燃?xì)夤艿拦軓竭x取方法的探討(1)

1、燃?xì)夤艿拦軓竭x取方法的探討（寶雞中燃城市燃?xì)獍l(fā)展有限公司 楊鴻斌 寄玉玉）摘要：城市燃?xì)夤艿垒斉湎到y(tǒng)流量的計(jì)算關(guān)系到管網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，本文以寶雞市金利苑9號(hào)樓為例，分別采用同時(shí)工作系數(shù)法與采暖熱指標(biāo)法計(jì)算燃?xì)庥镁吆臍饬?，分析不同?jì)算方法對(duì)燃?xì)獾蛪杭芸展艿拦軓竭x取的影響。關(guān)鍵詞：燃?xì)夤艿?同時(shí)工作系數(shù) 采暖熱指標(biāo) 水力計(jì)算Selecting Method of Gas Pipeline Diameter(Baoji China City Gas Development Co.,Ltd. Yang Hongbin Ji Yuyu)Abstract: The calcul

2、ation of the flow in city gas pipeline transmission and distribution system is related to the economy and reliability of network system. Takes No. 9 building of Jinliyuan Baoji City as an example, this paper calculates the gas consumption of appliances using the simultaneously coefficient method and

3、 index of heating method, respectively. In addition, the effect of different calculation methods on the selection of the diameter of gas low-pressure overhead pipeline is studied.Key words: gas pipeline; simultaneously coefficient; heating index; hydraulic calculation引言燃?xì)鈱儆谝兹家妆?，燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)與其它市政工程如供水、供熱

4、、供暖等工程相比，有更加嚴(yán)格的規(guī)范要求1。燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)要在安全便利、實(shí)用可行、美觀舒適的基礎(chǔ)上提高其經(jīng)濟(jì)性，即在規(guī)范允許的基礎(chǔ)上，減少工程費(fèi)用，控制工程費(fèi)用的關(guān)鍵就在于科學(xué)的設(shè)計(jì)2。設(shè)計(jì)方案的合理性，不僅僅體現(xiàn)在符合相關(guān)規(guī)范的技術(shù)要求，最重要的是將技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合，由于設(shè)計(jì)費(fèi)一般占工程全費(fèi)用的很小比例，但卻對(duì)工程總費(fèi)用的影響巨大，所以設(shè)計(jì)方案應(yīng)該在確保施工圖質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量節(jié)省投資，對(duì)所有新發(fā)展民用戶管線作水利計(jì)算，能夠選擇較小管徑的不用大管徑管線。1 燃?xì)夤芫W(wǎng)流量的計(jì)算1.1 同時(shí)工作系數(shù)法燃?xì)馔ピ褐Ч芎褪覂?nèi)管道的設(shè)計(jì)，是采用同時(shí)工作系數(shù)法計(jì)算其流量的，它是由所有燃具的額定流量及其同時(shí)工作

5、系數(shù)確定的，計(jì)算公式如下3：QKNq式中： Q燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量，m3/h； K 燃具同時(shí)工作系數(shù)； N 同一類型燃具的數(shù)目； q 燃具的額定流量，m3/h。上式中n、q根據(jù)實(shí)際情況選取，關(guān)鍵是同時(shí)工作系數(shù)K值需要確定，其物理含義是：實(shí)際流量與各類型燃具額定流量之總和的比值，它是隨同一類型燃具的數(shù)目的增大而減少，反映了多個(gè)燃?xì)庥镁叩募惺褂贸潭取?.2 采暖熱指標(biāo)法采暖熱指標(biāo)是城鎮(zhèn)供熱規(guī)劃設(shè)計(jì)與建筑供熱設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)和控制指標(biāo)，是確定集中供熱系統(tǒng)熱源規(guī)模的主要依據(jù)，一般多用面積熱指標(biāo)表示，即單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位建筑面積的供熱量。在熱力網(wǎng)初步設(shè)計(jì)階段或建筑物設(shè)計(jì)熱負(fù)荷資料不全時(shí)，民用建

6、筑的采暖、通風(fēng)、空調(diào)及生活熱水熱負(fù)荷，可按下列方法計(jì)算4：Qh=qh×A×10-3 式中：Qh 采暖熱負(fù)荷，kW；qh 采暖熱指標(biāo)，住宅樓的采暖熱指標(biāo)qh取64 W/m2；A 采暖建筑物的建筑面積，m2。2 燃?xì)夤艿浪τ?jì)算2.1 低壓燃?xì)夤艿阑居?jì)算公式6.9×106式中： P燃?xì)夤艿滥Σ磷枇p失(Pa)；l燃?xì)夤艿赖挠?jì)算長度(m)；Q燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量(m3/h)；d管道內(nèi)徑(mm)；燃?xì)獾拿芏?kg/m3)；T設(shè)計(jì)中所采用的燃?xì)鉁囟?K)；T0273.15(K)；燃?xì)獾倪\(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)；K管壁內(nèi)表面的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度，對(duì)鋼管：輸送天然氣時(shí)取0.1mm。2.

7、2 燃?xì)夤艿缐毫档姆峙涞蛪喝細(xì)夤艿涝试S總壓力降的分配按城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范（GB50028-2006）的推薦值，如下表：表1 低壓燃?xì)夤艿涝试S總壓力降的分配 天然氣灶具額定壓力Pn總壓力降Pd（Pa）街區(qū)單層建筑多層建筑庭院室內(nèi)庭院室內(nèi)200016501050300300200400一般的民用燃具正常工作可允許其壓力在±50%范圍內(nèi)波動(dòng)，但考慮到高峰期一部分燃具不宜處于過低的負(fù)荷，因此，取最小壓力系數(shù)K2=0.75，最大壓力系數(shù)K1=1.50。這樣，低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)（包括庭院和室內(nèi)管）總的計(jì)算壓力降可確定為：Pd=0.75Pn，加上燃?xì)獗淼膲毫p失150Pa，燃?xì)獾蛪汗艿缽恼{(diào)壓箱到最遠(yuǎn)燃具

8、的管道允許阻力損失，可按下式計(jì)算：Pd=0.75Pn+150。燃具額定壓力Pn為2000Pa，燃具前最小壓力為1500Pa，燃具前最大壓力為3000Pa，如果調(diào)壓箱出口壓力調(diào)到3000Pa，室內(nèi)管道壓力損失400Pa，則庭院的最大壓力降為3000-1500-400=1100Pa；庭院的額定壓力降為3000-2000-400=600Pa。即：庭院壓力降范圍P=600Pa1100Pa，壓力降大于1100 Pa，管徑偏小，壓力降小于600Pa，管徑偏大。水力計(jì)算時(shí)以總壓降與允許的計(jì)算壓力降比較，如不合適需要改變個(gè)別管段的管徑。3燃?xì)夤艿浪τ?jì)算案例以寶雞市金利苑9號(hào)樓為例，9號(hào)樓為12層，共8個(gè)系統(tǒng)

9、96戶。每戶含一臺(tái)雙眼灶和一臺(tái)壁掛式采暖爐，其中耗氣量為0.7Nm3/h的雙眼灶96臺(tái)（計(jì)算流量用Q1表示），耗氣量為2.0Nm3/h的采暖爐96臺(tái)（計(jì)算流量用Q2表示）；天然氣灶具額定壓力2000pa；燃?xì)饷芏热?.75kg/Nm3； 燃?xì)鉁囟萒取293.15K；燃?xì)膺\(yùn)動(dòng)粘度取15×10-6m2/s。建筑采暖面積均為120m2，1KW熱負(fù)荷相當(dāng)于860kcal熱量，天然氣熱值為7940kcal/Nm3，采暖熱指標(biāo)法效率為0.90。3.1 同時(shí)工作系數(shù)法對(duì)管徑選取的影響表2 水力計(jì)算表（同時(shí)工作系數(shù)法確定計(jì)算流量）管段編號(hào)用戶數(shù)N(戶)同時(shí)工作系數(shù)k計(jì)算流量Q1(m3/h)計(jì)算流量Q

10、2(m3/h)計(jì)算流量Q(m3/h)管徑d (mm）管段長度L1(m)單位長度壓損P/L(Pa/m)阻力損失P(Pa)節(jié)點(diǎn)壓力(Pa)0196 0.34222.98 144.00 166.98 80 15.3 10.70 163.77 2636.23 12840.348 20.46 126.00 146.46 80 8.20 8.38 68.73 2567.50 23720.362 18.24 108.00 126.24 80 9.70 6.36 61.71 2505.79 34600.370 15.54 90.00 105.54 80 9.00 4.57 41.14 2464.65 4548

11、0.388 13.04 72.00 85.04 65 11.60 8.56 99.31 2365.35 56360.394 9.93 54.00 63.93 65 9.00 5.06 45.52 2319.82 67240.434 7.29 36.00 43.29 50 12.10 9.00 108.90 2210.93 78120.516 4.33 18.00 22.33 50 7.30 2.69 19.62 2191.30 使庭院壓力降在6001100Pa之間，DN80需帶4個(gè)系統(tǒng)，DN65需帶2個(gè)系統(tǒng)，DN50需帶2個(gè)系統(tǒng)。3.2 采暖熱指標(biāo)法對(duì)管徑選取的影響表3 水力計(jì)算表（采暖熱指標(biāo)

12、法確定計(jì)算流量）管段編號(hào)用戶數(shù)N(戶)同時(shí)工作系數(shù)k計(jì)算流量Q1(m3/h)計(jì)算流量Q2(m3/h)計(jì)算流量Q(m3/h)管徑d (mm）管段長度L1(m)單位長度壓損P/L(Pa/m)阻力損失P(Pa)節(jié)點(diǎn)壓力(Pa)0196 0.34222.98 88.73 111.71 65 15.3 14.23 217.65 2582.35 12840.348 20.46 77.64 98.10 65 8.20 11.16 91.54 2490.82 23720.362 18.24 66.55 84.79 65 9.70 8.52 82.60 2408.22 34600.370 15.54 55.46

13、 71.00 65 9.00 6.13 55.21 2353.01 45480.388 13.04 44.36 57.40 65 11.60 4.15 48.16 2304.85 56360.394 9.93 33.27 43.20 65 9.00 2.47 22.26 2282.59 67240.434 7.29 22.18 29.47 50 12.10 4.45 53.82 2228.76 78120.516 4.33 11.09 15.43 50 7.30 1.38 10.08 2218.69 使庭院壓力降在6001100Pa之間，DN65需帶6個(gè)系統(tǒng)，DN50需帶2個(gè)系統(tǒng)。3.3對(duì)比分

14、析圖1 燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖從以上兩種計(jì)算結(jié)果對(duì)比可明顯看出，壁掛式采暖爐的計(jì)算流量在采用同時(shí)工作系數(shù)法時(shí)比較大，用采暖熱指標(biāo)法時(shí)比較小，兩種方法選取的管徑要差一個(gè)級(jí)別。兩種計(jì)算方法計(jì)算出的結(jié)果相差較大，原因在于燃?xì)獗趻鞝t耗氣量的選取，燃器具同時(shí)工作系數(shù)法選取的是壁掛爐的額定耗氣量，它是壁掛爐不停歇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的耗氣量。采暖熱指標(biāo)選取的是根據(jù)壁掛爐供熱面積算出的燃?xì)獗趻鞝t運(yùn)行及停歇時(shí)的平均耗氣量5。而且，同時(shí)工作系數(shù)K值和采暖指標(biāo)Q都是經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，會(huì)給計(jì)算結(jié)果帶來誤差。雖然都是規(guī)范給出的數(shù)值，但對(duì)不同地區(qū)的適用性還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行驗(yàn)證。4結(jié)束語（1）同時(shí)工作系數(shù)與用戶生活規(guī)律、燃?xì)庥镁邤?shù)量、種類及不

15、同地區(qū)的氣候條件等因素密切相關(guān)，因此不同地區(qū)、不同規(guī)模的設(shè)計(jì)都要根據(jù)具體情況選用不同的同時(shí)工作系數(shù)，參考不合理的數(shù)據(jù)，往往會(huì)提高管道設(shè)計(jì)負(fù)荷，浪費(fèi)投資和鋼材。目前的一些數(shù)據(jù)僅具參考性，供設(shè)計(jì)時(shí)選用不夠精確可靠。（2）采暖熱指標(biāo)選取的是根據(jù)壁掛爐供熱面積算出的燃?xì)獗趻鞝t運(yùn)行及停歇時(shí)的平均耗氣量。熱指標(biāo)的大小直接影響著供熱系統(tǒng)的運(yùn)行效益，若熱指標(biāo)偏大，會(huì)使設(shè)備和管網(wǎng)的容量偏大，增大建設(shè)投資，從而降低集中供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；若熱指標(biāo)偏小，將難以滿足用戶的使用要求，達(dá)不到供熱效果6。（3）根據(jù)同一用戶設(shè)計(jì)計(jì)算，采用采暖熱指標(biāo)法計(jì)算出的管徑要小于用同時(shí)工作系數(shù)法計(jì)算出的管徑，大大節(jié)約了管材費(fèi)用和施工等各項(xiàng)

16、費(fèi)用。5 參考文獻(xiàn)1 韓朝輝，熊傳合關(guān)于提高燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的探討J上海煤氣，2009，4：18-202 孔令云高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)有關(guān)問題的探討及應(yīng)用J上海煤氣，2013，1：25-273 GB20028-2006，城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范S4 CJJ34 -90，城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范5 汪穎家用壁掛式燃?xì)獠膳癄t耗氣量計(jì)算方法比較J陜西煤炭，2009，3：85-866 高魯鋒，田貫三，宗成璋濟(jì)南市居住建筑采暖耗熱指標(biāo)的確定及分析J建筑科學(xué)，2008，10（24）：91-94作者簡介 楊鴻斌：男，碩士研究生，中級(jí)工程師，主要從事天然氣生產(chǎn)管理以及技術(shù)管理工作。主持升級(jí)改造公司SCADA系統(tǒng)、球罐輸氣生產(chǎn)工藝改造、三期管網(wǎng)對(duì)接與計(jì)量、高壓管網(wǎng)試驗(yàn)介質(zhì)的選擇等。 寄玉玉：女，碩士研究生，畢業(yè)于華北電力大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，現(xiàn)從事燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)方面的工作。論壇論文作者登記表姓名楊鴻斌性別男年齡41職稱中級(jí)工程師職務(wù)副總工辦公電動(dòng)電子郵件Yhb04299QQ號(hào)362092748工