【毕业设计完整CAD图纸】周口市新城区燃气管网规划、设计和室内燃气管网的布置设计.doc
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1、河南城建学院比毕业设计(论文) 目录 目录摘要31 绪论4 1.1 天然气利用现状及发展前景4 1.2 城镇使用天然气的优越性61.3天然气简介62 燃气性质的计算 8 2.1 平均分子量8 2.2 平均密度和相对密 8 2.3 粘度 9 2.4 热值10 2.5 爆炸极限 10 2.6 华白数 113 城镇燃气需用量 12 3.1 城镇燃气需用量12 3.2 燃气的需用工况164 储气量与储气设施 19 4.1 燃气输配系统的供需平衡 19 4.2 储气量的计算 20 4.3 储气方式的选择225 城镇燃气输配系统选择及布线的原则 24 5.1 城镇燃气输配系统的组成 24 5.2 城镇燃气
2、管网的选择24 5.2.1 管网选择概述 24 5.2.2 中压A单级管网系统25 5.3 城镇燃气管道的布线266 城镇燃气管网的水力计算30 6.1 中压燃气管网水力计算30 6.2 室内燃气管网水力计算347 调压方式选择与设备选型45 7.1 调压站的分类及站址选择45 7.2 调压站的设计及其站内装置46 7.2.1 调压站的设计参数 46 7.2.2 站内装置及其作用 47总结49参考文献50致谢51第 51 页 共 51 页河南城建学院比毕业设计(论文) 摘要摘要本设计为周口市新城区燃气管网规划、设计和室内燃气管网的布置设计。本设计采用的是中压A单级管网系统,按远期用气量设计,城
3、市居民总人口数55万人,居民气化率60%,面积502。中压管网包括8个环状管网和一条枝状管网,包括了小区和室内的水力计算及设备选型。设计的主要目的是通过设计能更加熟悉整个燃气输配系统的流程,提高对燃气规范设计的认识,为将来走上工作岗位大好基础。关键词:天然气,管网设计,水力计算,规划设计Abstract The design for the new city of Zhoukou City Planning and Design of gas distribution systems. The population of Zhoukou was 550000, the maximum hour
4、ly gas consumption is 19179. The design uses a medium voltage level systems, and it is divided into 8 circular pipe network and 1 areas, Including residential and interior of the hydraulic calculations and equipment selection, such as the surge tank and the tank.The main purpose of this design is th
5、at through the design we can be more familiar with the whole process of gas transmission and distribution system, designed to improve the understanding of normalgas specifications, and make a foundation for the future work.Key words: natural gas,pipeline network design and planning, hydraulic calcul
6、ation,Designing and planning河南城建学院比毕业设计(论文) 1 绪论1 绪论1.1天然气利用现状及发展前景天然气作为城市清洁能源,对我国的能源节约,环境保护,人民生活水平的提高和社会经济发展起到了重要的促进作用,可以说,21世纪是天然气的世纪。我国的城市燃气事业从上世纪80年代开始有了长足的进步,燃气气源逐步从人工煤气向液化石油气、天然气转变。特别是近年来,国家十分重视天然气的勘探开发和利用工作,制定了全国天然气发展规划,并逐步加以实施。 “西气东输”工程、广东LNG项目、福建LNG项目、“海气上岸”项目和“俄气南供”项目等项目的建成将构成我国城市燃气以天然气为主气
7、源的格局,并形成一个以区域性天然气管道供气,逐步向全国天然气管道联网,最终形成一个全国性天然气管道供应系统,实现城市燃气天然气化。 我国幅员辽阔,拥有373个沉积盆地,总面积达670万平方千米(陆上354个盆地,面积480平方千米;海域19个盆地,面积190平方千米),这为形成丰富的天然气资源奠定了良好的地质基础。据“八五”期间开展的全国第二次油气资源评价结果,我国常规天然气资源量为38万亿立方米,可采资源量为10.5万亿立方米,占全球可采资源量的3.2。至1999年底,剩余探明储量为1.1778万亿立方米,不到世界剩余探明储量的1。从我国天然气资源的国土面积和人口平均值分析,明显低于世界平均
8、水平,尤其是剩余探明储量和年产量的人口平均值,仅分别为世界的3.35和3.7。一方面说明中国的天然气资源并不十分丰富,另一方面也说明我国天然气资源勘探开发程度较低,还有较大的潜力可挖。尽管我国有373个沉积盆地,但是并不是每一个盆地都有天然气。按盆地类型进行资源量计算,其中复合陆内、前陆盆地(如四川盆地、鄂尔多斯盆地和塔里木盆地)资源量最大,占40.3;其次为陆内裂谷盆地(松辽盆地、渤海湾盆地、东海盆地),占17.3;弧后拉张盆地为第三,占13.4。被动边缘盆地、克拉通盆地和克拉通隆褶区天然气资源分别占10.7、8.7和7.7。迄今为止,我国在30余个沉积盆地中发现了天然气,根据2001年国土
9、资源部储量通报,截止1999年底累计探明天然气地质储量3.11万亿立方米,剩余可采储量1.18万亿立方米。天然气探明储量集中在12个沉积盆地,四川、鄂尔多斯、塔里木、吐哈、柴达木、准噶尔、渤海湾、松辽、琼东南、莺歌海、渤海湾海域和东海盆地。这些盆地按地域划分为四个气区,即东部、中部和西部三个陆上气区和一个海域气区。2000年在内蒙古伊克昭盟发现的苏里格大气田又传来令人振奋的消息:到目前为止,天然气探明地质储量达到6025.27亿立方米,相当于一个储量6亿吨的特大油田,不仅是我国现在规模最大的天然气田,也是我国第一个世界级储量的大气田。 近30多年来改革开放使经济建设获得迅猛发展,人民的生活水平
10、得到了显著的提高。相应地,能源需求大大增加,1997年一次能源消费总量达到9046百万吨油当量。天然气消费量也逐年上升,其中1997年比1996年增加了17,达到200亿立方米。但总的来说,中国的能源结构中煤炭一直占有相当高的比例,长期以来维持在75左右,而天然气仅占2。与世界天然气消费的平均水平相比,存在很大差距。在天然气消费结构方面,我国目前的天然气主要用于化工原料和油气开采,分别占天然气消费量的40和29,而作为燃料用气和发电用气比例较低。中国是一个发展中国家。随着国民经济的持续、健康、快速发展,保护环境和合理利用资源已越采越受到各级政府和人民的关注。1998年9月召开的“全国天然气利用
11、规划会议”,从可持续发展战略、保护生态环境和提高人民生活质量出发,决定优化我国一次能源结构,对21世纪扩大天然气在能源结构中的比重作了规划部署。天然气利用方向也将发生巨大的变化,天然气作为原料的比例减少,增加了在城市用气和发电用气的份额。2001年我国天然气产量达303.02亿立方米,较上年有大幅增长,增幅达11。根据我国的天然气资源和生产发展状况,预计在2020年达到1200 1500亿立方米。与届时的需求量相比,尚存在较大的缺口。中国天然气供求矛盾将长期存在。为满足未来天然气的需求,我国提出了天然气工业发展思路:以市场为导向,积极利用两种资源和两个市场;整体规划输配气管线、接收站和管网等基
12、础设施,分期实施,加快建设;满足能源紧缺的经济发达地区和中心城市的需求,逐步改善能源结构。利用两种资源和两个市场,即利用国内资源和国外资源、国际市场和国外市场,我国除加大国内天然气资源勘探开发力度,努力发现和开发大型气田外,还计划从俄罗斯、土库曼斯坦,以及中东和东南亚地区进口管道天然气和液化天然气,以弥补国内资源的不足。天然气输气干线及其配套系统的建设已经得到国家的高度重视,预计若干年后,中国将有“两横两纵”四条大型输气干线,与若干支线配合形成完整的天然气输配管网,实现西气东输,北气南下,海气上岸,为我国国民经济持续、健康发展服务。 1.2城镇使用天然气的优越性 多年来,由于能源结构条件,许多
13、城市都形成了大量使用煤炭的现状,造成大量工业、居民燃煤的污染。燃煤给城市环境带来的烟尘、灰渣、二氧化硫等污染较大,使城市卫生条件较差;运输燃煤和液化气的车辆在增加城市交通压力的同时也增加了汽车尾气对空气的污染;住户搬运燃煤和液化气都是十分繁重的劳动。因此,解决城区的工业与民用天然气的问题,建设一个清洁卫生、环境优美的生态城市、提高人民的生活质量,随着城镇居民可支出收入的提高,特别是环境保护工程的实施,迫切需要城镇居民从使用固体燃料改为使用气体燃料。天然气具有煤炭等其他矿石燃料无法比拟的环保优势,是现代化城市人民生活和工业生产的一种主要能源。城镇燃气是城市的重要基础设施之一,是城市现代化水平的重
14、要标志。发展城市燃气可以节约能源、提高人民生活水平,促进生产发展,提高产品质量,保护自然环境,改善投资环境,对加速实现高度物质文明的现代化城市具有十分重大的意义。天然气的使用将有利于产品的质量上档次、价格上台阶,而且可以减少环保投入,产生良好的综合经济效益,对环境保护和可持续发展意义重大,抓住天然气发展的这一良好机遇,建设城市管网。利用西气东输二线管线经过的地域优势,引入优质的天然气能源,对于促进周口市新城区的能源结构优化和产业结构调整,进而带动地方工业发展的经济腾飞具有重要意义。1.3 天然气简介 天然气一般可以分为四种:从气井开采出来的气天气或称纯天然气;伴随石油一起开采出来的石油气,也称
15、石油伴生气;含石油轻质馏分的凝析气田气;从井下煤层抽出的煤矿矿井气。 天然气主要是由低分子的碳氢化合物组成的混合物。气田气的组分以甲烷为主,甲烷含量在90%以上,还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。发热值约为33360-36300KJ/m3。石油伴生气的甲烷含量约为80%,乙烷、丙烷和丁烷等含量约为15%,低发热值约为41900 KJ/m3。凝析气田气除含有大量甲烷外,还含有2%-5%的戊烷及戊烷以上的碳氢化合物,低发热值约为48360 KJ/m3。矿井气的主要可燃组分是甲烷,其含量随采气方式而变化,低发热值约为18840 KJ/m3。 天然气既是制取合成氨、炭黑、乙炔等
16、化工产品的原料气,又是优质燃料气,是理想的城镇气源。由于开采、储运、使用天然气既经济又方便,天然气工业在世界范围内有了很大的发展。21世纪初,天然气将取代石油成为主要的能源。有些天然气缺乏的国家通过进口天然气或液化石油气以发展城镇燃气事业。液态天然气的体积为气态时的1/600,有利于运输和储存。河南城建学院比毕业设计(论文) 2 燃气性质的计算 2 燃气性质的计算2.1 混合气体的平均分子量表2.1 本设计中天然气的组分 气体甲烷丙烷正丁烷乙烷氮气体积分数%970.30.30.42.0按公式计算 式中 混合气体的平均分子量 各单一气体容积成分(%) 各单一气体的分子量 2.2混合气体的平均密度
17、和相对密度混合气体的平均密度:按公式计算 式中 混合气体的平均分子密度 各单一气体容积成分(%) 各单一气体的密度 混合气体的相对密度按公式计算 式中 为混合气体平均摩尔容积 为标准状态下空气的密度 2.3 混合气体的运动粘度混合气体的运动粘度可以近似的按此式计算: 式中 为各组成分的质量组分 为相应各组分在时的动力粘度 按公式计算 各组分的质量成分为: 动力粘度为 运动粘度按公式计算:2.4混合物的低热值 计算公式: 式中: 混合物气体的平均低热值(MJ/Nm3);各单一气体的容积成分(%);各单一气体的低热值(MJ/Nm3)。 2.5爆炸极限 当混合气体中含有惰性气体时,可将一惰性气体成分
18、与某一可燃气体组合起来是为混合气体中的一种成分,其容积为二者之和。可按下式计算这种燃气的爆炸极限,即 式中 L含惰性气体的混合气体的爆炸下(上)限(体积%);y1/ 、y2/yn/由某一可燃气体成分与某一惰性气体组成的混合组分在混合气体中的容积成分(%);L1/ 、L2/Ln/由某一可燃气体成分与某一惰性气体组成的混合组分在混合气体中的爆炸极限(体积%);y1 、y2yn未与惰性气体组合的可燃气体成分在混合气体的容积成分(%) L1 、L2Ln未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限(体积%)将组分中的丙烷与氮气进行混合,即yC3H8+yN2 =0.3+2.0=2.3,惰性气体/可燃气体=2.
19、0/0.3=6.7由图1-13查得各混合组分在上述混合比时的爆炸极限相应为18-37由表查得未与惰性气体混合的甲烷、乙烷、丁烷的爆炸极限分别为5.0-15.0、2.9-13.0、1.5%-8.5%。则该混合天然气的爆炸极限为: 2.6华白数 可按公式计算,即 式中: W-混合气体的华白;H-混合气体的燃烧热值;S-混合气体的相对密度。则该混合气体的华白数为: W=H/=48.584MJ/m3河南城建学院比毕业设计(论文) 3 城镇燃气需用量3 城镇燃气需用量3.1城镇燃气需用量3.1.1用户类型及供气原则城镇燃气用户包括以下几种类型: 居民生活用户; 商业用户; 工业企业生产用户; 采暖通风和
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