新疆管道pe燃气技术手册内容(新疆丰润厚德).doc

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第一章 绪 论

第一节 总 则

1．为了在燃气管道工程设计及施工过程中合理安装、使用埋地聚乙烯管材及管件，确保工程质量和安全供气，特制定本手册。
2．本手册适用于最大允许工作压力不大于0.4Mpa（表压），工作温度在-20～40℃的埋地聚乙烯燃气管道新建、改建、扩建工程设计、施工及验收。
3．聚乙烯燃气管道严禁用作室内和地上管道，只作埋地管道使用。
4．聚乙烯燃气管道中的管材、管件应符合现行国家标准《燃气用埋地聚乙烯管材》和《燃气用埋地聚乙烯管件》的规定。
5．承接聚乙烯燃气管道工程设计、施工的单位，必须具有建设部门批准或认可的施工许可证。
6．城镇燃气输配应按基本建设程序进行，具备下列条件方可开工：
(1) 设计及其它技术文件齐全，施工图纸业经审定；
(2) 施工方案业经批准，技术交底和必要的技术培训己经完成；
(3) 材料劳动力机具基本齐全，施工环境符合要求，施工用水、电、气等可以满足需要，并能保证连续施工。
7．燃气输配工程应按设计进行，修改设计或材料代用应经原设计部门同意，城镇燃气输配工程施工和检验的安全技术，劳动保护应按有关规定执行。
8．管道工程设计、施工和验收除执行本手册外，还应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》、现行行业标准《城镇燃气输配工程施工及验收规范》和有关标准的规定。

第二节 专业术语

为了便于读者识别和理解，本节将对本手册出现的部分专业术语作一解释。
1． 对接焊机压力
在对接焊机的压力显示装置上指示的压力，表示施加到管材或管件端部的界面接触力。
2． 界面接触力
在对接焊过程中，管材或管件熔接表面之间的力。当对接焊机带有液压源时，该力通常被表示为施加的油缸压力。对这样的机器，要提供一个专门的对照表，以给出实际的接触面处的压力与压力计指示压力的关系。
3． 间隙
两个物体外部极限之间的最短距离。
4． 拖动阻力
可动夹具开始移动时固定在夹具上的管材的重量所产生的摩擦阻力（最大阻力），或移动过程中出现的摩擦阻力（动态阻力）。
5． 电熔焊机
按电熔管件制造商的规定，实现电压或电流、时间或能量等焊接参数输出，执行焊接周期的装置
6． 接缝压力
管材对接过程中，管材界面的压力。
7． 土壤覆盖层
工程完工后，埋地管材顶部与正常地面之间的垂直距离。
8． 吹扫
燃气管道、设备在投产或维修前清除其内部剩余气体和污垢物的工艺。
9． 放散
将管道和设备内的空气、燃气或混合气体安全地排放。

第二章 公司产品简介

**管道是管材、管件配套齐全的燃气管道产品生产企业，这在国内同行业是极少的。**PE产品的起点高，发展迅速，生产设备是从德国进口的最先进的克劳斯玛菲生产线以及从英国MSA公司引进的全自动电熔管件布线机，原料采用目前国际上科技含量最高的聚乙烯树脂混合料。一流的设备和原料是**能够生产出一流的产品根本保证，加之最为完善的售前、售中、售后一条龙的服务体系，将能够最大可能地满足顾客的需求。
本章节将对我公司的产品作一简要的介绍。
一、执行标准
(1) 我公司的PE燃气管管材执行国家标准GB15558.1，且符合欧洲标准prEN 1555-2及国际标准ISO 4437;
(2)我公司的PE燃气管管件执行国家标准GB15558.2，且符合欧洲标准prEN 1555-3及国际标准ISO 8085-3。
二、产品种类
1．管材
我公司的燃气管材颜色为黑色,表面有醒目的黄色色条.
我公司的PE80燃气管管材分SDR11和SDR17.6两种系列。SDR11表示管材的公称外径de与管材壁厚e的比值为11，工作压力为0.4MPa；同样SDR17.6表示管材的公称外径de与管材壁厚e的比值为17.6，该系列管材工作压力为0.2MPa。
产品规格分常用规格和非常用规格,具体如下表：

表2.1 产品规格 单位：mm
各种
规格型号
D32
D40
D50
D63
D75
D90
D110
D125
D140
D160
D180
D200
D225
D250
D280
D315
D355
D400

管材长度一般为6米、9米、12米,也可根据客户要求供货;外径小于63 mm的采取盘卷形式供货，长度可为50米、100米、150米用户如有特殊要求，也可提前定做，63mm及以上管材一般不采用盘卷形式供货。
2．管件
我公司的燃气管件颜色主色为黑色（其中球阀主色为黄色）.
公司的PE燃气管管件根据施工方法、用途的不同。分为电熔管件和热熔管件；根据生产方式的不同，分为注塑管件和焊制管件两大类。大部分管件都可以采用注塑模具一次成型，但对于一些壁厚、体积、重量都较大的管件，则采用管材焊制加工的方法制造。采用焊制方法生产的管件有三通、四通和弯头，公称尺寸范围随着管材扩大；采用注塑方法生产的热熔管件有法兰、异径套筒、弯头、等径三通、异径三通和端帽；电熔管件也采用注塑方法生产，其种类有电熔套筒、电熔异径套筒、电熔弯头、电熔三通、电熔鞍型三通等。
3．产品尺寸
我公司的产品尺寸可参照表2.2。

表2.2 PE燃气管管材规格尺寸
公 称 外 径de
壁 厚en
基本尺寸
允许正偏差
SDR11
SDR17.6
工作压力≤0.4MPa
工作压力≤0.2MPa
基本尺寸
允许正偏差
基本尺寸
允许正偏差
16
0.3
3.0
0.4
2.3
0.4
20
0.3
3.0
0.4
2.3
0.4
25
0.3
3.0
0.4
2.3
0.4
32
0.3
3.0
0.4
2.3
0.4
40
0.4
3.7
0.5
2.3
0.4
50
0.4
4.6
0.6
2.9
0.4
63
0.4
5.8
0.7
3.6
0.5
75
0.5
6.8
0.8
4.3
0.6
90
0.6
8.2
1.0
5.2
0.7
110
0.7
10.0
1.1
6.3
0.8
125
0.8
11.4
1.3
7.1
0.9
140
0.9
12.7
1.4
8.0
0.9
160
1.0
14.6
1.6
9.1
1.1
180
1.1
16.4
1.8
10.3
1.2
200
1.2
18.2
2.0
11.4
1.3
225
1.4
20.5
2.2
12.8
1.4
250
1.5
22.7
2.4
14.2
1.6
280
2.6
25.4
2.7
15.9
1.7
315
2.9
28.6
3.0
17.9
1.9
355
3.2
32.3
3.4
20.2
2.2
400
3.6
36.4
3.8
22.8
2.4
450
4.1
40.9
4.2
25.6
2.7
500
4.5
45.5
4.7
28.4
3.0
560
5.0
50.9
5.2
31.9
3.3
630
5.7
57.3
5.9
35.8
3.7

4.产品外观
产品外观是产品质量的最直观的表现，我公司的PE管道产品外观必须达到如下要求才能通过出厂检验。
(1)管材：管材的内外表面应清洁、光滑，不允许有气泡、明显的划伤、凹陷、杂质、颜色不均等缺陷。管端头应切割平整，并与管轴线垂直。
(2)管件：管件的内外表面应光滑、平整、不允许有气泡、裂纹、明显的凹陷、痕纹、颜色不均等缺陷。管件应完整无缺陷，浇口及溢边应修除平整。
5.产品特点
我公司的PE燃气管道产品具有许多卓越的特性，如耐低温、韧性好、刚柔相济，因而在一些特殊领域中可大显身手。因为在这些领域中，传统材料管道，不是不适用，就是费用高，而且还不能保证管道的安全使用。如钢管、铸铁管最大的问题就是在使用期内，普遍发生的腐蚀和接头泄漏。PE管在这些方面则具有明显的优势，圆满地解决了传统管道的腐蚀和接头泄漏两大难题。
PE燃气管可作为室外线路管敷设在腐蚀性的土壤中、地震地区、山地和沼泽地区；也可作为承插管插入旧管道中修复、更新旧管道。其与众不同的施工特点，为施工带来了方便，并大大降低了用户的投资成本。
PE燃气管的主要优点体现在：
(1)耐腐蚀
聚乙烯是惰性材料，除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀，无电化学腐蚀，不需要防腐层。
(2)不泄漏
PE燃气管道主要采用熔接连接（热熔连接或电熔连接），本质上保证接口材质、结构与管体本身的同一性，实现了接头与管材的一体化。实验证实，其接口的抗拉强度及爆破强度均高于管材本体，可有效的抵抗内压力产生的环向应力及轴向的拉伸应力。因此与橡胶圈类接头或其他机械接头相比，不存在因接头扭曲造成泄漏的危险。
(3)高韧性
PE燃气管是一种高韧性的管材，其断裂伸长率一般超过500%，对管基不均匀沉降的适应能力非常强。同时也是一种抗震性能优良的管道，在1995年日本的神户地震中，聚乙烯燃气管和供水管是唯一幸免的管道系统。正因为如此，日本震后大力推广PE管在燃气领域的使用。
(4)优良的挠性
聚乙烯的挠性是一个重要的性质，它极大地增强了该材料对于管线工程的价值。聚乙烯的挠性使PE燃气管可以进行盘卷，并以较长的长度供应，不需要各种连接管件。用于不开槽施工，PE燃气管道的走向容易依照施工方法的要求进行改变；聚乙烯材料的挠性，使其可在施工前改变管材的形状，插入旧管后恢复原来的大小和尺寸。
(5)良好的抗刮痕能力
采用不开槽施工技术，无论是铺设新管还是旧管道的修复或更新，刮痕是无法避免的。刮痕造成材料的应力集中，引发管道的破坏。管材抵抗刮痕的能力，与管材的慢速裂纹增长（SCG）行为关系密切，研究证明，PE80等级的PE燃气管具有较好的抵抗SCG的能力和耐刮痕能力。PE100等级的PE燃气管材料则具有更加出色的抵抗刮痕能力。
(6)良好的快速裂纹传递抵抗能力
管道的快速开裂是指在管道偶然发生开裂时，裂纹以几百米/秒的速度迅速增长，瞬间造成几十米甚至上千米管道破坏的大事故。快速开裂是一种偶发事故，但其后果是灾难性的。而PE管则具有良好的快速裂纹传递抵抗能力。
(7)使用寿命长
PE管道使用寿命长，可达50年以上。这是国外根据PE燃气管材环向抗拉强度的长期静水压设计基础值（HDB）确定的，已被国际标准确认。
(8)较好的耐冲击性
PE管韧性好,耐冲击强度高,重物直接压过管道,不会导致管道破裂.
(9)良好的施工性能
PE管道质量轻,焊接工艺简单,施工方便,工程综合造价低
(10)价格便宜，综合造价低
PE管道同钢管、铸铁管、钢骨架复合管相比，具有很大的经济优势。

PE管与钢管经济分析
一、PE管施工实例
例一， 1997年9月27日开始施工，某市一公司住宅楼敷设管径为DN110、DN90、DN63、DN40PE管980m，引入口80个，刚塑转换接头80个。
例二， 1997年10月4日开始施工，某市一高校南侧敷设管径为DN110、DN90、DN63、DN40PE管1km，引入口76个，刚塑转换接头76个。
上述两项工程运行至今，一切正常。
下面对上述两个实例进行经济比较，计算结果见表2.3
表2.3
项 目
例 一
例 二
PE管工程造价（元）
钢管工程造价（元）
PE管工程造价（元）
钢管工程造价（元）
管材
6895
9604
34226
48553
管件
6958
912
24165
1800
防腐
0
868
0
13388
土方工程费
5622
6252
18313
20313
施工费
1618
3725
4690
6936
机械台班费

1974

10525
工程造价
21102
23335
81394
100615
工程总造价
37549
49573
120360
135849

如上表所示实际施工项目的统计可以看出，PE管在经济上优越于钢管。虽然各地区，各项PE管工程的设计、采购、施工、运行压力等环节各有不同，但实践和经济比较证明PE管明显优越于钢管，如果再考虑寿命的长短（钢管18年、PE管50年），那么PE管的优越性还要大一些。
PE管的使用寿命以50年计，钢管的使用寿命按国家计委煤气设施折旧年限为18年。
6．产品性能
产品性能可参照表2.4、表2.5和表2.6

表2.4 PE燃气管材力学性能指标
项目
性能要求
试验参数
试验方法
静液压强度（HS）
20℃
破坏时间(h)≥100
20℃（环应力）
PE80 PE100
9.0 MPa 12.4 MPa
GB/T6111-2003
80℃
破坏时间（h）≥165
80℃（环应力）
PE80 PE100
4.5MPa1) 5.4 MPa1)
破坏时间（h）≥1000
80℃（环应力）
PE80 PE100
4.0MPa 5.0 MPa
断裂伸长率，%
≥350

GB/T8804.3-2003
耐候性（仅适用于非黑色管材）
气候老化后仍能满足以下性能要求：热稳定性 (表2.6)2)
HS(165 h/80℃) (本表)
断裂伸长率(本表)
E≥3.5GJ/M2

GB/T17391-1998
GB/T6111-2003
GB/T8804.3-2003
耐快速裂纹扩展（RCP）3)
全尺寸试验≥250mm
或
S4试验适用于所有直径
全尺寸的临界压力（MPa）
PC,FS≥1.5×MOP

S4试验的临界压力（MPa）
PC, S4≥MOP/2.4-0.0724)

0℃

0℃

ISO 13478:1997

GB/T19280-2003
耐慢速裂纹开裂增长
en﹥5㎜
165h
80℃ 0.8 MPa(试验压力)5)
GB/T18476-2001
80℃ 0.92MPa(试验压力)6)
1) 仅考虑脆性破坏，如果在165h前发生韧性破坏，则按表2.5选择较低的应力和相应的最小破坏时间重新试验。
2) 稳定性试验，试验前应除去外表面0.2mm厚的材料。
3) RCP试验适合于在以下条件下使用的PE管材：
－最大工作压力MOP＞0.01MPa，dn≥250mm的输配系统；
－最大工作压力MOP＞0.4MPa，dn≥90mm的输配系统；
对于恶劣的工作条件（如温度在0℃以下），也建议做RCP试验。
4) 如果S4试验结果不符合要求，可以按照全尺寸试验重新进行测试，以全尺寸试验的结果作为最终依据。
5) PE80,SDR11试验参数。
6) PE100,SDR11试验参数。

表2.5 静液压强度（80℃）――应力/最小破坏时间关系
PE80
PE100
环应力MPa
最小破坏时间h
环应力MPa
最小破坏时间h
4.5
4.4
4.3
4.2
4.1
4.0
165
233
331
474
685
1000
5.4
5.3
5.2
5.1
5.0
--
165
256
399
629
1000
--

表2.6 PE燃气管材物理性能指标
项 目
单 位
性能要求
试验参数
试验方法
热稳定性(氧化诱导时间)
min
>20
200℃
GB/T17391-1998
熔体质量流动速率(MFR)
g/10min
加工前后MFR变化<20%
190℃,5kg
GB/T3682-2000
纵向回缩率
％
≤3％
110℃
GB/T6671-2001
表2.7 PE燃气管件性能指标
序 号
项 目
要 求
试验条件
1
20℃静液压强度
无破裂，无渗漏
密封接头
方向
调节时间
试验时间
环应力 :
PE80
PE100
试验温度
A型
任意
1h
≥100h

10MPa
12.4MPa
20℃
2
80℃静液压强度1)
无破裂，无渗漏
密封接头
方向
调节时间
试验时间
环应力 :
PE80
PE100
试验温度
A型
任意
12h
≥165h

4.5MPa
5.4MPa
80℃
3
80℃静液压强度
无破裂，无渗漏
密封接头
方向
调节时间
试验时间
环应力 :
PE80
PE100
试验温度
A型
任意
12h
≥1000h

4MPa
5MPa
80℃
4
对接熔接拉伸强度2)
试验到破坏为止：
韧性：通过
脆性：未通过
试验温度
23℃±2℃
5
电熔管件的熔接强度3)
剥离脆性破坏百分比≤33.3%
试验温度
23℃
6
冲击性能4)
无破裂，无渗漏
试验温度
下落高度
落锤质量
0℃
2m
2.5kg
7
压力降4)
在制造商标称的流量下：
dn≤63:△P≤0.05×103MPa
dn＞63:△P≤0.01×103MPa
空气流量
试验介质
试验压力
制造商标称
空气
2.5×103MPa
1)对于（80℃ 165h）静液压试验，仅考虑脆性破坏。如果在规定破坏时间前发生韧性破坏，允许在较低应力下重新进行该试验。重新试验的应力及其最小破坏时间应从表2.5中选择，或从应力/时间关系的曲线上选择。
2）适用于插口管件。 3）仅使用于电熔承口管件。 4）仅适用于鞍形旁通。
表2.8 PE燃气管件的物理性能
项目
单位
要求
试验参数
试验方法
氧化诱导时间
min
>20
200℃1）
GB/T17391-1998
熔体质量流动速率(MFR)
g/10min
管件的MFR变化不应超过制造管件所用的混配料的MFR的±20％
190℃/5kg
GB/T3682-2000
1）如果在200℃的实验结果有明确的修正关系，可以在210℃进行试验。仲裁时，试验温度应为200℃。

我公司采用的是北欧化工的PE80、PE100燃气管道专用双峰原料，其原料性能指标如表2.7所示。
表2.7 聚乙烯混配料的性能1）
序号
性能
单位
要求
试验参数
1
密度
kg/m3
≥930（基础树脂）
23℃
2
熔体质量流动速率(MFR)
g/10min
0.2～1.4,且最大偏差不应超过混配料标称值的±20％
190℃/5kg
3
热稳定性（氧化诱导时间）
min
>20
200℃
4
挥发分含量
mg/kg
≤350

5
水分含量2）
mg/kg
≤300

6
炭黑含量3）（质量分数）
％
2.0～2.5

7
炭黑分散3）
级
≤3

8
颜料分散4）
级
≤3

9
耐气体组分
h
≥20
80℃,2 MPa(环应力)
10
耐快速裂纹扩展（RCP）
全尺寸（FS）试验：
dn≥250mm
或
S4试验：
管材试样壁厚≥15mm

MPa

MPa
全尺寸的临界压力（MPa）
PC,FS≥1.5×MOP

S4试验的临界压力
PC,S4≥MOP/2.4-0.0725)

0℃

0℃
11
耐慢速裂纹增长
en﹥5㎜
h
165
80℃，0.8 MPa
(试验压力)6)
80℃，0.92MPa
(试验压力)7)
1） 非黑色料应符合表2.4中耐候性要求。
2） 当测量的挥发分含量不符合要求时才测量水分含量。仲裁时，应以水分含量的测量结果作为判定依据。
3） 仅适用于黑色混配料。
4) 仅适用于非黑色混配料。
5） 如果S4试验结果不符合要求，可以按照全尺寸试验重新进行测试，以全尺寸试验的结果作为最终依据。
6) PE80,SDR11试验参数。
7) PE100,SDR11试验参数。

第三章 聚乙烯管道设计

管道工程设计是实现燃气管道安全、可靠、经济合理和技术先进的基础。并且，管道工程设计这一环节贯穿了整个燃气管道安全管理的全过程。
管道工程设计一般分管道工艺设计、管道布置、管道强度设计三部分。其中，管道的工艺设计是基础，强度设计是保障，管道布置是目的。城市聚乙烯管网的设计与钢管、铸铁管相比，在耐压强度、水力学性能以及连接敷设等方面均有不同的特点。本章主要介绍聚乙烯管道设计的一般原则和设计计算及管道布置等基本知识，并着重介绍聚乙烯燃气管道设计应遵循的有关特殊规定。

第一节 管道设计的一般规定

聚乙烯燃气管道设计应遵循我国现行《城镇燃气设计规范》（GB50028--2002）和《聚乙烯燃气管道工程技术规范》（CJJ63--95）及其他相关的部标和行业标准。在聚乙烯燃气管道设计时只需按管材的级别选择管材系列确定其最高工作压力，一般设计时不需要进行强度计算。
聚乙烯燃气管道目前有SDR11和SDR17.6两大系列，其最大允许工作压力和不同温度下的允许工作压力应符合《聚乙烯燃气管道工程技术规范》（CJJ63--95）第2.1条的规定。SDR11系列宜用于输送人工煤气、液化石油气（气态）、天然气；SDR17.6系列宜用于输送天然气。在工作温度为－20℃～40℃范围内，对于SDR11系列的聚乙烯管，最大允许工作压力不大于0.4MPa(表压)；对于SDR17.6系列的聚乙烯管，最大运行工作压力不大于0.2MPa（表压）。根据表3.1可以确定不同燃气、不同系列管材的允许工作压力。

表3.1 不同种类燃气的最大允许工作压力
燃气种类
最大允许工作压力（MPa）
SDR11
SDR17.6
天然气
0.400
0.200
液化石油气（气态）
0.100
――
人工煤气
0.005
――
注：SDR为标准壁厚比，即公称外径与壁厚之比

表3.1中允许工作压力是按现行国家标准《燃气用埋地聚乙烯管材》中的四个条件确定的，这四个条件是：工作温度20℃，使用寿命50年，管道环向应力8.0Mpa，安全系数取值不小于4。
聚乙烯管道在输送其他气体时，必须经过充分论证，并在安全性能得到保证后，可参考以上相似的气源种类确定允许工作压力。聚乙烯燃气管道在输送不含冷凝液的人工煤气时，工作压力可适当提高，但不宜超过0.2MPa。在输送不含冷凝液的气态液化石油气时，工作压力可适当提高，但不宜超过0.3MPa。
聚乙烯燃气管道使用压力的确定是根据管材在20℃时长期静液压强度下测定的。由于聚乙烯管道对温度较为敏感，为了保证聚乙烯管道的安全性，无论温度低于或高于上述温度，都要降低其使用压力。根据表3.2可以确定不同温度下聚乙烯管道的允许工作压力。

表3.2 不同温度下聚乙烯管道的允许工作压力
工作温度t(℃)
允许工作压力（MPa）
SDR11
SDR17.6
－20＜t≤0
0.1
0.0075
0＜t≤20
0.4
0.5
20＜t≤30
0.2
0.1
30＜t≤40
0.1
0.0075

第二节 城市燃气管网的分类及其选择

一、燃气管道的分类
根据用途分类
1.长距离输气管线 其干管及支管的末端连接城市或大型企业，作为该供应区的气源点。
2.城市燃气管道
(1) 分配管道：在供气地区将燃气分配给工业企业用户。公共建筑用户和居民用户。分配管道包括街区的和庭院的分配管道。
(2) 用户引入管 将燃气从分配管道引到户室内管道引入口处的总阀门。
(3) 室内燃气管道 通过用户管道引入口的总阀门将燃气引向室内，并分配到每个燃气用具。
3.工业、企业燃气管道
(1) 工厂引入管和厂区燃气管道 将燃气从城市燃气管道引入工厂，分送到各用气车间。
(2) 车间燃气管道 从车间的管道引入口将燃气送到车间内各个用气设备（如窑炉）。车间燃气管道包括干管和支管。
(3) 炉前燃气管道 从支管将燃气分送给炉上各个燃烧设备。
根据敷设方式分类
1.地下燃气管道 一般在城市中常采用地下敷设。
2.架空燃气管道 对于聚乙烯管道一般不采用架空敷设，如采用架空敷设，必须采取必要的保护措施。
根据输气压力分类
燃气管道之所以要根据输气压力来分级，是因为燃气管道的气密性与其他管道相比，有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、或管道本身出现裂缝的可能性和危险性也越大。当管道内燃气的压力不同时，对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。
我国城市燃气管道根据输气压力一般分为：
1.高压A燃气管道: 0.8 MPa<P≤1.6 MPa
2.高压B燃气管道: 0.4 MPa<P≤0.8 MPa
3.中压A燃气管道: 0.2MPa<P≤0.4 MPa
4.中压B燃气管道: 0.1MPa﹤P≤0.2 MPa
5.低压燃气管道： P≤0.1MPa
二、城市燃气管网及其选择
1.城市燃气管网系统
城市输配系统的主要部分是燃气管网,根据所采用的管网压力级制不同可分为:
(1) 一级系统:仅采用低压管网来分配和供给燃气,一般只适用于小城镇的供气。如供气范围较大时,则输送单位体积的燃气的管材用量将急剧增加。
(2) 两级系统:由低压和中压B或低压和中压A的管网组成。
(3) 三级系统:包括低压、中压和高压的三级管网。
(4) 多级系统:由低压、中压B、中压A和高压B，甚至高压A的管网组成。
2.燃气管网系统的选择
无论是旧有的城市还是新建的城市，在选择燃气输配管网系统时，应考虑许多因素，其中最主要的因素有：
(1) 气源情况：燃气的种类和性质、供气量和供气压力、气源的发展或更换气源的规划。
(2) 城市规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、建筑特点、人口密度、居民用户的分布情况。
(3) 原有城市燃气供应设施情况。
(4) 对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型的用户对燃气压力的要求。
(5) 用气的工业企业的数量和特点。
(6) 储气设备的类型。
(7) 城市地理地形条件，敷设燃气管道时遇到天然气和人工障碍（如河流、湖泊、铁路等）的城市。
(8) 城市地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划。
设计城市燃气管网系统时，应全面综合考虑上述诸因素，从而提出数个方案进行技术经济比较，选用经济合理的最佳方案。方案的比较必须在技术指标和工作可靠性相同的基础上进行。同时，城市燃气管网在布置时，一般要成环状布置，以提高城市燃气供气的可靠性、稳定性。

第三节 城市燃气管网的水利计算
一、设计条件和设计前资料准备
1. 设计条件
设计条件应包括管道建设的环境条件（如温度、风力、地质、周边环境等）、工艺条件（如输送介质性质、设计温度、设计压力、设计流了量、操作工况等）、建设周期（施工计划表、开工时间）等。有时用户也提出一些要求，如操作要求、安全消防要求、环保要求等。合理的设计在于把这些要求和用户条件进行适当的平衡，最终做到技术、经济、安全等方面均为最佳。
2. 设计前资料准备
根据上述设计条件，聚乙烯燃气管道在设计前应准备如下资料：
（1）已批准的工程计划任务书；
（2）年用气量（包括近期和远期）；
（3）需敷设的聚乙烯管道长度；
（4）燃气的主要性质；
（5）聚乙烯管道所经过地区的城市现状和规划图及交通、行政区划分图；
（6）聚乙烯管道所经过地区的管道现状和规划图；
（7）聚乙烯管道所经过地区地下管线和地下建、构筑物的资料；
（8）气象资料：聚乙烯管道所经过地区气温、地温、最大冻土深度、主要风向、风速及降雨量。
（9）水文地质资料:
1)地质、地下水位、土壤腐蚀情况；
2)穿越河流流量、流速、水位、冲刷等情况；
（10）聚乙烯管道所经过地区的地震资料。

二、聚乙烯燃气管道水利计算
燃气管道水利计算是整个管道系统设计中的基础部分，它直接影响管道的可靠性和安全性，涉及到管道标准体系的选用、管材的选用、压力等级的确定、管径的选择及其他燃气设备的选型计算等等。
（一）聚乙烯管道水利计算的一般步骤
（1）根据推荐流速和计算流量初选管径;

（2）根据初选管径计算雷诺数,判别流态;
（3）计算水力摩阻系数;
（4）根据水力计算基本公式计算管径;
（5）根据水力计算管径校对流态、水力摩阻系数,确定管径和实际平均流速。
（二）聚乙烯燃气管道水利计算的基本公式
1.低压聚乙烯燃气管道单位长度的摩擦阻力损失应按下式计算：

式中 : —聚乙烯燃气管道摩擦阻力损失（Pa）;
—聚乙烯燃气管道的摩擦阻力系数；
—聚乙烯燃气管道的计算长度（m）;
—聚乙烯燃气管道的计算流量（m3/h）;
—聚乙烯燃气管道的内径；
—燃气的密度（kg/m3）；
—设计中所采用的燃气温度（K）;
—273.16（k）。
2.高、中压聚乙烯燃气管道的单位长度的摩擦阻力损失宜按下式计算：

式中: —聚乙烯燃气管道起点的压力（绝对压力kPa）；
—聚乙烯燃气管道终点的压力（绝对压力kPa）；
—聚乙烯高中压燃气管道的计算长度（km）；
—压缩系数，当燃气压力小于1.2MPa(表压)时取1；
其它符号同上。
（三）聚乙烯燃气管道水力摩阻系数的确定
由流体力学的基本知识我们知道，水力摩阻系数的大小与流态和管内壁当量相对粗糙度(管内壁当量绝对粗糙度与管内壁半径的比值)有关；流态不同，值的计算公式也不同，下面分别介绍不同流态区域水力摩阻系数的计算方法。
1.层流状态水力摩阻系数的计算（≤2100）

由上式可以看出，层流状态水利摩阻系数只与雷诺数的大小有关，即与流速、管内径、运动粘度有关，与管内壁当量绝对粗糙度无关。
2.临界状态水力摩阻系数的计算（2100＜≤3500）

在临界状态下，是由层流向紊流的转变过程，随Re的增大而增大，仍与值无关。
3.紊流状态水力摩阻系数的计算（＞3500）

式中: —雷诺数；
—0℃和101.325KPa时燃气的运动粘度（m2/s）;
—聚乙烯然气管道内表面的当量绝对粗糙度（mm）；
可取0.01.
—聚乙烯燃气管道的摩擦阻力系数；
—聚乙烯燃气管道内径（mm）；
—聚乙烯燃气管道计算流速（m/s）.
水力计算中聚乙烯管道与钢管的根本区别在于值的不同，聚乙烯管的值与钢管相差20倍，由此造成在同样管径、同样长度、同样压力降的情况下，聚乙烯管的输气能力要比钢管高得多，而且压力降越大，聚乙烯管的优越性越突出，但考虑到流速的限制，一般聚乙烯管的流通能力可能比钢管高30％左右。
燃气尤其是带有粉尘的燃气，在聚乙烯管内流动与管壁摩擦将产生静电，为了不使静电过分累积，除采取必要的措施外，对聚乙烯管内介质的流速要有所限制，不宜过高。
我国行业标准《聚乙烯管道工程技术规范》（CJJ63--95）正文部分规定“中压管道允许压力降可由该级管道的入口压力至次级管网调压器允许的最低入口压力之差确定，流速不宜大于5m/s”。以此流速做管网设计时，聚乙烯管几乎无工程利用价值，体现不出聚乙烯管的优势，限制了聚乙烯管的实际应用。在同一标准的编制说明中，给出了一些国外气体管道流速的规定：
1.）炼油装置压力管线：＝15～30 m/s；
2.）美国《化工装置》中乙烯与天然气管道：≤30.5 m/s;
3.）液化石油气气相管：=5～15m/s；
4.）焦炉气管： ＝4～8 m/s。