燃氣輸配技術(shù) 燃氣管網(wǎng)的水力計算

1、 5-4 5-4 管網(wǎng)水力計算管網(wǎng)水力計算5-2 5-2 室內(nèi)燃氣管道水力計算室內(nèi)燃氣管道水力計算5-3 5-3 燃氣分配管道計算流量燃氣分配管道計算流量5-1 燃氣管道的水力計算公式和圖表燃氣管道的水力計算公式和圖表5-1 5-1 燃氣管道的水力計算公式和圖表燃氣管道的水力計算公式和圖表一、燃氣管道的水力計算公式一、燃氣管道的水力計算公式二、燃氣管道水力計算圖表二、燃氣管道水力計算圖表一、燃氣管道的水力計算公式一、燃氣管道的水力計算公式05271026. 6TTdQLPRe64510Re652100Re03. 025. 0Re6811. 0dK284. 051581102236. 0QddZ

2、TTdQLPP0521022211027. 15 . 0522211051ZSTLdPPQv5 . 0115222121)1 (1051niiiivLhhLaZSTLdhaPPQTZRgSaa2Re51. 271. 3lg01. 21dK22uPL=L1+L2 = L1+ l2H=10（km）h 附加壓力計算結(jié)果可正、可負，當(dāng)附加壓力為正值時，有助于燃氣流動。而當(dāng)附加壓力為負值時，阻礙燃氣流動。148圖5 2 人工干燃氣高、中壓鋼管水力計算圖102610224 6810321086464281046428105642810681024 6281024 6381024 6481024 65810

3、24 66 Q（m /h）3D8208D9208D102010D112010D122010D7207D6307D5297D4786D4266D3776D3256D2736D2196D1596D1335D1085D894D764D573.5D453.5D383D323P1-P2L(Pa /km)10422232-60=1kg/m 0=2510 m /s 三、低壓燃氣管網(wǎng)壓力降及壓力降分配三、低壓燃氣管網(wǎng)壓力降及壓力降分配在計算低壓燃氣管網(wǎng)時，需要控制管在計算低壓燃氣管網(wǎng)時，需要控制管道的阻力損失，低壓燃氣管網(wǎng)壓力降分道的阻力損失，低壓燃氣管網(wǎng)壓力降分配應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟技術(shù)條件確定，詳見第六配應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟

4、技術(shù)條件確定，詳見第六章。章。 5-2 5-2 室內(nèi)燃氣管道水力計算室內(nèi)燃氣管道水力計算在進行室內(nèi)燃氣管道水力計算時，在進行室內(nèi)燃氣管道水力計算時，應(yīng)首先根據(jù)建筑物的平面圖和剖面圖應(yīng)首先根據(jù)建筑物的平面圖和剖面圖，選定和布置用戶燃氣用具，畫出管，選定和布置用戶燃氣用具，畫出管道系統(tǒng)圖。利用同時工作系數(shù)法計算道系統(tǒng)圖。利用同時工作系數(shù)法計算確定各管段的計算流量。自引入管到確定各管段的計算流量。自引入管到各燃具之間的壓降，其最大值為系統(tǒng)各燃具之間的壓降，其最大值為系統(tǒng)的壓力降。的壓力降。 室內(nèi)燃氣管道水力計算的方法和步驟室內(nèi)燃氣管道水力計算的方法和步驟1.管段按順序編號，凡管徑變化或流量變化處管段

5、按順序編號，凡管徑變化或流量變化處均應(yīng)編號，并標(biāo)上各計算管段的實際長度均應(yīng)編號，并標(biāo)上各計算管段的實際長度L1。 2.求出各管段的額定流量，并按同時工作系數(shù)求出各管段的額定流量，并按同時工作系數(shù)法，即式（法，即式（2-9）計算各管段的計算流量。）計算各管段的計算流量。 3.根據(jù)計算流量設(shè)定各管段的管徑（用戶支管根據(jù)計算流量設(shè)定各管段的管徑（用戶支管最小管徑為最小管徑為DN15）。）。4.查表查表5-1得各管段局部阻力系數(shù)得各管段局部阻力系數(shù)，查圖，查圖5-1得得=1時的時的l2值，求出當(dāng)量長度值，求出當(dāng)量長度L2=l2，從，從而可得管道的計算長度而可得管道的計算長度L=L1+L2。 5.根據(jù)燃

6、氣種類、密度和運動粘度選擇水力根據(jù)燃氣種類、密度和運動粘度選擇水力計算圖計算圖5-6確定管段單位長度的壓降值。確定管段單位長度的壓降值。 并根并根據(jù)需要進行修正。據(jù)需要進行修正。6.由式（由式（5-18）計算各管段的附加壓力。）計算各管段的附加壓力。 7.求各管段的實際壓力損失，即求各管段的實際壓力損失，即PH8.求室內(nèi)燃氣管道的總壓力降，人工燃氣計算壓求室內(nèi)燃氣管道的總壓力降，人工燃氣計算壓力降一般不超過力降一般不超過80100Pa（不包括燃氣表的壓（不包括燃氣表的壓力降）。低壓室內(nèi)燃氣管道的壓力降見表力降）。低壓室內(nèi)燃氣管道的壓力降見表6-1、6-2。9.將室內(nèi)燃氣管道的總壓力降與允許的壓

7、力降進將室內(nèi)燃氣管道的總壓力降與允許的壓力降進行比較，如不合適，則可調(diào)整個別管段的管徑行比較，如不合適，則可調(diào)整個別管段的管徑5-3 5-3 燃氣分配管道計算流量燃氣分配管道計算流量一、燃氣分配管道的分類一、燃氣分配管道的分類二、變流量低壓分配管段計算二、變流量低壓分配管段計算流量的確定流量的確定一、燃氣分配管道的分類一、燃氣分配管道的分類途泄流量途泄流量Q1N2按照所具有的途泄流量和轉(zhuǎn)輸流量不同，燃氣分配管道可分為以下幾類： 圖5-9 燃氣管道的計算流量QNQ1=0LQ2(a)QNL(b)Q1Q2=0QN(c)LQ2Q1圖圖59 59 燃氣管道的計算流量燃氣管道的計算流量（a a）只有轉(zhuǎn)輸流

8、量的管段；（）只有轉(zhuǎn)輸流量的管段；（b b）只有途泄流量的管段；）只有途泄流量的管段；（c c）有途泄流量和轉(zhuǎn)輸流量的管段）有途泄流量和轉(zhuǎn)輸流量的管段二、變流量低壓分配管段計算流量的確定1111LQq圖5-10 各管段途泄流量計算圖示1112734895610BACDEF211654321112121211LLQLQLqqQABAB106106591061061LLQLqQFF12 圖 5 - 1 1燃 氣 分 配 管 段 的 負 荷 變 化 示 意 圖QNQ2123nn + 1Q1= n qL = ( n + 1 ) lq1q2q3qn - 1qn燃 氣 管 道 的 負 荷y圖圖511 51

9、1 燃氣分配管段的負荷變化燃氣分配管段的負荷變化lKQP75. 1lqyQKPNy75. 1) 1( 75. 175. 1) 1(1nxylKQPNy1175. 175. 111) 1(11nNnynxynLKQPP275. 11211. 088. 01xnnxLKQPN75. 175. 175. 11175. 175. 1211)(xxLKQQQQQQLKQLQQKPNNNNNxxxnnx75. 12)1 (1211. 088. 015-4 5-4 管網(wǎng)水力計算管網(wǎng)水力計算環(huán)狀管網(wǎng)與枝狀管網(wǎng)的主要區(qū)別環(huán)狀管網(wǎng)與枝狀管網(wǎng)的主要區(qū)別環(huán)狀管網(wǎng)水力計算的特點環(huán)狀管網(wǎng)水力計算的特點環(huán)狀管網(wǎng)水力計算步驟

10、環(huán)狀管網(wǎng)水力計算步驟舉例舉例u環(huán)狀管網(wǎng)與枝狀管網(wǎng)的主要區(qū)別環(huán)狀管網(wǎng)與枝狀管網(wǎng)的主要區(qū)別1.節(jié)點處流量的代數(shù)和為零節(jié)點處流量的代數(shù)和為零 Q=0 m-1個方程個方程2.環(huán)網(wǎng)的壓力降之和為零環(huán)網(wǎng)的壓力降之和為零 P=0個方程個方程3.由環(huán)網(wǎng)特點得到的方程數(shù)等于管段數(shù)由環(huán)網(wǎng)特點得到的方程數(shù)等于管段數(shù)4.補充方程補充方程i個方程個方程u環(huán)狀管網(wǎng)水力計算的特點環(huán)狀管網(wǎng)水力計算的特點已得方程總數(shù)為已得方程總數(shù)為2p+q個，未知量為個，未知量為3p，余下的未知量為，余下的未知量為pq，此時環(huán)狀管，此時環(huán)狀管網(wǎng)的計算在數(shù)學(xué)上是不定解。為求得網(wǎng)的計算在數(shù)學(xué)上是不定解。為求得唯一解，應(yīng)增加補充條件或給定其余唯一解

11、，應(yīng)增加補充條件或給定其余的未知量。按經(jīng)濟性原則采用的未知量。按經(jīng)濟性原則采用等壓力等壓力降法降法選取管徑作為補充條件求解。選取管徑作為補充條件求解。u環(huán)狀管網(wǎng)水力計算步驟環(huán)狀管網(wǎng)水力計算步驟1.參照管網(wǎng)平面布置圖繪制管網(wǎng)水力計算用草圖；參照管網(wǎng)平面布置圖繪制管網(wǎng)水力計算用草圖；2.編環(huán)號、節(jié)點號、標(biāo)注管段長度，確定集中負荷編環(huán)號、節(jié)點號、標(biāo)注管段長度，確定集中負荷用戶的位置；用戶的位置；3.已知用戶用氣量和已定管網(wǎng)布置圖的基礎(chǔ)上，計已知用戶用氣量和已定管網(wǎng)布置圖的基礎(chǔ)上，計算整個供氣范圍內(nèi)集中負荷的用氣量和單位長度的算整個供氣范圍內(nèi)集中負荷的用氣量和單位長度的途泄流量；途泄流量；4.定零點，

12、選擇零點時應(yīng)使從供氣點到用戶的燃氣定零點，選擇零點時應(yīng)使從供氣點到用戶的燃氣流經(jīng)的距離為最短。且自供氣點流經(jīng)各管段至零點流經(jīng)的距離為最短。且自供氣點流經(jīng)各管段至零點的水力半徑基本相等；的水力半徑基本相等；5.確定各管段中的燃氣流向，氣流方向總是流離確定各管段中的燃氣流向，氣流方向總是流離供氣點，不應(yīng)逆向；供氣點，不應(yīng)逆向；6.計算管網(wǎng)各管段的途泄流量、轉(zhuǎn)輸流量和計算計算管網(wǎng)各管段的途泄流量、轉(zhuǎn)輸流量和計算流量；流量；7.由已知的管網(wǎng)計算壓力降和供氣點至零點的管由已知的管網(wǎng)計算壓力降和供氣點至零點的管道長度，求得單位長度沿程阻力平均壓力降道長度，求得單位長度沿程阻力平均壓力降 ，選，選擇各管段的

13、管徑。擇各管段的管徑。8.進行進行校正計算校正計算（即水力平差計算），使所有封（即水力平差計算），使所有封閉環(huán)網(wǎng)壓力降的代數(shù)和等于零或接近于零，閉環(huán)網(wǎng)壓力降的代數(shù)和等于零或接近于零， 直至直至達到工程允許的誤差范圍。達到工程允許的誤差范圍。校正流量：校正流量： QPQPQQPPQQQnsnn75. 1 上式中上式中 和和 始終為正值，始終為正值，P內(nèi)各內(nèi)各項的符號由計算確定，一般取順時針時為正項的符號由計算確定，一般取順時針時為正，逆時針時為負，逆時針時為負，Q的符號與的符號與P的符號的符號相反。相反。QPnsQP u舉例舉例 如圖如圖513 所示低壓燃氣管網(wǎng)，圖中注有環(huán)所示低壓燃氣管網(wǎng)，圖中

14、注有環(huán)網(wǎng)各邊長度。人口密度為網(wǎng)各邊長度。人口密度為600人人/公頃，最大用氣公頃，最大用氣量為量為0.06m3/（人（人h），有一個集中用戶，用氣），有一個集中用戶，用氣量為量為120 m3/h。A為調(diào)壓站。管網(wǎng)輸送人工燃氣為調(diào)壓站。管網(wǎng)輸送人工燃氣，燃氣密度為，燃氣密度為0.45kg/m3，運動粘度為，運動粘度為2510-6m2/s，輸送溫度，輸送溫度T=273K。管材為鋼管，允許。管材為鋼管，允許壓力降為壓力降為500Pa。試進行水力計算。試進行水力計算。圖5-13環(huán)形管網(wǎng)計算簡圖1734A120m /h256893400m500m400m500m500m450m500m450m圖圖513

15、 513 環(huán)狀燃氣管網(wǎng)計算簡圖環(huán)狀燃氣管網(wǎng)計算簡圖計算步驟：計算步驟：1.計算各環(huán)的單位長度途泄流量計算各環(huán)的單位長度途泄流量（1）按管網(wǎng)布置將供氣區(qū)分成小區(qū)；）按管網(wǎng)布置將供氣區(qū)分成小區(qū)；（2）計算各環(huán)內(nèi)的最大小時用氣量（以面積、）計算各環(huán)內(nèi)的最大小時用氣量（以面積、人口密度和每人每小時的最大用氣量相乘）；人口密度和每人每小時的最大用氣量相乘）；（3）計算供氣環(huán)周邊的總長；）計算供氣環(huán)周邊的總長；（4）計算各環(huán)單位長度的途泄流量。）計算各環(huán)單位長度的途泄流量。2.各管段的計算流量各管段的計算流量（1）在管網(wǎng)的計算簡圖上將各管段依次編號，）在管網(wǎng)的計算簡圖上將各管段依次編號，在距供氣點（調(diào)壓室

16、）最遠處，假定零點的位置在距供氣點（調(diào)壓室）最遠處，假定零點的位置（1、3、7和和9），同時決定氣流的方向；），同時決定氣流的方向；（2）計算各管段的途泄流量；）計算各管段的途泄流量；（3）計算各管段的轉(zhuǎn)輸流量，計算由零點開始）計算各管段的轉(zhuǎn)輸流量，計算由零點開始，與氣流相反方向推算到供氣點。當(dāng)集中負荷由，與氣流相反方向推算到供氣點。當(dāng)集中負荷由兩側(cè)管段供氣時，轉(zhuǎn)輸流量以各分擔(dān)一半左右為兩側(cè)管段供氣時，轉(zhuǎn)輸流量以各分擔(dān)一半左右為宜。宜。（4）計算各管段的計算流量）計算各管段的計算流量Q=0.55Q1+Q2。3.確定各管段的管徑確定各管段的管徑（1）預(yù)定沿程阻力的單位長度計算壓力降，取）預(yù)定沿程阻力的單位長度計算壓力降，取局部阻力損失為沿程阻力損失的局部阻力損失為沿程阻力損失的10%。 （2）確定管徑，由圖）確定管徑，由圖5-3，根據(jù)初步流量分配，根據(jù)初步流量分配及沿程阻力的單位長度計算壓力降選擇各管段及沿程阻力的單位長度計算壓力降選擇各管段管徑。管徑。（3）計算各環(huán)的閉合差，即）計算各環(huán)的閉合差，即 %1005 . 0PP4.校正計算校正計算（1）計算各環(huán)的）計算各環(huán)的Q（2）計算各環(huán)的）計算各環(huán)的Q（3）計算各環(huán)的校正流量）計算各環(huán)的校正流量Q（4）確定