1、北京科技大学本科生毕业设计（论文） - 1 - 摘 要 随着 生活水平的日益提高，人们对于燃气的应用在舒适性，经济性，方便性等方面都有了更高的要求，本工程为永丰家园燃气的规划与设计，通过本设计将使得永丰家园的燃气供应更 加合理，满足人们对燃气使用的需求，使居民燃气使用起来舒适，经济 方便。 本工程为永丰家园小区三组团燃气供应工程。工程地点位于 北京市 四环外，西临永丰东环路，南临北清路的百望杏林湾小区。主要设计内容为 17 栋楼， 145 户户内及室外燃气管道设计。气源为天然气，由小区新建的中低压调压箱供气。每户安装一台双眼灶和一台壁挂炉 以 及一个煤气磁卡表。进行本设计的 主要目的是对大学四
2、年所学知识的复习与应用，能够在设计过程中更好的掌握本专业知识，熟练绘图技能。为以后步入社会打下坚实的基础。 本次设计主要设计内容包括 调压站的位置选择， 负荷计算，水 力 计算，双眼灶与壁挂炉的安装位置与方式，燃气供应方案，施工图的绘制，设计说明书的撰写等工作，内容设计燃气输配，流体输配管网等几门建筑环境与设备工程专业相关课程。对于巩固基础知识，为走向社会打下坚实基础，有 着 非常重要的意义。 通过本次毕业设计，主要完成的工作是：为永丰家园敷设室内外燃气供应管道，通过水力计算找到最佳管径，该燃气工程设 计技术上可靠经济上合理，最后 利用计算机绘制施工图。图纸包括主要设备材料明细表，天然气管道外
3、线平面图，天然气室内管道平面图和天然气管道轴测图等。 关键词： 天然气，燃气供应工程 ， 永丰家园小区，设计与规划 北京科技大学本科生毕业设计（论文） - 2 - Yongfeng home village gas design and planning Abstract As standard of living rise, people of the application in comfort for gas, economy, convenience, etc have a higher demand, this project for yongfeng homes gas plann
4、ing and design, through this design will make yongfeng homes more optimization, gas supplies to meet people use of fuel gas demand for gas supplies, improve the comfortable homes yongfeng, economy and convenience. The project area is home to three groups Yongfeng gas supply project. Projects located
5、 outside the City of Victoria, west of Yuen Foong Donghuan, clearing the way south to the north Baiwang Xinglin Bay Area. Design content for the 17 major buildings, 145 in every household and outdoor gas pipeline design. Gas source for natural gas, low pressure from the surge in new residential gas
6、tank.Eyes per household to install a stove and a boiler and a gas card table. Rated gas consumption for the stove eyes 0.8Nm3 / hour. Boiler to provide a sample under the Party to provide heating or HVAC professional to determine the rated load of gas consumption. Generally greater than 2Nm3 / hour.
7、 Gas density 0.7616kg/Nm3. The main purpose of this design four years of college with the knowledge of the review application in the design process to better master the professional knowledge and skilled drawing skills.For the future into the community and lay a solid foundation. The design of the m
8、ain design elements include load calculation, hydraulic calculation, eyes stove and boiler installation location and method, gas supply options, drawing drawings, design specification writing, etc., content design of gas transmission and distribution, fluid transmission and distribution network seve
9、ral courses and other building environment-related courses and equipment engineering.For the solid foundation of knowledge, as to lay a solid social foundation, which is very important. Through this graduation project, the major work completed include: 1, completed the Design Manual, including proje
10、ct profiles, hydraulic calculation method, load calculation methods. 2, using the computer to draw construction plans. Major equipment and 北京科技大学本科生毕业设计（论文） - 3 - materials, including drawings, schedules, plans gas pipeline outside, the indoor gas pipeline and gas pipeline plan axonometric maps. Key
11、 Words： Natural gas, the fuel gas supply engineering ， Yongfeng home village, design and planning 北京科技大学本科生毕业设计（论文） - 1 - 目 录 摘 要 . 1 Yongfeng home village gas design and planning . 2 Abstract . 2 引 言 . 1 1 文献综述 . 2 1.1 我国燃气气源总类和特点 . 2 1.2 天然气的发展前 景与现状 . 3 1.3 城镇燃气供应规划的要点 . 4 1.4 住宅小区燃气设计步骤 . 5 1.4.
12、1 室外燃气系统的布置 . 5 1.4.2 室内燃气管线的布置 . 6 2 课题背景及开展课题的意义 . 7 2.1 课题背景 . 7 2.2 开展课题的意义 . 7 3 设计内容，预期目标与设计方法 . 9 3.1 设计内容 . 9 3.2 预期目标 . 9 3.2.1 设计说明书 . 9 3.2.2 设计图纸 . 9 3.3 设计方法 . 10 4 设计方案 . 11 4.1 燃气的选择 . 11 北京科技大学本科生毕业设计（论文） - 2 - 4.2 调压站的位置确定与燃气供应方案的确定 . 12 4.3 负荷计算 . 13 4.4 水力 计算 . 13 4.41 工程概况 . 13 4
13、.4.2 计算步骤 . 14 4.5 天然气管道外线设计及 水力 计算 . 20 4.6 根据管网允许的总压力降调节设计 . 21 结 论 . 23 参 考 文 献 . 24 附 录 . 26 附录 A： 英文参考文献原文 . 26 附录 B： 英文参考文献译文 . 30 附录 C： 各引入口系统图（带管道编号） . 35 附录 D： 5-11 栋水力计算表 . 36 附录 F： 5 6 区水力计算表 . 37 致 谢 . 38 北京科技大学本科生毕业设计（论文） - 1 - 引 言 我国城镇天然气供应事业虽然起步较晚，但是发展很快，尤其是近几年来，随着国家规划的一系列天然气长输管线的建设实施
14、与竣工验收，我国各大主要城市均规划并铺设了天然气管网。天然气作 为一种清洁、高效的能源已经走进了千家万户。对于规划建设中的小区，天然气管道已经成为必不可少的配套设施，是衡量一个小区经济与实用价值的重要标准之一，此外对于各种已有建筑，开发商为了使其保值增值也急于改造升级天然气管网。对于飞速发展的中小城镇，天然气管网也已成为必不可少的基础设施，必须将其体现在市政工程规划中并加以建设实施，否则落后的、不能满足用户各种需求的城镇燃气供应系统将严重制约着一个城镇经济、社会、环境的协调发展，乃至人口的增长和生活水平的提高。 本毕业论文就将对北京市永丰家园小区的燃气供应进行 规划与 设计 ，得 到 永丰家园
15、小区的 燃气供应方案，满足用户 对于燃气经济性，舒适性，方便性等方面的 要求。 北京科技大学本科生毕业设计（论文） - 2 - 1文献综述 1.1 我国燃气气源总类和特点 燃气主要有人工煤气，天然气和液化石油气构成，发达国家和地区的城镇燃气供应大致经历了从煤制气，油制气过度到液化石油气再到天然气的过程，天然气作为一种清洁能源，已经得到广泛应用，成为发达国家和地区的城镇燃气供应的主角 1。 下面对城市几种 燃气做一下介绍与比较： （ 1） .天然气：天然气是存在于地下自然生成的一种可燃气体 , 是从气田或油田等地开采得到含甲烷等烷烃的气体。 天然气 热值高 , 燃烧产物对环境污染少 , 被认为是
16、优质洁净燃料；为方便运输 , 天然气经过加工还可形成液化天然 气 ( LNG )、压缩天然气 ( CNG)。液化天然气 ( LNG )是在常压 (或略高于常压 )下低温 ( - 162 )液化了的天然气 , 体积约为其气态体积的 1 /600. LNG 的生产是将气态的天然气冷却到 - 162 以下使其变为液态 , 一般采用丙烷预冷的混合制冷剂液化技术。 由于净化、液化工艺复杂 , 设备投资较大 , 运行费用较高 , LNG 液化站一般应建在气田附近 , 气源充足 , LNG 产量大 ,便于回收投资 。 LNG 供气方案的这个特性 , 使得 LNG 液化站一般距离用气城市较远。压缩天然气 (
17、CNG )是将天然气压缩成高压 ( 20 25MPa)气体 , 便于运输。 CNG 生产设备投资较小 , 运费用、成本较低 . CNG 供气方案的这个特性 , 使得我们能较灵活地在靠近用气城市的周围选 CNG 生产地。 （ 2） .液化石油气 ( LPG) ：液化石油气 ( LPG)是石油开采、加工过程中的副产品 , 通常来自炼油厂。 主要成份是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。 LPG 在常温常压下呈气态 , 但升高压力或降低温度就可以转化为液态。 液化气 从气态转化为液态 , 体积约缩小250300 倍 , 液态的液化石油气便于运输、储存和分配 .通常采用常温加压条件保持液化石油气的液体状态 , 所
18、以用于运输、储存和分配液化石油气的容器多为压力容器。液化石油气的热值较高 , 低热值约为 48.1M J/kg(液态 )或 87.8 108.7MJ/m3 (气态 ) 。在我国 , 液化石油气已经成为主要民用能源之一。 由于受石油价格影响 , 液化石油气的价格波动较大 , 且受运输限制 , 经济性较差 , 不适合作大规模的城市燃气供应 , 适合以瓶装方式作为管道燃气供应范围外的有效补充气源。 而三联供系统一般分布在城市之北京科技大学本科生毕业设计（论文） - 3 - 中 , 需要的用气量较大 , 需要稳定持续的气源 , 所以液化石油气不适合作为三联供的气源。 （ 3） .人工燃气： 人工燃气是
19、指以固体或液体可燃物为原料加工生产的气体燃料。 一般将以煤为原料加工制成的燃气称为煤制气 , 简称煤气； 用石油及其副产品(如重油 )制取的燃气称为油制气 , 平常人们使用的主要指人工煤气 2。人工燃气的热值低 , 单位体积煤气的发热量小 ,燃烧时所需空气的量也少。 相对来说 , 耗气量就增大 , 输配管网的管径及投资也增大 , 煤气输配成本提高 , 居民用气量增多 , 燃料费用 开支增大 , 生产工艺复杂 , 净化系统繁多 , 工程投资大。 三废多处理比较麻烦 , 这对城市燃气来说是不可取的 , 所以煤气较其它燃气来说 , 不适合用作北京市的城市气源 . 由于环保压力和天然气供应量的提高 ,
20、 人工燃气已于 2006年全面退出北京市场 3。 （ 4） .气源比较：随着供燃气事业不断推广和应用 , 用气量的加大 , 在城市用气结构中占的比例将会越来越大 , 而液化石油气、人工燃气的气源特点决定了两种气源不适合作为城市燃气系统的气源。本设计选择天然气作为永丰家园小区的供应燃气，满足小区燃气需求 4。 1.2 天然 气的发展前景与现状 我国是一个人口大国，东、西、南、北、沿海与内地经济发展和资源条件极不平衡，造成了我国燃气事业起步早，发展晚的状况。中国在古代就有用竹子做管道输送天然气用于制盐业的记载，做为城市燃气，则从 1865年由英商在上海建水平炉生产煤气用于照明设立了最早的煤气公司开
21、始，但当时发展极为缓慢。到 1949年，全国只有上海、大连、沈阳、鞍山、抚顺、长春、锦州、哈尔滨、丹东九个城市有煤制气 5。新中国成立以后，燃气事业有了较大的飞跃 5。 我国虽然能源资源比较丰富，但是分布极不平衡，加上入口众多，使中国的 人均能源资源占有量远低于世界水平，因此，国家在发展城市燃气的决策中，针对这一国情及当前国际上良好资源条件，坚持贯彻多种气源，多种途径，因地制宜和综合利用能源的方针，同时贯彻开发和节约并重的方针。对于我国天然气的组成结构前景应该：大力发展天然气，扩大 LPG的供应以及适当发展人工煤气 6。 北京科技大学本科生毕业设计（论文） - 4 - 数字显示，截至 2010
22、年 9月，仅“十一五”期间开工并投产的西气东输二线西段，以及之前投产的西气东输工程，已经累计向我国东部地区输送天然气 660亿立方米，相当于减少煤炭运输 7826万吨，减少二氧化碳排放 2.9亿吨，天然气在我 过一次能源消费中的比重从不到 3%到 4%左右 7。国家能源局此前发布的数据显示，陆上燃气通道完全建成后，每年至少可为我国输送天然气 420亿立方米，占我国天然气消费量的一半左右，将有力的缓解我国燃气供应不足的状况，促进国内新的能源供应格局的形式，优化我国能源消费结构。 我国西部地区天然气资源比较丰富，约占全国天然气总资源量的 60，特别是新疆塔里木盆地蕴藏着丰富的油气资源，其中天然气资
23、源量占全国天然气总资源量的22。而在西部这种资源需求不大，这一严重的供求不平衡，是“西气东输”得以产生的现实基础 8。启动 “西气东输”工程把西部的天然气资源优势变成西部经济优势的大事，也是促进沿线几个省、区、市产业结构和能源结构调整、经济效益提高的重要举措。 “西气东输”工程的实施，不仅会加速改善东、西部地区的能源结构，而且会强有力地拉动相关产业，激活东、西及沿途省市区钢铁、水泥、土建安装和机械电子等企业的发展潜力，从而形成一条新的经济增长带 9。 1.3 城镇燃气供应规划的要点 城镇燃气供应系统由气源、输配管网和应用设施三部分组成。气源是指人工制气厂或天然气从干线进入城镇管网的配气站 (门
24、站 )。输配管网是气源到用户之间的一系 列燃气输送、分配和储存设施，包括管网、储气库 (站 )、储配站和调压室等。应用设施由入户管、燃气表和燃具等组成 10。 城镇燃气供应规划的要点如下： （ 1） . 根据有关政策和地区能源资源情况，按照技术上可靠、经济上合理的原则，慎重地选择城镇燃气的气源。大中城市一般要有两个以上气源，以确保燃气供应不会中断。在确定基本气源的同时，还应适当考虑机动气源和调峰气源（供高峰时间调节用的备用气源）。 （ 2） . 通过调查研究，根据需要和可能，确定城镇燃气供应规模及供气对象。城北京科技大学本科生毕业设计（论文） - 5 - 镇燃气供应应该优先满足综合效益最显 著
25、的城镇居民生活用气。其次是充分满足公共福利事业的用气，如医院、托儿所、幼儿园、旅馆、饮食业等。同时，可以供应那些在工艺上必须使用燃气但用量不大、又在城镇燃气管线附近的工业企业的用气，以利于减少调峰设施和节约管网投资。 （ 3） . 计算各类用户燃气用量及城镇燃气供应系统的总负荷，预测其随时间、季节的变化规律，规划储气设备及确定调峰方式。常用的调峰方式有储气球罐调峰、高压储气管束调峰、液化天然气调峰、地下储气库调峰、气田上游调峰 12。 （ 4） . 根据气源类型、各用户对燃气压力的要求、管材及其他配套设施 安全运行的要求等，选定合理的压力级制。 （ 5） . 在原则上，确定燃气管网系统的压力级
26、制后，便可进行燃气管网的布置工作。燃气管网的主要任务是能够安全可靠地供给各类用户具有正常压力且数量足够的燃气。燃气管网的布置应按照压力高低的顺序 ,先布置高压、中压管网 ,后布置低压管网。布置燃气管网时 ,要尽量缩短线路 ,以节省材料和投资，还要充分考虑调压室的分布。为保证城镇燃气供应的可靠性，城镇的主要燃气干线应逐步连成环状。 （ 6） . 其他的规划要点还包括对城镇燃气管网进行稳态分析和动态模拟，对城镇燃气输配系统进行可靠性评 价，设计城镇燃气管网调度模型并对管网全面施行自动化监测、调度与管理等 11。 1.4住宅小区燃气设计步骤 住宅小区燃气供应工程的设计包括两部分，第一部分是 室外 燃气系统的布置，第二部分是室内燃气立管的布置 12。 1.4.1室外燃气系统的布置 首先要及时确定管道系统压力级制，这对燃气工程的投资建设、运行管理、供气安全等非常重要。现在常用的住宅小区调压方式有户内中 -低压调压、楼栋中 -低压调压和区域中 -低压调压三种方式。户内中 -低压调压方式不影响建筑环境美观，但由于地上管连接的相对不可靠性，一旦发生中压系统泄 漏，危险性远大于低压系统。楼栋中 -低压调压方式仍有一段中压垂直引出立管外露，此段管自然氧化腐蚀程度大，存在车辆等机械碰撞及其他因素损坏的可能性也较大，一旦气体泄漏时，可能对附近的行人及楼栋造
