06 城市燃气-燃气管网的水力工况

Xm
Xm1.75 实际压力降 调压器出口压力
1193 1193 1247 1392 1500 1500
八 月份 燃具 前压 力 :
.75 Pb P1－Pp 1193 750x1 m
二月份燃具前压力 :
0 x8 0.46
1.75 m
Pb P1－Pp 1500 750x
调压站的最大出口压力 燃具前最小压力 允许压力降 =1. 5 Pn +150
我国几个城市低压管道压力降(Pa)
项目 城市 压力 压降 北京 上海 沈阳 天津 （人工煤气） （人工煤气） （人工煤气） （天然气） 800 1100~1200 600 550 150 200 100 900 1500 600 900 500 200 80 800 1800~2000 600 1300 1000 100 80 2000 3150 1500 1650 1100 300 100
Pbmin P1 Pp Pn
1.75 P1 Pn Qm
2、各月最大小时用气量
Qm
Qy 365 24
K1 K 2 K 3
Qm 该 月 最 大 小 时 用 气 量 Nm ， 3 /h Qy 年 用 气 量 ， Nm 3 / a K1 该 月 不 均 匀 系 数 K2 该 月 最 大 日 不 均 匀 系 数 K3 该 月 最 大 日 最 大 小 时 均 不匀系数
燃具的额定压 力 调压占出口压 力 燃具前最低压 力 低压管道总压 力降 干管 支管 户内管
煤气表
100
120
120
150
二、 高、中压管道计算压力降的确定
• 特点
高、中压管网只有通过调压器才能与低压管网 或用户相连。因此，高、中压管网中的压力波 动，实际上并不影响低压用户的燃气压力。
• 确定高、中压管网末端最小压力时
3、管道计算流量Q
Q
Qy 365 24
max max K max K K 1 2 3
月最大流量与年小时用气量之比
Qm 3、 Q
Qy
Qm xm Q
365 24 Qy max max K1 K max K 2 3 365 24
K1 K 2 K 3
K1 K2K3 max max K1 K max K 2 3 K1 max K1
6
30 21 12 31 34.1
月用气量 37.2
月用气量 18.6
1、确定计算月 全年日均用气量=0.93Nm3
月份
天数 日均用气量 月不均匀系数 月份 天数 日均用气量 月不均匀系数
1
31 1.2
2
28 1.3
3
31 1.1
4
30 1
5
31 0.9
6
30 0.7
1.29 1.40 7 31 0.6 8 31 0.6
1.5P n 0.85Pn 0.65Pn
结论：
如果设计时采用 k 2 0.75，那么在供气高峰期有 以下结果 :
x 0.92 Pb 0.85Pn Pp 0.65Pn
以上是理论分析结果， 实际中 x可能会接近 1 1、用户增 多 2、压降利用系数小于 1
通常民用燃具的正常工作可以允许压力在±50%额定压力波动，考虑到高峰期一部 分燃具不宜在过低的负荷下工作，因此最小压力系数K2 ：取 0.75 ，而最大压力 系数kl取1.5，这样，低压燃气管网（包括庭院和室内管）总的计算压力降可确定 为：
1 Q
1.75
1 — 管 网 的当量阻力系数，
Q — 管网 的计算流量。
2、燃具前的额定压力 Pn
Pn 2Q2
2 用户 燃具 的当量阻力系数 ;
Q 用户 的计算流量。
3、管网设计使用的计算工 况
Pn、Qn和Q
4、管网的 水力工况分析
P1 k1Pn P2 k 2 Pn

3、计算工况下管道压力降和任意工况下管道压力降的关系式：
Pp P

Q p
1.75
Q1.75
x1.75
P1 Pb Pp Pb Q p

1.75

P1 Pb Pp Pb x1.75P
（二）对基本方程式的分析：
令P1 1.5Pn , P 0.75Pn , 代入基本方程式
月份
1 0.92
7
2 1
8
3
4
5
6
Km xm K max
月份
0.84 0.76 0.69 0.53
9 10 11 12
Km xm K max
0.46 0.46 0.53 0.69 0.84 0.84
月份
1
0.92 0.86 648
2
1 1 750
3
4
5
6
xm
Xm1.75 实际压力降 调压器出口压力 月份
管道阻抗； n 管道特性指数。
5、燃烧器前压力波动范 围和Pn的关系
max Pn P1 Pb 2 1 1 Pn Pn
2 P P P 1 1 1 n P P P 1 n 1 n 2
图形
第二节
低压管网的水力工况
一、管网系统起点压力为定值
P1 Pb Pp Pb x1.75P
P1 Pn 0.75x Pn
1.75
1时
P1 1 0.75x 1.75 Pn Pn 0 x 0.794 1 P1
选定d时采用计算流量 Q和k 2 1
燃具前压力P b P n；
燃具的流量 : Pb 2Qb Qb
2
Q；
管网流量 Qp 燃具的流量 Qb
Q。
K2<1时，实际管网和用户用气与计算流量的关系
假设Qp xQ
why
P1 Pb Pp
1.75 k1Pn 2Q 2 Q 1 p b
2、如果按月调节调压器的出口压力（燃具的额定压力为 Pn=1000Pa，计算压力降P=0.75Pn)，求出各月的调压器 出口压力。
月份
天数 月份 天数
1
31 7 31
2
28 36.4 8 31 18.6
3
31 34.1 9 30 21
4
30 30 10 31 27.9
5
31 27.9 11 30 33
D P=(k2 - k1 )Pn = (1.5 - 0.75)Pn
Δ P (k1 - k2 )Pn （1.5 0.75）Pn 0.75Pn
实际中： Δ P 0.75Pn 150
规范：城镇燃气低压管道从调压站到最远燃具管道允许 阻力损失，可按下式计算： △Pd=0.75Pn+150 式中：△Pd—从调压站到最远燃具的管道允许阻力损失 （Pa）； Pn—低压燃具的额定压力(Pa)。
k1Pn 2 xQ 1 xQ
2
1.75
k1Pn x 2Q x
2 2
1.75
1Q
1.75
k1Pn x Pn x
2
1.75
(k 1 k 2 )Pn
x x
2
1.75
(k 1 k 2 ) k1 0
令k1 1.5， 图 形
问题：
k 2 Pb x 和Qp ，但是 k 2 0时Qp 0
P1 Pb Pp Pb P1 Pp
图示
0 x2 1
Pp x m P 0.75Pn x m 750x m 750 Pb 0.75Pn 750 Pb Pn
三、随管道负荷变化调节调压器出口压力时的水力工况
Pb P （ ） n 1 P 1 1.5P n
用户通过直接低压管网相连。
（一）管网压力的基本方程式：
1、计算工况下各用户燃具前的压力和管道压力降的关系式：
P 1
Pn
P
P1 Pb P Pb Q1.75


2、任意工况下各用户燃具前的压力和管道压力降的关系式：
P1 Pb Pp Pb Q p

1.75
1. 应保证区域调压站能正常工作； 2. 通过用户在高峰时的用气量； 3. 当高、中压管网与中压引射式燃烧器连接时， 燃气压力需保证这种燃烧器的正常工作。
三、 工业企业燃气管道计算压力降的确定
以一级系统为例 设计时计算压力降由下 式确定：
P Pm Pn
P 总 调 压 装 置 到 燃 烧 器 压 的力 降 ； Pm 总 调 压 装 置 出 口 压 力 ； Pn 燃 烧 器 的 额 定 压 力 。
3、控制燃具前压力在合适的范围 Pmin k 2 Pn Pmax k 1Pn
Pn — 燃 具 的 额 定 压 力 。
Pmin , Pmax
k2，k1 — 最 小 、 最 大 压 力 系 数 ；
（二）计算工况下管网水力工况分析
1、管网的计算压力降 Δ P
Δ P Pm ax - Pm in (k1 - k2 )Pn
2
3、假设管道的最大流量 Qmax 和最小流量 Qmin有如下关系
Qmin 2Qmax
4、燃烧器前压力波动范 围
n P1 P Pmin Qn Q max min
n n Qn 1 P 1 max 2 2
ห้องสมุดไป่ตู้




P 1 P1 1 n 2
以图为例说明 P和那些因素有关
和压力降相关的因素
1、用气设备的最大负荷 Qmax Qn的关系 b 和其额定负荷
Qmax 1Qn b
2、对应 Qmax b 和Qn的燃具前压力