1、毕业论文文献综述 油气储运工程 某高层建筑室内天然气管道系统设计 前言 近几年，随着我国经济的快速发展和基础设施的建设，天然气以其清洁、卫生、环保和方便等优势正逐渐取代罐装液化气，成为城市居民的主要生产能源。同时，当前城市建设正处于告诉发展时期，增长的人口相对于日趋紧张的建筑用地和不断扩大的规划城市公用设施占地之间矛盾越来越尖锐。高层建筑可以节约紧张的土地，可以形成美化城市的一道风景线。高层建筑是指十层及十层以上的居住建筑或建筑高度超过 24 米的公共建筑。高层建筑本身的特点决定了为其配套的天然气供气系统与 普通建筑有所不同，解决好高层建筑居民天然气供应是至关重要的，若解决不好有可能构成重大安
2、全隐患，造成严重的后果。 主题 由于天然气易燃易爆的特殊性能以及民用天然气管道同千家万户的密切关系，在天然气推广使用的这些年里，国家和地方都相应制定了各种设计和施工规范，以保证天然气管道系统运行的安全可靠。随着新材料和新技术在这一领域的应用，针对性很强的新规范也在不断的推出和完善。 城市天然气管网由街道管网和庭院管网两部分组成，燃气由街道高压网经调压站进入街道中压管网再经庭院接入用户，庭院管网常采用枝状形式分布。施工一 般从街道总阀门井开始，到各建筑物前的用户引入管。室内燃气管道施工由室外引用管到燃气设备的管路、仪表、附件、用气设备组成。对于由中压管网直接引入庭院管网或直接接入大型公共建筑内的
3、燃气管道，需设置专用调压室。 多层建筑室内天然气管道系统设计的问题 1庭院天然气管道的管材选用 庭院天然气管道使用的管材通常有两大类：一类是无缝钢管，一类是聚乙烯管道。他们各有优劣，钢管属传统用材， PE 管是近几年才广泛使用的新管材。 钢管的优点是耐压性能好，价格便宜。它的缺点是耐腐蚀性较差，庭院天然气管道是埋地管道，钢管在埋地之前， 须做严格的防腐工作。管道防腐有以下几种做法 :一是直接采购“夹克管”，“夹克管”防腐由防腐公司在工厂制作；而是采用防腐胶带，由施工单位现场做加强级或者特加强级防腐处理，这是目前较多使用的一种方法，比采购“夹克管”造价低，同时制作也较为方便；还有一种方法目前已不
4、大采用，就是使用环氧煤沥青现场做加强级或者特加强级防腐。 与钢管相比， PE 管的优点是防腐性能好，不必在防腐方面做任何投入，另外， PE 管的柔韧性也很好，可随地形蜿蜒敷设，与 PE 管相配套的 PE 阀门无须做阀门井。由于以上特性，采用 PE 管时，施工较为方便，但 PE 管的施工需要一些特殊设备：电熔连接机具和热熔连接机具等。 PE 管的主材价格比钢管要高。 在满足同样的压力和温度条件下， PE 管是更安全可靠、经济合理的选择，对于庭院天然气管道更适合采用 PE 管，但是对于超大管径、超长距离的输气干管，由于 PE 管在技术和制造方面还不成熟，更宜选择传统的钢管。 2天然气管道入户的设计
5、方案选择 对于新建住宅，天然气管道同供排水管道和采暖管道一样，根据国际和地方规范已预先进行设计。新建住宅调压箱后的低压总管原则上是埋地敷设，单元立管原则上是设在厨房内。 对于已建住宅，大多没有预设天然气管 道，补充设计可以采用多种方案：一是完全按照新建住宅的方式进行；而是调压箱后的低压总管不采用埋地敷设，而是采用架空的方式，单元立管依旧设在厨房内。这种做法的好处是低压总管不必埋地，可大大减少挖土方量，同时也方便居民出入楼门。目前很多已建住宅的燃气入户管道都采用这种方式。 对于 7 层以上的建筑，在设计中还须考虑设计可燃气体报警器以及配套的电磁阀， 20层以上的建筑应设燃气泄露集中监视装置和压力
6、控制装置，并应有检修值班室。另外对于燃气管道设在地下室、半地下室、高层建筑设备层内、公共场所等，应按照相应的规范和技术标准进 行设计。 高层建筑室内天然气管道系统的特殊性 1. 燃气的附加压力 附加压力是由于燃气和空气之间存在密度差而产生的，管道终始端高程差越大，附加压力越大。 2. 高层住宅沉降的影响 建筑物建成后，都会有不同程度的沉降，高层住宅由于自重大，其沉降量在建成后的几年内尤为明显。建筑物沉降时，燃气引入管是相对静止的，挡建筑物沉降量比较大时，燃气引入管就会受到损坏，甚至断裂漏气。 3. 燃气立管自重与热伸缩的影响 高层住宅立管的自重和热胀冷缩产生的推力在达到一定程度时，燃气管道会产
7、生变形、扭曲、断裂，引 发事故。因此在进行高层燃气管道设计时，必须考虑管道自重产生的压缩应力和环境温度的变化产生的伸缩变形与热应力。 高层建筑室内天然气管道系统的设计 1、消除附加压力的影响 （ 1）对于较低的高层建筑，因附加压力小，可以采用缩小立管管径和设置分段阀门的方法来减小附加压力的影响、 （ 2）对于较高的高层建筑，可在用户燃气表前设置低 -低压调压器，或分开设置高层供气系统和底层供气系统，以分别满足不同高度楼层用户的燃具工作压力，使燃具前压力接近 2000 帕。 （ 3）对于超高的高层建筑，可采用中压进户、燃气表前调压的方式，在每个 用户燃气表前设置中 -低压调压器，使燃具前压力接近
8、 2000 帕。 2、沉降的补偿措施 应在引入管上设置补偿器，利用自身随外力发生挠变、吸收变形的特点，减少燃气引入管处承受的应力，达到补偿沉降的目的。 3、燃气立管的应力补偿措施 为使燃气立管自重得到均衡分摊，通常在设计中要求每一层设一活动支架，以免立管底部压缩应力过于集中；在立管底部及立管中部补偿器的上部设置固定支架，从而进一步承受立管自重。另外，根据实际情况，在高层燃气立管上设波纹管补偿器和分段阀门，可以克服管道因温差而引起的应力和形变。 4、高层建筑的燃气计 量和安全措施 （ 1）燃气计量 普通表采用人工逐户抄表收费的方式，劳动强度大、效率低、不便于管理，但由于质量稳定，价格低廉，深受普
9、通居民用户欢迎。 IC 卡智能型燃气表具有能够减轻劳动强度、提高收费效率、保证住宅的私密性以及方便管理等优点，但价格偏高。 （ 2）安全措施 鉴于高层建筑的特殊性，在燃气设计过程中需采取相应的安全措施：在室外燃气引入管上宜设紧急自动切断阀，紧急自动切断阀前应设手动快速切断阀；用气的厨房内应设置燃气泄露报警装置，其报警探头应安装在燃气管道附近的吊顶下 20 厘米处；燃气泄露报警装置、送排风系统 等须与紧急自动切断阀连锁；对于一类高层民用建筑，其楼内宜设燃气泄露集中监视装置和压力控制装置，并有检修值班室，由值班人员 24 小时进行监控，值班室须设置移动式燃气报警仪。 总结 高层建筑的天然气管道设计
10、应综合考虑，尤其是对于高度逐步增加的高层建筑，必须综合考虑消防、建筑结构特点、安全美观、稳定供气以及远期发展等诸多因素，确定切实可行的设计方案。除此之外，还必须考虑管道走向的规范要求、管道的连接方式。 为了保证高层建筑居民天然气供应系统的安全、经济、合理，在设计方案方面必须根据当地的气源、压力、建筑、安全、 地理、环境等特点综合考虑，优化设计施工方案。 目前我国高层建筑居民天然气供应系统技术在实际运用中还存在一些问题： (1) 在设计和施工验收方面没有专门针对高层建筑燃气供应的规范； (2)高层建筑燃气供应技术在克服高层建筑的沉降、附加压头的消减、燃气泄漏报警、热应力的消除等方面的经验较少；
11、(3) 在高层建筑燃气供应抗震方面的研究还不够，没有形成系统的研究处理方案； (4)高层建筑燃气供应在进行设计和现场施工过程中同供水、 供电等其它行业的沟通协调工作还不够。 参考文献： 1何瑛浅谈天然气管道庭院及入 户设计中的几个问题 J新疆化工， 2002，（ 2） 2徐华关于高层建筑天然气管道设计问题的探讨 J工程设计， 2009，（ 3） 3 赵淑珍高层住宅室内天然气管道设计探讨 J天然气与石油， 2000-3，（ 1） 4杨莹 魏世泽高层建筑居民天然气供应技术探讨 J重庆工商大学学报， 2010-4，（ 2） 5卢永昌煤气设计手册 M北京：中国建筑工业出版社， 1987. 6袁宗明 .
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