燃气输配技术 燃气管网的水力计算

1、5-4 5-4 管网水力计算管网水力计算5-2 5-2 室内燃气管道水力计算室内燃气管道水力计算5-3 5-3 燃气分配管道计算流量燃气分配管道计算流量5-1 燃气管道的水力计算公式和图表燃气管道的水力计算公式和图表一、燃气管道的水力计算公式一、燃气管道的水力计算公式二、燃气管道水力计算图表二、燃气管道水力计算图表一、燃气管道的水力计算公式一、燃气管道的水力计算公式05271026. 6TTdQLPRe64510Re652100Re03. 025. 0Re6811. 0dK284. 051581102236. 0QddZTTdQLPP0521022211027. 15 . 0522211051

2、ZSTLdPPQv5 . 0115222121)1 (1051niiiivLhhLaZSTLdhaPPQTZRgSaa2Re51. 271. 3lg01. 21dK22uPL=L1+L2 = L1+ l2H=10（km）h 附加压力计算结果可正、可负，当附加压力为正值时，有助于燃气流动。而当附加压力为负值时，阻碍燃气流动。148图5 2 人工干燃气高、中压钢管水力计算图102610224 6810321086464281046428105642810681024 6281024 6381024 6481024 6581024 66 Q（m /h）3D8208D9208D102010D11201

3、0D122010D7207D6307D5297D4786D4266D3776D3256D2736D2196D1596D1335D1085D894D764D573.5D453.5D383D323P1-P2L(Pa /km)10422232-60=1kg/m 0=2510 m /s 三、低压燃气管网压力降及压力降分配三、低压燃气管网压力降及压力降分配在计算低压燃气管网时，需要控制管在计算低压燃气管网时，需要控制管道的阻力损失，低压燃气管网压力降分道的阻力损失，低压燃气管网压力降分配应根据经济技术条件确定，详见第六配应根据经济技术条件确定，详见第六章。章。 5-2 5-2 室内燃气管道水力计算室内燃

4、气管道水力计算在进行室内燃气管道水力计算时，在进行室内燃气管道水力计算时，应首先根据建筑物的平面图和剖面图应首先根据建筑物的平面图和剖面图，选定和布置用户燃气用具，画出管，选定和布置用户燃气用具，画出管道系统图。利用同时工作系数法计算道系统图。利用同时工作系数法计算确定各管段的计算流量。自引入管到确定各管段的计算流量。自引入管到各燃具之间的压降，其最大值为系统各燃具之间的压降，其最大值为系统的压力降。的压力降。 室内燃气管道水力计算的方法和步骤室内燃气管道水力计算的方法和步骤1.管段按顺序编号，凡管径变化或流量变化处管段按顺序编号，凡管径变化或流量变化处均应编号，并标上各计算管段的实际长度均应

5、编号，并标上各计算管段的实际长度L1。 2.求出各管段的额定流量，并按同时工作系数求出各管段的额定流量，并按同时工作系数法，即式（法，即式（2-9）计算各管段的计算流量。）计算各管段的计算流量。 3.根据计算流量设定各管段的管径（用户支管根据计算流量设定各管段的管径（用户支管最小管径为最小管径为DN15）。）。4.查表查表5-1得各管段局部阻力系数得各管段局部阻力系数，查图，查图5-1得得=1时的时的l2值，求出当量长度值，求出当量长度L2=l2，从，从而可得管道的计算长度而可得管道的计算长度L=L1+L2。 5.根据燃气种类、密度和运动粘度选择水力根据燃气种类、密度和运动粘度选择水力计算图计

6、算图5-6确定管段单位长度的压降值。确定管段单位长度的压降值。 并根并根据需要进行修正。据需要进行修正。6.由式（由式（5-18）计算各管段的附加压力。）计算各管段的附加压力。 7.求各管段的实际压力损失，即求各管段的实际压力损失，即PH8.求室内燃气管道的总压力降，人工燃气计算压求室内燃气管道的总压力降，人工燃气计算压力降一般不超过力降一般不超过80100Pa（不包括燃气表的压（不包括燃气表的压力降）。低压室内燃气管道的压力降见表力降）。低压室内燃气管道的压力降见表6-1、6-2。9.将室内燃气管道的总压力降与允许的压力降进将室内燃气管道的总压力降与允许的压力降进行比较，如不合适，则可调整个

7、别管段的管径行比较，如不合适，则可调整个别管段的管径5-3 5-3 燃气分配管道计算流量燃气分配管道计算流量一、燃气分配管道的分类一、燃气分配管道的分类二、变流量低压分配管段计算二、变流量低压分配管段计算流量的确定流量的确定一、燃气分配管道的分类一、燃气分配管道的分类途泄流量途泄流量Q1N2按照所具有的途泄流量和转输流量不同，燃气分配管道可分为以下几类： 图 5-9 燃 气 管 道 的 计 算 流 量QNQ1=0LQ2(a)QNL(b)Q1Q2=0QN(c)LQ2Q1图图59 59 燃气管道的计算流量燃气管道的计算流量（a a）只有转输流量的管段；（）只有转输流量的管段；（b b）只有途泄流量

8、的管段；）只有途泄流量的管段；（c c）有途泄流量和转输流量的管段）有途泄流量和转输流量的管段二、变流量低压分配管段计算流量的确定1111LQq图5-10各管段途泄流量计算图示1112734895610BACDEF211654321112121211LLQLQLqqQABAB106106591061061LLQLqQFF12 图 5 - 1 1燃 气 分 配 管 段 的 负 荷 变 化 示 意 图QNQ2123nn + 1Q1= n qL = ( n + 1 ) lq1q2q3qn - 1qn燃 气 管 道 的 负 荷y图图511 511 燃气分配管段的负荷变化燃气分配管段的负荷变化lKQP7

9、5. 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 管网水力计算管网水力计算环状管网与枝状管网的主要区别环状管网与枝状管网的主要区别环状管网水力计算的特点环状管网水力计算的特点环状管网水力计算步骤环状管网水力计算步骤举例举例u环状管网与枝状管网的主要区别

10、环状管网与枝状管网的主要区别1.节点处流量的代数和为零节点处流量的代数和为零 Q=0 m-1个方程个方程2.环网的压力降之和为零环网的压力降之和为零 P=0个方程个方程3.由环网特点得到的方程数等于管段数由环网特点得到的方程数等于管段数4.补充方程补充方程i个方程个方程u环状管网水力计算的特点环状管网水力计算的特点已得方程总数为已得方程总数为2p+q个，未知量为个，未知量为3p，余下的未知量为，余下的未知量为pq，此时环状管，此时环状管网的计算在数学上是不定解。为求得网的计算在数学上是不定解。为求得唯一解，应增加补充条件或给定其余唯一解，应增加补充条件或给定其余的未知量。按经济性原则采用的未知

11、量。按经济性原则采用等压力等压力降法降法选取管径作为补充条件求解。选取管径作为补充条件求解。u环状管网水力计算步骤环状管网水力计算步骤1.参照管网平面布置图绘制管网水力计算用草图；参照管网平面布置图绘制管网水力计算用草图；2.编环号、节点号、标注管段长度，确定集中负荷编环号、节点号、标注管段长度，确定集中负荷用户的位置；用户的位置；3.已知用户用气量和已定管网布置图的基础上，计已知用户用气量和已定管网布置图的基础上，计算整个供气范围内集中负荷的用气量和单位长度的算整个供气范围内集中负荷的用气量和单位长度的途泄流量；途泄流量；4.定零点，选择零点时应使从供气点到用户的燃气定零点，选择零点时应使从

12、供气点到用户的燃气流经的距离为最短。且自供气点流经各管段至零点流经的距离为最短。且自供气点流经各管段至零点的水力半径基本相等；的水力半径基本相等；5.确定各管段中的燃气流向，气流方向总是流离确定各管段中的燃气流向，气流方向总是流离供气点，不应逆向；供气点，不应逆向；6.计算管网各管段的途泄流量、转输流量和计算计算管网各管段的途泄流量、转输流量和计算流量；流量；7.由已知的管网计算压力降和供气点至零点的管由已知的管网计算压力降和供气点至零点的管道长度，求得单位长度沿程阻力平均压力降道长度，求得单位长度沿程阻力平均压力降 ，选，选择各管段的管径。择各管段的管径。8.进行进行校正计算校正计算（即水力

13、平差计算），使所有封（即水力平差计算），使所有封闭环网压力降的代数和等于零或接近于零，闭环网压力降的代数和等于零或接近于零， 直至直至达到工程允许的误差范围。达到工程允许的误差范围。校正流量：校正流量： QPQPQQPPQQQnsnn75. 1 上式中上式中 和和 始终为正值，始终为正值，P内各内各项的符号由计算确定，一般取顺时针时为正项的符号由计算确定，一般取顺时针时为正，逆时针时为负，逆时针时为负，Q的符号与的符号与P的符号的符号相反。相反。QPnsQP u举例举例 如图如图513 所示低压燃气管网，图中注有环所示低压燃气管网，图中注有环网各边长度。人口密度为网各边长度。人口密度为600人

14、人/公顷，最大用气公顷，最大用气量为量为0.06m3/（人（人h），有一个集中用户，用气），有一个集中用户，用气量为量为120 m3/h。A为调压站。管网输送人工燃气为调压站。管网输送人工燃气，燃气密度为，燃气密度为0.45kg/m3，运动粘度为，运动粘度为2510-6m2/s，输送温度，输送温度T=273K。管材为钢管，允许。管材为钢管，允许压力降为压力降为500Pa。试进行水力计算。试进行水力计算。图 5-13环 形 管 网 计 算 简 图1734A120m /h256893400m500m400m500m500m450m500m450m图图513 513 环状燃气管网计算简图环状燃气管网

15、计算简图计算步骤：计算步骤：1.计算各环的单位长度途泄流量计算各环的单位长度途泄流量（1）按管网布置将供气区分成小区；）按管网布置将供气区分成小区；（2）计算各环内的最大小时用气量（以面积、）计算各环内的最大小时用气量（以面积、人口密度和每人每小时的最大用气量相乘）；人口密度和每人每小时的最大用气量相乘）；（3）计算供气环周边的总长；）计算供气环周边的总长；（4）计算各环单位长度的途泄流量。）计算各环单位长度的途泄流量。2.各管段的计算流量各管段的计算流量（1）在管网的计算简图上将各管段依次编号，）在管网的计算简图上将各管段依次编号，在距供气点（调压室）最远处，假定零点的位置在距供气点（调压室

16、）最远处，假定零点的位置（1、3、7和和9），同时决定气流的方向；），同时决定气流的方向；（2）计算各管段的途泄流量；）计算各管段的途泄流量；（3）计算各管段的转输流量，计算由零点开始）计算各管段的转输流量，计算由零点开始，与气流相反方向推算到供气点。当集中负荷由，与气流相反方向推算到供气点。当集中负荷由两侧管段供气时，转输流量以各分担一半左右为两侧管段供气时，转输流量以各分担一半左右为宜。宜。（4）计算各管段的计算流量）计算各管段的计算流量Q=0.55Q1+Q2。3.确定各管段的管径确定各管段的管径（1）预定沿程阻力的单位长度计算压力降，取）预定沿程阻力的单位长度计算压力降，取局部阻力损失为沿程阻力损失的局部阻力损失为沿程阻力损失的10%。 （2）确定管径，由图）确定管径，由图5-3，根据初步流量分配，根据初步流量分配及沿程阻力的单位长度计算压力降选择各管段及沿程阻力的单位长度计算压力降选择各管段管径。管径。（3）计算各环的闭合差，即）计算各环的闭合差，即 %1005 . 0PP4.校正计算校正计算（1）计算各环的）计算各环的Q（2）计算各环的）计算各环的Q（3）计算各环的校正流量）计算各环的校正流量Q（4）确定各