燃气设计说明书毕业设计.doc
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1、燃气设计说明书毕业设计 摘 要城市燃气是城市建设的重要根底设施之一,也是城市能源供给当中一个重要组成局部,它为城市工业、商业和居民生活提供优质气体燃料。城市燃气输配系统的绝大局部系统的绝大局部工程量,属与城市地下根底工程。本设计的主要内容为天然气供给的规划。该设计使用的天然气管道主要是无缝钢管。XX区总供气面积为公顷,人口达万,属于小型城市,居住也比拟集中。进行规划时除建设接收长输管线天然气的站外,还设置区域调压站。因此,除管网的水利计算外,还有,区域调压站的设备选型计算。本设计囊括了从长输管线到站,经过区域调压站最后进入区域管网的过程。小区有栋楼,共户,包括了平面管网的布置,用户引入管的设计
2、,凝水缸的设计。关键词:天然气 站 管道 工艺流程 节点压力 流量 AbstractCity gas is an important city-building infrastructure as urban energy supply.It is also an important component of the urban industrial, commercial and residential gas by the ways of providing quality gas . City gas transmission and distribution system is a b
3、asic project of the urban underground works in the vast majority of engineering systems.The main elements of the design is the planning of natural gas supply in Laocheng district . Seamless steel pipe is used as gas pipeline in this design. Laocheng district which covers a supply area of 237 hectare
4、s , population 94,800, is a small city and the living is also relatively concentrated. Not only is a gas storage and distribution station in need ,but also a regional regulator station need to be set up when planning to receive long-distance pipeline. Therefore, in addition to the water pipe network
5、 computing, there are equipment selections of Storage and Distribution Station, regional regulator stations .The design mainly includes long-distance pipelines from the reservoir distribution stations, regulator stations, after the regional final to enter the process of regional pipeline network. Th
6、ere were79 residential buildings, a total of 948, in Xingfu area.The layout of flat pipe network , the design of user conductor and the design of condensate water tanks are included .Key words: Natural Gas ;Storage and Distribution Station ; pipeline;Technological process ;joint pressure;flux目 录1 原始
7、资料11.1 用气量指标11.2 根本参数22 天然气性质的计算42.1 天然气平均分子量52.2 天然气的平均密度52.3 相对密度62.4 粘度62.5 爆炸极限82.6 干湿燃气的上下热值103 用气量的计算123.1 各类用户用气量计算123.2 绘制储气变化曲线154 燃气管网规划194.1 燃气管网系统选择和管线的布置原那么194.2 调压站234.3 调压器274.4 管道、阀门的选择314.5 水力计算345 门站设计405.1 门站设计405.2门站平面布置415.3储气罐的选择436 小区燃气设计446.1布线446.2 燃气区域调压柜496.3 水力计算506.4 设备选
8、择566.5 管道埋设597 设计总结61参 考 文 献62致 谢631 原始资料本设计所给的图纸包括城市规划资料附城市规划图、小区平面图未标明层数的建筑以6层计。1.1 用气量指标城市人口密度:400人/公顷,气化率94%,无集中供暖。城市用气量指标选择1城市居民生活用气量指标可以按如下选择:无集中供暖的用户:1884-2303MJ/人.年公共建筑用气量指标按下表选择表1.1 公共建筑用气量指标类别单位用气量指标职工食堂人数为总人口的5%MJ/人.年1884-2303饮食业28座/千人MJ/座.年7955-9211托儿所幼儿园入托人数占总人口的15%,70%入托全托30%MJ/人.年1884
9、-2512半托70%MJ/人.年1256-1675医院10床/千人MJ/床位.年2931-4187旅馆10床/千人MJ/床位.年3350-5024高级宾馆2床/千人MJ/床位.年8374-10467理发男女比例2:1,男,12次/人.年,概率0.7;女,6次/人.年,概率0.5MJ/人.年3.35-4.193工业企业用气量指标如下表表1.2 工厂耗热指标及班制 序号厂名耗热指标106千卡月班制玻璃仪器厂14412糕点厂8223糖果厂8014铅笔厂9635毛纺厂10036印染厂60031班制工作时间为8-16时,2班制工作时间为8-24时,3班制工作时间为0-24时小区用气量指标居民用户:50用
10、户安装双眼灶负荷5.6kw,50用户安装双眼灶和快速热水器 负荷10.8kw 1.2 根本参数1天然气成分 CH4 89 %,C2H6 5%,C3H8 3 %,CO22%,N2 1 %, D 0.025 Kg/NM3 最大冻土深度:43cm3不均匀系数表1.3 月用气量占年用气量的百分数 月份123456789101112系数10.410.7998.66.56.16.26.37.68.611 表1.4 日不均匀系数 星期一二三四五六日系数0.850.910.930.961.171.061.12 表1.5 小时用气量占日用气量的百分数% 小时0112233445566778系数0.50.80.6
11、1.21.36.046小时89910101111121213131414151516系数4.35.38.98.02.32.23.68.5小时16171718181919202021212222232324系数11.210.24.74.32.31.61.212 天然气性质的计算根据给定的燃气成分,进行混合气体性质的计算:需要确定气体性质有平均分子量、平均密度及相对密度、粘度、爆炸极限、含湿量以及干、湿燃气的高、低热值。设计中所用的天然气含湿量为:dg 0.025 干燃气表2.1 天然气成分 组分CH4C2H6C3H8CO2N2 容积成分89 % 5% 3 %2%1%2.1 天然气平均分子量工程上
12、将标准状态下,天然气的质量定义为天然气的平均分子量,简称分子量。其计算公式如下: 式2-1式中:混和气体平均分子量 各单一气体容积成分% 混和气体中个单一气体的分子量2.2 天然气的平均密度单位体积天然气的质量,成为天然气的密度,用符号表示: 式2-2式中:混合气体的平均密度 混和气体平均分子量混和气体平均摩尔容积Nm3/kmol平均摩尔容积计算公式: 式2-3式中:各单一气体容积成分%各单一气体的摩尔容积Nm3/kmol天然气平均密度:2.3 相对密度在标准状态下,天然气密度与枯燥空气密度的比值成为相对密度,常用符号表示: 式2-4式中: 混合气体相对密度空气为1混合气体的平均密度kg/Nm
13、3 标准状态下空气的密度天然气相对密度为:2.4 粘度气体或液体内部一些质点对另一些质点位移产生阻力的性质,叫做粘度,包含动力粘度和运动粘度。粘度是气体或液体内部摩擦产生的阻力,当气体内部有相对运动时,就会因为摩擦产生内部阻力。摩擦愈大,阻力愈大,气体流动就愈困难。1动力粘度近似计算公式如下: 式2-5式中: 混合气体在0C的动力粘度PaS各组分的质量成分相应各组分在0C的动力粘度PaS将天然气个组分的容积成分换算成质量成分:计算公式: 式2-6表2.2 各组分的动力粘度表10-6PaS CH4C2H6C3H8CO2N210.3938.6007.50214.02316.671带入得天然气的动力
14、粘度:2运动粘度混合气体的运动粘度可近似按下式计算: 式2-7式中: 混合气体的运动粘度m2/s相应的动力粘度PaS混合气体的密度kg/Nm3带入得天然气运动粘度:2.5 爆炸极限可燃气体在空气中的浓度低于某一极限值时,氧化反响产生的热量缺乏以弥补散失的热量,使燃烧不能进行;当其浓度超过某一极值时,由于缺氧也无法燃烧。前一浓度极限称爆炸下限,后一浓度极限称爆炸上限。两边界值之间的这种浓度区间称为爆炸区间。当燃气混合气体中含有惰性气体时,可将某一惰性气体成分与某一可燃气体组合起来视为混合气体中的一种组分,其容积成分为二者之和,按下面公式算得,爆炸极限可由?燃气输配?图1-12、1-13查的。 式
15、2-8式中 含有惰性气体的燃气爆炸极限体积%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在该混合比时的爆炸极限体积%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%未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限体积%将成分中的CH4与N2组合,C3H8与CO2组合,剩余C2H6由图1-12查得CH4与N2在上述混合比时的爆炸极限为5%-15%,由图1-13查得C3H8与CO2在上述混合比时的爆炸极限为3%-11%。由?燃气输配?表1-2查得未与惰性气体混合的乙烷的爆炸极限为2.9%-13%。爆炸下限:爆炸上限:2.
16、6 干湿燃气的上下热值单位体积或单位质量的天然气燃烧时,所发出的热量称为天然气的燃烧热值,简称天然气热值,单位MJ/Nm3。高热值是指1Nm3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。低热值是指1Nm3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。上下热值数值差为水蒸气的气化潜热。1干燃气上下热值混合可燃气体的热值可由热量计测得或由单一气体的热值根据混合法那么按下式计算: 式2-9式中: 混合可燃气体的高热值或低热值 各单一气体容积成分% 燃气中可燃组分的高热值或低热值 表2.3 可燃组分的上下热值表 组分高热值MJ
17、/Nm3低热值MJ/Nm3CH439.84235.902C2H670.35164.397C3H8101.26693.240干燃气的高热值:干燃气的低热值:2湿燃气上下热值干湿燃气低热值的换算公式: 式2-10式中 : -湿燃气的低热值湿燃气 -干燃气的低热值干燃气 -燃气的含湿量干燃气干湿燃气高热值的换算公式: 式2-11湿天然气的高热值:湿天然气的低热值:3 用气量的计算3.1 各类用户用气量计算户的用气量根据各小区的面积和人口密度可算得城镇总人口,有总人口和气化率可算得用气人口数,有该值和居民生活用气量指标最后得出居民用气量。老城区口 用气人口人小区负荷MJ/年小区用气量Nm3/年计算可得
18、城镇总人口为人,用气人口为人,居民年用筑用气量公共建筑用户:根据由建筑面积确定的人口和公共建筑用气量指标,计算负荷。综合考虑影响公共建筑用气量指标的重要因素,用气设备的性能,热效率、加工食品的方式和地区的气候条件等。再结合?燃气输配?表22得公共建筑的用气量指标确定如下: 表3.1 公共建筑用气量指标表 类别单位用气量指标职工食堂人数为总人口的5%MJ/人.年1884-2303饮食业28座/千人MJ/座.年7955-9211托儿所幼儿园入托人数占总人口的15%,70%入托全托30%MJ/人.年1884-2512半托70%MJ/人.年1256-1675医院10床/千人MJ/床位.年2931-41
19、87旅馆10床/千人MJ/床位.年3350-5024高级宾馆2床/千人MJ/床位.年8374-10467理发男女比例2:1,男,12次/人.年,概率0.7;女,6次/人.年,概率0.5MJ/人.年3.35-4.19 表3.2 各公共建筑用气量 部门类别消费人次用气量指标用气负荷MJ/年用气量Nm3/年职工食堂5040 210010584730.80 287160.36 饮食业2823 850023992056.48 650896.81 托儿所全托3175 22006985922.33 189525.84 托儿所半托7409 140010373036.18 281417.15 医院1008 35
20、003528243.60 95720.12 旅馆1008 40004032278.40 109394.42 高级宾馆202 92001854848.06 50321.43 理发男564519 3.82145172.11 58197.83 理发女100807 3.8383066.45 10392.47 以职工食堂为例,人口占总人口的5%,用气量指标取为2100MJ/人.年该部门的消费人次 该部门用气负荷MJ/年该部门用气量 Nm3/年由上表可得公共建筑总用气量为Nm3/户用气量 表3.3 工厂用气量 班制耗热指标年用气负荷MJ/年年用气量Nm3/年小时用气量Nm3/h106千卡/月机械厂3560
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