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1、本科课程设计南京市住宅楼燃气系统设计（说明书）学院名称：专业班级：建筑环境与设备工程学生姓名：指导教师姓名：指导教师职称：教授2014年12月目录1 .设计条件21.1. 工程概况212燃气供给对象21.3. 接入位置21.4. 压力设定315天然气成分（纯天然气）31.6. 设备的选择32 .燃气物性参数的计算32.1. 燃气特性参数（纯天然气）32.2. 平均分子量32.3. 平均密度和相对密度32.4. 临界温度42.5. 临界压力42.6. 混合气体的运动粘度527低热值52.8. 物性参数的汇总63 .燃气管网设计63.1. 管件布置63.2. 水力计算步骤73.3. 压力校核84
2、.其他说明85 .论述内容95.1. 合理性论述952经济性论述105.3. 可靠性论述105.4. 平安性论述106 .参考文献111.设计条件6.1. 工程概况本设计为南京某小区燃气管网系统设计。该小区位华东平原，中纬度地带,海洋性气候很显著，温度适中，光照充足，雨热同季，降水集中，年平均气温15.5度，极限冻土深度为90mm。6.2. 燃气供给对象该住宅楼数为10层，4个单元，每户人口取3.5人，共80户，层高2.9m,室内第一层地面标高0.OOo每户安装燃气表、燃气双眼灶及燃气快速热水器均各一台。6.3. 接入位置室外燃气管网与建筑根底的水平距离为3.3mo埋管深度为0.85m,由室外
3、燃气管道地上引入室内厨房。各楼层厨房均在同一位置，可由一根立管连接楼层的厨房。6.4. 压力设定该居民住宅楼引入管应提前予以铺设考虑，引入管压力为2500Pa-3500Pa,额定压力3000Pa0室内燃气管道的计算压力降不超过150Pao1.5.天然气成分（纯天然气）燃气CH4C3H8C1.HIOCmHnN2成分980.30.30.411.6.设备的选择各户均选用烹乐308S型双眼灶具，燃气额定热负荷：左4.5kW,右4.5kW,灶前额定燃气压力：2800Pa,尺寸：长*宽*高71Omm*40Omn*1.50mm；热水器选用博世燃气热水器JSQ22-AAO,额定燃气压力：2000Pa,额定热负
4、荷为：22KW,尺寸：高*宽*厚750mm*350mm*131mm0燃气表尺寸：170mm*136mm*225mm02.燃气物性参数的计算2.1. 燃气特性参数（纯天然气）2.2. 平均分子量计算公式：式中，M混气体的平均分子量；%各单一气体容积成分（）;MiMMn各单一气体的分子；.沪（98*16.034+0.3*44.097+0.3*58.124+0.4*72.151+1*28.013）/100=16.5892.3. 平均密度和相对密度平均密度:式中，夕一一混合气体的平均分子密度(kgm3)；加必”各单一气体容积成分(%)；PA，PCPn标准状态下各单一气体的密度(kgm3)Op=(98*
5、0.7174+0.3*2.0102+0.3*2.703+0.4*3.4537+1*1.2504)/100=0.7437kgm3相对密度：S=-1.293式中，S混合气体相对密度；P一一混合气体的平均分子密度(kgm3);1.293 标准状态下空气的密度(kgm3);S=O.7437/1.293=0.575kgm32.4. 临界温度计算公式：0C=小(M1.+-j)1Uv式中，Tcx组分i临界温度(K)；各单一气体容积成分()；1.fhc一一混合气体的平均临界温度(K)OTmx=(98*190.7+0.3*369.9+0.3*425.2+0.4*469.5+1*126.2)/100=192.41
6、1K2.5. 临界压力计算公式：Pnic=*(y岛+y2Pc2+ynPJ式中，Pci组分i压力(Mpa)；y1,y2j各单一气体容积成分(%)；混合气体的平均临界压力(Mpa)o与,=(98*4.641+0.3*4.256+0.3*3.8+0.4*3.374+1*3.394)/100=4.62Mpa2.6. 混合气体的运动粘度近似计算公式：N=100/+&+：+式中，g，g2各组成分的质量组分；pf.U2Un-相应各组分在OC时的动力粘度(Pa*S)各组分的质量成分为：g1.u1.=0.7174*98/10.6*0.744=8.92g2u2=2.0102*0.3/7.65*0.744=0.11
7、g3u3=2.7030*0.3/6.97*0.744=0.16g4u4=3.4537*0.4/6.48*0.744=0.29g5u5=1.2504*1/17*0.744=0.09动力粘度为：=100/(8.92+0.11+0.16+0.29+0.09)=10.451*106Pa.S运动粘度按公式计算：=p=10.451*1.(7744=14.05105m2s2.7. 低热值计算公式：q=焉()也I+)出2+y,E)式中，H1混合物气体的平均低热值(MJ1113);各单一气体的容积成分(%)；HkH1.2H1.n各单一气体的低热值(MJm3)oHz=(98*35.902+0.3*93.24+0.
8、3*123.649+0.4*156.733)/100=36.462MJm32.8. 物性参数的汇总平均分子量16.589临界压力4.62Mpa平均密度0.7437kgm3动力粘度10.451*10wPa.S相对密度0.575kgm3运动粘度14.05IO5m2s临界温度192.411K低热值36.462MJm33.燃气管网设计管道材料采用钢管，采用焊接连接方式。燃气用户引入管进户方式采取地上引入的形式。室内水平管道不设置坡度。室内水平管道距楼板高0200米，燃气灶距地板高0.900米，燃气热水器距楼板高1.400米。燃具连接部位采用软管连接。1.1. 管件布置(1)燃气表的选择与安装由于本设计
9、燃气双眼灶和快速热水器燃气用户，为此选用额定流量2-4/h的燃气表。燃气表安装安装端正，进出口燃气立管不得歪斜。明装在室温040。C枯燥及自然通风良好的厨房内。表顶离室内地坪的高度为0.7n,表后距墙为50mm,垂直安装偏差小于3mmo(2)阀门的选择与安装为用户用气平安考虑，入户支管所用球阀，产品型号为Q41FT6C(DN25)选用240个。(3)排烟的形式本住宅内没有排烟井，热水器和抽油烟机的排烟管道垂直向上走，单独水平走一段距离直接排出室外。(4)热水管的布置每户有一个卫生间，热水管从热水器中引出后靠墙往上走，到达房屋顶部，热水管从吊顶里穿墙后进入卫生间。为保证热水管网的美观以最短距离输
10、送至卫生间。1.2. 水力计算步骤(1)根据楼房和立面图定出燃气管线的布置草图(2)做出草图(如以下图所示)，管径变化或流量变化处均应编号(3)求出各管段的额定流量，根据各管段供气的用具数得同时工作系数值,可求得各管段的计算流量。计算流量计算公式如下：Q=KtKQnN式中，。一燃气管道的计算流量(113h);K1.一不同类型用户的同时工作系数，取1.=I;K-一相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数,取K=I.00；相同燃具或相同组合燃具的额定流量(m3h);卅一相同燃具或相同组合燃具的数量。(4)由系统图求得各管段的长度，并根据计算流量预定各管段的管径。(5)查表得各管段的局部阻力系数C,查教
11、材得？二1时的4值，求出其当量长度1.产Z2,从而可得管道的计算长度1.=1.11.2=1.1.+1.2式中1.一管段的实际长度(m)o(6)根据燃气种类、密度和运动粘度选择水力计算附图3,确定管段单位长度的压降值U)o由于本设计的燃气密度P=0.744kgm3,需进行密度修正。由此得到各管段单位长度压降值后，乘以管段计算长度,即得该管段的阻力损失AP=1.X(P1.).(7)计算各管段的附加压头，每米管段的附加压头值等于“XgXa-Pg)式中g-重力加速度；PgN-燃气密度(kgm3h(8)求各管段的实际压力损失，为P-AHXgX(Pa-Pg)(9)求出燃气管道总压力降，对于天然气室内计算压
12、力降不超过150Pa(包括燃气表的压力降)。(10)以总压力降与允许的计算压力降相比拟，如不适宜，那么可改变个别管段的管径，重复计算过程，直至满足要求。1.3. 压力校核管段1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20总压力降4P=222pa小于允许的计算压力降150Pa,所以管径合理，可以施工。管道安装横平竖直。立管垂直偏差、水平管的水平偏差每米不大于2毫米。室内燃气管道的水力计算表如下所示；4 .其他说明套管应符合以下要求：(1)穿墙套管两端需高墙面50mm。穿楼板及楼梯平台时，套管应高出地面50mm,下端与下层棚顶齐平。(2)套管与
13、管道之间的空隙用油麻填塞，穿墙时两端用石膏封堵、抹平；穿楼板时，上端用热沥青封口，下端用石膏封堵、抹平；穿根底墙时，两端用热沥青封口；套管与墙及楼板的间隙用水泥砂浆填塞、抹平。(3)套管中的燃气管道不得有焊缝和接口。(4)穿墙、楼板的燃气管套管直径比燃气管直径大两档，具体可参考下表：内管DN152025324050套管DN3240506565805 5).管道固定1)燃气管道的支架用管卡、角铁加U形箍固定。2)每层楼的立管上至少设一个固定件，高度距地面约1.5米。下垂管上设一个固定件，长度大于1.0米的表后水平管上增设一个固定件。水平管道每隔2.5米左右设置一个固定件。且固定件不得设在螺纹连接
14、或焊缝处。5.论述内容5.1. 合理性论述(1)避让充分：D管网布置时，结合房间形式，对重要房间、墙体避让；2)燃气管道敷设时，充分考虑与电气设备相邻管道的净距；3)燃气灶、燃气热水器、流量计的安装，考虑到与相邻设备、墙面的距离。(2)施工便利:D管网布置时，采用地下引入，并设计最方便的管网形式，确保了施工的便利；2)合理确定燃气相关设备安装位置，考虑到操作施工便利性;3)管道连接方式、管道穿楼板、穿墙面方式合理，方便施工。(3)选型先进:D管道材料、阀门、接头等在确保适用的同时，还兼顾经济性和先进性；2)燃气灶、燃气热水器、流量计采用较为先进的设备，确保在使用年限内不被淘汰；5.2. 经济性
15、论述(1)布局上，在可行性和方便性的根底上，追求最少的管道距离，确保经济性；(2)管材上，建筑物内燃气管道采用镀锌焊接钢管，镀锌钢管采用螺纹连接，在保证了输送要求的同时，实现了最小花费；另外，不盲目扩张管径，选用最经济管径，降低费用；(3)管件上，尽量少用弯头，减小阻力的同时节省了管件费用；(4)投资及运营上，在满足需要的情况下尽可能简化系统形式，没有多余的燃气部件，降低了一次投资费用以及后续运营费用，实现了维护费用最小。5.3.可靠性论述管网计算总压降为22.2Pa,远小于允许压力降150Pa,能够承受较大的压力波动。5.4. 平安性论述(1)燃气引入管采用地下埋管形式，进入建筑物后即穿出地
16、面，没有在室内地面下水平敷设，表达了平安性；室内燃气管道避开了客厅，卧室等人员常住房间，直接从厨房进入，保证了人员平安；(2)建筑物内燃气管道采用镀锌焊接钢管，镀锌钢管采用螺纹连接，保证了管路可靠密封；穿楼板的管道没有接缝，确保不会有泄漏危险；(3)室内燃气管道与灶具、热水器等都留有足够的平安距离，避开了高温;(4)为防止建筑物自重造成的沉降对引入管的影响，在引入管安装伸缩补偿接头以消除建筑物沉降影响；(5)燃气灶和燃气热水器采用同一根烟道排风，水平烟道采用大于或等于0.01坡向用气设备的坡度，顺烟气流动方向设置导向装置，这些措施保证了通风排烟的平安性。6.参考文献1.中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50494-2009城镇燃气设计标准,北京：中国建筑工业出版社，20092 .严铭卿.ISBN978-7-112-10533-5燃气工程设计手册.北京：中国建筑工业出版社，20083 .詹淑惠.ISBN978-7-112-13478-6燃气供给.北京：中国建筑工业出版社,2011
