝流量計。通常調壓室入口處安裝指示式壓力計，調壓器出口處安裝記錄式壓力計，可自動記錄調壓器的出口瞬間壓力，以便監(jiān)視調壓器的工作狀況。調壓室可分為單通道調壓室和并聯(lián)通道調壓室兩種，本設計采用單通道調壓室。單通道調壓室的工作流程圖 1、 絕緣法蘭 2、入口閥門 3、過濾器 4、帶安全閥的調壓器5、 出口閥門 6、流量計 7、旁通閥4.4 凝

45、水器 用途：1.收集燃氣中的冷凝水、施工過程進入燃氣管道中的水，以及地下水為高的地區(qū)透過管道不嚴密部分滲入低壓燃氣管道內(nèi)的水；2.充氣啟動或修理時，用抽水管作為吹洗管、放空管；3.用抽水管做測壓管。 管道坡向改變時，凝水缸設在管道的最低點，兩相鄰凝水器之間距離一般為200500m，管道坡向不變時，間距一般為500m左右。本設計庭院管道最長管線400m，所以只設一個凝水缸。小區(qū)管道的工作壓力屬于低壓，所以選用低壓鋼管凝水缸。4.5 放散管 放散管是一種專門用來排放管道中的空氣或燃氣的裝置。在管道投入運行時利用放散管排空管內(nèi)空氣，防止在管道內(nèi)形成爆炸性的混合氣體。在管道或設備檢修時，可利用放散管排空管道內(nèi)的燃氣。放散管一般也設在閘井中，在管網(wǎng)中安裝在閥門的前后，在單向供氣的管道上則安裝在閥門之前。本設計中為單向供氣，則設置在閥門井內(nèi)閥門之前。4.6 護罩護罩用于保護引至地面的凝水缸引來的凝