低压燃气管道水力计算公式

低压燃⽓管道⽔⼒计算公式
燃⽓管道输送⽔⼒计算
⼀、适⽤公式
燃⽓的管道输配起点压⼒为10KPa，按《城镇燃⽓设计规范》，应纳⼊中压燃⽓管道的范围。

但本设计认为，虽然成套设备的输出压⼒为10KPa，出站后，压⼒即降⾄10KPa以下。

整个管⽹系统都在10KPa以下的压⼒状态下⼯作，因此，在混空轻烃管道燃⽓输配过程的⽔⼒计算，应采取低压⽔⼒计算公式为宜。

⼆、低压燃⽓管道⽔⼒计算公式：
1、层流状态R e≤2100
λ＝64/R e R e＝dv/γ
ΔP/L＝×1010（Q0/d4）γρ0（T/T0）
2、临界状态R e＝2100~3500
λ＝＋（R e－2100）/（65 R e－1×105）
ΔP/L＝×106［1＋（Q0－7×104dγ）/（－1×105dγ）］
（Q02/d5）ρ0（T/T0）
3、紊流状态R e≥3500
1）钢管λ＝［（Δ/d）＋（68/ R e）］
ΔP/L＝×106［（Δ/d）＋（dγ/ Q0）］（Q02/d5）ρ0（T/T0）
2）铸铁管λ＝［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］
ΔP/L＝×106［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］（Q02/d5）ρ0（T/T0）
注：ΔP——燃⽓管道的沿程压⼒降（Pa）L——管道计算长度（m）
λ——燃⽓管道的摩阻系数Q0——燃⽓流量（Nm3/h）
d——管道内径（mm）ρ0——燃⽓密度（kg/Nm3）
γ——0℃和时的燃⽓运动粘度（m2/s）
Δ——管壁内表⾯的绝对当量粗糙度（mm）R e——雷诺数
T——燃⽓绝对温度（K）T0——273K
v——管内燃⽓流动的平均速度（m/s）
（摘⾃姜正侯教授主编的《燃⽓⼯程技术⼿册》——同济⼤学出版社1993版P551）
⼆、燃⽓的输配⼯况条件
起点压⼒——10KPa 最⼤流速——10m/s
燃⽓密度——Nm3（20℃和浓度20%时）
纯轻烃燃⽓运动粘度——×10－6m2/s（0℃和时）
燃⽓运动粘度——×10－6m2/s（0℃和时）
三、钢管阻⼒降的计算与查表结果
注：1、——*因计算数据与实际数据误差过⼤，已⽆计算、列表的必要。

2、查表数据根据袁国汀主编的《建筑燃⽓设计⼿册》——中国建筑⼯业出版社1999年版P194 表5-2经修正后得出。

四、单管输送的实测情况
安徽省界⾸燃⽓站的⼯况条件是：通径100mm的钢管200m、流量110m3/h、⽓温10℃。

⽤2m的U型计实测压⼒降为320Pa。

按层流状态计算公式，计算压降为m，全程压降为。

按查表数据，低压天然⽓管道的压⼒降查表为m，全程压降为1344Pa。

在安徽界⾸现场的实测数据与层流状态的计算数据和查表所得数据都不相符。

据临界状态数据差距更⼤。

由此可见，管道⾥流动的⽓体不是单⼀的层流状态，⽽是在层流与过渡之间的某⼀状态。

由⼿册查得，甲烷的运动粘度为×10－6m2/s，燃⽓的运动粘度为×10－6m2/s，在压⼒降计算公式⾥运动粘度与压⼒降成正⽐，因此燃⽓的压⼒降⽐低压天然⽓低25%。

这是燃⽓压⼒降较⼩的原因之⼀。

如将燃⽓与⼈⼯煤⽓作⽐较，⼈⼯煤⽓中的氢⽓占40%左右，纯氢⽓的运动粘度为93×10－6m2/s，⼈⼯煤⽓的运动粘度为×10－6m2/s，由此可见，⼈⼯煤⽓管道输送的压⼒降是燃⽓的4倍多。

五、城市燃⽓管⽹的压⼒分配——1级压⼒级制的设计⽅案
1、城市燃⽓站的出⼝压⼒：10KPa；
2、城市燃⽓站⾄城市主管⽹连接点最⼤流量时的压⼒降（压⼒损失）设定为；
3、城市主管⽹最远点、最⼤流量时的压⼒降（压⼒损失）设定为4KPa；
4、城市主管⽹⾄庭院管连接点最⼤流量时的压⼒降（压⼒损失）为1KPa；
5、庭院管、户外管、楼栋管的压⼒降（压⼒损失）为1KPa.
——要求进户时的最低压⼒为。

以上为⼀级压⼒级制的设计⽅案，即采取进户调压、将燃⽓计量表与调压阀联为⼀体的设计⽅案。

⽤户燃具的额定压⼒为
2KPa，当进户压⼒为10KPa时，调压阀出⼝压⼒为；当进户压⼒为时，调压阀出⼝压⼒为。

调压阀与燃⽓计量表的最⼩流量设计为3Nm3/h。

这样的进户流量及压⼒设计⽅案能满⾜居民家⽤燃灶、家⽤燃⽓热⽔器的燃⽤。

六、20000户规模城市燃⽓管⽹的案例模拟设计
某城市⾯积3×3平⽅公⾥，⼈⼝8万⼈，按2万户供⽓规模进⾏模拟设计。

（管道输送压⼒降按查表所得数据的25%进⾏计算，这与界⾸的实测数据相近）
1、城市燃⽓站出⼝压⼒为10KPa；
2、城市燃⽓站⾄城市燃⽓管⽹连接点的铺管长度为800m，铺管通径为400mm，最⼤流量时的压⼒降为；
3、城市主管⽹最远点的单管铺管长度为4km，铺管通径为300mm，按环流管⽹双管供⽓计算，最⼤流量时的压⼒降为；
4、城市主管⽹⾄⼩区的铺管长度为400m，铺管通径为200mm，最⼤流量时的压⼒降为；
5、庭院管、户外管、楼栋管的压⼒降总计为1KPa：
——进户时的最低压⼒为。

可满⾜1级压⼒级制设计⽅案最低压⼒的要求。

——以上为全程全流量计算的压降结果，城市管⽹实际输配过程流量在沿途各节点已逐步分流。

由于计算公式⾥压降是与流量成正⽐的，因此实际输配过程的压降远⼩于这个计算结果。