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1、目录目录目录.1第一章、管道设计基础资料.11.1 现状管道接口位置.11.2 燃气压力.11.3 土壤性质及腐蚀性能.错错误误!未定义书签。未定义书签。1.4 气候条件.21.5 供气区域规划平面图和现状平面图（管线综合图）.31.6 其他地下管道布置的规划图和现状图.31.7 燃气成分及物性参数.41.7.1 基本气体性质.41.7.2 混合物容积组成、质量组成.51.7.3 平均分子量.61.7.4 平均密度和相对密度.61.7.5 虚拟临界压力、虚拟临界温度.71.7.6 粘度.81.7.7 热值.91.7.8 爆炸极限.101.8 供气区域用户、用气量资料.101.8.1 拟定用户燃
2、具.111.8.2 每户用气量的拟定.111.8.3 每栋用气量.12第二章、水力计算.132.0 燃气管网布线.132.1 水力图.162.2 拟定各管段计算流量.172.3 允许压力降.172.4 预选管径.182.5 管道壁厚计算.182.6 计算内径.202.7 摩擦阻力损失.212.8 局部阻力损失.242.9 附加压头.252.10 校核、拟定压力级制、调压方式.25第三章、管材与设备选型.25第四章、管道防腐设计.28参考文献.29第一章、管道设计基础资料第一章、管道设计基础资料1.11.1 现状管道接口位置现状管道接口位置管道接入处如图所示，根据导师设计规定，选择A 处接入1.
3、21.2 燃气压力燃气压力接入点市政燃气管网的压力等级为中压，设计压力均为0.2MPa，社区内末端压力0.15MPa，低压管网设计压力为0.01MPa，煤气表前压力3000Pa。管道坡度0.3；灶前额定燃气压力规定：R2 燃料 2023Pa1.31.3 土壤性质及腐蚀性能土壤性质及腐蚀性能土壤性质：华北平原地带性土壤为棕壤或褐色土。腐蚀性能：我国华北地区的土壤一般为中碱性土壤。土壤 pH 值一般为 7.08.5;SO42-含量占土壤重量的 0.005%0.045%;Cl-的含量占土壤重量的 0.002%0.012%;Mg2+含量占土壤重量的 0.001%0.002%。1.41.4 气候条件气候
4、条件社区位于华东某平原区域，属亚热带南缘季风气候区，冬夏长春秋短，温暖潮湿，雨量充沛。气温：年平均气温 16 度；地温：数据缺失；地下水位线：26.55 米（以 2023 年 6 月 30 日北京市 885 个地下水位监测点数据为例）极限冻土深度0.3m；1.51.5 供气区域规划平面图和现状平面图（管线综合图）供气区域规划平面图和现状平面图（管线综合图）CAD 图见附录1.61.6 其他地下管道布置的规划图和现状图其他地下管道布置的规划图和现状图数据缺失1.71.7 燃气成分及物性参数燃气成分及物性参数1.7.11.7.1 基本气体性质基本气体性质按任务书规定，选用石油伴气愤：体积分数（%）
5、分子式分子量 M摩尔容积 VM密度甲烷81.7%CH4丙烷正丁烷 按丙烯二氧化碳氧气6.20%C3H84.80%C4H104.90%CmHn0.30%CO20.20%O2氮气1.90%N216.04344.09758.12442.08144.009831.998828.01421.991.91361.479193.8364.754.762323222.260122.392322.4031.97711.42911.250422.362121.936221.50360.71742.01021.554184.5368.854.39752262.7032.09137.2425.953.6173225相
6、对密度 S（空气=1）0.5548气体常数 R临界参数临界温度 TC临界压力 PC临界密度C热值517.1191.054.6407162188.74259.585296.66304.27.3866468.1914.0237.09266-78.21.621.304154.85.0764430.0919.41713.6131126.23.3944310.9116.67113.3112高热值 Hh低热值 HL爆炸极限爆炸上限Lh（体积%）爆炸下限 LL（体积%）粘度6动力粘度1039.842101.266133.88693.66735.90251510.39314.516493.242.19.57.
7、502123.64987.6671.58.56.8352.53377-0.54.1310144211.77.6493.99321-47.722.6751.17运动粘度10无因次系数 C沸点 t（）定压比热 CP绝热指数 K63.81278-161.49-42.051.5451.3092.961.161-182.98-195.781.3151.41.3021.402导热系数0.030240.015120.013490.014670.013720.250.024891.7.21.7.2 混合物容积组成、质量组成混合物容积组成、质量组成（1）容积组成r序号名称体积分数（%）r（2）质量组成g甲烷81
8、.7%丙烷6.20%正丁烷4.80%按丙烯4.90%二氧化碳氧气0.20%氮气1.90%0.30%序号名称g甲烷丙烷正丁烷按丙烯二氧化碳氧气氮气0.61190.12760.13020.09630.00620.00300.02481.7.31.7.3 平均分子量平均分子量M=21.4213591.7.41.7.4 平均密度和相对密度平均密度和相对密度（1）平均密度=0.9668057（2）相对密度混合气体相对密度计算公式S=0.747722891.7.51.7.5 虚拟临界压力、虚拟临界温度虚拟临界压力、虚拟临界温度（1）虚拟临界压力PCm=4.5678862（Mpa）（2）虚拟临界温度TCm=
9、220.8949（K）1.7.61.7.6 粘度粘度混合气体动力粘度计算公式=9.10-6 m2/st=20混合气体动力粘度T=273.15+20=293.15Kt=9.7268468810-6 m2/s计算密度=0.97847073kg/立方米运动粘度=9.10-6 m2/s考虑到抱负气体与实际气体的差异，将运动粘度调整为软件计算的10.673910-6 m2/s手算误差为 6.87%计算软件 基于 REFPROP 模型1.7.71.7.7 热值热值计算得到：HH=49.845617 MJ/m3HL=45.343649 MJ/m31.7.81.7.8 爆炸极限爆炸极限爆炸上限：3.%爆炸下限
10、：13.95575413%1.81.8 供气区域用户、用气量资料供气区域用户、用气量资料该社区内地势平坦，本设计的范围仅涉及社区平面图中划定区域内的1#8#楼房，共 8栋，各栋楼房居民户数分派方案如下表所示：合计 220单位（户）1.8.11.8.1 拟定用户燃具拟定用户燃具各户居民均选用海尔公司产YZ12T-2 型双眼灶具，不考虑其他燃气具，燃具额定热负荷：4.1kW，灶前额定燃气压力规定：R2燃料2023Pa；1.8.21.8.2 每户用气量的拟定每户用气量的拟定燃气额定热负荷：4.1kW；y热负荷Q QnDW式中：Qn-灶具额定用气流量（Nm3h）y3QkJ NmDW-为本设计所用天燃气
11、的低热值（）每户用气量：Qn=4.1*3600/45.344=0.3255m/h1.8.31.8.3 每栋用气量每栋用气量查表得同时工作系数，运用公式计算出每一栋的计算流量方案H2（户数）1#楼222#楼243#楼184#楼205#楼300.46#楼247#楼408#楼42合计220同时工作系数0.4420.4340.4620.450.4340.390.388每栋用气量 3.1653.3902.7072.9303.9063.3905.0785.30429.870第二章、水力计算第二章、水力计算2.02.0 燃气管网布线燃气管网布线社区内燃气管道采用地下敷设，地下燃气管道宜沿城乡道路敷设，一般敷
12、设在人行便道或绿化带内。本设计为八栋居民楼供应燃气，由社区平面图可以确认管线采用枝状布置。（一）布线原则应考虑：（1）管道中燃气的压力；（2）街道地下其他管网的密集限度与布置情况；（3）接到交通量和路面结构情况，以及运送干线的分布情况；（4）所输送燃气的含湿量，输送是燃气要考虑必要的管道坡度，而输送干燃气则不用考虑管道坡度；（5）与该管道相连接的用户数量及用气量情况，该管道是重要管道还是次要管道；（6）线路上所碰到的障碍物情况；（7）土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度；（8）该管道在施工、运营和发生故障时，对城乡交通和人民生活的影响。（二）低压管网的燃气布置低压管网的重要功能是直接向各类用户配气，
13、低压管网的布置一般应考虑：（1）燃气管网的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压管网成环时变长一般应控制在 300600m 之间。（2）为保证和提高抵押管网的供气可靠性，给低压管网供气的相邻调压站之间的管道应成环布置。（3）有条件时低压管网应尽也许布置在街坊内兼作庭院管道，以节省投资。（4）低压管道应按规划道路布线，并应与道路轴线或建筑物的前沿相平行，尽也许避免在高级路面下敷设。（5）低压管道仅在调压室出口设立阀门，其余一般不设阀门。为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于泄漏出的燃气影响相邻管道的正常运营，甚至逸入建筑物内，地下燃气管道与建筑物、构筑物以及其他各种管道之间应保持必
14、要水平净距。见下表。表 3.3地下燃气管道与建筑物，构筑物或相邻管道之间的水平净距表（m）项目低压建筑物的基础外墙面给水管污水、雨水排水管电力电缆直埋在导管内0.70.51.00.51.0地下燃气管道中压 B中压 A次高压 B1.00.51.20.51.01.50.51.20.51.04.51.01.51.01.0次高压 A6.51.52.01.51.5通讯电缆直埋在导管内DN300mmDN300mm直埋热水蒸汽在管沟内0.51.00.40.51.01.01.01.02.01.05.02.00.750.51.00.40.51.02.01.01.02.01.05.02.00.750.51.00.
15、40.51.02.01.51.02.01.05.02.00.751.01.00.40.51.02.01.51.05.01.05.02.01.21.51.50.40.51.53.02.01.05.01.55.02.01.2燃气管道热力管电杆基础35kV35kV通讯照明电杆铁路路堤坡脚有轨电车钢轨街树在本设计中，地下管道与各楼水平净距均保持3m。其他应遵从低压管线的布线原则。2.12.1 水力图水力图2.22.2 拟定各管段计算流量拟定各管段计算流量以 6-5 为例：计算流量为 5#楼的计算流量 3.906 立方米/小时。进而拟定每一管段计算流量见附表2.32.3 允许压力降允许压力降灶前额定燃气
16、压力规定：R2 燃料 2023Pa所以Pd =0.752023+150=1650 pa错误：（入户管压降分派未分派）0-1-7-8-9-17 为最长管线，长度为200 米所以单位长度与允许压降为8.25pa/m2.42.4 预选管径预选管径根据管段的计算流量及单位长度的允许压力降预选管径以 14-6 管段为例：查燃气工程设计手册图11-1-1单位长度与允许压降为8.25pa/m，计算流量为 3.9 立方米/小时得到初选标准管径为：25mm其他管段见附表2.52.5 管道壁厚计算管道壁厚计算使用公式：求直管壁厚求直管壁厚名称名称设计压力管子外径许用应力符号符号单位单位 数值数值PDotMPa0.
17、01mmMPa查附表说明说明焊缝系数修正系数计算壁厚判断公式是否可用腐蚀裕量壁厚负偏差加工减薄量附加裕量选用壁厚YSoDo/6P/tmmmmmmmmmm无缝钢管取 1，焊接钢管查表查附表根据设计需要填写参考厂家数据涉及腐蚀裕量、壁厚负偏差和加工减薄量CSmmmmSSoC石油化工管道设计器材选用通则(SH3059-2023)工业金属管道设计规范(GB50316-2023)(2023 年版)许用应力查石油化工装置工艺管道安装设计手册(第一篇)(第三版)P654以 14-6 为例计算壁厚：选管径为DN25壁厚负偏差 0.4375腐蚀裕量 1.5加工减薄量 0所以 附加裕量 C 为 1.9375设计压
18、力为 0.01MPa，许用应力 100修正系数 Y=0.4计算得到 S=1.93874995取壁厚 2mm公称壁厚负腐蚀 加工减直径偏差裕量薄量附加裕量CPD0许用焊缝修正应力系数系数计算壁厚S0选用壁厚mmDN250.4375DN320.4375DN400.5DN500.43751.51.51.51.500001.93750.011.93750.0120.012532405010010010010011110.40.40.40.40.001249950.0.001999920.00249991.938749951.2.001999921.93999991.93750.01根据国家标准与钢管生
19、产公司产品规格，选取所有管道壁厚为3.0mm2.62.6 计算内径计算内径根据预选的标准管径，与标准管径的外径、选取的管道壁厚计算管道内径查附表 DN25 标准外径为 32mm，计算得到内径为 26mmDN32 标准外径为 38mm，计算得到内径为 32mmDN40 标准外径为 45mm，计算得到内径为 39mmDN50 标准外径为 57mm，计算得到内径为 51mm2.72.7 摩擦阻力损失摩擦阻力损失注意：此处钢管公式错误取：运动粘度为 10.673910-6 m2/s绝对粗糙度为 0.15绝对温度 293.15k燃气密度 0.9668kg/Nm3以管段 12-4 为例流速W Q2.707
20、41.417d236003.140.026236004Re dW0.0261.417 3451.6-6v10.673910阻摩系数 0.03Re-21003451.6-2100 0.0408689708465Re-105653451.6-105P11.8Q7104dv Q2T61.910(1)5=1.66L23Q105dvdT0其他管段见附表2.82.8 局部阻力损失局部阻力损失以管段 14-6 为例：有 1 个旋塞=2=2L2=226/0.0411=1.2662m，其他见附表2.92.9 附加压头附加压头2.102.10 校核、拟定压力级制、调压方式校核、拟定压力级制、调压方式计算管路总压降
21、0-1-2-3-4-5-6-141487.296 Pa0-1-7-8-9-171620.822 Pa小于并趋近于允许压降1650Pa，所以通过校核。压力级制为低压，调压方式为一级调压。管材为无缝钢管第三章、管材与设备选型第三章、管材与设备选型无缝钢管DN25、DN32、DN40、DN50GB/T8163-1999（输送流体用无缝钢管）。材质（牌号）为 10、三通DN25、DN32、DN40、DN50直角弯头DN25旋塞阀调压箱重要技术参数：进口压力范围P1：0.02-0.4MPa出口压力范围P2:1-5KPa5-30KPa30-150KPa调压精度 P2：5%关闭压力 Pb:1.2-1.25工
22、作温度：-4060凝水缸DN25 凝水缸2阀质量保证措施1.测量放线实行放线复测制，以保证放线准确。2.混凝土浇筑严格执行混凝门井土浇灌申请单制度，隐蔽工程必须通过验收签字后方可进行下道工序。3.设立能独立行使权力的专职质检员，同时班组设立兼职质检员。实验人员按照国家规范规定对原材取样实验，按规定留置砼试块。第四章、管道防腐设计第四章、管道防腐设计燃气输配工业金属管道设计规范参考文献参考文献（第五版）段常贵主编GB 50316-2023(2023年版)流体输送用无缝钢管GB-T8163-1999城乡燃气设计规范GB50028-2023建筑燃气设计手册袁国汀主编燃气工程设计手册严铭卿主编燃气工程制图标准 燃气管道工程技术手册石油化工管道设计器材选用通则工业金属管道设计规范石油化工装置工艺管道安装设计手册天然气流量计量中气体密度的计算天然气混合气体粘度和雷诺数计算研究CJJ/T 1302023(2023 年版)(SH3059-2023)(GB50316-2023)(2023年版)(第一篇)(第三版)P654魏凯丰、张作群、王建魏凯丰、宋少英、张作群