低压燃气管道水力计算公式

低压燃气管道水力计算

公式

-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

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。