1、燃?xì)廨斉湔n程設(shè)計指導(dǎo)書一、課程設(shè)計目的課程設(shè)計是“燃?xì)廨斉洹闭n程的主要教學(xué)環(huán)節(jié)之一。通過課程設(shè)計了解燃?xì)廨斉洵h(huán)節(jié)中部分設(shè)計內(nèi)容、燃?xì)夤こ淘O(shè)計的一般程序與方法；學(xué)習(xí)燃?xì)庑再|(zhì)計算方法和步驟；學(xué)習(xí)水力計算的方法和步驟；提高運算和制圖能力。同時，通過設(shè)計鞏固所學(xué)的理論知識和實際知識，并學(xué)習(xí)運用這些知識解決工程問題。二、設(shè)計內(nèi)容和要求主要包括：燃?xì)庑再|(zhì)的計算；小區(qū)燃?xì)庥脷饬康挠嬎愫陀嬎懔髁康拇_定；庭院燃?xì)夤艿浪τ嬎悖恍^(qū)燃?xì)夤艿赖牟季€及調(diào)壓設(shè)計的選型與安裝。三、設(shè)計步驟與方法（一）燃?xì)庑再|(zhì)的計算對于選擇的氣源，明確其組分，對其密度、熱值、爆炸極限等參數(shù)進(jìn)行計算，具體如下：（1） 平均分子量混合氣體的平

2、均分子量按下式計算： （3.1） 式中 混合氣體平均分子量； 各單一氣體容積成分（%）； 各單一氣體分子量。（2） 平均密度 混合氣體的平均密度按下式計算： (3.2) 式中 混合氣體平均密度（）;標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下各單一氣體密度（）；（3）相對密度 (3.3)式中 混合氣體相對密度（空氣為1）；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度。（4）動力粘度 （3.4） 式中 各單一氣體容積成分（%）；相應(yīng)各組分在0時的動力粘度（Pas）。則可求得設(shè)計中所用燃?xì)庵懈鹘M分的質(zhì)量成分。各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算如下： 動力粘度按照式（3.5）計算 （3.5） 式中 混合氣體動力粘度（）；各組分的質(zhì)量成分（%）；相應(yīng)各組分的動力粘度（）。

3、（5）運動粘度運動粘度按照式（3.6）計算 （3.6）式中 混合氣體的運動粘度（）；混合氣體動力粘度（）； 混合氣體平均密度（）（6）平均臨界壓力 式中 混合氣體的臨界壓力； 、各組分的臨界壓力。（7）平均臨界溫度 式中混合氣體的臨界溫度； 、各組分的臨界溫度。（8）高發(fā)熱值 式中混合氣體的高發(fā)熱值； 混合氣體中單一組分的高發(fā)熱值。（9）低發(fā)熱值式中 混合氣體的低發(fā)熱值；混合氣體中單一組分的低發(fā)熱值。（10）爆炸極限可燃?xì)怏w與空氣的混合物遇明火而引起爆炸時的可燃?xì)怏w濃度范圍稱為爆炸極限。其有爆炸上限和爆炸下限之分。其計算公式如下： （3.7）式中 含有惰性氣體的混合氣體的爆炸下(上)限(體積)

4、；由某一可燃?xì)怏w成分與某一惰性氣體成分組成的混合組分在混合氣體中的容積成分()；由某一可燃?xì)怏w成分與某一惰性氣體成分組成的混合組分在該混合比時的爆炸極限()；未與惰性氣體組合的可燃?xì)怏w成分在混合氣體中的容積成分()；未與惰性氣體組合的可燃?xì)怏w成分的爆炸極限(體積)。將組分中的惰性氣體按要求與可燃?xì)怏w進(jìn)行組合，即： 由圖查得混合組分在上述混合比時的爆炸極限相應(yīng)為5%16%和4%16%按下式計算該天然氣的爆炸極限為： 式中 爆炸下限（%）；爆炸上限（%）。（二）小區(qū)燃?xì)庥脷饬坑嬎阍谠O(shè)計庭院燃?xì)庵Ч芎褪覂?nèi)燃?xì)夤艿罆r，燃?xì)獾男r計算流量，應(yīng)根據(jù)所有燃具的額定流量及其同時工作系數(shù)確定，計算公式如下： Q

5、hKt（KNQn）式中 Qh 燃?xì)夤艿赖挠嬎懔髁浚╩3h）；Kt 不同類型用戶的同時工作系數(shù)；當(dāng)缺乏資料時，可取Kt1；K 燃具同時工作系數(shù)，居民生活用燃具可按表3-1確定。公共建筑和工業(yè)用燃具可按加熱工藝要求確定；N 同一類型燃具的數(shù)目；Qn 燃具的額定流量（m3h）。居民生活用燃具的同時工作系數(shù)見下表： 居民生活用燃具的同時工作系數(shù) K 同類型燃具數(shù)目N燃?xì)怆p眼灶燃?xì)怆p眼灶和快速熱水器同類型燃具數(shù)目N燃?xì)怆p眼灶燃?xì)怆p眼灶和快速熱水器11.001.00400.390.1821.000.56500.380.17830.850.44600.370.17640.750.38700.360.1745

6、0.680.35800.350.17260.640.31900.3450.17170.600.291000.340.1780.580.272000.310.1690.560.263000.300.15100.540.254000.290.14150.480.225000.280.138200.450.217000.260.134250.430.2010000.250.13300.400.1920000.240.12熱水器、采暖爐同時工作系數(shù)見下表：熱水器、采暖爐同時工作系數(shù)Ko 燃 具 數(shù) 目1234567891011熱水器、浴槽水加熱器1.001.001.000.900.830.770.72

7、0.680.650.630.61采 暖 爐1.001.001.000.950.920.890.860.840.820.810.80備 注Ko值可按實際情況確定，但不得小于本表的規(guī)定值 燃 具 數(shù) 目12131415161718192021熱水器、浴槽水加熱器0.600.590.580.570.560.550.540.530.520.50采 暖 爐0.800.800.790.790.780.780.770.760.760.75備 注Ko值可按實際情況確定，但不得小于本表的規(guī)定值 在計算庭院管網(wǎng)小時計算流量時，由于管道節(jié)點較多，若全部按節(jié)點給管段編號，管段數(shù)量太多，計算繁瑣且無實際意義，且考慮實際

8、樓前管一般管徑變化不宜過多，所以管段編號時可按一棟樓一節(jié)點。（三）低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)壓降及壓降分配城鎮(zhèn)燃?xì)獾蛪汗艿缽恼{(diào)壓站到最遠(yuǎn)燃具管道允許阻力損失，可按下式計算：Pd0.75Pn150 式中 Pd從調(diào)壓站到最遠(yuǎn)燃具的管道允許阻力損失（Pa）； Pn低壓燃具的額定壓力（Pa）。 注：Pd含室內(nèi)燃?xì)夤艿涝试S阻力損失。低壓燃?xì)夤艿缐毫?shù)值表 （Pa） 燃?xì)饪傤惾斯っ簹馓烊粴馊細(xì)庠铑~定壓力Pn80010002000燃?xì)庠钋白畲髩毫max120015003000燃?xì)庠钋白钚毫min6007501500調(diào)壓站出口最大壓力135016503150低壓燃?xì)夤艿揽偟挠嬎銐毫担òㄊ覂?nèi)和室外）75090016

9、50上表只是給出了低壓燃?xì)夤艿揽倝毫担劣谄湓诮謪^(qū)干管、庭院管和室內(nèi)管中的分配，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后，列出的數(shù)值如下表所示，可供參考。低壓燃?xì)夤艿缐毫捣峙鋮⒖急?（Pa） 燃?xì)夥N類及燃具額定壓力總壓力降街區(qū)單層建筑多層建筑庭院室內(nèi)庭院室內(nèi)人工燃?xì)?000900500200 200100300天然氣200016501050300300200400在計算水力計算時，所得出的數(shù)據(jù)盡量符合上述要求。（四）庭院燃?xì)夤艿婪笤O(shè)庭院燃?xì)夤艿蓝鄶?shù)為低壓管道，在中壓進(jìn)戶的情況下是中壓管道，其布置原則可參見燃?xì)廨斉浣滩募俺擎?zhèn)燃?xì)庠O(shè)計手冊，在此不予贅述。（五）庭院燃?xì)夤艿浪τ嬎闶彝庵罟芫W(wǎng)的水力計算，一般按以

10、下步驟進(jìn)行：先對管道的節(jié)點依次進(jìn)行編號；根據(jù)布置好的管線圖和用氣情況，確定各管段的計算流量。計算流量按同時工作系數(shù)法進(jìn)行計算，然后選取枝狀管網(wǎng)的干管（最不利管線），根據(jù)給定的允許壓力降及由高程差而產(chǎn)生的附加壓頭來確定管道的單位長度允許壓力降；根據(jù)管段的計算流量及單位長度允許壓力降來選擇標(biāo)準(zhǔn)管徑；根據(jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)管徑，求出各管段實際阻力損失（摩擦阻力損失和局部阻力損失），進(jìn)而求得干管總的阻力損失。在計算支管之前，先檢查干管的計算結(jié)果，若總阻力損失趨近允許壓力降，則認(rèn)為計算合格；否則要適當(dāng)變動某些管徑，再進(jìn)行計算，直到符合要求為止，最后對支管進(jìn)行水力計算。例4-2如圖4-5所示，天然氣密度=0.73

11、kg/Nm3，每戶的用具為一個燃?xì)怆p眼灶和一個快速熱水器，額定流量分別是0.7m3/h和1.7m3/h，此管道允許壓力降為1000Pa，求各管段的管徑。解將各管段依次進(jìn)行節(jié)點編號，取管段1-2-3-4-5為干管，總長150m，根據(jù)給定的允許壓力降350Pa，考慮局部阻力取10%，單位長度摩擦損失為：Pa/m以4-5管段為例，額定流量q=2.4m3/h，用戶數(shù)N=50戶，同時工作系數(shù)k=0.178，管段計算流量為：m3/h為了利用圖4-2進(jìn)行水力計算，要進(jìn)行密度修正。Pa/m由Q=21.36m3/h，在Pa/m附近查得d=40mm，Pa/m；對應(yīng)實際密度下的單位長度摩擦阻力損失Pa/m，該管段長

12、40m，摩擦阻力損失Pa。干管各管段計算結(jié)果列表于表46，從表中可見干管總阻力損失為927Pa，趨近允許壓力降1000Pa。如果不適合，則要調(diào)整某些管徑，再次計算。支管的水力計算有兩種方法：全壓法和等壓降法，此處采用全壓降法。由于支管3-6與干管3-4-5并聯(lián)，其允許壓力降Pa，單位長度摩擦阻力損失 Pa/m。仿照干管的水力計算，得管徑d=50mm，實際摩擦阻力損失Pa，趨近允許壓力降504Pa，見表46。如用等壓降法進(jìn)行水力計算，即各支管允許壓力降均取相等的數(shù)值。兩種設(shè)計各有利弊：全壓降法充分利用允許壓力降，減小管徑，提高設(shè)計經(jīng)濟(jì)性，但在管網(wǎng)發(fā)生故障時，由于干管壓力變化而影響支管壓力，特別是

13、支管末端的壓力偏低，而等壓降法正好相反。枝狀管網(wǎng)水力計算表 管段號額定流量q（m3/h）用戶數(shù)N（戶）同時工作系數(shù)k計算流量Q（m3/h）管徑d（mm）實際P/l（Pa/m）管段長度l（m）摩擦阻力損失P1（Pa）總阻力損失P（Pa）4-52.4500.17821.36406.3402523-481.36706.3402522-3129.74806.3402521-22.41200.168178.121002.93087合計843843×1.1=9273-62.41200.16848.38507.565488四、設(shè)計說明書的編制 說明書中應(yīng)說明設(shè)備、系統(tǒng)、方案的選擇依據(jù)、理由和結(jié)論，

14、設(shè)計計算公式、公式中各符號的意義和數(shù)據(jù)、以及計算結(jié)果。論述時必須結(jié)合自己的設(shè)計題目，標(biāo)明自己的觀點，切忌泛淡一般設(shè)計方法。 說明書要求字跡清楚，標(biāo)題編排合理，用紙前后一致。計算部分也可以用表格形式，但表中必須包括公式、符號、數(shù)據(jù)和結(jié)果，且序號符合設(shè)計順序。簡圖可以用鉛筆繪制，不要求有嚴(yán)格的比例，但線條和字跡必須清楚。 說明書應(yīng)裝訂成冊，并有封面、目錄和頁次。 說明書可在設(shè)計過程中分階段交指導(dǎo)教師審閱。 設(shè)計完成后，對設(shè)計中出現(xiàn)的問題，如前后設(shè)備和數(shù)據(jù)的更改，已發(fā)現(xiàn)但來不及修改的各種問題，以及有必要說明的其他事項，可在說明說明書最后的結(jié)束語中說明。五、學(xué)時分配序號內(nèi)容及要求學(xué)時安排1收集與分析設(shè)計原始資料、燃?xì)庑再|(zhì)的計算1天2燃?xì)夤艿赖牟贾茫桓鞴芏蔚挠嬎懔髁康拇_定1天3管網(wǎng)的水力計算1.5天4繪圖；整理說明書1.5天合計5附錄天然氣容積成分(%)：CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO2 N21. 91.3 6.6 1.4 0.2 0.25 0.252. 91.1 5.5 2.2 0.3 0.50 0.403. 90.8 4.3 3.2 0.5 0.50 0.704. 93.1 4.5 1.8 0.1 0.10 0.405. 93.5 4.2 2.0 0.1 0.10