燃气工程-第6章燃气管网水力计算

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1、第六章燃气管网水力计算第一节燃气管网设计计算第二节室内燃气管道的设计计算第一节燃气管网设计计算燃气管道水力计算的任务：一是根据计算流量和规定的压力损失来计算管径，进而决定管道投资与金属消耗；二是对已有管道进行流量和压力损失的验算，以充分发挥管道的输气能力，或决定是否需要对原有管道进行改造。第一节燃气管网设计计算一、燃气水力计算公式二、燃气分配管段计算流量的确定三、管网计算一、燃气水力计算公式(一)燃气在圆管中稳定流动方程式(二)附加压头与局部阻力损失(一)燃气在圆管中稳定流动方程式决定燃气流动状况的参数为：压力P、密度ρ和流速ω。为了求得P、ρ和

2、ω必须有三个独立方程，对于稳定流动的燃气管道，可利用不稳定流动方程、连续性方程及气体状态方程组成如下方程组：由此为基准可推导出高压、次高压和中压燃气管道单位长度摩擦阻力损失的表达式:(一)燃气在圆管中稳定流动方程式(一)燃气在圆管中稳定流动方程式考虑到实际情况，我国目前工程上一般采用由上述公式制成的水力计算表，见附录2。(二)附加压头与局部阻力损失(1)附加压头：由于燃气的密度与空气的密度不同，当燃气管道始末端存在高程差时，管道中特产生附加压头(或附加阻力)、附加压头值由下式确定：(二)附加压头与局部阻力损失(2)局部阻力：可用下式求得：(二)附

3、加压头与局部阻力损失在进行燃气分配管网的水力计算时，一般不详细计算局部阻力，而按增加燃气管段长度的5%-10%作为计算长度进行计算。对于街坊内庭院管道和室内管道的局部阻力应逐一进行计算，厂区内燃气管道在水力计算时也要计算局部阻力。也可以将局部阻力折算成相同管径管段的当量长度L2计算。(二)附加压头与局部阻力损失(二)附加压头与局部阻力损失二、燃气分配管段计算流量的确定(一)燃气分配管网供气方式(二)燃气分配管段途泄流量的确定(三)燃气分配管段计算流量确定(四)节点流量(一)燃气分配管网供气方式燃气分配管网的各管段根据连接用户的情况，可分为三种：(

4、1)管段沿途不输出燃气，这种管段的燃气流量是不变的。Q2称为转输流量。(一)燃气分配管网供气方式(2)分配管网的管段与大量居民用户、小型商业用户相连。由管段始端进入的燃气在途中全部供给各个用户。Q1称为途泄流量。(一)燃气分配管网供气方式(3)最常见的分配管段供气情况。(二)燃气分配管段途泄流量的确定在城镇燃气管网计算中可以认为，途泄流量是沿管段均匀输出的。管段单位长度途泄流量为：管段途泄流量计算计算管段途泄流量1-2管段1-6管段(三)燃气分配管段计算流量确定管段上既有途泄流量又有转输流量的变负荷管段，其计算流量可按下式求得：(四)节点流量在燃

5、气管网计算时，特别是在用计算机进行燃气环网水力计算时，常把途泄流量改用节点流量来表示。从式6-13可知，途泄流量Q1可分为两个部分：一部分0.55Q1是从管段终端流出，另一部分0.45Q1是在始端流出。由于环状管网的各管段相互连接，故各节点流量等于流入节点所有管段途泄流量的0.55Q1、流出节点所有管段途泄流量的0.45Q1，以及与该节点的集中流量三者之和。(四)节点流量(四)节点流量三、管网计算(一)枝状管网的水力计算(二)环状管网的水力计算(1)环状管网的计算特点(2)环状管网的计算步骤(一)枝状管网的水力计算(1)对管网的节点和管段编号。(

6、2)根据管线图和用气情况，确定管网各管段的计算流量。(3)根据给定的允许压力降及由于高程差而造成的附加压头，确定管线单位长度的允许压力降。(一)枝状管网的水力计算(4)根据管段的计算流量及单位长度允许压力降选择管径。(5)根据所选定的标准管径，求沿程压力降和局部压力降，计算总的压力降。(6)检查计算结果。若总的压力降未超过允许值，并趋近允许值，则认为计算合格否则应适当变动管径，直到总压力降小于并尽量趋近允许值为止。(1)环状管网的计算特点(2)环状管网的计算步骤(二)环状管网的水力计算(1)环状管网的计算特点(2)环状管网的计算步骤1)绘制管网平

7、面示意图，管网布置应使管道负荷较为均匀。然后对节点、环网、管段进行编号，标明管道长度、燃气负荷、气源或调用站位置等。2)计算各管段的途泄流量。环状管网的计算步骤3)按气流沿着最短路径从供气点流向零点(零点是指各环中燃气沿顺时针流动与逆时针流动的交汇点，此点为各环压力的最低点)的原则，拟定环状管网燃气流动方向。但在同一环内，必须有两个相反的流向。4)根据拟定的气流方向，以∑Qi=0为条件，从零点开始，设定流量的分配，逐一推算每一根管道的初步计算流量。环状管网的计算步骤5)根据管网允许压力降和供气点至零点的管道计算长度(局部阻力通常取沿程损失的5%-

8、10%)，求得单位长度允许压力降，根据流量和单位长度允许压力降查附图即可选择管径。环状管网的计算步骤6)由选定的管径，计算各管道的实际压