燃气毕业设计 - secret

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

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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 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 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 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 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

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目 录

第一章 绪 论 .................................................................................. 1

1.1 概述 ......................................................................................................... 1 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 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

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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（跨）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

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 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

4

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 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（系统图或立面图） .................................... 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

致 谢 ................................................................................................. 51 参 考 文 献..................................................................................... 52

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第二章 燃气的性质计算

y1?、y2??yn?——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?、L2??Ln?——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、y2?yn——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、L2?Ln——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2.8??0.03

可燃气体90.5yCO2?yC4H10惰性气体2.4??1.6?1.5%?2.4%?3.9%可燃气体1.5

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： 1H? ?y1H1?y2H2???ynHn? （2.8）

100

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第二章 燃气的性质计算

则设计中所用燃气的高发热值为

Hh?1?39.842?90.5?2.8?101.266?1.5?113.886? 100?40.6MJ/m3

设计中所用燃气的低发热值为

Hl?1?90.5?35.902?2.8?93.24?1.5?123.649? 100?36.96MJ/m3

式中 Hh、Hl——燃气高低热值(MJ/m3);

H1、H2?Hn——各单一气体低热值(MJ/m3)； 。 y1、y2?yn——各单一气体容积成分（%）

2.2.6 华白数

燃气性质中影响燃烧特性的参数主要有燃气的热值H、相对密度s及火焰传播速度(即燃烧速度)。为此导出与热值和相对密度有关的综合系数，即华白指数

W。

华白指数

Hl36.96?103W???46.2MJ/m3 (2.9)

S0.64式中 W——华白指数（MJ/m3）；

Hl——燃气低热值(MJ/m3) ；

S——混合气体相对密度（空气为1）。

2.3 燃气质量要求及燃气的加臭

2.3.1 城镇燃气质量要求

城镇燃气质量指标应符合下列要求：

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第二章 燃气的性质计算

1.城镇燃气（应按基准气分类）的发热量和组分的波动应符合城镇燃气互换的要求；

2.城镇燃气偏离基准气的波动范围宜按现行的国家标准《城市燃气分类》GB/T13611的规定采用，并应适当留有余地。

3.采用天然气做气源时，天然气的质量指标：

（1）天然气的发热量、总硫量和硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准《天然气》GB17820的一类气或二类气的规定；

（2）在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的烃露点应比最低环境温度低5℃；天然气中不应有固态、液态或胶状物质。主要规定叙述如下：

1)天然气的高热值大于31.4MJ/m3； 2）总硫量小于270mg/m3； 3）硫化氢含量小于20mg/m3； 4）二氧化碳含量小于3%（体积）； 5）无游离水。

2.3.2 城镇燃气的加臭

城镇燃气是具有一定毒性的爆炸性气体，又是在压力下输送和使用。由于管道及设备材质和施工方面存在问题和使用不当，容易造成漏气，有引起爆炸、着火和人身中毒的危险。因此，当发生漏气时应能及时被人们发觉进而消除燃气的泄露。所以需要对没有臭味的燃气进行加臭。

作为城镇燃气的气源，如干馏煤气、水煤气、油制气、天然气和液化石油气多数含有硫化物，因此其本身都具有臭味。仅部分地区使用的天然气 有时不含硫化物，要求经过加臭后才进行输配使用。

城镇燃气中加臭剂的最小量：一是无毒燃气（一般指不含一氧化碳、氰化氢等有毒成分的气体）泄露到空气中，达到爆炸下限的20%时，应能察觉；二是有毒燃气（一般指含一氧化碳、氰化氢等有毒成分的气体）泄露到空气中，达到对人体允许的有害浓度时，应能察觉。对于以一氧化碳为有毒成分的燃气，空气中一氧化碳含量达到0.02%（体积分数）时，应能察觉。

加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味，不应对人体、管道或与其接触材料有害，其燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料。常用的加臭剂有四氢噻吩（THT）、三丁基硫醇、乙硫醇、乙硫醚、甲硫醚等。

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第三章 燃气需用量及供需平衡

第三章 燃气需用量及供需平衡

在设计燃气输配系统时，需要首先确定燃气管网的计算流量，而计算流量的大小又取决于燃气需用量和需用的不均匀情况。城市燃气需用量取决于用户类型、数量和用气量指标。

3.1 用户类型及供气原则 城市燃气用户包括以下几种类型： 1、居民生活用户； 2、商业用户； 3、工业生产用户； 4、其他用户。

居民生活用户用气主要是用于日常的炊事和生活热水。商业用户是与城镇居民生活密切相关的一类用户，包括职工食堂、饮食业、旅馆、理发店、浴室、洗衣房、医院、幼儿园、托儿所、机关、学校和科研机关等。燃气主要是用于炊事和热水供应。工业企业用户主要是用于生产工艺。其他用气主要包括两部分，一部分是官网的漏损；另一部分是因发展过程中出现没有预见的新情况而超出了原计算流量。

供气原则不仅涉及到国家的能源政策，而且和当地的具体情况、条件密切相关。在确定用气量分配时，一般优先发展民用用气，即居民生活用气和商业用气，它们是城镇燃气供应的基本对象，其中，又应优先供给居民生活用户。居民生活用户和商业用户数量多，而且分散，把燃气优先供给这些用户可以提高热效率， 节约能源，改善大气和环境污染，节约劳动力，减少城市交通运输。

在发展民用用户的同时，也要发展一部分工业用气，二者兼顾，这有利于提高气源生产企业的经济效益，减少储气容积，增加售气收费，有利于用气负荷的平衡等。对于工业用户，应优先供给工艺上必须使用燃气，用气量又不大，自建煤气发生站又不经济的企业。

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第三章 燃气需用量及供需平衡

3.2 城市用气量

3.2.1 居民生活用户用气量

居民生活用户用气量取决于居民生活用户用气量指标（用气定额）、气化百分率及城市居民人口数。

影响居民生活用户用气量指标的因素很多，如住宅燃气器具的类型和数量，住宅建筑等级和卫生设备的设置水平，采暖方式及热源种类，居民生活用热习惯及生活水平，居民每户平均人口数，气候条件，公共生活服务设施的发展情况，燃气价格等。各种影响因素对居民生活用户用气量指标的影响无法精确确定，通常根据居民生活用户用气量实际统计资料，经过综合分析和计算得到用气量指标。当缺乏用气量的实际统计资料时，可根据当地的实际燃料消耗量、生活习惯、燃气价格、气候条件等具体情况，按表3.1确定。 表3.1 城镇居民生活用气量指标q[MJ/(人?a)]

城 镇 地 区 东 北 地 区 华东、中南地区 北 京 成 都 有集中采暖的用户 2 303～2 721 — 2 721～3 140 — 无集中采暖的用户 1 884～2 303 2 093～2 303 2 512～2 931 2 512～2 931 注：① 本表系指一户装有一个燃气表的居民用户，在住宅内做饭和热水的用气量。不适用于瓶装液化石油气居民用户。②“采暖”系指非燃气采暖。③ 燃气热值按低热值计算。

气化百分率是指城镇居民使用燃气的人口数占城镇居民总人口数的百分数。一个城镇的气化百分率很难达到100%，因为有一部分房屋结构不符合安装燃气设备的条件或居民点远离城市燃气管网。

居民生活用户用气量：

新乡经济开发区的人口密度为8000人/平方公里，该区的面积为24.5平方公里，人口为15万人左右，气化百分率为90%。

根据居民生活用气定额、居民人数、气化百分率即可计算出居民生活年用气量

Qy1?Nkq （3.1） Hl式中 Qy1——居民生活年用气量（m3/a）；

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第三章 燃气需用量及供需平衡

N——居民人数（人）;

q——居民生活用气定额[MJ（人/?a）],查表定为2100

MJ/(人?a);

k——气化百分率（%）； Hl——燃气低热值（MJ/m3）。 本设计中开发区居民年用气量为：

Qy1=150000?90%?2100=7.6?106m3/a

36.963.2.2 商业用户用气量 商业用户用气量取决于商业用户用气量指标（用气定额）、城市居民人口数及商业设施标准。

影响商业用户用气量的因素很多，主要有城市燃气的供应状况，燃气管网布置情况，商业的分布情况，居民使用公共服务设施的程度，用气设备的性能、热效率、运行管理水平和使用均衡程度以及地区的气候条件等。应按商业用户用气量的实际统计资料分析确定用气量指标。当缺乏用气量的实际用气量统计资料时，也根据当地的实际燃料消耗量、生活习惯、燃气价格、气候条件等具体情况。

参照新乡经济开发区的标准及《燃气工程技术手册》确定用气量指标

表3.2商业用气量指标表

序号 1 2 3 4 5 6 7

用户类别 职工食堂 饮食业 托儿所、幼儿园（全托） 用气量指标q 2000MJ/人.a 8500MJ/座.a 2000MJ/人.a 旅馆、招待所 商业设施标准Bi 400人/千人 50座/千人 100人/千人 有餐厅 无餐厅 医院 高级宾馆 学校 4000MJ床位.a 800MJ/床位.a 4000MJ/床位.a 9500MJ/床位.a 1500MJ/人.a 11

2人/千人 1床位/千人 5床位/千人 10床位/千人 90/千人 河南城建学院本科毕业设计（论文） 第三章 燃气需用量及供需平衡

商业用户年用气量可按下式计算：

nQy2=?qBniii?1Hl （3.2）

式中 Qy2——公共建筑年用气量（m3/a）；

B——某一类商业设施标准??人?或床位、座等?/千人??；

N——居民人口数（人）；

q——某一类用途的用气量指标[MJ/(人或床位、座位?a)]；

。 Hl——燃气低热值（MJ/m3）本设计中开发区商业用户年用气量为：

Qy2=?qBniii?1nHl

??2000?400?40000?5+4500?2+2000?100?1500?90??150

36.96 =4.72×10 6 m3/a

3.2.3 工业企业用户用气

工业企业燃气用户主要用于生产工艺。工业企业生产用气设备的燃气用量，应根据热平衡计算确定；或参照同类型用气设备的用气量确定；或由原有加热设备使用其他燃料的消耗量折算确定，根据实际情况确定工业企业用户用气量。

开发区使用天然气的工业用户有：

华宇铝业 三班制企业 3000Nm3/天 3000×350=105×104 m3/a 太行振动 三班制企业 2500Nm3/天 2500×350=87.5×104 m3/a 合力焊剂 两班制企业 2000Nm3/天 2000×350=70×104 m3/a 轻研材料厂 两班制企业 1800 Nm3/天 1800×350=63×104 m3/a 本设计中开发区工业企业用户用气量为：

Q=（105+87.5+70+63）?104

=3.25 ?106m3/a

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第三章 燃气需用量及供需平衡

3.2.4 其他用气量

包括管网的漏损量和未预见量，一般其他用气量按总用气量的3%～5%计算。

本设计中开发区其它用气量为：

Q=（7.6+4.72+3.25）×10×5% 6

=0.78?106 m3/a 3.3 各类用户用气量计算汇总

新乡经济开发区年总用气量为：

Q=（7.6+4.72+3.25+0.78）×106

=16.35?106 m3/a

3.4 计算流量

在设计燃气输配系统时，需用到燃气的计算流量。计算流量的大小，直接关系到燃气输配系统的经济性和可靠性。计算流量偏大，输配系统的金属耗量和基建投资都会增加；偏小，又会影响用户的正常、可靠用气，因而应合理确定燃气的计算流量。 城镇燃气管道的计算流量，应按计算月的高峰日小时最大用气量计算。确定方法有：不均匀系数法和同时工作系数法。

根据实际统计资料及参考资料，本设计确定新乡经济开发区城镇居民和商业用户的用气不均匀系数为：K月 =1.3；K日 =1.2；K时 =3.0

居民生活和商业用户燃气小时计算流量(0℃和101.325kPa)，宜按下式计算：

Qh?Qy365?24KmKdKh （3.3）

式中 Qh——燃气小时计算流量(m3／h)；

Qy——年燃气用量(m／a)； Km——月高峰系数；

3

Kd——日高峰系数；

Kh——小时高峰系数。

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第三章 燃气需用量及供需平衡

总用气量

Q?Qy365?24KmKdKn

12.32?1061.33?1061.92?106=?1.3?1.2?3.0??1?1?1.5??1?1?1 365?24365?24365?24=7028.8Nm3/a

其中居民和商业用户小时流量为

12.32?106Q??1.3?1.2?3.0

365?24=6581.9 Nm3/a

每人每小时的用气量

6581.93q??0.04 Nm/(人·小时) 415?103.5 燃气输配系统的供需平衡

城市各类用户对燃气的使用情况是随着月、日、时发生不均匀变化的，这决定了城市燃气的供应也应随着月、日、时发生不均匀变化。但气源的燃气生产量不可能完全按用户用气量的变化而变化，因而燃气输配系统应具有维持燃气供需平衡的能力。

目前，用以调节用气不均匀性的有效方法有： 1．改变气源的生产能力和设置机动气源

改变气源的生产能力和设置机动气源，应考虑气源的运转和启停的经难易程度以及气源生产负荷变化的可能性和变化的幅度，还应考虑供气的安全行、可靠性、和技术经济的合理性。

经机动气源调整掺混后的燃气应符合城市燃气的质量要求和互换性要求。 2．利用缓冲用户进行调节

城市燃气供应的缓冲用户是一些大型的工业企业和锅炉房等可使用多种燃料的设备。在夏季用气处于低谷时，可将多余燃气供应给这些缓冲用户使用，而在冬季用气高峰时，这些缓冲用户可改用其他燃料。这样可以调节季节性不均匀和一部分日用气不均匀。

3．利用储气设施进行调节

输配系统的储气罐、高压燃气管束储气及长输干管末端储气，都可用于调节

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第三章 燃气需用量及供需平衡

日和小时的用气不均匀性，但不能调节月用气的不均匀性。

3.6 储气罐

3.6.1 所需储气量

本工程采用储气罐来调节燃气供需平衡。 计算月最大日用气量为7万m3/d，每小时用气量占日用气量的百分数如表3.3所示：

表3.3 每小时用气量占日用气量的百分数 时间 每小时用气量占用气量的百分数（%） 时间 每小时用气量占用气量的百分数（%） 时间 每小时用气量占用气量的百分数（%） 0—1 1.95 8-9 5.20 16-17 5.80 1—2 1.50 9-10 5.21 17-18 7.62 2—3 1.41 10-11 6.30 18-19 6.15 3—4 2.00 11-12 6.44 19-20 4.58 4—5 1.60 12-13 4.90 20-21 4.48 5—6 2.91 13-14 4.81 21-22 3.22 6—7 4.10 14-15 4.76 22-23 2.80 7—8 5.06 15-16 4.75 23-24 2.45

储气罐用于调节日用气不均匀性，按每日气源供气量为100%，气源均匀供气，则每小时平均供气量为

100%?4.17% 24从零时起，计算燃气供气量累计值与用气量累计值，两者的差值即为该小时的燃气储存量。计算结果如表3.4所示。

在燃气储存量中找出正、负的最大值，即13.70%和-4.03%，取绝对值相加得13.70%+4.03%=17.73%。所需的储气量为

Q3=700?017.73%（ 11m=132）4

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第八章 调压站设计

中压或低压时才选用这种形式。不允许用于气态液化石油气管线上。

3．箱式调压装置

箱式调压装置入口一般可直接连接于中压管网上，出口与用户直接相连。在不产生冻结、保证设备正常运行的前提下，调压器及附属设备（仪表除外）也可以设置在露天（应设围墙）或专门制作的调压柜内。

8.1.3 按调解压力范围分类

1、高中压调压站 2、高低压调压站 3、中低压调压站 4、低低压调压站

8.2 调压站的选址

调压站应尽量避开城市繁荣地段及主要道路、密集的居民楼、重要建筑物及公共运动场所，距明火或散发火花的地点不得小于30m。

调压站与邻近建筑物应有一定的安全距离。一般情况下，要求： （1）当调压器的燃气入口压力为高压时，不应小于12m； （2）当调压器的燃气入口压力为中压或低压时，不应小于6m； （3）距离重要的公共建筑物不应小于25m。

（4）调压站与其他建筑物、构筑物的水平净距离应符合城镇燃气设计规范要求；

（5）调压站应力求布置在负荷中心或接近大用户处。可选择在居民区的街坊内、广场或街头绿化带等地；

（6）门站除应遵守安全防火距离规定，还应考虑地形、地质条件、城市主导风向、面积空间及站场对当地环境的影响，附近企业对站场的影响。交通方便，水电来源充足，水处理便利，尽可能靠近城市居民点，并位于下风向。

8.3 调压站的组成

调压站在城市燃气管网系统中是用来调节和稳定管网压力的设施，通常由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管及测量仪表等组成。有的调压站还装有计量设备，除了调压以外，还起计量作用，通常将这种调压站叫做调压计量站。

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第八章 调压站设计

1．阀门

阀门的作用是在调压器、过滤器发生事故检修时，切断燃气。调压站进口及出口处必须设置阀门。在调压站10m之外的进、出口管道上也应设置阀门，此阀门是常开的（但必须随时可以关断），以便当调压站发生故障时，不必靠近调压站即可关闭阀门，避免事故蔓延和扩大。

2．过滤器

过滤器的作用是清除燃气中杂质，确保调压器和安全阀稳定工作，所以在调压器入口处必须设置过滤器。

调压站过滤器常采用马鬃或玻璃丝做填料。过滤器与管道常采用法兰连接。 过滤器前后应设置压差计，目的是判断过滤器的堵塞情况。在正常工作情况下，燃气通过过滤器的压力损失不得超过10kPa，压力损失过大时应拆下清洗。

3．安全装置

安全装置的作用是当调压器中薄膜破裂关闭不严或调节系统失灵时，放散泄压，避免系统超压，保证用户及公共设施安全。因此调压站必须设置安全阀。

安全阀可以分为安全切断阀和安全放散阀。

安全切断阀的作用是当出口压力超过允许值时自动切断燃气通路的阀门。安全切断阀通常安装在箱式调压装置、专用调压站和采用调压器并联装置的区域调压站中。

安全放散阀是当出口压力出现异常但尚没有超过允许范围前即开始工作，把足够数量的燃气放散到大气中，使出口压力恢复到规定的允许范围内。

安全放散阀分为水封式、重块式、弹簧式等形式。

水封式安全放散阀结构简单，被广泛使用在湿燃气系统。需要经常注意液位。在0℃以下的房间内，应采用不冻液或在调压站安装采暖设备。但其结构体积较大，不适于小型调压器和箱式调压器。随着干天燃气的普及，水封式安全装置将逐渐退出历史舞台。

若调压器发生故障时，出口压力过高，放散阀工作仍不能使出口压力降到设定值，切断阀应动作。同样当燃气管道内发生事故出口压力过低，切断阀也能自动切断。

放散管应高出调压器屋顶1.5m，还应注意周围建筑物的高度、距离、风向，并采取措施防止燃气放散时污染环境。

无论哪种安全放散阀，都有压力过高时保护网路不间断供气的优点。主要缺点是当系统容量很大时，可能排出大量燃气，因此，通常不安装在建筑物集中的地方。

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第八章 调压站设计

4．测量仪表

为了判断调压站中各种装置及设备工作是否正常，需设置各种测量仪表。主要仪表是压力表。有些调压站还安装流量计。

通常在调压器入口安装指示压力计，出口安装自计式压力计，自动记录调压器出口瞬时压力，以便监视调压器的工作状况。

5．旁通管

凡不能间断供气的调压站，应设旁通管。燃气通过旁通管供给用户时，管网的压力和流量是由手动调节旁通管上的阀门来实现的。对于高压调压装置，为便于调节，通常在旁通管上设置两个阀门。

选择旁通管的管径时，要根据燃气最低的进口压力和需要的出口压力以及管网的最大负荷进行计算。旁通管的管径通常比调压器出口管的管径小2~3号。

此外，为了改善管网水力工况，需随着燃气管网用气量改变使调压站出口压力相应变化，可在调压站内设置孔板或凸轮装置。当调压站产生较大的噪声时，必须有消声装置。当调压站露天设置时，如调压站前后压差较大，还应设防止冻结的加热装置。

8.4 调压站的布置 调压站内部的布置，要便于管理及维修，设备布置紧凑，管道及辅助管线力求简短。

各种调压站通常布置成一字形、∏形及L形。现在有些城市多采用∏形布置，将进出口阀门设置在一个阀门井内，便于施工和操作管理。

8.4.1 区域调压站

区域调压站净高通常为3.2~3.5m，主要通道的宽度及每两台调压器之间的净距不小于1m。调压站的屋顶应有泄压设施，房门应此向外开。调压站应有自然通风和自然采光，通风次数每小时不宜少于两次。室内温度一般不低于0℃，当燃气为气态液化石油气时，不得低于露点温度。室内电器设备应采取防爆措施。

区域调压站内一般不设流量计。因为城市输配管网多为环状布置，由某一个调压站所供应的用户数是固定不变的。

区域调压站通常设在居民住宅区，燃气泄漏会危及居民安全，安全防火距离必须严格按《城镇燃气设计规范》要求，并考虑必要的安全措施。

箱式燃气区域调压调压站是燃气调压输配设备的发展趋势，是将燃气调压器、过滤器、安全附件、控制设备等零部件集成一体，具有占地小、系统协调性

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第八章 调压站设计

好、功能完善、可靠性高等特点。

8.4.2 专用调压站

工业企业和公共事业用户的燃烧器通常用气量较大，可以使用较高压力的燃气，因此，这些用户与中压或高压燃气管道连接较为合理。这样不仅可以减轻低压燃气管网的负荷，还可以充分利用燃气本身的压力来引射空气。因此，专用调压站的进出口都可以采用比较高的压力。

专用调压站要安装流量计。选用能够关闭严密的单座阀调压器，安全装置应选用安全切断阀。不仅压力过高时要切断燃气通路，压力过低时也要切断燃气通路。这是因为压力过低时可能引起燃烧器熄灭，而使燃气充满燃烧室，形成爆炸气体，当火焰靠近或再次点火时发生事故。

8.4.3 楼栋调压箱

调压箱结构设计紧凑，安装工序简单，可悬挂及坐地，适用于户内或户外安装，安全距离可大大缩小。随着天然气中压直接进户输配方案采用，楼栋式调压箱使用增多。它可将高压和中压燃气调到低压和中压。调压箱配备超高/低压自动切断装置及安全放散装置，保证随用气量的变动和进口压力的波动，自动将出口压力值保持在一定的范围内。

楼栋调压箱这种方式可提高管网输气能力，节省管材和基建投资，占地省，便于施工，运行费用低，使用灵活，用户灶前压力稳定，有利于燃具正常工作。

根据计算流量及进出口压力，本设计选择RTZ-212Q型调压器。该调压器属于中低压调压器，进口压力为0.02~0.2Pa，出口压力为1~5kPa,额定流量为130m3/h，稳压精度为?15%。

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第九章 工程概预算

第九章 工程概预算

安装工程预算是反映拟建工程经济效益的一种技术经济文件，是完成一项安装工程预计所花费货币多少的反映，也是完成一项安装工程预计所需人工、材料、机械台班数量的反映。

安装工程产品同其他建筑产品一样，具有价值和使用价值。安装工程产品的使用价值表现在其具有的使用功能 和提供的使用条件，可以满足人们生产和生活的某些需求，具有存在的必要性和实用性。同时，安装工程产品作为商品，为了适应流通和交换的需求，也必然具有价值。安装工程产品价值的构成具有与其他商品相同的模式。

安装工程预算是在一定的技术下经济效益的反映。不同的技术条件，就必然反映出不同的经济效益。由此可知，预算是技术与经济的统一。根据我国现行的基本建设规定，安装工程预算要按照一定的计算规则和计算程序，通过编制工程预算来确定。

9.1 安装工程预算的组成

9.1.1 安装工程预算的构成

根据我国建设部、财政部印发的《建筑安装工程费用项目》的规定，安装工程费用由直接费、间接费、利润和税金组成。

9.1.2 直接费

直接费是指直接耗费在该建筑安装工程上的、构成工程实体和有助于工程形成的各项费用之和。直接费由直接工程费和措施费组成。

1．直接工程费

直接工程费是指施工过程中耗费的构成工程实体的各项费用，包括人工费、材料费、施工机械使用费。

（1）人工费 人工费是指直接从事建筑安装工程施工的生产工人开支的各项费用。

人工费??（工日消耗量?日工资单价）

（2）材料费 材料费是指施工过程中耗费的构成工程实体的原材料、辅助材料、够配件、零件、半成品的费用。

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第五章 输配管网的布置

5.3 燃气管道的防腐方法

5.3.1 绝缘层防护法

1.采用聚乙烯防腐胶带或热收缩胶带作外防腐层，使燃气管道与外界隔绝。 2.燃气管道周围不得存在有尖利物体、碎片、垃圾或存积水气；防止防腐层被刺伤或破坏及水气的侵入。

3.应确保燃气管道被混凝土或墙面皮完全包围，覆盖燃气管道的混凝土或墙面皮的厚度不得小于2cm。

管道的绝缘层一般应满足下列基本要求： (1) 与管道的粘结性好，保持连续完整。 (2)电绝缘性能好，有足够的耐压强度和电阻率。 (3)具有良好的防水性和化学稳定性。 (4)能抗生物腐蚀，有足够的机械强度、韧性和塑性。 (5)材料来源充足，价格低廉，便于机械化施工。

5.3.2 燃气管道的阴极保护方法

埋在土壤中的金属管道由于各种原因管道表面将出现阳极区和阴极区，并在阳极区发生局部腐蚀。阴极保护就是利用外加手段迫使电解质中被保护金属表面都成为阴极，以达到抑制腐蚀的目的。使用阴极保护时，被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层，以降低阴极保护的费用。阴极保护技术根据保护电流的供给方式，可分为牺牲阳极法和强制电流法两种保护方法。采用牺牲阳极法的主要优点有：无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建构筑物、保护电流利用率高等，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管。另一方面，强制电流法则有：保护范围大、适合范围广、电势及输出电流高、综合费用低等优点，故适合用于长输管线或市郊管线的防腐。如应用于市区范围内时，则由于其会产生干扰电流而影响其他管线及建筑物，且还需要征地或占用建筑物，因此在实施时会带来较大的困难。因此，城市埋地燃气管道防腐的阴极保护宜用牺牲阳极法。当条件许可时，也可采用强制电流保护法。目前，城市燃气输配管网中，已全面采用牺牲阳极法来进行管道防腐。

牺牲阳极选用及布点的技术要求： 1.电防护法在选用时应符合以下要求

（1）锌阳极不得使用在土壤电阻率＞200Ω·m的场合；

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第五章 输配管网的布置

(2)镁阳极不宜使用在土壤电阻率＞100Ω·m的场合； (3)外加电流阴极保护法在选用时不受土壤电阻率的限制。 2.采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护效果应符合以下要求： (1)对地电位应达到-0.85V或更负；

(2)通电时，阴极电位较自然电位向负方向变化值应大于300V；

(3)当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5％时，通电后，对地电位应达到-0.95V或更负。

3.牺牲阳极在埋设时，与被保护的燃气管道的距离不宜小于0.3m，也不宜大于7m，埋设深度不宜小于1m，且直埋设在潮湿的土壤中。埋设形式可采用立式或卧式。在阳极与保护管道之间，严禁设置其他金属构筑物。 4.牺牲阳极检测桩、检测头在设置时应符合下列要求： (1)检测桩、检测头宜设置在燃气主干管沿线； (2)宜每5组牺牲阳极或至少1km设置1个检测桩；

(3)检测桩应设置在牺牲阳极附近，且宜安装在管道沿线中土壤腐蚀性强、湿度大、地下水位高或管道绝缘防腐层薄弱的地点；

(4)宜在每个检测桩附近设置1个检测头。

5.设置检查桩和检测头的目的：检测桩是为了监测牺牲阳极装置的保护电位。检测头是为了检测、掌握阴极保护系统运行后管道被保护状态而设置。

使用牺牲阳极保护时，被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层，此管道与其他不需要保护的金属管道或构筑物之间没有通电性，即绝缘良好。当电阻率太高和被保护管道穿越过水域时，不宜采用牺牲阳极保护。

每种牺牲阳极都相应地有一种或几种最适宜的填包料，例如锌合金阳极，用硫酸钠、石膏粉和膨润土作填包料。填包料的电阻率较小，，使保护器流出电较大，填包料使保护器受均匀的腐蚀。牺牲阳极应埋设在土壤冰冻线以下。

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第六章 输配管网的水力计算

第六章 输配管网的水力计算

水力计算是燃气管道设计计算的重要组成部分。它以燃气设计流量为基础，在燃气设备和管路的布置形式确定后进行的，本章主要进行燃气管道水力计算。

6.1 开发区输配系统选择及管网布置

6.1.1 开发区燃气管网系统的选择

开发区采用中压一级系统，与中低压两级系统相比，该系统由于减少了管材，可节省管网投资20%左右。由于采用了箱式调压器或用户调压器供气，可保证所有用户灶具在额定压力下工作，从而提高了燃烧效率。再加上开发区属于新城区，安全距离可以保证，因此应优先选用中压单级系统，结合开发区地形图，管网布置成环枝相结合状。详见开发区天然气管网布置图。

6.1.2 开发区管网输配流程

开发区气源将通过高压长途管线输送到一级门站，通过中压管网遍布开发区，形成环网向各用户调压箱供气，供用户使用。

系统框架图如下：

居民用户 ↑

庭院低压燃气管网

↑ 楼栋调压箱

↑

门站→ 中压燃气管网

↓

专用调压柜 → 工业用户

由门站输出的天然气的压力为0.2MPa，通过输气干线通往各用气区域。根据用户分布情况，在各用气区的适当地点设置楼栋调压箱。中压管道通向各调压箱，各调压箱的地点即中压管的末端。经过调压，燃气压力降低并稳定在3150Pa

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第六章 输配管网的水力计算

左右。由调压器输出的燃气进入低压干管，并通过低压干管、燃气表、用气管直至用户燃具。

6.1.3 管网系统压力参数

调压箱进口压力 0.2 Mpa 燃具额定压力 2000 Pa 调压箱出口压力 2800Pa 燃具前最低压力 1500 Pa 低压管网压力降 1150 Pa 燃气表压力降 150 Pa 用户管压力降 200 Pa

6.2 中压环网水力计算

京广铁路以南管网布置将供气区分成小区，本设计分为A区和B区,A区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ环为8000人/km2， B区为工业区；由高峰小时用气量计算知最大小时用量为0.04m3/(人.h)。有一个集中用户，用气量为轻研材料厂150 m3/h，运动粘度7.46×106m2/s,输送温度为273K。

6.2.1 计算各环单位长度途泄流量

通过CAD制图查询命令，查出各环供气面积和环周长。 按管网布置将供气区分成小区；

计算各环内的最大小时用气量（以面积、人口、密度和每人每小时的最大用气量相乘）；

计算供气环周边的总长； 计算各环单位长度的途泄流量。

以A区环Ⅰ为例:本环供气量 0.450×8000×0.04=144m3/h 单位长度途泄流量 144/2680=0.05m3/m.h 计算结果列于下表6.1

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河南城建学院本科毕业设计（论文） 第六章 输配管网的水力计算

表6.1单位长度途泄流量

环 号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 面2积人口密度（人/km) 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 2居民数（人） 3600 13200 11200 6400 12560 11920 7440 4960 6160 平均的最大小时用3本环供气3环周边单位长度途泄流3(km) 0.45 1.65 1.4 0.8 1.57 1.49 0.93 0.62 0.77 气量【m/（人·h）】 量（m/h） 长（m） 量【m/（m·h）】 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 144 528 448 256 502 477 298 198 246 2680 5665 4755 3990 3100 860 1820 1130 650 0.05 0.09 0.09 0.06 0.16 0.55 0.16 0.17 0.37

6.2.2 各管段的计算流量 以A区环网为例具体说明计算过程:

在管网的计算简图上将各管段依次编号，在据供气点最远处，假定零点位置（5 、12），同时决定气流方向。

计算各管段的途泄流量。例如2—8段: Q?800?0.05?40m3/h

计算各管段的转输流量，计算由零点开始，与气流相反方向推算到供气点，9点集中负荷由8—9管段承担，转输流量以各分担一半左右为宜.

计算各管段的计算流量。Q?0.55Q1?Q2

例如:2—8段Q?0.55Q1?Q2?0.44?40?2525.25?2547.25m3/h 各管段计算流量见附录A中。

6.2.3 确定各管段的管径

中压燃气管道水力计算公式：

222P?PQT1012?1.27?10?5?Z （6.1）LdT0式中 P1——燃气管道起点的绝对压力（kPa）；

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