城镇燃气毕业论文

中国石油大学（华东）现代远程教育

毕业设计（论文）

题 目： 郑州市某区燃气管网规划 学习中心： 河南郑州新密奥鹏学习中心[17]A 年级专业： 0903专升本 城市燃气输配 学生姓名： 郑光辉 学 号： 200903511948 指导教师： 尹佳文 职 称： 助 教 导师单位： 中国石油大学（华东）

中国石油大学（华东）远程与继续教育学院

论文完成时间： 2010 年 12 月 30 日

摘 要

本设计为郑州市某区燃气管网设计，某区气源为西气东输一线来气，从薛店西气东输压缩天然气母站购进部分压缩天然气，计算管网的流量，某区东北方设立二级门站，通过中压管网遍布市区，形成环网向各用户调压箱供气，供用户使用。本次设计范围是从门站围墙外阀门起至楼栋调压箱的全部中压管道。

设计说明书较系统完整的叙述了燃气基本性质的计算、燃气需用量的计算、输配系统（街区城区中压燃气管网）方案的选择与水力计算、调压与计量设备的设计与选型、管道附件与防腐的设计以及穿越障碍物的设计的内容。

在选择设计方案时坚持经济、合理、可行的原则，结合新密市地形图以及燃气用户的实际分布情况，充分考虑了节约能源和环保等方面的因素;进行水力计算时，采用Excel表格的形式进行了水力计算。

城镇燃气在发展生产、提高人民生活水平、节约能源、减少污染、改善环境等方面起着重要作用。近年来，我国燃气事业获得了迅速的发展，“西气东输”工程的实施，对城市燃气的设计、施工、运行管理等提出了新的要求。本设计系统完整的完成了某城市的燃气输配的设计，提出了好的方案。紧密结合专业和科学技术的发展，在遵循我国新的规范的基础上完成的。

关键词：天然气、输配系统、水力计算、调压与计量。

目 录

第1章 前 言.............................................................................................................. 1 第2章 设计依据.......................................................................................................... 2

2.1设计依据及基础资料....................................................................................... 2

2.1.1设计依据................................................................................................. 2 2.1.2基础资料................................................................................................. 2 2.1.3自然条件与地质条件............................................................................. 2 2.2管网规划设计范围........................................................................................... 2 2.3城镇规模及人口分布....................................................................................... 2 第3章 燃气的性质计算.............................................................................................. 3

3.1燃气的基本成分............................................................................................... 3 3.2燃气的性质计算............................................................................................... 3

3.2.1平均分子量............................................................................................. 3 3.2.2平均密度和相对密度............................................................................. 3 3.2.3粘度......................................................................................................... 4 3.2.4热值......................................................................................................... 5 3.2.5爆炸极限................................................................................................. 5 3.2.6华白数..................................................................................................... 6 3.3燃气质量要求................................................................................................... 6

3.3.1城镇燃气质量指标应符合下列要求..................................................... 6 3.3.2天然气的质量指标应符合下列规定..................................................... 6 3.3.3城镇燃气燃气中加臭剂要求................................................................. 7

第4章 燃气需用量及供需平衡.................................................................................. 8

4.1设计原始资料................................................................................................... 8 4.2用户类型及供气原则....................................................................................... 8 4.3城市用气量....................................................................................................... 9 4.4小时计算流量的计算..................................................................................... 10 4.5储气量的计算................................................................................................. 10 4.6供需平衡......................................................................................................... 12

第5章 燃气输配系统的设计.................................................................................... 13

5.1燃气输配系统的组成..................................................................................... 13 5.2燃气管网的分类及选择................................................................................. 13 5.3中压管道布置................................................................................................. 15 第6章 城镇燃气管道的布线.................................................................................... 18

6.1布线依据......................................................................................................... 18 6.2高、中压管网的平面布置............................................................................. 18 6.3 低压管网的平面布置.................................................................................... 19 6.4 管道纵断面布置............................................................................................ 21 6.5 燃气管道穿越障碍物的方法........................................................................ 22

6.5.1 燃气管道穿越公路.............................................................................. 22 6.5.2 燃气管道穿越铁路.............................................................................. 22 6.5.3 燃气管道穿(跨)越河流 ....................................................................... 23

第7章 燃气管道的水力计算.................................................................................... 26

7.1 中压燃气管网压力降确定............................................................................ 26 7.2 中压环网水力计算........................................................................................ 26 第8章 门站及储配站布置...................................................................................... 32 第9章 管材及管道防腐.......................................................................................... 36 参 考 文 献................................................................................................................ 38 致 谢................................................................................................................ 39

第1章 前 言

当前，正值我国的西气东输工程进入运营阶段，郑州地区的燃气供应工程受到西气东输的影响，如今正致力于天然气的快速发展中。因此，本设计正是在这个前提下进行设计和远景规划的。

本设计采用了天然气作为气源，首先根据城市的面积和人口情况对城市的燃气需用量进行确定，然后根据确定的用气量来设计计算管网的流量，在设计城市燃气管网系统时，应全面考虑经济和技术因素，选用经济合理的最佳方案。因此本设计选用了中低压两级管网系统和中压一级管网系统进行综合分析和比较，最终选用中压一级管网系统。在上述管网系统中，采用了区域调压站向区域供气的方式。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，而且仍然有较高的经济性。

从设计计算方面来说，水力计算是一个重点。本设计中采用word的形式来进行水力计算，大大减轻了重复迭代的计算工作量。并且在表格的编制过程中，采用原始公式，减少了查阅简便图表带来的误差，使得精确性更高。 从设计理念方面来说，本设计遵从国家燃气发展和规划设计指导思想，主要有：

燃气管网规划，首先从节约能源消耗和方便群众生活，有利于生产发展的原则出发，本着经济合理的精神，坚持科学严谨的态度，积极使用新技术、新工艺、新材料和新设备，以达到技术先进、经济合理的目的。

在城市总体规划的指导下，统筹规划，合理布局，避免对本市的景观造成影响；

注重近远期的结合，在设计中为将来的发展保留足够的空间；

确定合理的供气比例，优先发展民用燃气，并兼顾一定的工业用户，以调节供气不均匀性；

注重环境保护和消防安全，使本工程真正造福于人民。

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第2章 设计概况

2.1设计依据及基础资料 2.1.1设计依据

（1） 郑州市某区地形图 （2） 《燃气输配》 （3） 《燃气规划设计手册》 （4） 《建筑燃气设计手册》 （5） 《城市煤气设计手册》

2.1.2基础资料

郑州市某区所使用的燃气的基本资料： （1） 郑州市某区使用燃气种类及其成分； （2） 郑州市某区总体规划地形图

（3） 郑州市某区分年度规划城市人口统计表； （4） 郑州市某区人口居住情况表； （5） 郑州市某区人口密度及燃气气化率； （6） 郑州市某区天然气输配工程可行性报告。

2.1.3自然条件与地质条件

（1）气温：历年极端最高气温：38℃；历年极端最低气温：-10℃ （2）年主导风向：西北风 （3）最大冻土深度：0.5m （4）地下水位：2.0米

（5）土质：以沙质粘土为主，地耐力2-2.5kg/cm2

2.2管网规划设计范围

设计范围：门站围墙外阀门至楼栋调压器的全部中压管道。 2.3城镇规模及人口分布

本城市共有铁路和河流，按图纸定该市面积为5.8km2，人口密度50000人/ km2，气化率90%，查的该城区人口数位20万。

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第3 章 燃气的性质计算

3.1燃气的基本成分

郑州市使用的燃气种类为：

表3-1 燃气组分百分数

组分名称 百分比 CH4 C4H10 C3H8 C4H10 N2 96 1 1 1 1 3.2燃气的性质计算 3.2.1平均分子量

M=

1（x1M1+x2M2+……+xnMn） (2-1) 1001=(96?16.0430?1?2.016?1?44.0970 100?1?58.1240?1?42.081?1?28.0134)

=17.1244

式中：

M—混合液体平均分子量；

x1、 x2…… xn—各单一液体分子成分(％)； M1、M2……Mn—各单一液体分子量。

3.2.2平均密度和相对密度

(1) 平均密度：

ρ=（y1?1+y2?2+…+yn?n）/100 (2-2)

?1(96?0.7174?1?2.0102?1?2.7030 1003

?1?1.9136?1?1.2504

=0.767kg/ m

式中：

?—混合气体的平均分子密度(kg/Nm3)

y1,y2??yn—各单一气体容积成分（%）

3

?1,?2,???n—标准状态下各单一气体的密度(kg/Nm3)

S? 式中：

3(kg/Nm) —混合气体的平均分子密度?

?1.293?0.767=0.593 (2-3) 1.293 S—混合气体相对密度（空气为1） 1.293为标准状态下空气的密度(kg/Nm3)

3.2.3粘度

1．将容积成分换算成质量成分 质量成分：

gi?yM?yMiii?100 (2-4)

i根据各组分的分子量和已知的各组分容积成分，通过计算得到

?yMii?96?16.043?1?44.0970?1?58.1240?

1?28.0134?1?42.0810

=1712.4434

按换算公式，各组分的质量成分为：

96?16.0430?100?89.9

1712.44341?44.0970gC3H8??100?2.6

1712.44341?31.9988gC4H10??100?2.9

1102.381?42.081gCmHn??100?2.5

1712.44341?28.0134gN2??100?1.6

1712.4434gCH4?2．混合气体的动力粘度

气态碳氢化合物的动力粘度随分子量的增加而减小，随温度的上升而上升。液态碳氢化合物的动力粘度则相反，分子量越大，动力粘度越大，温度越上升，动力粘度急剧减小。

动力粘度：

4

g? ??g??iii (2-5)

100?10?6 ?

122.63.42.589.91.6?????14.0237.5026.8357.64910.39516.671 ?10.09?10?6Pa·s

混合气体的运动粘度为：

?10.09?10?6????13.12?10?6m2/s

?0.7673.2.4热值

QH?0.01?(96?39.842?1?101.266?1?113.886?1?93.66)?41.337MJ/m3 QL?0.01?(96?35.902?1?93.240?1?123.649?1?87.667)=35.71MJ/m3

3.2.5爆炸极限

可燃气体和空气的混合物遇到明火而引起爆炸的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。在这种混合物中，当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量，称为爆炸下限，而当可燃气体的含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称为爆炸上限。

L?100 (2-6)

'''?y1y2yn??y1y2yn????????????????L'L'?Ln'??L1L2Ln?2??1将组分中的惰性气体按照《燃气输配》图1-12与可燃气体进行组合，即

yCH4?yN2?96%?1%?97% (2-7)

惰性气体1??0.01 (2-8)

可燃气体96得各混合组分在上述混合比时的爆炸极限相应为6%-16%。 因此得未与惰性气体组合的甲烷的爆炸极限是2.1%-9.5%。 丁烷的爆炸极限是1.5%-8.5%，丙烷的为2.0%-11.7% 按上式，天然气的爆炸极限为：

5

LnnA?10097111???62.11.52.0?5.6%

LknA?100?15.7%

97111???169.58.511.7L—含有惰性气体的混合气体的爆炸下(上)限(体积％)；

?—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?……yn?、y2y1在混合气体中的容积成分(％)；

?—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?……LnL1?、L2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％)。

3.2.6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。

W?QHs?37.510.595?48.63 MJ/m3

3.3燃气质量要求

3.3.1城镇燃气质量指标应符合下列要求

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。

3.3.2天然气的质量指标应符合下列规定

1)天然气发热量、总硫和硫化氢含量、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；

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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。

3.3.3城镇燃气燃气中加臭剂要求

1)无毒燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%时，应能察觉； 2)有毒燃气泄漏到空气中，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至0.02%(体积分数)时，应能察觉。

3) 加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味。 4) 加臭剂不应对人体、管道或与其接触的材料有害。

5) 加臭剂的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。

6) 加臭剂溶解于水的程度不应大于2.5%（质量分数）。 7) 加臭剂应有在空气中应能察觉的加臭剂含量指标。

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第4章 燃气需用量及供需平衡

4.1设计原始资料

1)城市面积：

由平面图计算出来，城市平面图的比例为1：5000，人口密度：人口密度选定为500人/公顷。

城市气化率：气化率为90％。 城市考虑未来五年规划。 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，燃气汽车用气量及其他气量。

居民用户：人口气化率为90％。 商业用户：与居民用户比例：1/0.5 工业企业：与居民用户比例：1/0.8 车用气： 与居民用户比例：1/0.3 空调用气：与居民用户比例：1/0.01 未预见用气：与居民用户比例：1/0.05

根据本设计实际情况，综合考虑各种因素，决定采用纯天然气为气源 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。

4.2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；居民生活使用的各类用气设备应采用低压燃气，用气设备前（灶前）的燃气压力应在0.75~1.5Pa的范围内。

居民生活用气设备严禁安装在卧室内。

居民住宅厨房内宜设置排气扇和可燃气体报警器。 2) 商业用户；商业用气设备宜采用低压燃气设备

商业用气设备应安装在通风良好的专用房间内；商业用气设备不得安装在易

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燃易爆物品的堆存处，亦不应设置在兼做卧室的警卫室、值班室、人防工程等处。

3) 工业生产用户；工业企业生产用气设备的燃气用量，应按下列原则确定： a 定型燃气加热设备，应采用设备铭牌标定的用气量或根据标定热负荷及当地燃气热值折算的用气量；

b 非定型燃气加热设备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；

c 使用其他燃料的加热设备需要改用燃气时，可根据原燃料实际消耗量计算确定。

4) 其他用户

4.3城市用气量

在设计燃气系统时，首先要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，而城镇燃气需用量取决于用户类型，数量和用气量指标

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，按表确定。

居民生活用气定额（见表3）（根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006）

表4-1 城镇居民生活用气量指标（MJ/人?年（1.0?104kcal/人?年） 城镇地区 华北地区 华东和中南地区 北京 成都 有集中采暖的用户 2303～2721（55～56） — 2721～3140（65～75） — 无集中采暖的用户 1884～2303（45～55） 2093～2303（50～55） 2512～2931（60～70） 2512～2931（60～70） 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

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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。

(1) 居民生活用气量

居民生活用气量按下式计算，即

Q1=qηn=2100×90%×200000/37.51=8565715(m3/a) (2) 商业用户用气量

商业用户用气量按居民生活用气量的0.8倍 即Q2=0.8Q1=0.8×8565715=6852572(m3/a) (3) 工业用户用气量

工业用户用气量按居民生活用气量的0.5倍 即Q3=0.5×8565715=4282858(m3/a) 故年总用气量为Q= Q1+Q2+ Q3

4.4小时计算流量的计算

城市各类用户对燃气的使用情况是不均匀的，其不均匀性表现为日不均匀性，月不均匀性和小时不均匀性，影响城市燃气需用工况的主要是各类用户的需用工况及这些用户在总用气量所占比列

在燃气的流量计算中应按燃气计算月的高峰日的小时最大用气量确定，确定方法有两种：不均匀系数法和同时工作系数法，根据本设计选用不均匀系数法计算小时计算流量，取KmKdKh=4 计算公式为：Q=

Qy365?24?KmKdKh?19701145?4?8996(m3/h)

365?244.5储气量的计算

取Km=1.2,即取计算月日最大用气量为1.2倍的年平均日用气量，则计算月日最大用气量为Q=1.2×8996×24=259084.8(m3/d) 。

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%/24= 4.17%

从零时起，计算燃气供应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量，计算结果计入下表，在燃气储存量中找出正负的最大值，即为13.7%+4.03%=17.73%

所需的储存量为Q=259084.8×17.73%=45754.376(m3)

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表4-2 每小时用气量占日用气量的百分数如下表：

时间（时） 1－2 2－3 3－4 4－5 5－6 6－7 7－8 8－9 居民生活和公共建筑 1.30 1.65 0.99 1.63 4.35 4.87 5.20 5.17 时间（时） 9－10 10－11 11－12 12－13 13－14 14－15 15－16 16－17 居民生活和公共建筑 6.55 11.27 10.42 4.09 2.77 2.27 4.05 7.10 时间（时） 17－18 18－19 19－20 20－21 21－22 22－23 23－24 24－1 居民生活和公共建筑 9.59 6.10 3.42 3.13 1.48 1.27 0.98 1.35 表4-2 储气量计算表

燃气小时 供应量的累计 1 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 2 4.17 8.34 12.50 16.67 20.84 25.00 29.17 33.34 37.50 41.67 用气量 该小时内 3 1.95 1.50 1.41 2.00 1.60 2.91 4.10 5.06 5.20 5.21 4.48 3.22 累计值 4 1.95 3.45 4.86 6.86 8.46 11.37 20.53 25.73 30.94 91.53 94.75 燃气的储存量 5 2.22 4.89 7.64 9.81 1 10-11 11-12 12-13 13-14 小时 燃气供应量的累计 2 45.84 50.00 54.17 58.34 62.50 66.67 70.84 75.00 79.17 83.34 95.84 用气量 该小时内 3 6.30 6.44 4.90 4.81 4.76 4.75 5.80 7.62 6.15 4.58 2.80 2.45 累计值 4 37.24 43.68 48.58 53.39 62.90 68.70 燃气的储存量 5 8.60 6.32 5.59 4.95 3.77 2.14 12.38 14-15 13.63 15-16 12.81 17-18 12.07 18-19 10.73 19-20 -4.03 -3.08 22-23 58，15 4.35 15，47 13.70 16-17 76.32 -1.32 82.47 -3.30 87.05 -3.71 97.55 -1.71 100.00 0 20-21 87.50 21-22 91.67 23-24 100.00

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4.6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变化而变化，因而燃气输配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如下： 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性、可靠性和技术经济的合理性。

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它燃料。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，都可用于调节日和小时的用气不均匀性，但不能调节月用气的不均匀性。

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第5章 燃气输配系统的设计

5.1燃气输配系统的组成

本设计的输配系统主要有以下几部分组成： (1) 中压一级压力系统的燃气管网 (2) 专用调压器、楼栋调压箱 (3) 门站

系统框架图如下：

庭院与室内管道 → 用户

↑ 低压燃气管网

↑

楼栋调压箱 ↑

门站→ 中压燃气管网

↓

专用调压站 → 工业用户

图5-1 系统框架图

5.2燃气管网的分类及选择

我国城镇燃气管道根据输气压力(MPa）一般分为以下几种：

表5-1 城镇燃气设计压力(表压)分级

名称 高压燃气管道 A B A B A B 压力(MPa） 2.5﹤P≦4.0 1.6﹤P≦2.5 0.8﹤P≦1.6 0.4﹤P≦0.8 0.2﹤P≦0.4 0.01≦P≦0.2 P﹤0.01 次高压燃气管道 中压燃气管道 低压燃气管道 13

输配系统的压力级制与供气规模和供气压力密切相关，压力级制的选择不仅要考虑气源情况，还要与现状输配系统的压力级制及城市的发展情况相适应。根据国内外多数城市燃气管网运行情况并结合郑州市实际情况，经过经济技术性比较，高—中压两级系统较高—中—低压三级系统可节省投资，而且高—中压两级系统能够保证用户燃具前的压力稳定，提高热效率。根据郑州城市发展规划及用户分布情况等，本次远景规划确定郑州市某区的压力级制为中压一级系统，城网中压管道输配气方案。

居民用户和小型工业用户一般直接由低压管道供气，低压管道输送人工燃气压力不小于2MPa；输送天然气时压力不小于3.5MPa

中压B和中压A管道必须通过区域调压站或专用调压站才能给城镇分配管网中的低压和中压管道供气或给工业企业大型公共建筑用户以及锅炉房供气。

一般无论是旧的城镇还是新建的城镇，在选择燃气输配管网系统时，应考虑许多因素，其中主要因素如下：

1) 气源情况：燃气的种类和性质、供气量和供气压力、气源的发展或更换气源的规划。对天然气气源和加压气化气源，可以采用次高压、中压A或中压B一级管网系统，以节省投资。对人工常压制气气源，尽可能采用中压一级或中—低压二级管网系统。

2) 城镇规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、建筑特点、人口密度、各类用户的数量和分布情况。对于大城镇应采用较高的输气压力，当采用一、二级混合管网系统时，输气压力一般不低于0.1兆帕，对于中、小城镇可以采用一、二级混合系统，其输气压力可以低些。街道宽阔、新居住区较多的地区，可选用一级管网系统。

3) 原有的城镇燃气供应设施情况。

4) 对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型的用户对燃气压力的要求。

5) 大型燃气用户的数目和分布。 6) 储气设备的类型。

7) 城镇地理地形条件，敷设燃气管道时遇到天然和人工障碍物(如河流、湖泊、铁路等)的情况。

8) 城镇地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划。

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9) 对城镇燃气发展的要求。

“城镇燃气干管的布置，宜按逐步形成管网供气设计”这是为保证可靠供气的要求，否则在管道维修和新用户接管安转时，影响用户用气的面就大了城镇燃气都是逐步发展的，故在条文中只逐步形成，而不是要求每一期工程都必须完成环状管网；但要求每一期工程设计都宜在一项最后“形成干线管网”的总体规划指导下进行，以便形成干线环状管网。

设计城镇燃气管网时，在全面考虑上述诸因素进行综合，从而提出数个方案技术经济比较，选用经济合理的最佳方案，方案的比较必须在技术指标和工作可靠性相同的基础上进行，城镇燃气干管的布置，应根据用户用气量及其分布，全面规划，宜按逐步形成环状管网供气进行设计。

根据本市规模，远景规划情况，街区和道路的现状和规划、人口密度、各类用户的数量和分布情况，设计采用长输管线储气、中压供气、低压用气、楼栋调压、专用调压相结合的供气方式。本设计采用中压一级供气，具有运行可靠，管理方便，节省投资和运行费用低的优点，管网的压力机制为中压B级

本设计的供气范围是整个城市，由三个中压环组成，工业区中由中压管道经专用调压器直接供气，部分环网设计不到的地区，采用枝状管网供气，门站位于城市的东北角。

5.3中压管道布置

中压干管沿城区主干道布置，通过河流时，将燃气管道水下穿过河流。中压管网主干线成环状布置。

燃气输配系统规划总体布置图详见附图。 因此根据以上选择依据采用两种方案，如下： (一)低压——中压A两级管网系统

该系统以天然气为气源，采用长输管线的末端储气。如图所示。

天然气长输管线从东西方向经燃气分配站送入该城镇。中压A管道连成环网，通过区域调压站向低压管网供气，通过专用调压站向工业企业供气。低压管网根据地理条件分成三个不连通的区域管网。该系统特点是输气干管直径较少，比中压(B)—低压二级系统节省投资，但中压(A)管道对管材、安全距离、安装方面要求较高输气压力小于0.005MPa的低压干管上一般不设阀门。在低压管道上

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进行检修或排除故障时可用橡胶球堵塞管道。高压、中压燃气干管上，应设置分段阀门，在其支管上的起点处，也应设置阀门，在调压站的进出管上、过河燃气管道的两端与铁路和公路干线相交的两侧均应设置阀门。阀门应设置在非常必要的地方，以便在检修、处理故障或进行改建扩建时，可关断个别管段而避免出现大片用户停气的情况。当然，每增加一个阀门，既增加了投资，也增加了漏气的可能性。

居民用户和小型公共建筑用户由低压管网供气。根据居民区规划和人口密度等特点，一般情况是低压管道沿大街小巷敷设，以组成较密集的低压环网；另一种情况则是低压管道敷设在街区内，而只将主干管连成环网。

第一种情况适用于城镇的老区，因为那里建筑物鳞次栉比，又分成许多小区，故低压管道敷设在每条街道上、胡同里，互相交叉而连成较密的环网，从低压管道上连接用户引入管。

第二种情况适用于城镇的新建区，那里居民住宅区楼房整齐地布置在街区内，楼房之间保持必要的间距。在这样的条件下，低压管道可以敷设在街区内，这些楼房可由枝状管道供气，只将主要街道的低压干管成环，以提高供气的可靠性和保持供气压力的稳定性。

低压管网只将主干管连成环网是比较合理的，而次要一些的管道可以是枝状管。为了使压力留有余量，以保证环网工作可靠，主环各管段宜取相近的管径。不同压力等级的管网应通过几个调压站来连接，以保证在个别调压站关断时仍能正常供气。这样的管网方案，既保证了必要的可靠性，同时也比较经济。近年来，城镇燃气输配系统中低压燃气管道不再连成统一的、许多环的大环网，而是分成一些互不相通的区域管网。因为从供气安全可靠的角度看，一个大型或中型城镇的低压管网连成大片环网的必要性不大，再则要穿越较多的河流、湖泊、铁路和公路干线也并不合理。

以上是用户直接与低压管网相连的情况。如居民用户和小型公共建筑用户均设置单独调压器时，低压管网的系统也没有原则性的变化，只是低压管网中燃气的压力值可提高到0.005MPa或直接由中压管道供气。

区域调压站的主要设备是调压器，调压器将压力较高的燃气降压，并保证其出口具有给低压管网供气的区域调压站的数量，应由技术经济计算决定。调压站宜布置在其供气区的中心，并应靠近管道的汇交点。调压站一般应设在地上单独

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的建筑物内。特殊情况下，也可设在地下但应便于地上维修。

（二）中压单级管网系统

燃气自气源厂(或天然气长输管线)送入城镇燃气储配站(或天然气门站)，经调压(或加压)送入中压输气干管，再由输气干管送入配气管网。最后经箱式调压器或用户调压器送入用户燃具前。

该系统减少了管材，故投资省，比中低压二级管网系统节省管网投资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。但该系统运行维护费用较高，安装水平要求高，供气安全性比低压单级管网差。对于街道狭窄、房屋密度大的老城区和不能保证安全距离的地区不宜采用，对于新城区和安全距离可以保证的地区应优先采用。

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第6章 城镇燃气管道的布线

6.1布线依据

城市里的燃气管道均采用地下敷设。所谓城市燃气管道的布线，是指城市管网系统在原则上选定以后，决定各管段的具体位置。地下燃气管道宜沿城市道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。在决定城市中不同压力燃气管道的布线问题时，必须考虑到以下基本情况：

1、管道中燃气的压力；

2、街道及其他地下管道的密集程度与布置情况；

3、街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况； 4、所输送燃气的含湿量，必要的管道坡度，街道地形变化情况； 5、与该管道相连接的用户数量及用气情况，该管道是主要管道还是次要管道；

6、线路上所遇到的障碍物情况； 7、土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度；

8、该管道在施工、运行和万一发生故障时，对交通和人民生活的影响。 在布线时，要决定燃气管道沿城市街道的平面与纵断面位置。由于输配系统各级管网的输气压力不同，其设施和防火安全的要求也不同，而且各自的功能也有所区别，故应按各自的特点进行布置。

6.2高、中压管网的平面布置

高、中压管网的主要功能是输气，并通过调压站向低压各环网配气。因此，高压管和中压管的平面布置有共同点，也有不同点。一般按以下原则布置：

1) 高中压管道可连接成环状管网、也可布置成枝状管网，但要保证供气安全可靠。

2) 高压管道宜布置在城镇边缘或有足够安全距离的地带，尽量避免在车辆来往频繁或闹市区的主要干线敷设，否则对施工和管理、维修造成困难。

3) 高、中压管道的布置，应考虑调压站的布点位置和对大型用户直接供气的可能性，应使管道通过这些地区时尽量靠近各调压站和这类用户，以缩短连接支管的长度。

4) 从气源厂连接高压或中压管道的连接管段应采用双线敷设。

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5) 由高、中压管道直接供气的大型用户，其用户支管末端必须考虑设置专用调压站的位置。

6) 高、中压管道应尽量避免穿越铁路或河流等大型障碍物，以减少工程量和投资。

7) 高、中压管道是城镇输配系统的输气和配气主要干线，必须综合考虑近期建设与长期规划的关系，以延长已经敷设的管道的有效使用年限，尽量减少建成后改线、增大管径或增设双线的工程量。

8) 地下燃气管道不得从建（构）筑物下面穿过，不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越；不能与其它管线或电缆同沟敷设，当需要同沟敷设时，必须采取防护措施。

9) 为了便于管理、维修或接新管时切断气源，高中压管道在下列地点需设阀门：

(1)气源厂的出口；

(2)储配站、调压室的进出口； (3)分支管的起点；

(4)重要的河流、铁路两侧(单支线在气流来向的一侧)； (5)管线分段阀门，一般每公里设一个阀门。

6.3低压管网的平面布置

低压管网的功能是直接向各类用户配气，是城市供气系统中最基本的管网。根据此特点，低压管网的布置一般应考虑下列几点：

1、低压管道的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故低压管网的成环边长宜控制在300-600米之间。

2、低压管道直接与用户相连。而用户商量随城市发展而逐步增加，故低压管道除以环状管网为主布置外，也允许存在枝状管道。

3、为保证和提高低压管网的供气稳定性，给低压管网供气的相邻调压室之间的连通管道的管径，应大于相邻管网的低压管道管径。

4、有条件时低压管道宜尽可能布置在街坊内兼做庭院管道，以节省投资。 5、低压管道可以沿街道的一侧敷设，也可双侧敷设。在有轨电车通行的街道上，当街道宽度大于20米，横穿街道的支管过多，或输配气量大，而又限于条

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件不允许敷设大口径管道时，低压管道可采用双线敷设。

6、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，尽可能避免在高级路面的街道下敷设。

7、为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于漏出的燃气影响相邻管道的正常运行，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保持必要的净距，如表6-1和表6-2所示。

表6-1 地下燃气管道与建筑物、构筑物之间的最小水平净距

低压 项目 建筑物的基 础 给水管 排水管 电力电缆 通讯电缆 在导管内 其它燃气管道 热力管 在导管内 <35KV 电杆的基础 >35KV 通讯照明电 杆 铁路钢轨 有轨电车的 钢轨 街树 1.2 1.2 1.2 2.0 2.0 2.0 5.0 5.0 5.0 1.0 1.0 2.0 5.0 5.0 5.0 1.0 1.0 1.5 1.0 1.5 1.0 Dg<300mm Dg>300mm 直埋 1.0 0.4 0.5 1.0 1.0 0.4 0.5 1.0 1.0 0.4 0.5 1.0 直埋 0.5 1.0 0.5 0.5 0.5 1.2 0.5 0.5 0.5 1.2 0.5 0.5 0.7 1.0 1.5 B A B 中压 20

6.4 管道纵断面布置

在决定管道的纵断面布置时，要考虑以下几点：

1、地下燃气管道埋设深度，宜在土壤冰冻线以下。管顶覆土厚度还应满足下列要求：

埋设在车行道下时，不得小于0.8m； 埋设在非车行道下时，不得小于0.6m； 埋设在庭院内时，不得小于0.3m； 埋设在水田下时，不得小于0.8m。

随着干天然气的广泛使用以及管道材质的改进，埋设在人行道、次要街道、草地和公园的燃气管道可采用浅层敷设。

2、输送湿燃气的管道，不论是干管还是支管，其坡度一般不小于0.003。布线时，最好能使管道的坡度和地形相适应。在管道的最低点应设排水器。

3、燃气管道不得在地下穿过房屋或其他建筑物，不得平行敷设在有轨电车轨道之下，也不得与其他地下设施上下并置。

4、在一般情况下，燃气管道不得穿过其他管道本身，如因特殊情况要穿过其他大断面管道（污水干管、雨水干管、热力管沟等）时，需征得有关方面同意，同时燃气管道必须安装在钢套管内。

5、燃气管道与其他各种构筑物以及管道相交时，应按规范规定保持一定的最小垂直净距。

表6-2 地下燃气管道与建（构）筑物基础或相邻管道之间的垂直净距（m）

序号 1 2 3 4 5 项 目 给水管、排水管或其它燃气管道 热力管的管沟底（或顶） 电 缆 直埋 在导管内 地下燃气管道（当有套管时，以套管计） 0.15 0.15 0.50 0.15 1.20 1.00 铁路轨底 有轨电车轨底 21

如受地形限制，燃气管道按有关规范要求以及埋设深度的规定布线有困难，而又无法解决时，要与有关部门协商，采取行之有效的防护措施，在保证输送的湿燃气中的冷凝物不致冻结，管道也不致遭受机械损伤的情况下，则可适当降低标准。

6.5 燃气管道穿越障碍物的方法

通过公路、铁路、河流（湖泊、沼泽）等障碍物的燃气管道，应采用钢管。可以采用地上跨越(即架空敷设)，也可采用地下穿越，需视当地条件及经济合理性而定。

6.5.1 燃气管道穿越公路

燃气管道在穿越一、二、三级公路或城镇主干道时，宜敷设在套管或地沟内见图。套管直径应比燃气管道直径大100mm以上，保护套管端部伸出长度距路堤坡脚距离不应小于1.0m。套管或地沟两端应密封，在重要地段的套管或地沟端部应装检漏管。检漏管上端伸入防护罩内，由管口取气样检查套管中的燃气含量，以判明有无漏气及漏气的程度。

穿越一般公路或城镇次要道路时，可以不用保护套管或地沟，而采用直接埋设。

图6-2 燃气管道的单管过街沟

1—输气管道；2—原土夯实；3—填砂；

4—砖墙沟壁；5—盖板

图6-1 敷设在套管内的燃气管道

1—燃气管道；2—套管；3—油麻填料； 4—沥青密封层；5—检漏管；6—防护罩

6.5.2 燃气管道穿越铁路

燃气管道穿越铁路和电车轨道时，必须采用保护套管或混凝土套管，并要垂直穿越。保护套管端部距路堤坡脚距离不应小于1.0m，距铁路边轨不小于2.5m，距电车道边轨不小于2.0m。穿越的管段不宜有对接焊缝，无法避免时，焊缝应采

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用双面焊或其它加强措施，须经物理方法检查，并采用特级加强防腐。对埋深的要求是：从轨底到燃气管道保护套管管顶应不小于1.2m。在穿越工厂企业的铁路专用支线时，燃气管道的埋深有时可略小些。燃气管道穿越铁路如图所示

图6-3 燃气管道穿越铁路

1—输气管道；2—阀门井；3—套管；4—密封层；5—检漏管；6—铁道

6.5.3 燃气管道穿(跨)越河流

燃气管道通过河流时，可以采用穿越河流，利用已建道路桥梁或采用管桥跨越等形式。

1)燃气管道水下穿越河流

燃气管道水下穿越河流时应尽可能选择河流两岸地形平缓、河床稳定且河底平坦的河段。并从直线河段，河滩宽度最小的地方穿越。燃气管道从水下穿越时，一般宜用双管敷设。每条管道的通过能力是设计流量的75％，但在环形管网可由另侧保证供气，或以枝状管道供气的工业企业在过河管检修期间，可用其他燃料代替的情况下，允许采用单管敷设。在不通航河流和不受冲刷的河流下，双管允许敷设在同一沟槽内，两管的水平净距不应小于0.5m。当双管分别敷设时，平行管道的间距，应根据水文地质条件和水下挖沟施工的条件确定，按规定不得小于30～40m。

气管道在水下穿越河流的敷设方法有：

(1)沟埋敷设 采用该法敷设，管道不易损坏，一般采用这种方法敷设。管道在河床下的埋设深度，应根据水流冲刷的情况确定，一般不小于0.5m。对通航河流还应考虑疏浚和抛锚的深度。在穿越不通航或无浮运的水域，当有关管理机关允许时，可以减少管道的埋深。

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6-4 燃气管道穿越河流

1—燃气管道；2—过河管；3—稳管重块；4—阀门井

(2)裸管敷设 将管线直接敷设在河床平面上。若河床不易挖沟或挖沟不经济且河床稳定，水流平稳，管道敷设后不易被船锚破坏和不影响通航时，可采用裸管敷设。

(3)顶管敷设 顶管施工是一种不开挖沟槽而敷设管道的工艺，它运用液压传动产生强大的推力，使管道克服土壤摩擦阻力顶进。此法穿越河流不受水流情况、气候条件限制，可随意决定管线埋深，保证管线埋设于冲刷层下。

为防止水下穿越燃气管道产生浮管现象，必须采用稳管措施。稳管型式有混凝土或铸铁平衡重块、管外壁用水泥灌注连续覆盖层、修筑抛石坝、管线下游打挡桩、复壁环形空间灌注水泥浆等方法。按河流河床地质构成，管径、施工力量等选择，并经计算确定。

2) 附桥架设 将管道架设在已有的桥梁上，如图所示，此法最简便、投资省。

图6-5 附桥架设

3) 管桥跨越

管桥法系将燃气管道搁置在河床内自建的支架上。 可采用桁架式、拱式、悬索式以及栈桥式。见图燃气管桥跨越、图燃气管道的悬索式跨越

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图6-6 燃气管道的悬索式跨越

1—燃气管道；2—桥柱；3—钢索；4—牵索；5—平面 6—抗风索；7—抗风牵索；8—吊杆；

9—抗风连杆；10—桥支座；11—地锚基础；12—工作梯

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第7章 燃气管道的水力计算

7.1 中压燃气管网压力降确定

经计算得到：

天然气低热值H=37.51(MJ/m3)，密度??0.767(kg/m3)，运动粘度v=13.12×10-6(m2/s)，计算温度 T=273K。

7.2 中压环网水力计算

参考《燃气输配》P105例题计算方法，本设计分为三个区，分别为A区、B区、C区。A、B区人口密度为50000人/km2,C区人口密度为40000人/km2。由第3章用气量计算知最大小时用气量为0.04m3/(人·h),工业用户为集中用户，用气量为782.3m3/h。管材为钢管，起点压力为0.2MPa，终点压力为0.1MPa，允许压力降0.1MPa。

1、计算各环单位长度的途泻流量

通过CAD制图查询命令，查得各环供气面积和环周长，利用Excel表格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）然后除以环周长，得到各环单位长度途泻流量。

表7-1 各环管段单位长度途泻流量见下表

平均的最环号 面积(km) 2居民数（人） 大小时用气量m/(人·h) A区各环 3本环供气量(m/h) 3单位长度环周长(m) 途泻流量m3/(m·h) Ⅰ Ⅱ 0.57 0.27 28500 13500 0.04 0.04 B区各环 1140 540 3182.6 2280 0.36 0.24 Ⅲ 0.21 8400 0.04 C区各环 336 1843.4 0.18 Ⅳ 0.54 27000 0.04 1080 3062.4 0.35 以A区Ⅰ环为例：

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本环居民数（即A区人口密度与本环面积的乘积） 0.57×50000=28500人 本环供气量 28500×0.04=1140 m3/h 单位长度途泻流量 1140/3182.6=0.36m3/(m·h) 2、计算各管段的计算流量

以A区环网为例具体说明计算过程

(1) 在管网的计算简图上将各管段依次编号，在供气点最远处，假定零点位置4点，同时决定气流方向

(2) 计算各管段的途泻流量，例如：管段3：Q1=0.31×399.8=124 m3/h (3)计算各管段的转输流量，计算由零点开始，与气流相反的方向推算到供气点

(4)计算各管段的计算流量： Q=0.55Q1+Q2

表7-2 各管段的计算流量如下表

单位环号 管段号 管段长度(km) 长度途泻流量 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ

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流量(m3/h) 途泻流量 Q1 246.3 135.4 229 627.3 135.6 482.2 340.3 161.8 472 186.5 转输流量Q2 计算流量Q 0.55 Q1 A-1 1-2 1-4 2-3 4-5 5-8 3-8 5-6 6-7 7-8 0.3767 0.1907 0.3471 1.0513 0.2502 0.8036 0.5444 0.3853 0.8035 0.3735 0.65 0.71 0.65 0.60 0.54 0.60 0.63 0.42 0.59 0.50 135.465 7083.606 74.47 125.95 7219.071 3401.053326.583 3 3392.62 3518.57 3044.3 345.015 2699.285 74.58 265.21 187.165 88.99 3257.022 3331.602 1326.811061.606 6 749.487 1551.418 936.652 1640.408 1339.01259.6 1079.417 7 1727.16102.575 1624.593 8

续表7-2 单位环号 管段号 管段长度(km) 长度途泻流量 Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ 7-9 3-20 20-21 21-22 22-23 23-24 25-24 26-25 9-10 10-11 11-12 11-16‘ 12-13 16‘-16 13-14 16-15 14-15 15-17 17-18 17-19 0.4179 0.5845 0.581 0.2607 0.3078 0.4698 0.4483 0.6192 0.186 0.403 0.2678 0.3799 0.5089 0.406 0.62 0.6368 0.1908 0.3308 0.2078 0.414 0 0.25 0.58 0.34 0.45 0.61 0.58 0.57 0 0.69 0.72 0.49 0.93 0.92 0.56 0.33 0.45 0.67 0.94 0.34 0 148 340 89 138.5 285 257 352 0 278 193 187 472 373 347 210 86 221 196 141 途泻流量 Q1 流量(m3/h) 转输流量Q2 2704.007 计算流量Q 0.55 Q1 0 81.4 187 48.95 76.175 156.75 141.35 193.6 0 152.9 106.15 102.85 259.6 205.15 190.85 115.5 47.3 121.55 107.8 77.55 2704.007 1542.891461.497 7 1308.491121.497 7 1081.441032.497 7 360.559 0 0 181.439 2704.009 2426 1101.904 944.096 629.904 571.097 282.904 361.095 196.904 336.999 0 0 436.734 156.75 141.35 375.039 2704.009 2578.9 1208.054 1046.946 889.504 776.247 473.754 476.595 244.204 458.549 107.8 77.55 3、确定各管段的管径

中压燃气管道压力降计算公式：

28

P12?P22Q2T10 ?1.27?10?5?Z (7-1)

LT0d式中：

P1——燃气管道起点的绝对压力，kPa； P2——燃气管道终点的绝对压力，kPa； L——燃气管道计算长度，km；

Z——压缩因子，当燃气压力小于1.2MPa（表压）时，Z取1 以A区环Ⅰ为例：

(1)确定中压管道起点和终点压力分别为0.2MPa，0.1MPa，大气压力为101.325Kpa。

(2)预定沿程阻力的单位长度计算压力降，取局部阻力损失为沿程阻力损失的10%，经计算，由供气点至零点的平均距离为4268.6m，则沿程阻力损失的单位长度压力降为10691.2（Pa2/km）。

(3)可根据流量分配及沿程阻力的单位长度压力降查标准，选择各管段管径，由于所查的标准是以我们日常所用的燃气密度0.747kg/m3为准制定的，可以直接查取选定管径后，不需要对该管段的实际沿程阻力单位长度压力降进行修正。

?P(4)计算各环的闭合差，即0?×100% .5?P闭合差允许值在10%以内，超过10%应调整管径进行校正计算，各环取顺时针燃气流动方向为正值，逆时针方向为负值。

表7-3 计算表

管段长环号 管段号 度L(km) Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ A-1 1-2 1-4 2-3 4-5 0.3767 0.1907 0.3471 1.0513 0.2502 管段流量Q(m/h) 7219.071 3401.053 -3518.57 3044.3 -3331.602 3管径(mm) 300 250 300 250 250 单位压降 管道压降?P2(KPa/km) ?P2(KPa) L1.705 1.195 0.376 0.967 0.986 0.642 0.228 -0.131 1.017 -0.247 29

续表7-3

管段长环号 管段号 度L(km) Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ 5-8 3-8 5-6 6-7 7-8 7-9 3-20 20-21 21-22 22-23 23-24 25-24 26-25 9-10 10-11 11-12 11-16‘ 12-13 16‘-16 13-14 16-15 14-15 15-17 17-18 17-19 0.8036 0.5444 0.3853 0.8035 0.3735 0.4179 0.5845 0.581 0.2607 0.3078 0.4698 0.4483 0.6192 0.186 0.403 0.2678 0.3799 0.5089 0.406 0.620 0.6368 0.1908 0.3308 0.2078 0.414 管段流量Q(m/h) -1326.816 936.652 -1640.408 -1339.017 -1727.168 2704.007 1542.897 1308.497 1081.447 -436.734 -156.75 141.35 375.039 2704.009 2578.9 -1208.054 1046.946 -889.504 776.247 -473.754 476.595 -244.204 458.549 107.8 77.55 30

3管径(mm) 150 150 200 150 200 250 200 150 150 100 100 100 100 250 250 150 150 150 150 100 100 100 100 100 100 单位压降 ?P2(KPa/km) L管道压降?P2(KPa) -1.666 0.798 0.237 1.724 0.295 0.296 0.344 1.31 0.403 -0.575 -0.253 0.016 0.812 0.132 0.26 -0.504 0.565 -0.516 0.336 -1.257 1.473 -0.097 0.671 0.023 0.024 2.073 1.466 0.615 2.146 0.79 0.708 0.588 2.254 1.544 1.867 0.539 0.035 1.312 0.709 0.645 1.883 1.488 1.014 0.827 2.027 2.313 0.508 2.028 0.112 0.058

以A区Ⅰ环为例计算闭合差

?P2=642+228-131+1017-247-1666+798=641（Pa2）

??P2=642+228+131+1017+247+1666+798=4729（Pa2）

则 一环的闭合差为

??P2???P22×100%=

641?100%=6.7%＜10% 符合要求

2?4729经计算，闭合差都在10%范围内，管径符合要求

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第8章 门站及储配站布置

1、门站和储配站站址选择应符合下列要求： （1）站址应符合城市规划的要求；

（2）站址具有适宜的地形，工程地质，供电，给排水和通信条件； （3）门站和储配站应少占农田，节约用地并应注意与城市景观等协调； （4）门站站址应结合长输管线位置确定； （5）根据输配系统具体情况，储配站与门站可合建

（6）储配站内的储气量罐与站外的建、构筑物的防火间距应符合下表

表8-1 储配站与站内的建、构筑物的防火间距

储气罐总容积（m） ≦100 明火或散发火花地点 调压室、压缩机室、计量室 控制室、变配电室、汽车库等辅助建筑 机修间、燃气锅炉房 办公、生活建筑 消防泵房、消防池取水口 站内道路 围墙 10 15 3＞1000至≦10000 25 ＞10000至≦50000 30 ＞50000至≦200000 35 ＞200000 40 20 10 12 15 20 25 12 15 20 25 30 15 18 20 20 25 25 20 30 30 35 35 10 15 10 15 10 15 10 15 2、储气罐或灌区间的防火间距，并应符合以下要求：

（1）湿式储气罐之间、干式储气罐之间，湿式储气罐与干式储气罐之间的防火间距，不应小于相邻大罐的半径

（2）固定容积储气罐之间的防火间距，不应小于相邻罐直径的2-3倍

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（3）固定容积储气罐与低压湿或干式储气罐之间的防火间距，不应小于相邻较大罐的半径

（4）数个固定容积储气罐的总容积大于20000m3时。应分组布置，组与组之间的防火间距：卧式储罐，不应小于相邻较大罐长度的一半；球形储罐，不应小于相邻较大罐的直径，且不应小于20.0m

（5）储气罐与液化石油气罐之间防火间距应符合现行的国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定

3、门站和储配站总平面布置应符合以下要求：

（1）总平面应分区布置，即为生产区（包括储罐区、调压计量区、加压区）和辅助区

（2）站内的各建筑物之间以及站外建筑物耐火等级不应低于现行的国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定。站内建筑物的耐火等级不应低于国家的现行标准《建筑设计防火规范》GB50016“二级”的规定。

（3）站内露天工艺装置区边缘距明火散发火花地点不应少于20米，距办公、生活建筑不应少于18米，距围墙不应少于10米。与站内生产建筑的间距按工艺要求确定。

（4）储配站生产区应设置环形消防车跑道，跑道宽度不应小于3.5米。 4、门站和储配站的工艺设置应符合下列要求 （1）功能应满足输配系统输气调峰的要求；

（2）站内应根据输配系统调度要求分组设置计量和调压装置，装置前应设过滤器，门站进站总管上应设分离器；

（3）调压装置应根据燃气流量、压力降等工艺条件确定设置加热装置； （4）站内计量调压装置和加压装置应根据工作环境要求露天或在厂房内布置，在寒冷或风沙地区宜采用全封闭厂房

（5）进出站管线应设置切断阀门和绝缘法兰；

（6）储配站内进罐管在线宜控制进罐压力和流量的调节装置

（7）当长输管道采用清管工艺时，其清管器的接受装置宜设置在门站内 （8）站内管道上应根据系统要求设置安全保护及放散装置

（9）站内设备，仪表，管道安装的水平间距和标高均应便于观察，操作及

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维修

5、燃气储气设施的设计应符合下列要求：

（1）储配站所建储气罐容积应根据输配系统所需储气总容积，管网系统的调度平衡和气体的混配要求确定

（2）储配站的储气方式及储罐形式应根据燃气进站压力，供气规模，输配管网压力等因素，经技术经济比较后确定

（3）确定储罐单体或单组容积时，应考虑储气罐检修期间供气系统的调度平衡

（4）储罐区应设排水设施

6、燃气加压设备的选型应符合下列要求：

（1）储配站燃气加压设备应集合输配系统总体设计采用的工艺流程，设计负荷，排气压力及调度要求确定

（2）加压设备应根据吸排气压力，排气量选择机型，所选用的设备应便于作维护，安全可靠，并应符合节能，高效，低震和低噪音的要求

（3）加压设备排气能力应按厂房提供的实测值为依据，站内加压设备的型式应一致，加压设备的规格应满足运行调度的要求，并不宜多于两种

7、压缩机间的工艺设计应符合下列要求：

（1）压缩机间应按独立机组配置进、出气管、阀门、旁通、冷却器、安全放散、供油和供水等各项辅助设施

（2）压缩机的进出气管道宜采用地下直埋或管沟敷设，并宜采取减震降噪措施

（3）管道设计应设有能满足投产置换，正常生产维修和安全保护所必须的附属设备

（4）压缩机及附属设备的布置应符合系列要求 1> 压缩机宜采取单排布置

2> 压缩机之间及压缩机与墙壁之间的净距不小于1.5m 3> 重要通道的宽度不宜小于2m

4> 机组的联轴器及皮带传动装置应采取安全防护措施

5>高出地面2米以上的检修部位应设置移动或可拆卸的维修平台或扶梯

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6>维修平台及地坑周围应设防护栏杆 （5）压缩机宜根据设备情况检修起吊设备

（6）当压缩机采用燃气动力时，其设计应符合现行的国家标准《输气管道工程设计规范》GB50251和《石油和天然气工程设计规范》GB5083的有关规定

（7）压缩机组前必须设有紧急停车按钮

压缩机的控制室宜设置在主厂房一侧的中部或主厂房的一侧，控制室与压缩机之间应设有能观察各台设备运转的隔音耐火玻璃窗

8、门站和储配站内的消防设施设计应符合现行的国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定，并应符合下列要求：

（1）储配站在同一时间内的火灾次数应按一次考虑，储罐区的消防用水量不应小于下表的规定

表8-2 储罐区的消防用水量

储罐容积（m） 消防用水量（l/s） 注：

3＞500～≤10000 15 ＞1000～≤50000 20 ＞5000～≤100000 25 ＞100000～≤200000 30 ＞200000 35 （1）固定容积的可燃气体储罐一组为单位，总容积按其几何容积（m3）和设计压力(绝对压力，100KPa)的乘积计算

（2）当设置消防水池时，消防水池的容量应按火灾延续时间3h计算确定，当火灾情况下能保证连续向消防水池补水时，其容量可减去火灾延续时间的补水量

（3）储配站内消防给水管网应采用环形管网，其给水干管不应少于2条，当其中一条发生故障时，其余的进水管应能满足消防用水总量的供给要求

（4）站内室外消防栓应选用地上式消火栓 （5）门站的工艺装置区可不设消防结合给水系统

（6）门站和储配站内建筑物灭火器的配置应符合现行的国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058的规定。

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第9章 管材及管道防腐

1、管材

本设计中压管道均使用PE管，接口为电热熔连接，所有穿越铁路、街道处均采用钢管套管。管道从门站与环网接口段采用钢管

2、管道防腐设计依据

《城镇燃气埋地钢管管道腐蚀控制技术规程》如下： ① 城镇燃气埋地钢管管道必须采用防腐层进行外保护；

② 高压、次高压、公称直径大于或等于100毫米的中压管道和公称直径大于或等于 200毫米的低压管道必须采用防腐层辅以阳极保护的腐蚀控制系统，管道运行期间阳极保护不应间断。

由于该城市土壤为黏土，土壤腐蚀等级为中级，土壤电阻率为20欧?米，防腐等级为普通绝缘。当管道通过铁路时，采用加强绝缘。

表9-1 埋地钢管各类沥青绝缘层结构

绝缘等级 普通 1 底漆一层 2 沥青2mm 3 4 总厚度 5 玻璃布一层 6 沥青2mm 7 塑料布一层 8 玻璃布 沥青 一层 2mm 6?1.0?0.5 3、管道附件 （1）阀门设置：

为方便管道维修而切断燃气，中压管道在以下地点设置阀门： 1、门站管道； 2、中压支管起点；

3、中压分段阀门，一般每隔2Km设置1个； 4、低压管道上不设阀门。

阀门拟选用油密封旋塞阀，此阀具有密封性能好，体积小等优点。 在阀门的上下游设有放散管。放散管的管径一般为主管管径的1/4---1/2。放散管应选在阀室的下风口，并离开阀室和附近建筑物至少40米。放散管的高度应高于附近建筑物并不低于3米，放散管口不允许加装弯头，最好切成45度斜角以

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减少噪声。

（2）绝缘法兰

1、 被保护管道两端及保护与非保护管道的分界处。 2、 门站、调压站的进口与出口处。 3、 杂散电流干扰区的管道。 4、 大型穿越地区的管道两端。 5、 需要保护的引入段末端。

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参 考 文 献

[1]段常贵. 燃气输配（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，2001 [2]袁国汀. 建筑燃气设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1999 [3]刘松林. 高层建筑燃气系统设计指南.北京：机械工业出版社，2004 [4]沈松泉. 压力管道安全技术.南京：东南大学出版社，2000 [5]马良涛. 燃气输配.北京：中国电力出版社，2004

[6]席德粹.城市煤气管网设计与施工.上海：上海科学技术出版社.1987

[7]《煤气设计手册》编写组.煤气设计手册.北京：中国建筑工业出版社.1987

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致 谢

本设计的完成是在尹佳文老师的细心指导下进行的。在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了尹老师很多的宝贵时间和精力，在此向您表示衷心地感谢！您严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都使我受益匪浅！

还要感谢我的几位同学，是你们在我平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。

本文在设计过程中参考了大量的文献资料，在此，向各学术界的前辈们致敬！

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