室内燃气管道水力计算表

燃气管道的流量计算和水力计算公式第一节燃气需用工况城市各类用户的用气情况是不均匀的，是随月、日、时而变化的。

这是城市燃气供应的一个特点。

用气不均匀性可以分为三种，即月不均匀性(或季节不均匀性)、日不均匀性和时不均匀性。

城市燃气需用工况与各类用户的需用工况及这些用户在总用气量中所占的比重有关。

各类用户的用气不均匀性取决于很多因素，如气候条件、居民生活水平及生活习惯机关的作息制度和工业企业的工作班次，建筑物和车间内装置用气设备的情况等，这些因素对不均匀性的影响，从理论上是推算不出来的，只有经过大量地积累资料，并加以科学的整理，才能取得需用工况的可靠数据。

1 、月用气工况影响居民生活及公共建筑用气月不均匀性的主要因素是气候条件。

气温降低则用气量增大，因为在冬季一些月份水温低，故用气量较多，又因为在冬季，人们习惯吃热食，制备食品需用的燃气量增多，需用的热水也较多。

反之，在夏季用气量将会降低。

公共建筑用气的月不均匀规律及影响因素，与各类用户的性质有关，但与居民生活用气的不均匀情况基本相似。

工业企业用气的月不均匀规律主要取决于生产工艺的性质。

连续生产的大工业企业以及工业炉用气比较均匀。

夏季由于室外气温及水温较高，这类用户的用气量也会适当降低。

建筑物供暖的用气工况与城市所在地区的气候有关。

计算时需要知道该地区月平均气温和供暖期的资料。

根据各类用户的年用气量及需用工况，可编制年用气图表。

依照此图表制订供气计划，并确定给缓冲用户供气的能力和所需的储气设施，还可预先制订在用气量低的季节维修燃气管道及设备的计划。

一年中各月的用气不均匀情况用月不均匀系数表示。

根据字面上的意义，它应该是各月的用气量与全年平均月用气量的比值，但这不确切，因为每个月的天数是在28～31天的范围内变化的。

因此月不均匀系数K1值应按下式确定全年平均日用气量该月平均日用气量1k （3-1） 12个月中平均日用气量最大的月，也即月不均匀系数值最大的月，称为计算月。

12.3 燃气用气量和计算流量12.3.1燃气用气量民用建筑燃气用气量包括：居民生活用气量、商业用气量、采暖及通风空调用气量。

1用户的燃气用气量，应考虑燃气规划发展量，根据当地的用气量指标确定。

2居民生活和商业的用气量指标，应根据当地居民生活和商业用气量的统计数据分析确定。

当缺乏实际统计资料时，结合当地情况参考选用附录D中附表D.1-1、附表D.1-2、附表D.1-3、附表D.1-4数据。

3采暖用气量，可根据当地建筑物耗热量指标确定（方案和初步设计阶段也可按附录D中附表D.1-5中数据估算）。

4通风空调用气量，取冬季热负荷与夏季冷负荷中的大值确定（方案和初步设计阶段也可按附录D中附表D.1-6中数据估算）。

5居住小区集中供应热水用气量，参照《建筑给水排水设计规范》GB50015中的耗热量计算。

12.3.2燃气计算流量1燃气管道的计算流量，应为小时最大用气量。

2居民生活和商业用户1）已知各用气设备的额定流量和台数等资料时，小时计算流量按以下方法确定：①居民生活用燃气计算流量：Q h=∑kNQ n(12.3.2-1)式中 Q h——居民用户燃气计算流量（m3/h）;k——用气设备同时工作系数，可参照附录E中附表E.1-1、附表E.1-2的数据；N——同种设备数目；Q n——单台用气设备的额定流量（m3/h）。

②商业用户（包括宾馆、饭店、餐馆、医院、食堂等）的燃气计算流量，一般按所有用气设备的额定流量并根据设备的实际使用情况确定。

2）当缺乏用气设备资料时，可按以下方法估算燃气小时计算流量（0℃，101325Pa，以下同）：Q hl=（1/n） Q a (12.3.2-2)n=(365×24)/K m K d K h(12.3.2-3)式中 Q hl——燃气小时计算流量（m3/h）；Q a——年燃气用量（m3/a）；n ——年燃气最大负荷利用小时数（h）;K m——月高峰系数，计算月的日平均用气量和年的日平均用气量之比；K d——日高峰系数，计算月中的日最大用气量和该月日平均用气量之比；K h——小时高峰系数，计算月中最大用气量日的小时最大用气量和该日小时平均用气量之比。

三化业务建设燃气管道水力计算表设计和使用说明完成部门：完成时间：目录一、燃气管道水力计算表的适用范围 (3)二、燃气管道水力计算表的编制依据 (3)三、燃气管道管材和管件的选用 (5)四、燃气管道水力计算表的使用步骤 (6)五、燃气管道管径的推荐值 (7)一、燃气管道水力计算表的适用范围本计算表的适用范围：适用于常温下，中压和低压庭院燃气管道阻力的计算。

可使用本计算表求出给定流量和管径的燃气管道的单位长度压力损失，通过确认单位长度压力损失、总压力损失是否在合理范围内，从而判断所选管径是否合理；平时工作中可使用本计算表求出庭院燃气管道和入户燃气管道的流量、管道阻力损失，得出每个接点的燃气管道压力值。

二、燃气管道水力计算表的编制依据2.1 燃气管道流量的计算根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）的10.2.9节，居民生活用燃气计算流量可按下式计算：n h kNQ Q ∑= （1）Q h ——燃气管道的计算流量（m 3/h ）； k ——燃具同时工作系数；N ——同种燃具或成组燃具的数目； Q n ——燃具的额定流量（m 3/h ）；燃具为燃气双眼灶、快速热水器时，同时使用系数按《城镇燃气设计规范》GB50028-2006附录F 取值。

燃具为热水器、浴槽水加热器或采暖炉时，同时使用系数《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》CJJ12-99表3.3.6-2取值。

附件xls 文件第一张表中列出了2000户之内的同时使用系数。

2.2 摩擦阻力系数的计算通过求解《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）的6.2.5节给出的柯列勃洛克公式可求出摩擦阻力系数，柯列勃洛克公式为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡λ+-=λRe 51.2d 7.3Klg 21 （2）λ——燃气管道摩擦阻力系数；K ——管壁内表面的当量绝对粗糙度（mm ），对钢管：输送天然气和气态液化石油气时取0.1mm ；输送人工煤气时取0.15mm ；d ——管道内径（mm ）；Re ——雷诺数，无量纲。

12.3 燃气用气量和计算流量12.3.1 燃气用气量民用建筑燃气用气量包括：居民生活用气量、商业用气量、采暖及通风空调用气量。

1 用户的燃气用气量，应考虑燃气规划发展量，根据当地的用气量指标确定。

2 居民生活和商业的用气量指标，应根据当地居民生活和商业用气量的统计数据分析确定。

当缺乏实际统计资料时，结合当地情况参考选用附录D中附表D.1-1、附表D.1-2、附表D.1-3、附表 D.1-4 数据。

3 采暖用气量，可根据当地建筑物耗热量指标确定（方案和初步设计阶段也可按附录D中附表D.1 -5中数据估算）。

4 通风空调用气量，取冬季热负荷与夏季冷负荷中的大值确定（方案和初步设计阶段也可按附录 D 中附表 D.1-6 中数据估算）。

5 居住小区集中供应热水用气量，参照《建筑给水排水设计规范》GB50015 中的耗热量计算。

12.3.2 燃气计算流量1 燃气管道的计算流量，应为小时最大用气量。

2 居民生活和商业用户1）已知各用气设备的额定流量和台数等资料时，小时计算流量按以下方法确定：①居民生活用燃气计算流量：Q h=E kNQ （12.3.2-1）式中Q h——居民用户燃气计算流量（m3/h）;k――用气设备同时工作系数，可参照附录E中附表E.1-1、附表 E.1-2 的数据；N ――同种设备数目；Q n――单台用气设备的额定流量（m3/h）。

②商业用户（包括宾馆、饭店、餐馆、医院、食堂等）的燃气计算流量，一般按所有用气设备的额定流量并根据设备的实际使用情况确定。

2）当缺乏用气设备资料时，可按以下方法估算燃气小时计算流量（O C, 101325Pa,以下同）：Q hl=（1/n）Q a （12.3.2-2）n=（365 WK m K d K h（12.3.2-3）式中Q hi ----------- 燃气小时计算流量（m3/h）;Q a――年燃气用量（m3/a）；n ――年燃气最大负荷利用小时数（h）;K m――月高峰系数，计算月的日平均用气量和年的日平均用气量之比；K d――日高峰系数，计算月中的日最大用气量和该月日平均用气量之比；K h——小时高峰系数，计算月中最大用气量日的小时最大用气量和该日小时平均用气量之比。

目录目录 (1)常用水力计算Excel程序使用说明 (1)一、引言 (1)二、水力计算的理论基础 (1)1.枝状管网水力计算特点 (1)2.枝状管网水力计算步骤 (2)3.摩擦阻力损失，局部阻力损失和附加压头的计算方法 (2)3.1摩擦阻力损失的计算方法 (2)3.2局部阻力损失的计算方法 (3)3.3附加压头的计算方法 (4)三、水力计算Excel的使用方法 (4)1.水力计算Excel的主要表示方法 (5)2.低压民用内管水力计算表格的使用方法 (5)2.1计算流程： (5)2.2计算模式： (6)2.3计算控制： (6)3.低压民用和食堂外管水力计算表格的使用方法 (7)3.1计算流程： (7)3.2计算模式： (7)3.3计算控制： (7)4.低压食堂内管水力计算表格的使用方法 (8)4.1计算流程： (8)4.2计算模式： (8)4.3计算控制： (9)5.中压外管水力计算表格的使用方法 (9)5.1计算流程： (9)5.2计算模式： (9)5.3计算控制： (10)6.中压锅炉内管水力计算表格的使用方法 (10)6.1计算流程： (10)6.2计算模式： (10)6.3计算控制： (11)四、此水力计算的优缺点 (11)1.此水力计算的优点 (11)1.1.一个文件可以计算不同气源的水力计算 (11)1.2.减少了查找同时工作系数，当量长度的繁琐工作 (12)1.3.进行了计算公式的选择 (12)1.4.对某些小细节进行了简单出错控制 (12)2.此水力计算的缺点 (12)2.1................................................................................................................ 不能进行环状管网的计算 (12)2.2.没有采用下拉菜单等可操作性强的方式 (12)2.3.没有将某些已有的管件压损计算公式模块嵌入计算表中 (12)2.4.没有将气源性质计算公式计算表中 (12)五、存在问题的改进 (13)六、后记 (13)常用水力计算Excel程序使用说明、引言随着我国经济的迅猛发展，人们对居住环境及生活条件改善的需求更加迫切。

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≤2100λ＝64/R e R e＝dv/γΔP/L＝1.13×1010（Q0/d4）γρ0（T/T0）2、临界状态R e＝2100~3500λ＝0.03＋（R e－2100）/（65 R e－1×105）ΔP/L＝1.88×106［1＋（11.8 Q0－7×104dγ）/（23.0Q0－1×105dγ）］（Q02/d5）ρ0（T/T0）3、紊流状态R e≥35001）钢管λ＝0.11［（Δ/d）＋（68/ R e）］0.25ΔP/L＝6.89×106［（Δ/d）＋192.26（dγ/ Q0）］0.25（Q02/d5）ρ0（T/T0）2）铸铁管λ＝0.102［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］0.284ΔP/L＝6.39×106［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］0.284（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101.325kPa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——273Kv——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——1.658kg/Nm3（20℃和浓度20%时）纯轻烃燃气运动粘度——1.92×10－6m2/s（0℃和101.325kPa时）燃气运动粘度——11.1×10－6m2/s（0℃和101.325kPa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。

公式：
式中：
λ计算
公式：36.73699式中：λ--水力摩阻系数
lg--常用对数
K--钢管内壁绝对粗糙度（m ）规划P411
d--管内径(m)
Re--雷诺数规划P411Re计算
公式
式中：Re--雷诺数
D--管道内径（m ）
ν--燃气在管道内的流速（m/s ）
v--燃气的运动粘度（m 2/s ）高压、次高压和中压燃气管道水力计算
计算公式：按《城市燃气设计规范》GB50028-93（2002年版）中5.2.5条规定执行P36本计算表用于计算单一直管段的终点压力
P 1--燃气管道起点的压力（绝压kPa ）
d--管道内径（mm ）
ρ--气体的密度（kg/m 3)
T--设计中采用燃气的温度（K ）T 0--273.15K
P 2--燃气管道终点的压力（绝压kPa ）
Z--压缩因子，当燃气压力小于1.2MPa （表压）时，Z 取1
L--燃气管道计算长度（Km ）
λ--水力摩阻系数见：GB50251-94 中3.3.2.3条 P7
Q--燃气管道的计算流量（m 3/h ）
Z T T d Q L P P 0
521022211027.1ρλ⨯=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=λλRe 51.271.3lg 01.21d K v D υ=
Re 15.112.0100100
m
P Z +=
Z 的计算公式：
P m --
计算管段的管道平均压力（MPa ）Z--计算管段平均压力下的气体压缩系数15
.112.0100100
m
P Z +=⎪⎪
⎭
⎫
⎝⎛++=212
2132P P P P P m
.5条规定执行P36。

公式：式中：λ计算公式：钢管公式P165式中：λ--水力摩阻系数=(K/d+68/Re)^0.25lg--常用对数K--钢管内壁绝对粗糙度（m ）规划P411d--管内径(m)Re--雷诺数规划P411Re计算公式式中：Re--雷诺数D--管道内径（m ）ν--燃气在管道内的流速（m/s ）v--燃气的运动粘度（m 2/s ）Q--燃气管道的计算流量（m 3/h ）T--设计中采用燃气的温度（K ）T 0--273.15KP 2--燃气管道终点的压力（绝压kPa ）Z--压缩因子，当燃气压力小于1.2MPa （表压）时，Z 取1L--燃气管道计算长度（Km ）λ--水力摩阻系数见：GB50251-94 中3.3.2.3条 P7高压、次高压和中压燃气管道水力计算计算公式：按《城市燃气设计规范》GB50028-2006 中6.2.5条规定执行P46本计算表用于计算单一直管段的终点压力P 1--燃气管道起点的压力（绝压kPa ）d--管道内径（mm ）ρ--气体的密度（kg/m 3)Z T T d Q L P P 0521022211027.1ρλ⨯=-vD υ=Re 15.112.0100100mP Z +=原值Z 的计算公式：P m --计算管段的管道平均压力（MPa）Z--计算管段平均压力下的气体压缩系数15.112.0100100mP Z +=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=2122132P P P P P m-0.027580.00001塑料管.5条规定执行P46⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=λλRe 51.271.3lg 01.21d K。

燃气管道管径选取方法的探讨(1)上式中n 、q 根据实际情况选取，关键是同时工作系数K 值需要确定，其物理含义是：实际流量与各类型燃具额定流量之总和的比值，它是随同一类型燃具的数目的增大而减少，反映了多个燃气用具的集中使用程度。

1.2 采暖热指标法采暖热指标是城镇供热规划设计与建筑供热设计中一个重要的经济技术评价和控制指标，是确定集中供热系统热源规模的主要依据，一般多用面积热指标表示，即单位时间内对单位建筑面积的供热量。

在热力网初步设计阶段或建筑物设计热负荷资料不全时，民用建筑的采暖、通风、空调及生活热水热负荷，可按下列方法计算[4]：Qh=qh×A×10-3式中：Qh — 采暖热负荷，kW ；qh — 采暖热指标，住宅楼的采暖热指标qh取64 W/m 2；A — 采暖建筑物的建筑面积，m 2。

2 燃气管道水力计算2.1 低压燃气管道基本计算公式L∆P ＝6.9×10625.0Q d 2.192d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆v 52d Q ρ0T T式中： △P ——燃气管道摩擦阻力损失(Pa)；l ——燃气管道的计算长度(m)； Q ——燃气管道的计算流量(m 3/h)；d——管道内径(mm)；ρ——燃气的密度(kg/m3)；T——设计中所采用的燃气温度(K)；T0——273.15(K)；v——燃气的运动粘度(m2/s)；K——管壁内表面的当量绝对粗糙度，对钢管：输送天然气时取0.1mm。

2.2 燃气管道压力降的分配低压燃气管道允许总压力降的分配按《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）的推荐值，如下表：表1 低压燃气管道允许总压力降的分配一般的民用燃具正常工作可允许其压力在±50%范围内波动，但考虑到高峰期一部分燃具不宜处于过低的负荷，因此，取最小压力系数K2=0.75，最大压力系数K1=1.50。

这样，低压燃气管网（包括庭院和室内管）总的计算压力降可确定为：△Pd=0.75Pn，加上燃气表的压力损失150Pa，燃气低压管道从调压箱到最远燃具的管道允许阻力损失，可按下式计算：△Pd=0.75Pn+150。

庭院燃气管道水力计算1）低压燃气管道的基本计算公式（单位长度的摩擦阻力损失） 低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失应按下式计算:L ∆P ＝6.26×107λ52dQ ρ0T T （公式2）式中 △P——燃气管道摩擦阻力损失（Pa ）；λ——燃气管道摩擦阻力系数；计算方法如下公式3-公式6计算。

L——燃气管道的计算长度（m ）； Q——燃气管道的计算流量（m 3/h ）； d——管道内径（mm ）； ρ——燃气的密度（kg/m 3）；T ——设计中所采用的燃气温度（K ）, 本设计中取燃气温度为15℃； T 0——273.15（K ）；不同流态下, 摩擦阻力系数λ值不同, 计算公式如下:层流状态（Re<2100）: （公式3） 临界状态（Re=2100~3500）: （公式4）紊流状态（Re>3500）: 钢管 （公式5）铸铁管284.0Q d 5158d 1102236.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=v λ （公式6）式中 λ——燃气管道摩擦阻力系数；Re ——雷诺数, , d 为管道内径（m ）, 为管道断面的平均流速（m/s ）, d——管道内径（mm ）；Q——燃气管道的计算流量（m 3/h ）；v ——燃气的运动粘度（m 2/s ）；△——管壁内表面的当量绝对粗糙度, 对钢管: 输送天然气和气态液化石油气时取0.1；输送人工煤气时取0.15。

对于庭院燃气管道, 燃气在管道中的运动状态绝大多数在紊流过渡区, 因此一般取, 相应的单位长度的摩擦阻力损失计算公式为：L ∆P＝6.9×10625.0Q d 2.192d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆v 52d Q ρ0T T（公式7） 2）低压燃气管网压降及压降分配（1）城镇低压燃气管道从调压柜到最远端燃具的管道允许阻力损失城市燃气管网与用户的连接有两种方法: 一、通过用户调压器与燃具连接, 这样管网中压力的波动不影响用户处的压力, 燃器具就能在相对恒定压力下工作；二、用户直接与低压管网相接, 这样, 随着管网中流量的变化和压力的波动, 燃具前的压力也随之变化。

公式：
式中：
λ计算
公式：36.73699式中：λ--水力摩阻系数
lg--常用对数
K--钢管内壁绝对粗糙度（m ）规划P411
d--管内径(m)
Re--雷诺数规划P411Re计算
公式
式中：Re--雷诺数
D--管道内径（m ）
ν--燃气在管道内的流速（m/s ）
v--燃气的运动粘度（m 2/s ）高压、次高压和中压燃气管道水力计算
计算公式：按《城市燃气设计规范》GB50028-93（2002年版）中5.2.5条规定执行P36本计算表用于计算单一直管段的终点压力
P 1--燃气管道起点的压力（绝压kPa ）
d--管道内径（mm ）
ρ--气体的密度（kg/m 3)
T--设计中采用燃气的温度（K ）T 0--273.15K
P 2--燃气管道终点的压力（绝压kPa ）
Z--压缩因子，当燃气压力小于1.2MPa （表压）时，Z 取1
L--燃气管道计算长度（Km ）
λ--水力摩阻系数见：GB50251-94 中3.3.2.3条 P7
Q--燃气管道的计算流量（m 3/h ）
Z T T d Q L P P 0
521022211027.1ρλ⨯=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=λλRe 51.271.3lg 01.21
d K v D υ=
Re 15.112.0100100
m
P Z +=
Z 的计算公式：
P m --
计算管段的管道平均压力（MPa ）Z--计算管段平均压力下的气体压缩系数15
.112.0100100
m
P Z +=⎪⎪
⎭
⎫
⎝⎛++=212
2132P P P P P m
.5条规定执行P36。