1 城市住宅區(qū)燃氣設計說明書 1 設計基礎資料 燃氣供應對象 某小區(qū)八幢居民樓，其樓層數(shù)及住戶分布如表 1： 表 1 24 幢 25 幢 26 幢 27 幢 28 幢 29 幢 30 幢 31 幢 一層 7 戶 7 戶 4 戶 2 戶 5 戶 6 戶 5 戶 二層 7 戶 7 戶 4 戶 7 戶 3 戶 5 戶 6 戶 5 戶 三層 7 戶 7 戶 4 戶 7 戶 3 戶 5 戶 6 戶 5 戶 四層 7 戶 7 戶 4 戶 7 戶 3 戶 5 戶 6 戶 5 戶 五層 7 戶 7 戶 4 戶 7 戶 3 戶 5 戶 6 戶 5 戶 六層 7 戶 7 戶 4 戶 7 戶 3 戶 5 戶 6 戶 5 戶 七層 5 戶 4 戶 3 戶 6 戶 5 戶 八層 5 戶 4 戶 3 戶 6 戶 5 戶 九層 5 戶 4 戶 3 戶 5 戶 4 戶 十層 3 戶 4 戶 3 戶 5 戶 4 戶 十一層 3 戶 4 戶 3 戶 5 戶 4 戶 各樓戶數(shù) 63 戶 42 戶 44 戶 35 戶 32 戶 30 戶 63 戶 52 戶 總戶數(shù) 361 戶 燃氣供應的設計參數(shù)表 2： 表 2 參數(shù) 氣種 運動粘度 燃氣密度 引入管設計壓力 （ /s） ( /工煤氣 10000 天然氣 10000 用戶 灶具 配備： 2 24 幢、 25 幢、 26 幢、 27 幢的用戶同時安裝雙眼灶和燃氣快速熱水器； 28 幢、 29 幢、 30 幢、 31 幢的用戶僅安裝雙眼灶。 灶具額定流量選用如下（參考文獻 1,3 ）： 雙眼灶： h 快速熱水器： 人工煤氣 h 天然氣 h 即 8L/ 壓力（參考文獻 1表 7 2） 見表 3： 表 3： 燃氣種類 人工煤氣 天然氣 燃具額定壓力 (1000 2000 燃具前最大壓力 (1500 3000 燃具前最小壓力 (750 1500 康盛花園三期工程平面圖，包括以下內容： (1) 建筑物、構筑物的平面圖 (2) 調壓站的平面位置 (3) 道路平面位置及路面結構 (4) 道路和小區(qū)地坪標高 (5) 各樓的樓層結構平面圖及各樓層標高 (6) 小區(qū)內管道布線障礙狀況（本設計未提供其它管道情況，故設計時暫不考慮） 2 設計計算 庭院管道 確定庭院管道的管材 金屬管材壁厚較其他管材較薄，節(jié)省金屬用量，但腐蝕性差、成本高，運輸安裝不便。 具有良好的柔韌性且具有良好的耐腐蝕性，可耐多種化學介質的侵蝕，無電化學腐蝕。因此， 埋地敷設不需要做防腐和陰極保護。除此之外， 密性優(yōu)于鋼管；管內壁平滑，提高 介質流速，提高輸氣能力，較之相同的金屬管能輸送更多的燃氣；成本低，材質輕且衛(wèi)生無毒。 綜合以上的比較，本設計的庭院管道采用 以提高輸送效率以及節(jié)省防 3 腐投入。 聚乙烯燃氣管道分為 個系 列。 公稱外徑與壁厚之比。 列宜用于輸送人工煤氣、天然氣、氣態(tài)液化石油氣； 于本工程考慮輸送人工煤氣，再用天然氣替代。所以選用 列的聚乙烯燃氣管材 4。 平面管道布置及繪制 布置： (1) 庭院管道應盡量敷設在街坊、里弄的道路上，在有車輛通行的道路上布線時，應盡量敷設在人行道上。 (2) 地下燃氣管道與建筑物，構筑物或相鄰管道之間的水平距離有一定的要求 1。在本設計中，地下管道與各樓平行時間距為 4m，部分管道由于實際布線不能統(tǒng)一為該距離，在平面 布置圖中將標示；地下管道與各樓垂直時，間距為 保證引入管與建筑物基礎的間距要求，地下燃氣管道與墻面的垂直間距為770 繪制： (1) 標明管線平面位置。 (2) 對于管道附件，如圖中的凝水缸均應給出地坪及埋地的標高； (3) 圖上應標示出氣流方向 ,坡度方向 ； (4) 圖中應標示出與本設計有關的建（構）筑物名稱，如調壓站、閥門井等。 縱斷面管道布置及繪制 布置： (1) 輸氣管線縱斷面設計須繪制燃氣管道縱 斷面圖，標明管道走時的管 道地下縱斷面情況，并可按圖計算工程土方量。 (2) 地下燃氣管道與構筑物和相鄰管道之間的垂直凈距（ m）也有一定要求 1。 (3) 地下燃氣管道應埋設在冰凍線以下，本設計不存在冰凍線的問題，但同樣，有最小覆土深度（路面至管頂）應符合下列要求 2：埋設在車行道下時，不得小于 設在非車行道（含人行道）下時，不得小于 設在庭院（指綠化地及貨載汽車不能進入之地）內時，不得小于 (注：當采取行之有效的防護措施后，上述規(guī)定均可適當降低。 )在本設計中，考慮到現(xiàn)在小區(qū) 內車輛的普及率，埋地深度都在 以上。 4 (4) 地下燃氣管道應坡向凝水缸，其坡度一般不小于 設計取用 線時應盡量使管道坡度與地面坡度方向一致，以減少土方量；凝水缸設在管道坡向改變時管道的最低點，兩相鄰凝水器之間距離一般為 200 500m。管道坡向不變時，間距一般為 500m 左右。 (5) 地下燃氣管道穿越城鎮(zhèn)主要干道時，應敷設在套管內，并應符合一定要求 1。本設計中未遇到類似情況，故不作說明。 (6) 燃氣管道不得在地下穿過房屋及其它建筑物，不得平行敷設在電車軌道之下，也不得與 其它地下設施上下并置。 繪制： (1) 管道路面的地形標高； (2) 管道平面布置示意圖； (3) 燃氣管道走勢及埋深； (4) 相鄰管線、穿越管線及穿越障礙物的端面位置； (5) 管道附件的安裝深度； (6) 輸氣管道的坡向及坡度； (7) 繪制縱斷面圖時應在圖紙左側繪制標尺，圖面中管道高程和長度方向應該采取不同的比例。在本設計圖紙中將采用橫向 1/1000，縱向 1/50 的比例。 綜述水力計算的方法 (1) 繪制管道水力計算圖 水力計算圖包括以下內容： 庭院管道布置； 管段編號； 計算流量； 管段長度； 管徑。 (2) 流量計算 城市燃氣輸配系統(tǒng)的管徑及設備通過能力應按燃氣計算月的小時最大流量進行計算。小時計算流量的確定，關系著燃氣輸配的經濟性和可靠性。小時計算流量定得偏高，將會增加輸配系統(tǒng)的金屬用量和基建資金，定得偏低，又會影響用戶得正常用氣。 5 確定燃氣小時計算流量得方法有兩種，不均勻系數(shù)法和同時工作系數(shù)法。這兩種方法各有其特點和使用范圍。由于居民住宅使用燃氣的數(shù)量和使用時間變化較大，故室內和庭院燃氣管道的計算流量一般按燃氣用具的額定耗氣量和同時工作系數(shù) 確定。 用同時工作系數(shù)法求管道計算流量的 公式如下： 式中： 庭院及室內燃氣管道的計算流量（ h）； 不同類型用戶的同時工作系數(shù)，當缺乏資料時，可取 1； 相同燃具或相同組合燃具的同時工作系數(shù)； 相同燃具或相同組合燃具的額定流量（ h）； N 相同燃具或相同組合燃具數(shù)。 根據(jù)文獻 2表 2查得居民生活用燃具的同時工作系數(shù) 便于區(qū)分，在后文中，僅使用燃氣雙眼灶的 用 示，同時 使用燃氣雙眼灶和快速熱水器的 用 示，沒有直接對應可查的值時采用插入法。 (3) 根據(jù)計算流量預選管徑并計算阻力損失 預選管徑 預選管徑可通過平均壓降法或經濟流速法來確定。但是由于本設計的庭院管段流量變化頻繁，不適合采用平均壓降法；本設計按照 3m/s 的經濟流速預選管徑。公式如下： 式中： 管段的計算流量（ h）； d 管道內徑 ( v 經濟流速 (m/s)； 根據(jù)預選管徑從表 4確定管道內徑： 表 4 外徑 4kg/m 厚 內徑 kg/m 6 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 160 根據(jù)計算流量以及預選管道的內徑，確定實際流速。公式如下： )4/(2 式中： v 實際流速 (m/s)； 庭院及室內燃氣管道的計算流量（ h）； d 管道內徑 ( 由于燃氣處于各種流態(tài)時，需要選用不同的阻力計算公式。流態(tài)是通過雷諾數(shù)來判別的。雷諾數(shù)的計算公式如下： /式中 : 雷諾數(shù)； d 管道內徑 ( v 實際流速 (m/s)； 運動粘度 ( /s)。 根據(jù)各管段燃氣的雷諾數(shù)判別流態(tài)，選 用不同的摩擦阻力系數(shù)及單位管長的摩擦阻力計算公式。不同流態(tài)的計算公式如下： 當為紊流，8( ； 當 2100 為臨界狀態(tài)，052050406 ) ； 式中： P 燃氣管道摩擦阻力損失 ( 燃氣管道的摩阻系數(shù)； l 燃氣管道的計算長度 (m)； 0Q 燃氣管道的計算流量（ h）； d 管 道內徑 ( 0 1 / 運動粘度 ( /s)； 管壁內表面的當量絕對粗糙度 ( 一般取 = 雷諾數(shù)； T 實際的燃氣溫度； 0T 273K。 單位長度管道阻力損失的密度修正。 密度修正：在上述單位管長摩擦阻力損失的公式中，密度為 1 /輸送人工煤氣時，只需在上述阻力損失的基礎上乘以人工燃氣的密度數(shù)值。 燃氣管道的管段計算長度確定 管段的計算長度由兩部分組成：一 局部阻力損失的計算可以用將各種管件折成相同管徑管段的當量長度，乘以單位管長阻力損失的方法。當量長度的計算公式如下： 8 2式中： 2L 當量長度 m； 計算管段中局部阻力系數(shù)的總和?？梢酝ㄟ^查文獻1中表 6??； d 管道內徑 ( 燃氣管道的摩阻系數(shù)。 管段阻力損失計算 管段的總壓力損失值即為管段的計算長度與經過密度修正的單位長度管道阻力損失之積。 管段的累計阻力損失計算 該值即為本管段的阻力損失與前面已經計算過的管段的阻力損失累計值。 至此，管道阻力損失計算完畢。 (4) 確定允許壓力降，并對阻力損失進行校核。 根據(jù)文獻 1表 7于人工煤氣，燃具額定壓力為 1000，調壓站出口最大壓力為 1650據(jù)文獻 1表 7于人工煤氣的多層建筑室內燃氣管道允許阻力損失為 250具前壓力波動范圍為 250 500此計算庭院管道與引入管的接點壓力可在 1150 1900間。即庭院管道阻力最大可達 900小需要 150設計時應考慮以下兩點： 根據(jù)運行經驗，對于人工煤氣管道，雖然經過凈化，但管道結垢仍然比 較嚴重，從而減小流通斷面，因此水力計算時應保留一定的富裕量。 對于人工煤氣由于密度小，當供應樓房使用時，由于搞成查，燃氣在管內的升力（附加壓頭）較大，因此庭院管道水力計算時，其阻力損失可以按偏大的數(shù)值考慮，此時灶具壓力擬按額定壓力 1000減小管徑，節(jié)約投資。 上述兩方面在設計中應綜合考慮，確定庭院管道的允許阻力損失。 例 對管段進行水力計算并核算庭院管段總壓降。 下面以 某 管段為例，對其進行流量計算以及水力計算。本設計的流量計算以及水力計算均以 以下管段的舉例 計算中，根據(jù)上述 9 水力計算的方法，同時結合表格的制作，對本設計的過程進行說明。 (1) 初步 畫出庭院管道水力計算圖（附圖 1），標出所需參數(shù)。 (2) 先將附表 1中的參數(shù)加以說明： 僅使用雙眼灶的用戶數(shù)； 同時使用雙眼灶和快速熱水器的用戶數(shù)； 僅使用雙眼灶的用戶同時使用系數(shù)； 同時使用雙眼灶和快速熱水器的用戶同時使用系數(shù)； 僅使用雙眼灶的用戶的計算流量（ h）； 同時使用雙眼灶和快速熱水器的用戶的計算流量（ h）； 流經管段的計算流量之和（ h）； D 管徑 ( d 管道內徑 ( 管段長度 m； v 實際流速 (m/s)； 雷諾數(shù)； 燃氣管道的摩阻系數(shù)； 運動粘度 ( /s)； 計算管段中局部阻力系數(shù)的總和。可以通過查文獻1中表 6??； 單位 的當量長度 m； 當量長度 m； L 計算長度 m； T 燃氣的絕對溫度； 單位管長的摩擦阻力損失； P 燃氣管道摩擦阻力損失 ( P 燃氣管道摩擦阻力損失 ( (3) 以附表 1中 9 10 管段為例，按照 格中各項的計算順序說明表格中含有的程序、公式。 10 流量計算 103 44 1： m3/h m3/h ： m3/h 根據(jù)流量以及預選管徑所對應得內徑確定實際流速： 預選管徑時經濟流速定為 3m/s， 3 6 0 07 8 h 表 4 選用外徑 管徑，以下公式中的 d 均以對應于 外徑 110內徑 90算。 D=110 管段 9 10，實際流速為 )4/( 2h )4)1 0 0 0/90(3 6 0 0/7 0 2 s 根據(jù)管段計算流量、實際流速以及運動粘度，得出雷諾數(shù)并判別流態(tài)從而選擇對應的公式進行計算得出單位摩擦阻力損失并進行密度修正： 管段 9 10，雷諾數(shù)為： /e 1 00 0/ 的計算需要 選用 公式，該過程由下列語句來實現(xiàn)： 11 8( , 51065 公式套用了 嵌套假設語句，語句執(zhí)行的過程是：如果前面計算所得的 如果小于 2100，就套用4這一公式；如果不是小于2100，并且如果大于 3500，則套 8( ，如果既不小于 2100，且不大于 3500，即大于 2100 小于 3500 時， 因為雷諾數(shù)為 ，大于 3500，采用與紊流相對應的公式： 8( 的計算過程一樣，需要根據(jù)雷諾數(shù)來判斷流態(tài)從而選定公式。所用語句為： ，0052050406 ) ) 因為雷諾數(shù)為 ，大于 3500，采用與紊流相對應的公式： 12 273 2732090 52 a/m 密度修正后單位管長摩擦阻力損失為： 燃氣 管道 的管段計算長度確定 1L 2 中： 計算管段中局部阻力系數(shù)的總和，在管段 9 10 中，僅包括以下局部阻力： 名稱 數(shù)量 局部阻力系數(shù) 直流三通 1 個 計局部阻力損失 ： 管段 9總壓力損失及 0 P L ：管段 從節(jié)點 0 開始到節(jié)點 10 為止的管段累計阻力損失為：點 0 到節(jié)點 9 的管段累計阻力損失 至此，管段 9 10 的水力計算完成。其余管段均按照以上步驟完成。 為清晰起見，將庭院管道從最遠點到調壓站的局部阻力損失一一羅列在下表5 中，其余管段均按此計算，不做說明，直接填入水力計算表：（各管段編號與附圖 1 相對應） 表 5：局部阻力損失表 管段 附件名稱 局部阻力系數(shù)數(shù)量 n 累計局部阻力系數(shù) 13 0 1 90光滑彎頭 1 直流三通 1 1 2 直流三通 1 3 直流三通 1 4 直流三通 1 30光滑彎頭 1 5 160光滑彎頭 1 流三通 1 5 6 90光滑彎頭 1 分流三通 1 6 7 直流三通 1 8 直流三通 1 9 直流三通 1 10 直流三通 1 0 11 直流三通 1 1 12 直流三通 1 2 13 直流三通 1 3 14 直流三通 1 150光滑彎頭 2 14 15 直流三通 1 5 16 直流三通 1 6 17 直流三通 1 7 18 直流三通 1 90光滑彎頭 1 18 19 直流三通 1 9 20 直流三通 1 14 20 21 90光滑彎頭 1 4) 庭院管道水力計算結果詳見附表 1。由于雷諾數(shù)和運動粘度僅在判別流態(tài)時采用，故在打印的附表中被隱藏，在電子版的水力計算表中有羅列。 (5) 從調壓站到管道最遠點阻力損失即為從節(jié)點 0 到節(jié)點 21 之間管段的阻力損失，經過多次修正管徑，最終累加結果為 該值小于 900道允許的最大壓力損失）。 注：在修正管徑來調節(jié)管道阻力損失的同時考 慮以下兩點： 管道的管徑規(guī)格過多會給施工帶來不便，且增加管道附件（如變徑接頭等）。從經濟方面考慮管道附件的價格遠比管道價格高，所以盡量在選擇管徑的時候采用三種左右的規(guī)格。 管道阻力損失除了有最大允許壓力損失值外，還有一個最小允許壓力損失值，在本工程中為 150 道附屬設備 (1) 凝水器 用途： 收集煤氣中的冷凝水、施工過程進入煤氣管道中的水，以及地下水為高的地區(qū)透過管道不嚴密部分滲入低壓煤氣管道內的水； 充氣啟動或修理時，用抽水管作為吹洗管、放空管； 用抽水管做測壓管。 安裝 地點： 管道 坡向改變時，凝水缸設在管道的最低點，兩相鄰凝水器之間距離一般為200 500m； 管道 坡向不變時，間距一般為 500m 左右。 設計選用： 庭院管道的工作壓力屬于低壓，所以選用低壓凝水器； 本設計中凝水器所在管段的管徑均為 以采用鋼制 凝水器。 (2) 護罩 護罩用于保護引至地面的檢查管、凝水缸引來的凝水排放管。小型護罩（直徑 100適合用于檢查管及低壓凝水缸上。所以本設計采用小型 15 護罩來保護凝水排放管。 護罩可用鑄鐵或鋼板制造。 (3) 金屬 示蹤線和警示帶 聚乙烯 燃氣管道敷設時，宜隨管走向埋設金屬示蹤線；距管頂不小于300應埋設警示帶，警示帶上應標出醒目的提示字樣。 計 圖紙 (1) 庭院燃氣管道平面布置圖（燃施 1） 燃施 1已滿足施工圖設計深度要求，比例為 1/500。 注：各管段應標注平面 x、 出管道準確平面位置，如果平面圖給出建筑物坐標，管道位置也可用管道與建筑物的相對尺寸表示。 (2) 管道縱斷面圖（附圖 2、附圖 3） 對于各管段均應繪制管道縱斷面圖，在此僅以有凝水器的管段為例。附圖2、附圖 3是管段 5 27 25 及 5 4 1， 5 6 18 21 管段的管道縱斷面圖。圖紙包括了管道路面的地形標高；管道平面布置示意圖；燃氣管道走勢及埋深；管道附件（凝水器）的安裝深度；輸氣管道的坡向及坡度； 繪制縱斷面圖時在圖紙左側繪制標尺，圖紙中采用橫向 1/1000，縱向 1/50 的比例。 計施工說明及 材料表 設計施工說明（說明 1）闡述了在庭院燃氣管道設計及施工的過程中需要注意的問題以及實際的工程施工方法等。 庭院管道的材料表附于燃施 1 上。 室內管道 入管的設計 引入管是指室外燃氣管道與室內燃氣管道的連接管。無論是低壓還 是中壓（即自設調壓箱的用戶）燃氣引入管，其布置原則基本相同，一般可分為地下引入法和地上引入法兩種，地上引入法又分為低立管入戶和高立管入戶。 (1) 結合 主要的設計原則，說明本設計的方案： 燃氣 引入管應設在廚房或走廊等便于檢修的非居住房間內。如確有困難，可以從樓梯間引入，此時閥門井宜設在室外。本設計將引入管設在廚房； 輸送濕燃氣的引入管，埋設深度應在土壤冰凍線以下，并有不低于 坡向凝水器或燃氣分配管的坡度。本工程引入管均有 坡向凝水器或燃 16 氣分配管的坡度。 燃氣引入管穿過建筑物基礎、墻或管 溝時，均應設在套管內，并考慮沉降的影響，必要時采取補償措施。本設計考慮到軟土地基燃氣支管進戶時，由于建筑物的沉降往往會造成低（高）立管下端的彎管處破裂，進戶管上設置撓性補償器。設置方式見各樓棟的系統(tǒng)圖。安裝圖參考文獻 3圖 5 2 5 5。 輸送人工煤氣時，引入管最小公稱直徑為 25送天然氣時，最小公稱直徑為 15 (2) 參考文獻 2，本工程位于江南沒有冰凍期的地方，無法從地下引入時，常用地上引入法。本工程采用地上引入法，燃氣管道穿過室外地面，沿外墻敷設到一定高度，然后穿建筑物外墻進入廚房。 (3) 在 新建 小區(qū)的燃氣工程通?？紤]到建筑的整體美觀，采用低立管入戶；但在改造工程中，為了給住戶帶來盡肯能少的施工不便，通常采用高立管入戶。在本工程中，采用低立管入戶。 出水力 計算 圖（系統(tǒng)圖或立面圖） (1) 對各 計算 節(jié)點進行編號，對于有管道計算流量、管徑、氣流方向改變的位置均應邊上節(jié)點號； (2) 對各層層高及支管處進行標高； (3) 標出管道附屬設備。 內燃氣管道水力計算的方法 (1) 設計流量計算 在計算庭院管道時進行流量計算時提到，由于居民住宅使用燃氣的數(shù)量和使用時間變 化較大，故室內和庭院燃氣管道的計算流量一般都按燃氣用具的額定耗氣量和同時工作系數(shù) 確定。在此，不重復列出公式。 (2) 管材的選擇確定 根據(jù)前文所述，庭院管道采用的 材有較多優(yōu)點，但是參照文獻 4，由于聚乙烯管道機械強度較低，作明管容易受碰撞破損，導致漏氣，同時受大氣中紫外線與氧氣的影響，會加速老化，氣溫的變化及油煙或其他化學劑的侵蝕對聚乙烯管道也不利。因此作為易燃易爆的燃氣輸送管道，不應使用聚乙烯管道作室內地上管道。 根據(jù)文獻 1，對于不大于 室內燃氣管道應采用鍍鋅鋼管；對于大 17 于 室內燃氣管道宜采用無縫鋼管，材質 10 號鋼，連接形式采用焊接或法蘭。 假設采用鍍鋅鋼管，根據(jù)已計算的設計流量以及鍍鋅鋼管的經濟流速 6m/s（文獻 2），根據(jù)公式 3 6 0 07 8 步得出燃氣管道的管徑遠小于 確定采用鍍鋅鋼管。 而在庭院管道與引入管連接的地方采用鋼塑轉換彎接頭。連接方式參見文獻 4。 (3) 室內管道水力計算的方法及公式闡述： 預選管徑 預選管徑可通過平均壓降法或經濟流速法來確定。但是由于本設計的室內管段流量變化頻繁，不適合采用平均壓降法；本設 計按照 6m/s 的經濟流速預選管徑。公式如下： 式中： 管段的計算流量（ h）； d 管道內徑 ( v 經濟流速 (m/s)； 根據(jù)預選管徑從表 6確定管道內徑： 表 6： 低壓流體輸送鋼管 鍍鋅鋼管 ) 管徑 外徑 普通管壁厚 管內徑 重量 mm in mm mm mm kg/m 8 1/4 0 3/8 5 1/2 0 3/4 5 1 2 1 1/4 0 1 1/2 0 2 5 2 1/2 道工程安裝手冊 根據(jù)計算流量以及預選管道的內徑，確定實際流速。公式如下： 18 )4/(2 式中： v 實際流速 (m/s)； 庭院及室內燃氣管道的計算流量（ h）； d 管道內徑 ( 與庭院管道的水力計算一樣， 由于燃氣處于各種流態(tài)時，需要選用不同的阻力計算公式。流態(tài)通過雷諾數(shù)來判別。 /e 式中 : 雷諾數(shù)； d 管道內徑 ( v 實際流速 (m/s)； 運動粘度 ( /s)。 根據(jù)各管段燃氣的雷諾數(shù)判別流態(tài)，選 用不同的摩擦阻力系數(shù)及單位管長的摩擦阻力計算公式。不同流態(tài)的計算公式如下： 當為紊流，8( ； 當 2100 為臨界狀態(tài)，052050406 ) ； 式中： 19 P 燃氣管道摩擦阻力損失 ( 燃氣管道的摩阻系數(shù)； l 燃氣管道的計算長度 (m)； 0Q 燃氣管道的計算流量（ h）； d 管 道內徑 ( 0 1 / 運動粘度 ( /s)； 管壁內表面的當量絕對粗糙度 (，鍍鋅鋼管一般取 =設計中取 雷諾數(shù)； T 實際的燃氣溫度； 0T 273K。 單位長度管道阻力損失的密度修正。 密度修正：在上述單位管長摩擦阻力損失的公式中，密度為 1 /輸送人工煤氣時，只需在上述阻力損失的基礎上乘以人工燃氣的密度數(shù)值。 燃氣管道的管段計算長度確定 管段的計算長度由兩部分組成：一 局部阻力損失的計算可以用將各種管件折成相同管徑管段的當量長度，乘以單位管長阻力損失的方法。當量長度的計算公式如下： 2式中： 2L 當量長度 m； 計算管段中局部阻力系數(shù)的總和?？梢酝ㄟ^查文獻1中表 6??； d 管道內徑 ( 燃氣管道的摩阻系數(shù)。 管段阻力損失計算 20 管段的總壓力損失值即為管段的計算長度與經過密度修正的單位長度管道阻力損失之積。 各管段的附加壓頭計算 由于燃氣與空氣的密度不同，當管 段始末端存在標高差時，在燃氣管道中將產生附加壓頭，在計算室內燃氣管道時，必須將該值計入管道阻力損失之內。其值由下式確定： )( 式中： 附加壓頭 ( g 重力加速度 (N/ )； a 空氣的密度 ( / 3； g 燃氣 的密度 ( / 3； H 管段終始端的標高差值。 管段的累計阻力損失計算 該值即為本管段的阻力損失加上管段附加壓頭以及前面已經計算過的管段的阻力損失累計值。 根據(jù)管道阻力損失的要求對管道設計的校核與修正 根據(jù)文獻 1表 7層建筑室內允許壓降為 250于上述的計算中未計入燃氣表的阻力損失（ 100 120,所以，按照上述過程計算所得的阻力損失應不大于 150大于 150需要改變管道直徑 ，重新計算。 (4) 以 24 棟室內燃氣立管 7 為例進行室內燃氣管道的設計計算及核算。 畫出水力計算用的系統(tǒng)圖（附圖 4）。 管段 流量 的計算、根據(jù)經濟流速計算得出的管徑以及預選的管徑如表 7： 表 7： 24 棟燃氣立管 7 的管段流量計算表 管段編號 戶數(shù) 時使用系數(shù)算流量 算得管徑 d 預選管徑 D 單位 戶 h m 1 1 1 5 21 1 2 1 1 5 2 3 2 5 3 4 3 5 4 5 4 5 5 6 5 5 6 7 6 5 7 8 7 5 8 9 8 5 9 10 9 5 10 11 10 5 11 12 11 5 12 13 11 5 根據(jù)流量以及預選管徑所對應得內徑確定實際流速： 如管段 0 1，實際流速為 )4/( 2h )4)1 0 0 0/3 6 0 0/ s 根據(jù)管段計算流量、實際流速以及運動粘度，得出雷諾數(shù)并判別流態(tài)從而選擇對應的公式進行計算得出單位摩擦阻力損失并進行密度修正： 如 管 段 0 1，雷諾數(shù)為： /e 1 0 0 0/ 3500，屬于紊流； 的計算需要 選用 公式，該過程由下列語句來實現(xiàn)： 8( , 51065 選用與紊流相對應的公式： 22 8( 的計算過程一樣，需要根據(jù)雷諾數(shù)來判斷流態(tài)從而選定公式。所用語句為： ，0052050406 ) ) 因為雷諾數(shù)為 ，大于 3500，采用與紊流相對應的公式： 273 52 a/m 密度修正后單位管長摩擦阻力損失為： 燃氣 管道 的管段計算長度確定 1L 2 中： 計算管段中局部阻力系數(shù)的總和，在管段 0 1中，包括 23 以下局部阻力： 名稱 數(shù)量 局部阻力系數(shù) 塞 1 個 流三通 1 個 計局部阻力損失 ： 管段始末的高程差及附加壓頭： )( =( 0=O 管段總壓力損失及 累計壓力損失： P L+ ：管段從節(jié)點 0 開始到節(jié)點 1 為止的管段累計阻力損失為： 至此，管段 0 1 的水力計算完成。其余管段均按照以上步驟完成。 允許壓降及對管道設計的校核與修改。 根據(jù)以上的方法，得出初步管道計算結果，壓力損失過大，為 大超過 150最大允許壓力降 。經多次調整管徑，最終確定為 見附表 3 (5) 室內燃氣管道的管道防腐、附屬設備及其安裝設計 由于鋼塑彎頭連接室內管道前有埋地的鍍鋅鋼管管段，所以需要采用一定的防腐措施。 對于埋地管道，針對土壤腐蝕性的特點，可以通過多種途徑來防止腐蝕的發(fā)生和降低腐蝕的程度。在參觀的工地中，防腐的做法都是采用絕緣層防腐法。目前常用的埋地鋼管外防腐材料有石油瀝青、煤焦油瓷漆、聚乙烯粘膠帶、熔結環(huán)氧、擠塑聚乙烯（二層、三層結構）。 石油瀝青：有穩(wěn)定的防腐性能，取材容易，價格較低，但其吸水率高易老化，耐熱穩(wěn)定性 差，在熬制時對環(huán)境有污染； 聚乙烯粘膠帶：施工方便，可機械也可手工纏繞，吸水率較小，易補口補傷，對環(huán)境無污染，適合于小管徑管道的防腐，但在螺旋焊縫管上纏繞效果較差。 24 熔結環(huán)氧粉末與管道表面黏結力非常強，耐化學腐蝕性能好，硬度高，使用溫度范圍寬，絕緣 較高，但其韌性較差，在搬運與施工中易發(fā)生機械損傷，且補口較麻煩。 擠塑聚乙烯（兩層和三層結構），具有優(yōu)良的機械性能和極低的水汽滲透性，耐化學介質侵蝕能力強，絕緣電阻大，特別是擠塑聚乙烯三層結構防腐，彌補了兩層 結性能不足及環(huán)氧粉末涂層耐機械撞擊能力不足等缺點 ，把兩者的優(yōu)勢結合在一起，通過互補防腐性能更加優(yōu)越，能適合于各種土壤條件下使用。 通過對各類防腐層的比較，可以擠塑聚乙烯防腐層具有明顯的優(yōu)越性，并且直接由工廠流水線生產避免了人為施工質量的因素，而三層結構更是結合了環(huán)氧粉末與聚乙烯兩種防腐層的優(yōu)點是目前較為完善的外防腐層體系，適合于在江南水網密集人口稠密的地區(qū)使用，因此，地處南京的本設計推薦使用擠塑聚乙烯三層結構防腐層。 套管 立管通過各層樓板處應設套管。套管高出地面至少 50管與燃氣管道之間的間隙應用瀝青和油麻填料。本設計中套管高出地面 50 閥門 不同類型的閥門有不同的適用場合。 在本設計中，在引入管的室外段連接一內螺紋球閥，該種閥門體積小，完全開啟時的流通斷面與管徑相等。這種閥門動作靈活，阻力損失小。 在本設計中，室內連接燃氣表前接一表前考克，屬于旋塞。同樣動作靈活，閥桿轉 90即可達到啟閉的要求。雜質沉積造成的影響比閘閥小，所以廣泛應用在燃氣管道上。 支承的間距要求及固定方法選擇。 鋼管的支承最大間距參見文獻 5表 氣管道采用的支承固定方法參見文獻 5表 設計中管道直徑 均在 2 之間，且墻面均為磚砌墻壁。如 管道，其支承最大間距為 各層層高大都為 以在本設計中，采用每層設置一個管卡的方案，以達到支承的作用。 補償器 為防止沉降，在立管進戶前的水平段設置撓性補償器，與管道用法蘭連接。 25 具體設置方式見各樓系統(tǒng)圖，安裝參見參考文獻 3圖 5 2 5 5。 (6) 室內燃氣管道的設計圖紙 平面 布置 圖見 24 棟 31 棟平面布置圖（燃施 2燃施 16）。 圖紙已經達到施工設計要求，比例為 1： 100。 管道立面及 軸測圖 (燃施 3燃施 17) 各樓管道立面、軸測圖以及設備材料表均在各對應的圖紙上，圖紙達到施工設計要求，各種標注全面清晰。 3 天然氣替換的可行性分析 在此，僅對現(xiàn)有設計好的管道用天然氣來置換人工煤氣，在管道直徑不變的情況下是否能滿足輸送天然氣的壓力及壓損的要求。 華白指數(shù) 在燃氣的互換性問題中，華白指數(shù)式衡量熱流量（熱負荷）大小的特性指數(shù)，可用下式計算： 式中： W 華白指數(shù)； 燃氣高熱值（ 其值參見文獻 1表 1 2， 1 3； s 燃氣的相對比重，即為燃氣密度與空氣重力密度的比值。 為了保證燃燒器具的燃燒穩(wěn)定，華白指數(shù)的波動范圍，一般不超過 5。對于混合氣體的華白指數(shù)，分別求出混合氣體的熱值和相對比重 s，即可求得華白指數(shù)。 首先，參見文獻 1表 1 1，得出人工煤氣（重油蓄熱裂解氣）和天然氣（純天然氣）的組分（體積）： 34O 2 工煤氣： 然氣： 98 據(jù)文獻 1表 1 2， 1 3 查得以上組分的高發(fā)熱值代入公式： 人工煤氣的華白指數(shù)： 100/)1 2 7 4 6 3 1 2 1 8 4 26 K / m3 s 然氣的華白指數(shù)： 100/)1 5 1 2 1 3 8 8 1 2 6 8 4 298( K / m3 s 個華白指數(shù)相差甚大，遠大于 5。所以，需要在置換過程中更換燃具。在本設計中，按照本設計說明 天然氣流量進行核算管道。 庭院管道的天然氣替換核算 輸送天然氣時，燃具額定壓力為 2000壓站出口最大壓力應為 3150考文獻 1表 7 2），而根據(jù)文獻 1表 7 3，對于天然氣的多層建筑室內燃氣管段的允許壓降