高层建筑室内燃气管道设计的要点

1浅谈高层建筑室内燃气管道设计的要点超过肯定高度和层数的多层建筑。在美国，24.6m7层以上视为高层建筑；31m824.3m得建20231024米高的其他民用建筑为高层建筑。高层建筑由于其自身的特别性，供气与多层建筑供气有肯定的差异。在高层民用建筑室内自然气管道的设计中要考虑管材选用、燃气附加压力、高层建筑的沉降、室内立管自重及热伸缩等问题。一、燃气管道管材选用15螺GB50028-202310.2.4条，“在屋面上的燃气管道和高层建筑沿外墙架设的燃气管道，在避雷范围以外时，承受焊接钢4mm。”因此在设计人员设计时，首先确认燃气管道是否在避雷范围内。二、燃气附加压力在立管中就会产生较大的附加压力。附加压力过大，会造成某些用户燃具前压力波动增大，超出燃具稳定工作范围，影响用户燃具的正常燃烧，造成燃气不完全燃烧，甚至发生离焰、脱火、回火和熄火等现象，增大供气担忧全性。掌握和消退附加压力的影响，是保证高层供气系统安全正常运行的重要方面。在高层建筑燃气室内管系统的设计中，由附加压头引发的冲突特别突出，因而“顶峰计算、低峰校核“是指通过计算(主要是管径的选择)使得在用气顶峰时配气系统中最低压力用气点的压力高于燃计算公式：△P=h(ρa-ρg)g=5.32h式中：△P 附加压头(Pa)；ρa 表示空气密度(=1.293Kg/m3)；ρg (Kg/m3)0.75Kg/m3；h 表示最高与最低用气点位置的高差(m)；g 表示重力加速度(=9.80m/s2)。附加压力为正值，说明燃气自下而上流淌时，附加压力相当于浮力。由于Pn=2023Pa，依据燃气设计手册，灶前压力允许波动范。随着楼层上升，由于附加压力的作用，很有可能导致燃2500Pa，设定最不利工况，即只有顶层一户用气，管道沿程阻力接近于0，而局部阻力仅为燃气表的阻力(约PP=2500+ΔH-120Pa=2380Pa+5.32h当P=3000Pa时，h=116m。但为了使用户燃具前的压力波动范围变小，更接近灶具的额定压力，有必要实行措施，减小附加压力的影响。自然气系统随着楼层上升，附加压力渐渐增大，相当于降低了管道阻力。对由下而上的燃气供给方式，要消退附加压力的影响，须增加管道阻力。具体措施有：每隔肯定层数设一节流阀，这种方法简便、经济、易操作。但是，当只有顶层极少数用户用气时，附加压力削减不明显；管内流量随用户数的多少而变化，流量的变化致使立管的阻力也随之变化，造成用户燃具前压力波动。在立管上设置低-200Pa的楼层。通过调压器调压，稳定燃具前压力，消退附加压头影响。每户装设阀门，依据各楼层不同的燃气压力，分别调整阀门的开度，节流调压，抑制附加压力的影响，从而满足每户燃具所需正常工作压力。但由于阀门开度不好掌握，故这种-低压调压器，使燃具前压力稳定在额定工作压力范围承受中压管道直接进入建筑物，在户内燃气表前加中-低压调压器，这样用户之间的影响较小，用气顶峰时压力波动也不明显，而且调压器后的低压管段较短，燃具根本上是处在额定压力下工作，运行工况较佳，比较好地消退附加压力的影响。但是户内有一局部中压管道，安全性比低压管道有所降低，并且工程造价也较高，所以一般不主见承受。在实际应用中，楼层不超过20层时，一般承受在立管上加节流阀的方法；楼层超过20层时，一般承受-低压调压器的方法。这样，既有效地消退了附加压力，保证了燃具前压力的稳定性，同时在肯定程度上也降低了工程造价。三、 高层建筑的沉降对管道的影响建筑物建成后都会产生大小不同的沉降，建筑物的沉降对燃气引入管的影响格外严峻。我们安装燃气管道时应尽量在建筑沉降一段时间后敷设引入管，可在管道穿墙处设置钢套管或预留竖槽，并保证管道上部间隙不小于建筑物最1.25mm。由于建筑物沉降时，燃气引入管是相对静止的，因此燃气引入管要承受建筑物作用产生的切应力，当切应力超过极限时，管道就会断裂，造成燃气泄漏。因此，在燃气设计中要实行肯定的措施保护引入管。在立管(或穿墙管)前的水平管上加设一个波浪管补偿(或穿墙管)前的水平偿来削减引入管的受力。此种方法简洁易行，但是受位置的限制。在引入管穿越墙体时加设钢套管，钢套管保证燃气管道的上部与钢套管的间隙大于建筑物的最大沉降量，下部也应留有肯定的间隙。四、 室内立管自重考虑管道自重产生的压缩应力和环境温度的变化产生的伸缩变型与热应力。7～10层的穿楼板处加7～10层的高度处加设固定支撑，或加一段水平管段，在水平管段上加支架。50m处转换立管位置形成“与”字形，两段立管间用金属波浪管连接，立管底局部别设固定支座承重。五、 燃气立管自重与热伸缩的影响立管因环境温度变化热胀冷缩，所以应以立管底部为固定端，顶端为自由时套管局部相当于滑动支架，有利于轴向移动。1、管道因温差产生的伸缩量计算：管道两端不固定时伸缩量的计算公式为：ΔL=103×αl×L×Δt管道的伸缩量，mm；——-1201.110-5-1；L——管道长度，m；Δt——设计温差，即管道在计算状态下的温度与安装温度的差，℃。2、管道的热应力假设管道两端完全固定时，产生的热应力计算公式为：σt=E×α×Δt式中：σt——热应力，MPa；设计温差，即管道在计算状态下的温度与安装温度的差，℃；E——管材的弹性模量，MPa201.92×105MPa。α——α=1.2×10-5m/℃.m。伸缩量〔mm〕温差〔℃〕〔MPa〕伸缩量〔mm〕温差〔℃〕〔MPa〕60m120m150m106.613.216.521.122013.226.43342.243019.839.649.563.36可见，立管的伸缩量和热应力是不行无视的，应实行有效的支撑和热补偿偿。1〕在立管上承受多个弯头组合进展补偿；2〕在立管上设置一个或多个波浪补偿器进展补偿。的补偿将造成丝口松动，因此方式二为抱负的补偿方式。六、其他安全措施因此应合理配置先进设备，实行安全措施。具体措施有：在引入管处设置快速切断阀，每隔6～7层加一个分段阀门。各用户设置燃气报警装置、自动切断装置、送排风系统等。燃气报警装置和自动切断装置、送排风系统应连动。高