城市燃气设计书.doc

目 录

1 设计基础资料 ……………………………………………
( 1 )
1.1 燃气供应对象 …………………………………………
( 1 )
1.2 燃气供应的设计参数 ……………………………………
( 1 )
1.3 用户灶具配备 …………………………………………
( 1 )
1.4 康盛花园三期工程平面图 ………………………………
( 2 )
2 设计计算 …………………………………………………
( 2 )
2.1 庭院管道 ………………………………………………
( 2 )
2.2 室内管道 ………………………………………………
15)
3 天然气替换的可行性分析 ………………………………
(25)
3.1 华白指数 ………………………………………………
(25)
3.2 庭院管道的天然气替换核算 ……………………………
(26)
3.3 室内管道的天然气替换核算 ……………………………
(26)
结束词 ………………………………………………………
(27)
致谢词 ………………………………………………………
(28)
参考文献 ……………………………………………………
(29)
附图1 庭院管道水力计算图 ………………………………
(30)
附图2 庭院管道纵断面图A ………………………………
(31)
附图3 庭院管道纵断面图B ………………………………
(32)
附图4 24幢立管7的水力计算系统图……………………
(33)
附表1 庭院管道水力计算表（人工煤气)…………………
(34)
附表2 庭院管道水力计算表（天然气)……………………
(41)
附表3 各幢楼的室内燃气立管水力计
算表（人工煤气）……………………………

(48)
附表4 各幢楼的室内燃气立管水力计
算表（天然气）………………………………

(80)

1 设计基础资料
1.1 燃气供应对象
某小区八幢居民楼，其楼层数及住户分布如表1：
表 1

24幢
25幢
26幢
27幢
28幢
29幢
30幢
31幢
一层
7户
7户
4户

2户
5户
6户
5户
二层
7户
7户
4户
7户
3户
5户
6户
5户
三层
7户
7户
4户
7户
3户
5户
6户
5户
四层
7户
7户
4户
7户
3户
5户
6户
5户
五层
7户
7户
4户
7户
3户
5户
6户
5户
六层
7户
7户
4户
7户
3户
5户
6户
5户
七层
5户

4户

3户

6户
5户
八层
5户

4户

3户

6户
5户
九层
5户

4户

3户

5户
4户
十层
3户

4户

3户

5户
4户
十一层
3户

4户

3户

5户
4户
各楼户数
63户
42户
44户
35户
32户
30户
63户
52户
总户数
361户

1.2 燃气供应的设计参数表2：
表 2
参数
气种
运动粘度
燃气密度
引入管设计压力
ν（㎡/s）
ρ(㎏/m3)
Pa
人工煤气
1.88×10-5
0.63
5000
天然气
1.38×10-5
0.75
5000

1.3 用户灶具配备：
1.3.1 24幢、25幢、26幢、27幢的用户同时安装双眼灶和燃气快速热水器；
28幢、29幢、30幢、31幢的用户仅安装双眼灶。
1.3.2 灶具额定流量选用如下（参考文献[1,3] ）：
双眼灶： 1.25m3/h
快速热水器： 人工煤气 2.21m3/h
天然气 1.76m3/h即8L/min
1.3.3 压力（参考文献[1]表7－2）见表3：
表 3：
燃气种类
人工煤气
天然气
燃具额定压力(Pa)
1000
2000
燃具前最大压力(Pa)
1500
3000
燃具前最小压力(Pa)
750
1500
1.4 康盛花园三期工程平面图，包括以下内容：
(1) 建筑物、构筑物的平面图
(2) 调压站的平面位置
(3) 道路平面位置及路面结构
(4) 道路和小区地坪标高
(5) 各楼的楼层结构平面图及各楼层标高
(6) 小区内管道布线障碍状况（本设计未提供其它管道情况，故设计时暂不考虑）
2 设计计算
2.1 庭院管道
2.1.1 确定庭院管道的管材
金属管材壁厚较其他管材较薄，节省金属用量，但腐蚀性差、成本高，运输安装不便。
PE管具有良好的柔韧性且具有良好的耐腐蚀性，可耐多种化学介质的侵蚀，无电化学腐蚀。因此，PE管埋地敷设不需要做防腐和阴极保护。除此之外，PE管具有良好的气密性，严密性优于钢管；管内壁平滑，提高 介质流速，提高输气能力，较之相同的金属管能输送更多的燃气；成本低，材质轻且卫生无毒。
综合以上的比较，本设计的庭院管道采用PE管以提高输送效率以及节省防腐投入。
聚乙烯燃气管道分为SDR11和SDR17.6两个系列。SDR为公称外径与壁厚之比。SDR11系列宜用于输送人工煤气、天然气、气态液化石油气；SDR17.6系列宜用于输送天然气。由于本工程考虑输送人工煤气，再用天然气替代。所以选用SDR11系列的聚乙烯燃气管材[4]。
2.1.2 平面管道布置及绘制
布置：
(1) 庭院管道应尽量敷设在街坊、里弄的道路上，在有车辆通行的道路上布线时，应尽量敷设在人行道上。
(2) 地下燃气管道与建筑物，构筑物或相邻管道之间的水平距离有一定的要求[1]。在本设计中，地下管道与各楼平行时间距为4m，部分管道由于实际布线不能统一为该距离，在平面布置图中将标示；地下管道与各楼垂直时，间距为2.5m；为保证引入管与建筑物基础的间距要求，地下燃气管道与墙面的垂直间距为770mm。
绘制：
(1) 标明管线平面位置。
(2) 对于管道附件，如图中的凝水缸均应给出地坪及埋地的标高；
(3) 图上应标示出气流方向,坡度方向；
(4) 图中应标示出与本设计有关的建（构）筑物名称，如调压站、阀门井等。
2.1.3 纵断面管道布置及绘制
布置：
(1) 输气管线纵断面设计须绘制燃气管道纵断面图，标明管道走时的管
道地下纵断面情况，并可按图计算工程土方量。
(2) 地下燃气管道与构筑物和相邻管道之间的垂直净距（m）也有一定要求[1]。
(3) 地下燃气管道应埋设在冰冻线以下，本设计不存在冰冻线的问题，但同样，有最小覆土深度（路面至管顶）应符合下列要求[2]：埋设在车行道下时，不得小于0.9m；埋设在非车行道（含人行道）下时，不得小于0.6m；埋设在庭院（指绿化地及货载汽车不能进入之地）内时，不得小于0.3m。(注：当采取行之有效的防护措施后，上述规定均可适当降低。)在本设计中，考虑到现在小区内车辆的普及率，埋地深度都在0.9m及以上。
(4) 地下燃气管道应坡向凝水缸，其坡度一般不小于0.003，本设计取用0.005。布线时应尽量使管道坡度与地面坡度方向一致，以减少土方量；凝水缸设在管道坡向改变时管道的最低点，两相邻凝水器之间距离一般为200～500m。管道坡向不变时，间距一般为500m左右。
(5) 地下燃气管道穿越城镇主要干道时，应敷设在套管内，并应符合一定要求[1]。本设计中未遇到类似情况，故不作说明。
(6) 燃气管道不得在地下穿过房屋及其它建筑物，不得平行敷设在电车轨道之下，也不得与其它地下设施上下并置。
绘制：
(1) 管道路面的地形标高；
(2) 管道平面布置示意图；
(3) 燃气管道走势及埋深；
(4) 相邻管线、穿越管线及穿越障碍物的端面位置；
(5) 管道附件的安装深度；
(6) 输气管道的坡向及坡度；
(7) 绘制纵断面图时应在图纸左侧绘制标尺，图面中管道高程和长度方向应该采取不同的比例。在本设计图纸中将采用横向1/1000，纵向1/50的比例。
2.1.4 综述水力计算的方法
(1) 绘制管道水力计算图
水力计算图包括以下内容：
·庭院管道布置；
·管段编号；
·计算流量；
·管段长度；
·管径。
(2) 流量计算
城市燃气输配系统的管径及设备通过能力应按燃气计算月的小时最大流量进行计算。小时计算流量的确定，关系着燃气输配的经济性和可靠性。小时计算流量定得偏高，将会增加输配系统的金属用量和基建资金，定得偏低，又会影响用户得正常用气。
确定燃气小时计算流量得方法有两种，不均匀系数法和同时工作系数法。这两种方法各有其特点和使用范围。由于居民住宅使用燃气的数量和使用时间变化较大，故室内和庭院燃气管道的计算流量一般按燃气用具的额定耗气量和同时工作系数K0来确定。
用同时工作系数法求管道计算流量的公式如下：

式中：
—— 庭院及室内燃气管道的计算流量（Nm3/h）；
Kt—— 不同类型用户的同时工作系数，当缺乏资料时，可取1；
K0—— 相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数；
Qn—— 相同燃具或相同组合燃具的额定流量（Nm3/h）；
N —— 相同燃具或相同组合燃具数。
根据文献[2]表2-13可查得居民生活用燃具的同时工作系数K0。为便于区分，在后文中，仅使用燃气双眼灶的K0值用K1表示，同时使用燃气双眼灶和快速热水器的K0值用K2表示，没有直接对应可查的值时采用插入法。
(3) 根据计算流量预选管径并计算阻力损失
·预选管径
预选管径可通过平均压降法或经济流速法来确定。但是由于本设计的庭院管段流量变化频繁，不适合采用平均压降法；本设计按照3m/s的经济流速预选管径。公式如下：

式中：
——管段的计算流量（Nm3/h）；
—— 管道内径(mm)；
—— 经济流速(m/s)；
·根据预选管径从表4确定管道内径：

表 4

外径
SDR11
≤4bar
kg/m
De
壁厚
内径
kg/m
20
3.0
14.0
0.15
25
3.0
19.0
0.20
32
3.0
26.0
0.26
40
3.7
32.6
0.40
50
4.6
40.8
0.62
63
58
51.4
0.99
75
6.8
61.4
1.38
90
8.2
73.6
2.00
110
10.0
90.0
2.98
125
11.4
102.2
3.87
160
14.6
130.8
6.34
·根据计算流量以及预选管道的内径，确定实际流速。公式如下：

式中：
—— 实际流速(m/s)；
—— 庭院及室内燃气管道的计算流量（Nm3/h）；
—— 管道内径(mm)。
·由于燃气处于各种流态时，需要选用不同的阻力计算公式。流态是通过雷诺数来判别的。雷诺数的计算公式如下：

式中:
—— 雷诺数；
—— 管道内径(mm)；
—— 实际流速(m/s)；
—— 运动粘度(㎡/s)。
·根据各管段燃气的雷诺数判别流态，选用不同的摩擦阻力系数及单位管长的摩擦阻力计算公式。不同流态的计算公式如下：
当<2100时为层流，
；
当>3500时为紊流，
；
当21003500时为临界状态，
；
式中：
—— 燃气管道摩擦阻力损失(Pa)；
—— 燃气管道的摩阻系数；
—— 燃气管道的计算长度(m)；
—— 燃气管道的计算流量（Nm3/h）；
—— 管道内径(mm)；
—— 1㎏/m；
—— 运动粘度(㎡/s)；
—— 管壁内表面的当量绝对粗糙度(mm)。PE管一般取=0.01mm；
—— 雷诺数；
—— 实际的燃气温度；
—— 273K。
·单位长度管道阻力损失的密度修正。
密度修正：在上述单位管长摩擦阻力损失的公式中，密度为1㎏/m3。在输送人工煤气时，只需在上述阻力损失的基础上乘以人工燃气的密度数值。
·燃气管道的管段计算长度确定
管段的计算长度由两部分组成：一.实际管段长度；二.当量长度。
局部阻力损失的计算可以用将各种管件折成相同管径管段的当量长度，乘以单位管长阻力损失的方法。当量长度的计算公式如下：

式中：
—— 当量长度m；
—— 计算管段中局部阻力系数的总和。可以通过查文献[1]中表6-1查取；
—— 管道内径(mm)；
—— 燃气管道的摩阻系数。
·管段阻力损失计算
管段的总压力损失值即为管段的计算长度与经过密度修正的单位长度管道阻力损失之积。
·管段的累计阻力损失计算
该值即为本管段的阻力损失与前面已经计算过的管段的阻力损失累计值。
至此，管道阻力损失计算完毕。
(4) 确定允许压力降，并对阻力损失进行校核。
根据文献[1]表7-2，对于人工煤气，燃具额定压力为1000Pa时，调压站出口最大压力为1650Pa。根据文献[1]表7-3，对于人工煤气的多层建筑室内燃气管道允许阻力损失为250Pa，灶具前压力波动范围为－250～＋500Pa。按此计算庭院管道与引入管的接点压力可在1150～1900Pa之间。即庭院管道阻力最大可达900Pa，最小需要150Pa。但设计时应考虑以下两点：
·根据运行经验，对于人工煤气管道，虽然经过净化，但管道结垢仍然比较严重，从而减小流通断面，因此水力计算时应保留一定的富裕量。
·对于人工煤气由于密度小，当供应楼房使用时，由于搞成查，燃气在管内的升力（附加压头）较大，因此庭院管道水力计算时，其阻力损失可以按偏大的数值考虑，此时灶具压力拟按额定压力1000Pa计算，以减小管径，节约投资。
上述两方面在设计中应综合考虑，确定庭院管道的允许阻力损失。
2.1.5 举例对管段进行水力计算并核算庭院管段总压降。
下面以某管段为例，对其进行流量计算以及水力计算。本设计的流量计算以及水力计算均以Excel表格形式制作，在以下管段的举例计算中，根据上述水力计算的方法，同时结合表格的制作，对本设计的过程进行说明。
(1) 初步画出庭院管道水力计算图（附图1），标出所需参数。
(2) 先将附表1中的参数加以说明：
N1 ——仅使用双眼灶的用户数；
N2 ——同时使用双眼灶和快速热水器的用户数；
K1 ——仅使用双眼灶的用户同时使用系数；
K2 —— 同时使用双眼灶和快速热水器的用户同时使用系数；
Q1 ——仅使用双眼灶的用户的计算流量（Nm3/h）；
Q2 ——同时使用双眼灶和快速热水器的用户的计算流量（Nm3/h）；
Qh —— 流经管段的计算流量之和（Nm3/h）；
D —— 管径(mm)；
d —— 管道内径(mm)；
L1 ——管段长度m；
v —— 实际流速(m/s)；
Re—— 雷诺数；
—— 燃气管道的摩阻系数；
—— 运动粘度(㎡/s)；
——计算管段中局部阻力系数的总和。可以通过查文献[1]中表6-1查取；
l2—— 单位的当量长度m；
L2——当量长度m；
L —— 计算长度m；
—— 燃气的绝对温度；
——单位管长的摩擦阻力损失；
—— 燃气管道摩擦阻力损失(Pa)；
—— 燃气管道摩擦阻力损失(Pa)；
(3) 以附表1中9－10管段为例，按照Excel表格中各项的计算顺序说明表格中含有的程序、公式。
·流量计算
N1：N1 = 103
N2：N2 = 44
K1：K1= 0.339
K2：K2= 0.179
Q1：Q1= N1×K1= 43.65 Nm3/h
Q2：Q2= N2×K2=27.25 Nm3/h
Qh 1：Qh= Q1＋Q2=70.90 Nm3/h
·根据流量以及预选管径所对应得内径确定实际流速：
预选管径时经济流速定为3m/s，
91.4mm
查表4选用外径De110的管径，以下公式中的d均以对应于外径110mm的内径90mm计算。
D=110mm
管段9－－10，实际流速为

＝
≈3.10m/s
·根据管段计算流量、实际流速以及运动粘度，得出雷诺数并判别流态从而选择对应的公式进行计算得出单位摩擦阻力损失并进行密度修正：
管段9－－10，雷诺数为：

＝
≈
的计算需要选用公式，该过程由下列语句来实现：
IF(Re<2100,,IF(Re>3500, , ))
公式套用了VB的嵌套假设语句，语句执行的过程是：如果前面计算所得的Re值如果小于2100，就套用这一公式；如果不是小于2100，并且如果大于3500，则套用公式，如果既不小于2100，且不大于3500，即大于2100小于3500时，套用公式。
因为雷诺数为，大于3500，采用与紊流相对应的公式：

＝
≈
和的计算过程一样，需要根据雷诺数来判断流态从而选定公式。所用语句为：
IF(Re<2100，，IF(Re>3500, ，))
因为雷诺数为，大于3500，采用与紊流相对应的公式：

×
≈1.65 Pa/m
密度修正后单位管长摩擦阻力损失为：
Pa
·燃气管道的管段计算长度确定
＝13.86m
≈3.125m
式中
—— 计算管段中局部阻力系数的总和，在管段9――10中，仅包括以下局部阻力：
名称 数量 局部阻力系数
直流三通 1个 1.0
累计局部阻力损失： 1.0
L＝L1＋L2=16.98m
·管段9-10的总压力损失及0-10的累计压力损失：
＝×L＝16.454Pa
：管段从节点0开始到节点10为止的管段累计阻力损失为：16.454+176.84（节点0到节点9的管段累计阻力损失＝193.294Pa。
至此，管段9－10的水力计算完成。其余管段均按照以上步骤完成。
·为清晰起见，将庭院管道从最远点到调压站的局部阻力损失一一罗列在下表5中，其余管段均按此计算，不做说明，直接填入水力计算表：（各管段编号与附图1相对应）
表5：局部阻力损失表
管段
附件名称
局部阻力系数×数量
×n
累计局部阻力系数
0－－1
90º光滑弯头
0.3×1

1.3

直流三通
1.0×1
1――2
直流三通
1.0×1
1.0
2――3
直流三通
1.0×1
1.0
3――4
直流三通
1.0×1
1.0

130º光滑弯头
0.15×1
1.15
4――5
160º光滑弯头
0.1×1

1.6

分流三通
1.5×1
5――6
90º光滑弯头
0.3×1

1.8

分流三通
1.5×1
6――7
直流三通
1.0×1
1.0
7――8
直流三通
1.0×1
1.0
8――9
直流三通
1.0×1
1.0
9――10
直流三通
1.0×1
1.0
10――11
直流三通
1.0×1
1.0
11――12
直流三通
1.0×1
1.0
12――13
直流三通
1.0×1
1.0
13――14
直流三通
1.0×1

1.2

150º光滑弯头
0.1×2
14――15
直流三通
1.0×1
1.0
15――16
直流三通
1.0×1
1.0
16――17
直流三通
1.0×1
1.0
17――18
直流三通
1.0×1

1.3

90º光滑弯头
0.3×1
18――19
直流三通
1.0×1
1.0
19――20
直流三通
1.0×1
1.0
20――21
90º光滑弯头
0.3×1
0.3

(4) 庭院管道水力计算结果详见附表1。由于雷诺数和运动粘度仅在判别流态时采用，故在打印的附表中被隐藏，在电子版的水力计算表中有罗列。
(5) 从调压站到管道最远点阻力损失即为从节点0到节点21之间管段的阻力损失，经过多次修正管径，最终累加结果为482.29Pa.。该值小于900Pa（管道允许的最大压力损失）。
注：在修正管径来调节管道阻力损失的同时考虑以下两点：
·管道的管径规格过多会给施工带来不便，且增加管道附件（如变径接头等）。从经济方面考虑管道附件的价格远比管道价格高，所以尽量在选择管径的时候采用三种左右的规格。
·管道阻力损失除了有最大允许压力损失值外，还有一个最小允许压力损失值，在本工程中为150Pa。
2.1.6 管道附属设备
(1) 凝水器
用途：
·收集煤气中的冷凝水、施工过程进入煤气管道中的水，以及地下水为高的地区透过管道不严密部分渗入低压煤气管道内的水；
·充气启动或修理时，用抽水管作为吹洗管、放空管；
·用抽水管做测压管。
安装地点：
·管道坡向改变时，凝水缸设在管道的最低点，两相邻凝水器之间距离一般为200～500m；
·管道坡向不变时，间距一般为500m左右。
设计选用：
·庭院管道的工作压力属于低压，所以选用低压凝水器；
·本设计中凝水器所在管段的管径均为De110，所以采用钢制DN100的凝水器。
(2) 护罩
护罩用于保护引至地面的检查管、凝水缸引来的凝水排放管。小型护罩（直径100mm），适合用于检查管及低压凝水缸上。所以本设计采用小型护罩来保护凝水排放管。
护罩可用铸铁或钢板制造。
(3) 金属示踪线和警示带
聚乙烯燃气管道敷设时，宜随管走向埋设金属示踪线；距管顶不小于300mm处应埋设警示带，警示带上应标出醒目的提示字样。
2.1.7 设计图纸
(1) 庭院燃气管道平面布置图（燃施1）
燃施1已满足施工图设计深度要求，比例为1/500。
注：各管段应标注平面x、y坐标，给出管道准确平面位置，如果平面图给出建筑物坐标，管道位置也可用管道与建筑物的相对尺寸表示。
(2) 管道纵断面图（附图2、附图3）
对于各管段均应绘制管道纵断面图，在此仅以有凝水器的管段为例。附图2、附图3是管段5－27－25及5－4－1，5－6－18－21管段的管道纵断面图。图纸包括了管道路面的地形标高；管道平面布置示意图；燃气管道走势及埋深；管道附件（凝水器）的安装深度；输气管道的坡向及坡度； 绘制纵断面图时在图纸左侧绘制标尺，图纸中采用横向1/1000，纵向1/50的比例。
2.1.8 设计施工说明及材料表
设计施工说明（说明－1）阐述了在庭院燃气管道设计及施工的过程中需要注意的问题以及实际的工程施工方法等。
庭院管道的材料表附于燃施1上。
2.2 室内管道
2.2.1 引入管的设计
引入管是指室外燃气管道与室内燃气管道的连接管。无论是低压还是中压（即自设调压箱的用户）燃气引入管，其布置原则基本相同，一般可分为地下引入法和地上引入法两种，地上引入法又分为低立管入户和高立管入户。
(1) 结合主要的设计原则，说明本设计的方案：
·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。如确有困难，可以从楼梯间引入，此时阀门井宜设在室外。本设计将引入管设在厨房；
·输送湿燃气的引入管，埋设深度应在土壤冰冻线以下，并有不低于0.01的坡向凝水器或燃气分配管的坡度。本工程引入管均有0.01的坡向凝水器或燃气分配管的坡度。
·燃气引入管穿过建筑物基础、墙或管沟时，均应设在套管内，并考虑沉降的影响，必要时采取补偿措施。本设计考虑到软土地基燃气支管进户时，由于建筑物的沉降往往会造成低（高）立管下端的弯管处破裂，进户管上设置挠性补偿器。设置方式见各楼栋的系统图。安装图参考文献[3]图5－2～5－5。
·输送人工煤气时，引入管最小公称直径为25mm；输送天然气时，最小公称直径为15mm。
(2) 参考文献[2]，本工程位于江南没有冰冻期的地方，无法从地下引入时，常用地上引入法。本工程采用地上引入法，燃气管道穿过室外地面，沿外墙敷设到一定高度，然后穿建筑物外墙进入厨房。
(3) 在新建小区的燃气工程通常考虑到建筑的整体美观，采用低立管入户；但在改造工程中，为了给住户带来尽肯能少的施工不便，通常采用高立管入户。在本工程中，采用低立管入户。
2.2.2 画出水力计算图（系统图或立面图）
(1) 对各计算节点进行编号，对于有管道计算流量、管径、气流方向改变的位置均应边上节点号；
(2) 对各层层高及支管处进行标高；
(3) 标出管道附属设备。
2.2.3 室内燃气管道水力计算的方法
(1) 设计流量计算
在计算庭院管道时进行流量计算时提到，由于居民住宅使用燃气的数量和使用时间变化较大，故室内和庭院燃气管道的计算流量一般都按燃气用具的额定耗气量和同时工作系数K0来确定。在此，不重复列出公式。
(2) 管材的选择确定
根据前文所述，庭院管道采用的PE管材有较多优点，但是参照文献[4]，由于聚乙烯管道机械强度较低，作明管容易受碰撞破损，导致漏气，同时受大气中紫外线与氧气的影响，会加速老化，气温的变化及油烟或其他化学剂的侵蚀对聚乙烯管道也不利。因此作为易燃易爆的燃气输送管道，不应使用聚乙烯管道作室内地上管道。
根据文献[1]，对于不大于DN80的室内燃气管道应采用镀锌钢管；对于大于DN80的室内燃气管道宜采用无缝钢管，材质10号钢，连接形式采用焊接或法兰。
假设采用镀锌钢管，根据已计算的设计流量以及镀锌钢管的经济流速6m/s（文献[2]），根据公式，初步得出燃气管道的管径远小于DN80，故确定采用镀锌钢管。
而在庭院管道与引入管连接的地方采用钢塑转换弯接头。连接方式参见文献[4]。
(3) 室内管道水力计算的方法及公式阐述：
·预选管径
预选管径可通过平均压降法或经济流速法来确定。但是由于本设计的室内管段流量变化频繁，不适合采用平均压降法；本设计按照6m/s的经济流速预选管径。公式如下：

式中：
——管段的计算流量Nm3/h）；
—— 管道内径(mm)；
—— 经济流速(m/s)；
·根据预选管径从表6确定管道内径：

表6：低压流体输送钢管GB3091-82
(镀锌钢管)
管径DN

外径
普通管壁厚
管内径
重量
mm
in
mm
mm
mm
kg/m
8
1/4
13.50
2.25
9.00
0.62
10
3/8
17.00
2.25
12.50
0.82
15
1/2
21.25
2.75
15.75
1.25
20
3/4
26.75
2.75
21.25
1.63
25
1
33.50
3.25
27.00
2.42
32
1 1/4
42.25
3.25
35.75
3.13
40
1 1/2
48.00
3.50
41.00
3.84
50
2
60.00
3.50
53.00
4.88
65
2 1/2
75.50
3.75
68.00
6.64
管道工程安装手册p82
·根据计算流量以及预选管道的内径，确定实际流速。公式如下：

式中：
—— 实际流速(m/s)；
—— 庭院及室内燃气管道的计算流量Nm3/h）；
—— 管道内径(mm)。
·与庭院管道的水力计算一样，由于燃气处于各种流态时，需要选用不同的阻力计算公式。流态通过雷诺数来判别。

式中:
—— 雷诺数；
—— 管道内径(mm)；
—— 实际流速(m/s)；
—— 运动粘度(㎡/s)。
·根据各管段燃气的雷诺数判别流态，选用不同的摩擦阻力系数及单位管长的摩擦阻力计算公式。不同流态的计算公式如下：
当<2100时为层流，
；
当>3500时为紊流，
；
当21003500时为临界状态，
；
式中：
—— 燃气管道摩擦阻力损失(Pa)；
—— 燃气管道的摩阻系数；
—— 燃气管道的计算长度(m)；
—— 燃气管道的计算流量（Nm3/h）；
—— 管道内径(mm)；
—— 1㎏/m；
—— 运动粘度(㎡/s)；
—— 管壁内表面的当量绝对粗糙度(mm)，镀锌钢管一般取=0.1~0.2mm；本设计中取0.2mm；
—— 雷诺数；
—— 实际的燃气温度；
—— 273K。
·单位长度管道阻力损失的密度修正。
密度修正：在上述单位管长摩擦阻力损失的公式中，密度为1㎏/m3。在输送人工煤气时，只需在上述阻力损失的基础上乘以人工燃气的密度数值。
·燃气管道的管段计算长度确定
管段的计算长度由两部分组成：一.实际管段长度；二.当量长度。

局部阻力损失的计算可以用将各种管件折成相同管径管段的当量长度，乘以单位管长阻力损失的方法。当量长度的计算公式如下：

式中：
—— 当量长度m；
—— 计算管段中局部阻力系数的总和。可以通过查文献[1]中表6-1查取；
—— 管道内径(mm)；
—— 燃气管道的摩阻系数。
·管段阻力损失计算
管段的总压力损失值即为管段的计算长度与经过密度修正的单位长度管道阻力损失之积。
·各管段的附加压头计算
由于燃气与空气的密度不同，当管段始末端存在标高差时，在燃气管道中将产生附加压头，在计算室内燃气管道时，必须将该值计入管道阻力损失之内。其值由下式确定：

式中：

—— 附加压头(Pa)；
—— 重力加速度(N/㎏)；
—— 空气的密度(㎏/)；
—— 燃气的密度(㎏/)；
—— 管段终始端的标高差值。
·管段的累计阻力损失计算
该值即为本管段的阻力损失加上管段附加压头以及前面已经计算过的管段的阻力损失累计值。
·根据管道阻力损失的要求对管道设计的校核与修正
根据文献[1]表7-3多层建筑室内允许压降为250Pa，由于上述的计算中未计入燃气表的阻力损失（100～120Pa）,所以，按照上述过程计算所得的阻力损失应不大于150Pa。若大于150Pa，则需要改变管道直径，重新计算。
(4) 以24栋室内燃气立管7为例进行室内燃气管道的设计计算及核算。
·画出水力计算用的系统图（附图4）。
·管段流量的计算、根据经济流速计算得出的管径以及预选的管径如表7：
表 7：24栋燃气立管7的管段流量计算表
管段编号
户数
N2
同时使用系数K2
计算流量
Qh
计算得管径
d’
预选管径
D’
单位
户

Nm3/h
m
mm
0－－1
1
1
3.46
0.014
15
1－－2
1
1
3.46
0.014
15
2－－3
2
0.56
3.8752
0.015
15
3－－4
3
0.44
4.5672
0.016
15
4－－5
4
0.38
5.2592
0.018
15
5－－6
5
0.35
6.055
0.019
25
6－－7
6
0.31
6.4356
0.019
25
7－－8
7
0.29
7.0238
0.02
25
8－－9
8
0.27
7.4736
0.021
25
9－－10
9
0.26
8.0964
0.022
25
10－－11
10
0.25
8.65
0.023
25
11－－12
11
0.244
9.28664
0.023
25
12－－13
11
0.244
9.28664
0.023
25
·根据流量以及预选管径所对应得内径确定实际流速：
如管段0－－1，实际流速为

＝
≈4.93m/s
·根据管段计算流量、实际流速以及运动粘度，得出雷诺数并判别流态从而选择对应的公式进行计算得出单位摩擦阻力损失并进行密度修正：
如管段0――1，雷诺数为：

＝
≈ >3500，属于紊流；
的计算需要选用公式，该过程由下列语句来实现：
IF(Re<2100,,IF(Re>3500, , ))
选用与紊流相对应的公式：

＝
≈
和的计算过程一样，需要根据雷诺数来判断流态从而选定公式。所用语句为：
IF(Re<2100，，IF(Re>3500, ，))
因为雷诺数为，大于3500，采用与紊流相对应的公式：

×
≈37.80 Pa/m
密度修正后单位管长摩擦阻力损失为：
Pa
·燃气管道的管段计算长度确定
＝0.5m
≈1.906m
式中：
—— 计算管段中局部阻力系数的总和，在管段0――1中，包括以下局部阻力：
名称 数量 局部阻力系数
DN15旋塞 1个 4.0
旁流三通 1个 1.5
累计局部阻力损失： 5.5
·管段始末的高程差及附加压头：

=9.8×(1.293-0.63)×0=O
·管段总压力损失及累计压力损失：
＝×L+＝16.454Pa
：管段从节点0开始到节点1为止的管段累计阻力损失为：16.454Pa。
至此，管段0－1的水力计算完成。其余管段均按照以上步骤完成。
·允许压降及对管道设计的校核与修改。
根据以上的方法，得出初步管道计算结果，压力损失过大，为546.5Pa，大大超过150Pa的最大允许压力降。经多次调整管径，最终确定为138.06Pa。详见附表3
(5) 室内燃气管道的管道防腐、附属设备及其安装设计
·由于钢塑弯头连接室内管道前有埋地的镀锌钢管管段，所以需要采用一定的防腐措施。
对于埋地管道，针对土壤腐蚀性的特点，可以通过多种途径来防止腐蚀的发生和降低腐蚀的程度。在参观的工地中，防腐的做法都是采用绝缘层防腐法。目前常用的埋地钢管外防腐材料有石油沥青、煤焦油瓷漆、聚乙烯粘胶带、熔结环氧、挤塑聚乙烯（二层、三层结构）。
石油沥青：有稳定的防腐性能，取材容易，价格较低，但其吸水率高易老化，耐热稳定性差，在熬制时对环境有污染；
聚乙烯粘胶带：施工方便，可机械也可手工缠绕，吸水率较小，易补口补伤，对环境无污染，适合于小管径管道的防腐，但在螺旋焊缝管上缠绕效果较差。
熔结环氧粉末与管道表面黏结力非常强，耐化学腐蚀性能好，硬度高，使用温度范围宽，绝缘 较高，但其韧性较差，在搬运与施工中易发生机械损伤，且补口较麻烦。
挤塑聚乙烯（两层和三层结构），具有优良的机械性能和极低的水汽渗透性，耐化学介质侵蚀能力强，绝缘电阻大，特别是挤塑聚乙烯三层结构防腐，弥补了两层PE黏结性能不足及环氧粉末涂层耐机械撞击能力不足等缺点，把两者的优势结合在一起，通过互补防腐性能更加优越，能适合于各种土壤条件下使用。
通过对各类防腐层的比较，可以挤塑聚乙烯防腐层具有明显的优越性，并且直接由工厂流水线生产避免了人为施工质量的因素，而三层结构更是结合了环氧粉末与聚乙烯两种防腐层的优点是目前较为完善的外防腐层体系，适合于在江南水网密集人口稠密的地区使用，因此，地处南京的本设计推荐使用挤塑聚乙烯三层结构防腐层。
·套管