建筑设备工程第12章--燃气供应课件.ppt

第第12章章 燃气供应燃气供应□12.1　燃气系统　燃气系统□12.2　建筑内部燃气管道计算　建筑内部燃气管道计算12.1　燃气系统　燃气系统12.1.1　概述　概述1.燃气的种类    城市民用和工业用燃气是由几种气体组成的混合气体,其中含有可燃气体和不可燃气体可燃气体有碳氢化合物、氢和一氧化碳,不可燃气体有二氧化碳、氮和氧等燃气的种类很多,城市用气主要有以下三种:(1)天然气　天然气的主要成分是甲烷,一般可分为四种:一种是气井气,是自由喷出地面的,即纯天然气;另一种是溶解于石油中,同石油一起开采出来的石油伴生气;还有含石油轻质馏分的凝析气田气和从井下煤层抽出的煤矿矿井气天然气是优质燃料,是理想的城市气源但它通常没有气味,故需加臭以防漏气造成事故2)人工燃气　人工燃气可分为:固体燃料干馏煤气、固体燃料气化煤气、油制气、高炉煤气它具有强烈的气味及毒性,含有硫化氢、萘、苯、氨、焦油等杂质,需净化后才能使用3)液化石油气　液化石油气是开采和炼制石油过程中,作为副产品而获得的一部分碳氢化合物12.1　燃气系统　燃气系统    各种燃气成分的构成、低热值与爆炸极限见表12-1表12-1　燃气成分的构成、低热值与爆炸极限燃￿气￿类￿别组成(体积分数)(%)低热值/(kJ/m3)爆炸极限(体积分数)(%)可燃成分不燃成分CH4C3H8C4H10CnHmCOH2CO2O2N2下限上限天然气纯天然气980.30.30.41.036 442515.0油田伴生气81.7 6.0 4.70 4.900.70.21.848 3834.214.2矿井气52.44.67.036.018 8116.516.85人工燃气干馏煤气焦炉煤气23.42.08.6 59.2 2.01.23.617 6184.538.5直立炭化炉煤气 181.7175650.3216 1364.940.9立箱炉煤气259.55560.5416 1195.742.2气化煤气发生炉煤气1.80.430.4 8.42.20.456.4574421.567.5水煤气1.234.4 52.0 8.20.24.010 3836.270.4压力气化煤气180.7185630.3415 4075.547油制气重油催化裂解气16.6510.5 58.1 6.60.72.516 5214.742.9重油蓄热热解气28.532.172.731.512.12 0.62.434 7803.725.7重油氧化法制气 0.444.8 47.6 5.90.11.210 9406.472.5高炉煤气0.328.0 2.7 10.558.5393622.656.2液化石油气1.55.53063123 3061.79.712.1　燃气系统　燃气系统2.燃气管道的分类    我国城市燃气管道可按用途和输送压力分类,按用途分类可分为长距离输气管道、城市燃气管道和工业企业燃气管道;按输送压力分类可分为七类管道,详见表12-2;按照燃气系统压力级制分类,可分为两级系统、三级系统和多级系统,其分级和组成见表12-3。

表12-2　城市燃气管道的输送压力燃气管道分类压￿力￿范￿围低压煤气管道p≤0.01MPa中压B煤气管道0.01MPa

燃气热值过低,输配系统的投资和金属耗量就会增加只有在特殊情况下,经技术经济比较认为合理时,才允许使用热值较低的燃气作为城镇气源燃气低发热值一般应大于14.7MJ/m3,当小城镇采用人工燃气做气源时,燃气的热值可适当降低,但不应低于11.7MJ/m32)毒性小　为防止燃气泄漏引起中毒,确保用气安全,城镇燃气中的一氧化碳等有毒成分的含量必须控制3)杂质少　城镇燃气供应中,常常由于燃气中的杂质及有害成分影响12.1　燃气系统　燃气系统燃气的安全供应杂质可引起燃气系统的设备故障、仪表失灵、管道阻塞、燃具不能正常使用,甚至造成事故4.城镇燃气的输送(1)天然气、人工煤气的管道输送　天然气或人工煤气经过净化后即可输入城镇燃气管网,城镇燃气管网通常包括街道煤气管网和居住小区煤气管网两部分    在大城市里,街道煤气管网大都布置成环状,只有边缘地区才采用枝状管网燃气由街道高压管网或次高压管网,再经居住小区燃气调压站,进入街道中压管网然后,经过区域的燃气调压站,进入街道低压管网,再经居住小区管网而接入用户临近街道的建筑物也可直接由街道管网引入在小城市里,一般采用中—低压或低压煤气管网图12-1所示为燃气环状式管网示意图。

12.1　燃气系统　燃气系统图12-1　燃气环状式管网布置1—放散管　2—调压装置　3—引入装置　4—用气单位(2)燃气管道的敷设　燃气管道的敷设方式有架空敷设和埋地敷设两种厂区及对环境要求不高的地方多采用架空敷设燃气管道应尽量平行于道路或建筑敷设,系统应简单明显,以便于安装和维修架空敷设的燃气管道不允许穿越爆炸危险品生产车间、仓库、变电所、通风间等建筑,以免发生意外事故架空敷设的燃气管道均采用钢管,室外燃气管道架空敷设时,每隔100~200m设接地装置,接地电阻不得大于20Ω12.1　燃气系统　燃气系统    城镇燃气管道多采用埋地敷设,管道埋设时应与建筑物或道路平行,宜敷设在人行道或绿化带内,管道距建筑物基础应不小于2m;与其他地下管道的水平净距为1.0m;与树木应保持1.2m的水平距离不得通过堆积易燃易爆材料和具有腐蚀物的场地埋地管宜埋设在土壤冰冻线以下0.1~0.2m的土层内,埋地管道不得在地下穿过建筑物或构筑物,居住区燃气管不能与其他室外地下管道同沟敷设,以免管道发生漏气时经地沟渗入建筑物内;燃气管道不得平行敷设在有轨电车的轨道之下,在穿越铁路或其他主要干管时,应敷设在套管内,套管两端应密封。

地下燃气管道严禁在地沟内敷设    为保证安全及管道安装维修方便,燃气管道与各种管道的最小净距以及与构筑物的间距值分别参见表12-4和表12-5表12-4　地下燃气管道与构筑物或相邻管道之间的垂直净距 (单位:m) 项　　目地下燃气管道(当有套管时,以套管计)给水管、排水管或其他燃气管道0.15热力管的管沟底(或顶)0.15电缆直埋0.50在导管内0.15铁路轨道1.20有轨电车轨道1.0012.1　燃气系统　燃气系统    埋地敷设的中、低压燃气管道主要采用铸铁管、镀锌钢管和PE塑料管DN≤250mm,采用焊接钢管或无缝钢管;DN≥300mm,一般采用卷焊钢管采用金属管时应做好防腐或采用防止电化学腐蚀管道的保护措施埋地燃气管道当管材采用铸铁管时,一般采用承插连接,低压燃气管道采用石棉水泥接口,中压燃气管道采用耐油的橡胶圈石棉水泥接口,有特殊要求(如通过铁路、重要公路等)时,应采用青铅接口表12-5 地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距(单位:m) 项　　目地下燃气管道低压中　　压高　　压BABA建筑物基础0.71.52.04.06.0给水管0.50.50.51.01.5排水管1.01.21.21.52.0电力电缆0.50.50.51.01.5通信电缆直埋0.50.50.51.01.5在导管内1.01.01.01.01.5其他燃气管道DN≤300mm0.40.40.40.40.4DN>300mm0.50.50.50.50.5热力管直埋1.01.01.01.52.0在管沟内1.01.51.52.04.0电杆(塔的基础)≤35kV1.01.01.01.01.0>35kV5.05.05.05.05.0通信照明电杆(至电杆中心)1.01.01.01.01.0铁路钢轨5.05.05.05.05.0有轨电车钢轨2.02.02.02.02.0街树(至树中心)1.21.21.21.21.212.1　燃气系统　燃气系统    采用焊接钢管螺纹连接时,填料为聚四氟乙烯生料带、黄粉甘油调和剂、厚白漆等,不得使用麻丝为填料。

管材采用焊接时,DN>50mm采用电焊连接,DN≤50mm采用氧乙炔焊焊接燃气管道与法兰、阀门、设备连接时,应采用法兰连接,阀门应设在阀门井内    燃气管道系统中还包含了吸收管道热胀冷缩的管道补偿器、清除燃气管道中凝水的凝水器、关断阀门以及调压器等设施图12-2所示为燃气管道用波纹补偿器,图12-3所示为中压凝水器安装图,图12-4所示为小型调压器12.1　燃气系统　燃气系统图12-2　燃气管道用波纹补偿器1—螺杆　2—螺母　3—波节　4—石油沥青　5—法兰　6—套管　7—注入孔图12-3　中压凝水器安装图1—中压凝水　2—套管　3—抽水管 4—井体　5、6—阀门　7—堵头　8—井盖图12-4　小型调压器1—接口法兰　2—球阀　3—测压旋塞　4—安全阀　5—安全阀放散口　6—压力表　7—调压器12.1　燃气系统　燃气系统(3)液化石油气供应　液态液化石油气在石油炼制厂产生后,可采用管道输送,也可采用汽车或火车槽车、槽船运输到储配站或灌瓶站后再用管道或钢瓶灌装,经供应站供应用户    供应站到用户根据供应范围、户数、燃烧设备的需用量等因素,可采用单瓶、瓶组和管道系统供应其中单瓶供应常用15kg钢瓶供居民使用;瓶组供应常采用钢瓶并联供应公共建筑或小型工业建筑的用户;管道供应方式则适用于居民小区、大型工厂职工住宅区或锅炉房。

    钢瓶内液态液化石油气的饱和蒸气压按绝对压力计一般为70~800kPa,靠室内温度可自然气化但供燃气燃具及燃烧设备使用时,还要经过钢瓶上调压器减压到(2.8±0.5)kPa[即(280±50)mmH2O]单瓶系统一般钢瓶置于厨房,而瓶组供应系统的并联钢瓶、集气管及调压阀等应设置在单独房间12.1　燃气系统　燃气系统12.1.2　室内燃气系统　室内燃气系统1.燃气系统的构成     室内燃气系统的构成随城市燃气系统的供气方式不同而有所变化,图12-5所示为由城市低压燃气管网直接供气的系统,由用户引入管、立管、水平干管、用户支管、燃气计量表、用具连接管和燃气用具组成图12-5　燃气供应系统剖面图1—用户引入管　2—砖台　3—保温层　4—立管  5—水平干管　6—用户支管　7—燃气计量表  8—表前阀门　9—燃气灶具连接管　10—燃气灶11—套管　12—燃气热水器接头12.1　燃气系统　燃气系统2.燃气管道(1)室内燃气管道压力　用户室内燃气管道的最高压力不应大于表12-6所示的规定,燃气供应压力应参照用气设备燃烧器的额定压力,见表12-72)燃气引入管的一般规定　燃气引入管应设在厨房或走廊等便于检修的非居住房间内,当确有困难时,可以从楼梯间引入,引入管阀门宜设在室外;燃气引入管不得敷设在卧室、浴室、地下室、易燃或易爆品的仓库、有腐蚀性介质的房间、配电室、变电室、电缆沟、烟道和进风道等地方。

燃气引入管进入密闭室时,密闭室必须进行改造,并设置换气口,其通风次数每小时不得少于3次;输送湿燃气的引入管,埋设深度应在土壤冰冻线以下,并应有不低于0.01坡向凝水器或燃气分配管道的坡度;燃气引入管穿过建筑物基础、墙或管沟时,均应设置在套管中,并应考虑沉降的影响,必要时,应考虑补偿措施燃气引入管的最小公称直径:当输入人工煤气和矿井气等燃气时,不应小于25mm;当输送天然气和液化石油气等燃气时,不应小于15mm燃气引入管阀门宜设置在室内,对重要用户应在室外另外设置阀门;地上低压燃气引入管的直径小于或等于75mm时,可在室外设置带堵丝的三通,不再另设置阀门12.1　燃气系统　燃气系统表12-6　用户室内燃气管道的最高压力(表压)表12-7　用气设备燃烧器的额定压力(表压)(单位:MPa)(3)燃气表　燃气表分为普通燃气表和智能型预付费燃气表普通燃气表多采用高位安装,安装高度距地面1.8m,水平放置在托架上,不得倾斜,垂直偏差小于10mm;进出口管道应采用钢管或铅管,螺纹连接要严密,铅管弯曲后呈圆弧形,保持铅管的口径不变,不应产生凹瘪,如图12-6所示燃￿气￿用￿户最高压力/MPa工业用户和单独的锅炉房0.4公共建筑和居民用户(中压进户)0.2公共建筑和民用用户(低压用户)0.01燃气　燃烧器人￿工￿燃￿气天　然　气液化石油气矿井气、液化气混空气天然气、油田伴生气低压1.01.02.02.8或5.0中压10或3010或3020或5030或10012.1　燃气系统　燃气系统    智能型卡式预付费燃气表一般中、低位安装,中表位表底距地面1.4~1.7m;低表位表底距地面不少于0.1m。

预付费的燃气表需提前付费购卡,并将卡中信息读入燃气表,表内阀门打开供气,当预购金额用完,阀门关闭,停止供气卡式燃气表一般装有电池,当电池耗尽后,表内的阀门也会关闭断气图12-7所示为智能型卡式煤气表图12-6 普通燃气表的高位安装1—套管　2—转心门　3—油任　4—塑料接头  5—管箍　6—塑料三通　7—煤气表　8—煤气灶9—角铁30mm×3mm　10—水磨石灶板700mm×500mm×35mm图12-7　智能型卡式煤气表(低位安装)12.1　燃气系统　燃气系统 3.燃气设备(1)燃气灶　常见的燃气灶是双火眼燃气灶,由炉体、工作面及燃烧器组成还有三眼、六眼等多种民用燃气灶从使用安全考虑,家用厨房燃气灶一般要靠近不易燃墙壁放置燃气灶边至墙面要有50~100mm的距离大型燃气灶应放在房间的居中位置,以便于四周使用2)燃气热水器　燃气热水器是一种局部热水的加热设备,可以用作生活热水供应以及户内供暖热源,目前直排式热水器已被禁用,多使用直接从室外进气和排烟的平衡式热水器图12-8所示为平衡式燃气热水器结构示意图12.1　燃气系统　燃气系统图12-8　平衡式燃气热水器结构示意图12.2　建筑内部燃气管道计算　建筑内部燃气管道计算12.2.1　燃气管道的设计流量　燃气管道的设计流量1.流量计算公式室内燃气管道的计算流量按下式计算,即qV,h=kt∑kNqV,n(12-1)式中　qV,h——燃气管道的计算流量(m3/h);kt——不同类型用户的同时工作系数,居民生活用气取kt=1,公共建筑(如饭店、医院、办公楼等)应根据不同用户的使用时间确定,当缺乏资料时也可取kt=1;k——燃具同时工作系数,居民生活用燃具可按表12-8确定,公共建筑应根据建筑规模大小和设备使用情况确定,当缺乏资料时也可取k=1;N——同一类型燃具数目;qV,n——燃具的额定流量(m3/h)。

12.2　建筑内部燃气管道计算　建筑内部燃气管道计算表12-8　居民生活用燃具的同时工作系数k2.流量估算公式当方案或初步设计阶段缺乏设备台数和用气量等资料时,建筑物的总用气流量可按用气量指标和下式进行估算qV,j=(12-2)式中　qV,j——估算流量(m3/h);Qn——年燃气用气量指标(MJ/年),参见表12-9;Qs——燃气低热值(MJ/m3),应根据建筑物使用的燃气种类的每户燃具　户数燃气双眼灶燃气双眼灶和快速热水器每户燃具　户数燃气双眼灶燃气双眼灶和快速热水器11.001.00400.390.1821.000.56500.380.17830.850.44600.370.17640.750.38700.360.17450.680.35800.350.17260.640.31900.3450.17170.600.291000.340.1780.580.272000.310.1690.560.263000.300.15100.540.254000.290.14150.480.225000.280.138200.450.217000.260.134250.430.2010000.250.13300.400.1920000.240.1212.2　建筑内部燃气管道计算　建筑内部燃气管道计算实际低热值确定,参见表12-10;ky——月高峰系数,当缺乏实际统计资料时,可按1.1~1.3选用;kr——日高峰系数,当缺乏实际统计资料时,可按1.05~1.2选用;ks——小时高峰系数,当缺乏实际统计资料时,可按2.2~3.2选用。

表12-9　用气量指标类　　别单　　位用气量指标住宅MJ/(人·年)[1.0×104kcal/(人·年)]1884~3140(45~75)职工食堂MJ/(人·年)[1.0×104kcal/(人·年)]1884~2303(45~55)饮食业MJ/(座·年)[1.0×104kcal/(座·年)]7955~9211(190~220)托儿所幼儿园全托MJ/(人·年)[1.0×104kcal/(人·年)]1884~2512(45~60)日托MJ/(人·年)[1.0×104kcal/(人·年)]1256~1675(30~40)旅馆招待所有餐厅MJ/(床位·年)[1.0×104kcal/(床位·年)]3350~5024(80~120)无餐厅MJ/(床位·年)[1.0×104kcal/(床位·年)]670~1047(16~25)高级宾馆MJ/(床位·年)[1.0×104kcal/(床位·年)]8374~10 467(200~250)医院MJ/(床位·年)[1.0×104kcal/(床位·年)]2931~4187(70~100)理发店MJ/(人·年)[1.0×104kcal/(人·年)]3.35~4.19(0.08~0.1)12.2　建筑内部燃气管道计算　建筑内部燃气管道计算表12-10　各种燃气的低热值(单位:MJ/m3)12.2.2　燃气管道的计算　燃气管道的计算     燃气管道的计算可按下述步骤进行:布置燃气管道及燃具,绘制管道平面及系统图并确定最不利工作点;将各管段按顺序编号,由引入口编至最不利工作点,凡是管径变化或流量变化处均应编号;求出各管段的额定流量,根据各管段的供气用具数查表12-8的同时工作系数值k,可求得各管段的计算流量;由系统图求得各管段的长度,并根据计算流量初步确定各管段的管径;算出各管段的局部阻力系数ζ,求出其当量长度,可得管段的计算长度;根据管段流量及已定管径,可由图12-9、图12-10、图12-11求得ζ=1时的l2,即d/λ(λ为沿程阻力系数);计算各管段的单位长度压降值后,乘以管段计算长度,即得该管段的阻力损失;计算各管段的附加压头,求各管段的实际压力损失;求室内燃气管道的总压力降(由引入口至最不利工作点);以总压力降与允许压力降相比较,如不合适,则可改变个别管段的管径。

液化石油气石油伴生气天然气炼焦煤气上海城市煤气104.740.535.817.413.612.2　建筑内部燃气管道计算　建筑内部燃气管道计算图12-9　人工低压燃气管道水力计算图图12-10　低压天然气管道水力计算图12.2　建筑内部燃气管道计算　建筑内部燃气管道计算图12-11　当量长度计算图(ζ=1)a)人工燃气(标准状态时ν=25×10-6m2/s)　b)天然气(标准状态时ν=15×10-6m2/s)dw——管道外径(mm) 　δ——管壁厚度(mm)　DN——公称直径(mm)思考题与习题思考题与习题1.燃气的种类有哪些?2.简述燃气管道的分类3.室外燃气管道的敷设方式及技术要求是什么?4.室内燃气管道的安装要求有哪些?5.如何估算燃气的用量? 本章完本章完 谢谢谢谢！。