燃气管网的水力工况
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第七章 燃气管网的水力工况
第一节 管网计算压力降的确定
一、低压管网计算压力降的确定 （一)用户处的压力波动及其影响因素
1．用户与管网的连接方式与用户的压力 (1)管网→用户调压器→燃气器具 (2)管网→用户 (1)方式：管网压力波动，不影响用户处的压力。 (2)方式：管网中流量变化和压力波动，用户处的压力 也随之变化。 为满足燃具燃烧的稳定性和良好运行工况，应控制燃 具前压力波动范围。
2.计算压力降的确定
实验和研究表明，一般民用燃具的正常工作可以允许 其压力在±50％范围内波动，即k1=1.5 ，k2=0.5。由 得 P Q2 ，得流量波动范围(0.7-1.2)Q
考虑到高峰时燃具不宜在过低负荷下工作，取k2=0.75 则△P=(k1－k2)Pn=0.75Pn
按最不利情况即当用气量最小时，靠近调压站的最近 用户处有可能达到压力的最大值，但由调压站到此用 户之间最小仍有约150Pa的阻力（包括煤气表阻力和干、 支管阻力）；故低压燃气管道（含室内和庭院管）总 的计算压力降最少还可加大150Pa 。则燃气低压管道 从调压站到最远燃具的管道允许阻力损失，可按下式 计算：
随着负荷变化，用户处的压力波动在A〃-C4〃-C4′- A′范围内。 用户C1波动范围为C1′- C1〃； 用户C2波动范围为C2′- C2〃； 用户C3波动范围为C3′- C3〃； 用户C4波动范围为C4′- C4〃。
用户处压力的最大波动范围等于计算压力降．所取的计算压力降 越大，则其波动范围也超大。
燃具的最大允许压力和最小允许压
力，用燃具的额定压力乘一系数来
表示
Pm Pm
ax in
k1Pn k2 Pn
计算工况指：管网通过最大流量
（计算流量Q），燃具前为额定压
力Pn、燃具流量为额定流量Qn。
只有在k2=1情况下,燃具前最小压力 为额定压力Pn 。
图7-1为直接连接用户的低压燃气
管网在计算工况下的压力曲线。
P Pmax Pmin (k1 k2 )Pn 而低压管道的压力损失可按水力光滑区计算，即
P 1Q1.75 (k1 k2 )Pn 1Q1.75
用户燃具是按额定压力汁算，在此压力下的流量为额 定流量，即：Pn 2Q 2
推导分析
(三)、管网计算压力降的确定
1.计算压力降的决定因素 由P Pmax Pmin (k1 k2 )Pn ，计算压力降的大小取决
Pd 0.75Pn 150
二、高中压管网计算压力降的确定
1．高中压管网与用户的连接方式 高中压管网→区域调压室→低压管网或用户
2．高中压管网计算压力降 ΔP=高中压管网的起点压力－管网末端压力
确定高、中压管网末端最小压力时，应保证区域调压站能正常工 作并通过用户在高峰时的用气量。
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。此外还要考虑专用调压站的压力降及用户 管道的阻力损失等。这样即可确定高、中压管网的最小压力（通 常取0.05-0.1MPa已足够）。
于两个因素：
与燃具的颔定压力Pn有关；增大Pn ，就增大管网计算 压力降Δp，可节约管网投资。但 Pn越大，对设备的制 作和安装质量要求就越高，管网的运行费用也越大； 因此，在选取Pn时要兼顾技术耍求和经济性。
与燃具的压力波动范围有关：增大燃具的压力波动范 围，就增大管网的计算压力降，节省金属用量。燃具 在超过额定压力下工作，燃具的热效率将降低，引起 过多的燃气损失，会产生不完全燃烧，致使燃烧产物 中出现过多的一氧化碳等有害气体；燃具在低于额定 压力下工作，将导致热强度降低，使加热过程延长， 或达不到工艺要求的燃烧温度，因此，燃具前的压力 不允许有很大的彼动。
P1
P
Pmin
Qmn ax
Qmn in
Qmn
ax
(1
n 2
)
(1
n 2
)P
P 12 1
Pn
Baidu Nhomakorabea
1
n 2
管道内燃气流量波动越小（α2接近1），则计算压力 降可选取的值越大，即敷设管道所用的金属量超小。
2．两级系统
1.不设总调压室的两级系统 厂内燃气管道的总压力 降，取决于城市管网连接点处的燃气压力、车间燃气 管道的起点压力和调压装置的压力降。 计算压力降要 在厂区管道和车间调压装置之间进行合理分配。 2.设总调压室的两级系统，计算压力降要在总调压站、 厂区管道和车间调压装置之间进行合理分配。
三、工业企业燃气管道计算压力降的确定
1．设有总调压装置的一级系统
计算压力降为 P Pm Pn
1 表示用气设备允许最大负荷与额定负荷的比值。
Qbmax 1Qn则Pbmax 12 Pn
P1 Pbmax Pn (12 1)Pn
2 表示管道的最小流量与最大流量之比 Qmin 2Qmax
3.调压器出口压力调节方法。
(二)、计算工况下管网水力工况分析 当管网的起点压力为定值时，燃具前的压力随着管网
负荷的变化而变化，其最大压力出现在管网负荷最小 的情况下。随着管网负荷的增加，燃具前的压力将随 之降低。管网负荷最大时，燃具前出现最小压力。
计算工况下，管网是按最大负荷计算的，管网的计算 压力降等于燃具压力的最大波动范围，即：
若根据系统负荷的变化而改变起点压力，就可大大提高用户处压 力的稳定性。随着负荷的降低而使起点压力随之降低，则燃具前 的汪力将不会增加。当负荷为零时，把起点压力P1降至P2，则干 管和所有用户的压力都落在A′- C4′直线上。
综上所述，用户处的压力及其波动范围取决于如下三 个因素：
1.计算压力降的大小和压降利用程度； 2.系统负荷（流量）的变化情况；
由图中可见，从调压器出口A到各 用户管道的压力降是不同的，由A 点压力到降用Δ户PC，2和即C计4的算压压力力降降均全为被计利算用， 用户C1和C3的实际压力降均小于计 算压力降ΔP ，燃具前的压力大于 P2。
用户的压降利用程度不同，则其压 力波动范围也不同。
图7-l为计算工况（即最大负荷时）的压力图。当调压器出口压力 为定值时，随着负荷的降低，管道中流量减小，压力降也随之减 小，用户处的压力将增大。当负荷为零时，所有用户处的压力都 落在A〃-C4〃线上。
第一节 管网计算压力降的确定
一、低压管网计算压力降的确定 （一)用户处的压力波动及其影响因素
1．用户与管网的连接方式与用户的压力 (1)管网→用户调压器→燃气器具 (2)管网→用户 (1)方式：管网压力波动，不影响用户处的压力。 (2)方式：管网中流量变化和压力波动，用户处的压力 也随之变化。 为满足燃具燃烧的稳定性和良好运行工况，应控制燃 具前压力波动范围。
2.计算压力降的确定
实验和研究表明，一般民用燃具的正常工作可以允许 其压力在±50％范围内波动，即k1=1.5 ，k2=0.5。由 得 P Q2 ，得流量波动范围(0.7-1.2)Q
考虑到高峰时燃具不宜在过低负荷下工作，取k2=0.75 则△P=(k1－k2)Pn=0.75Pn
按最不利情况即当用气量最小时，靠近调压站的最近 用户处有可能达到压力的最大值，但由调压站到此用 户之间最小仍有约150Pa的阻力（包括煤气表阻力和干、 支管阻力）；故低压燃气管道（含室内和庭院管）总 的计算压力降最少还可加大150Pa 。则燃气低压管道 从调压站到最远燃具的管道允许阻力损失，可按下式 计算：
随着负荷变化，用户处的压力波动在A〃-C4〃-C4′- A′范围内。 用户C1波动范围为C1′- C1〃； 用户C2波动范围为C2′- C2〃； 用户C3波动范围为C3′- C3〃； 用户C4波动范围为C4′- C4〃。
用户处压力的最大波动范围等于计算压力降．所取的计算压力降 越大，则其波动范围也超大。
燃具的最大允许压力和最小允许压
力，用燃具的额定压力乘一系数来
表示
Pm Pm
ax in
k1Pn k2 Pn
计算工况指：管网通过最大流量
（计算流量Q），燃具前为额定压
力Pn、燃具流量为额定流量Qn。
只有在k2=1情况下,燃具前最小压力 为额定压力Pn 。
图7-1为直接连接用户的低压燃气
管网在计算工况下的压力曲线。
P Pmax Pmin (k1 k2 )Pn 而低压管道的压力损失可按水力光滑区计算，即
P 1Q1.75 (k1 k2 )Pn 1Q1.75
用户燃具是按额定压力汁算，在此压力下的流量为额 定流量，即：Pn 2Q 2
推导分析
(三)、管网计算压力降的确定
1.计算压力降的决定因素 由P Pmax Pmin (k1 k2 )Pn ，计算压力降的大小取决
Pd 0.75Pn 150
二、高中压管网计算压力降的确定
1．高中压管网与用户的连接方式 高中压管网→区域调压室→低压管网或用户
2．高中压管网计算压力降 ΔP=高中压管网的起点压力－管网末端压力
确定高、中压管网末端最小压力时，应保证区域调压站能正常工 作并通过用户在高峰时的用气量。
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。此外还要考虑专用调压站的压力降及用户 管道的阻力损失等。这样即可确定高、中压管网的最小压力（通 常取0.05-0.1MPa已足够）。
于两个因素：
与燃具的颔定压力Pn有关；增大Pn ，就增大管网计算 压力降Δp，可节约管网投资。但 Pn越大，对设备的制 作和安装质量要求就越高，管网的运行费用也越大； 因此，在选取Pn时要兼顾技术耍求和经济性。
与燃具的压力波动范围有关：增大燃具的压力波动范 围，就增大管网的计算压力降，节省金属用量。燃具 在超过额定压力下工作，燃具的热效率将降低，引起 过多的燃气损失，会产生不完全燃烧，致使燃烧产物 中出现过多的一氧化碳等有害气体；燃具在低于额定 压力下工作，将导致热强度降低，使加热过程延长， 或达不到工艺要求的燃烧温度，因此，燃具前的压力 不允许有很大的彼动。
P1
P
Pmin
Qmn ax
Qmn in
Qmn
ax
(1
n 2
)
(1
n 2
)P
P 12 1
Pn
Baidu Nhomakorabea
1
n 2
管道内燃气流量波动越小（α2接近1），则计算压力 降可选取的值越大，即敷设管道所用的金属量超小。
2．两级系统
1.不设总调压室的两级系统 厂内燃气管道的总压力 降，取决于城市管网连接点处的燃气压力、车间燃气 管道的起点压力和调压装置的压力降。 计算压力降要 在厂区管道和车间调压装置之间进行合理分配。 2.设总调压室的两级系统，计算压力降要在总调压站、 厂区管道和车间调压装置之间进行合理分配。
三、工业企业燃气管道计算压力降的确定
1．设有总调压装置的一级系统
计算压力降为 P Pm Pn
1 表示用气设备允许最大负荷与额定负荷的比值。
Qbmax 1Qn则Pbmax 12 Pn
P1 Pbmax Pn (12 1)Pn
2 表示管道的最小流量与最大流量之比 Qmin 2Qmax
3.调压器出口压力调节方法。
(二)、计算工况下管网水力工况分析 当管网的起点压力为定值时，燃具前的压力随着管网
负荷的变化而变化，其最大压力出现在管网负荷最小 的情况下。随着管网负荷的增加，燃具前的压力将随 之降低。管网负荷最大时，燃具前出现最小压力。
计算工况下，管网是按最大负荷计算的，管网的计算 压力降等于燃具压力的最大波动范围，即：
若根据系统负荷的变化而改变起点压力，就可大大提高用户处压 力的稳定性。随着负荷的降低而使起点压力随之降低，则燃具前 的汪力将不会增加。当负荷为零时，把起点压力P1降至P2，则干 管和所有用户的压力都落在A′- C4′直线上。
综上所述，用户处的压力及其波动范围取决于如下三 个因素：
1.计算压力降的大小和压降利用程度； 2.系统负荷（流量）的变化情况；
由图中可见，从调压器出口A到各 用户管道的压力降是不同的，由A 点压力到降用Δ户PC，2和即C计4的算压压力力降降均全为被计利算用， 用户C1和C3的实际压力降均小于计 算压力降ΔP ，燃具前的压力大于 P2。
用户的压降利用程度不同，则其压 力波动范围也不同。
图7-l为计算工况（即最大负荷时）的压力图。当调压器出口压力 为定值时，随着负荷的降低，管道中流量减小，压力降也随之减 小，用户处的压力将增大。当负荷为零时，所有用户处的压力都 落在A〃-C4〃线上。