三化业务建设
燃气管道水力计算表
设计和使用说明
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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 7.3K
lg 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。
d
Q
5.235781015d 3600Q
4d
)d 4/(3600Q d Re 62⋅=
⋅⋅π=γ⋅⋅π=γ⋅ν=- Q ——燃气管道的计算流量（m 3/h ）； v ——热媒在管内的流速（m/s ）；
γ——热媒的运动粘滞系数（m 2/s ），人工煤气取γ=25x10-6（m 2/s ），天然气取γ=15x10-6（m 2/s ）；
（1）低压燃气管道（P<0.01MPa ）单位长度的摩擦阻力损失为：
052
7T T d Q 1026.6L P ρλ⨯=∆ （3）
（2）中、高压燃气管道（P ≥0.01MPa ）单位长度的摩擦阻力损失为：
Z T T d Q 1027.1L P P 052102221ρλ⨯=- （4）
△P ——燃气管道摩擦阻力损失（Pa ）； P 1——燃气管道起点的压力（绝对压力，Pa ）； P 2——燃气管道终点的压力（绝对压力，Pa ）； L ——燃气管道的计算长度；
ρ——天燃气密度（kg/m 3），在T 0=273.15K 、P 0=101325Pa 时，ρ0=0.75kg/m 3； T ——设计中所采用的燃气温度（K ）； T 0——273.15（K ）；
Z ——压缩因子，燃气压力小于1.2MPa （表压）时，Z=1； 2.3 低压燃气管道附加压力
《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）的10.2.13节提到，计算低压燃气管道阻力损失时，对地形高差大或高层建筑立管应考虑因高程差引起的燃气附加压力，公式如下：
h )(8.9H m k ⨯ρ-ρ⨯=∆ （5）
△H ——燃气的附加压力（Pa ）；
ρk ——空气的密度（kg/m 3），ρk =1.29kg/m 3；
ρm ——燃气的密度（kg/m 3），ρm =0.75kg/m 3； h ——燃气管道终、起点的高程差（m ）。
2.4 局部阻力的计算
根据《燃气输配（第二版）》第105页的式（6-35）计算庭院管道和室内管道局部阻力，低压燃气管道水力计算表中的局部阻力按下式计算：
ρξ∑=∆2
v P 2
（6）
△P ——局部阻力的压力损失（Pa ）； Σζ——计算管段中局部阻力系数的总和； v ——管段中燃气流速（m/s ）；
ρ——天燃气密度（kg/m 3），在T 0=273.15K 、P 0=101325Pa 时，ρ0=0.75Kg/m 3； 根据《燃气输配（第二版）》第106页的表（6-1），局部阻力系数下表取值：
《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）的6.2.7节提到，室外燃气管道的局部阻力损失可按燃气管道摩擦阻力的5～10%进行计算，附件xls 文件的第五张表中高压燃气管道水力计算表中的局部阻力按10%计算。
三、燃气管道管材和管件的选用
中压和低压庭院燃气管道可采用聚乙烯管、钢管、钢骨架聚乙烯塑料复合管或机械接口球墨铸铁管。
工程中需根据应力分析、经济性比较选择管材，常用的一种做法是：
埋地的庭院低压燃气管道采用SDR11系列的聚乙烯管材及管件，管材、管件符合《燃气用埋地聚乙烯管材》（GB15558.1-2003）、《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统》（GB15558.2-2005）的要求。
架空敷设的管道，采用无缝钢管和镀锌钢管，室外立管、引入管及管径大于
DN40的管道，采用无缝钢管，管材符合《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163-2008的规定。
管径小于DN40的室内管道，采用加厚低压流体输送用镀锌钢管，管材符合《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2015的规定。
附件xls文件的第二张表中给出了推荐的镀锌钢管、无缝钢管、聚乙烯的管径规格。
四、燃气管道水力计算表的使用步骤
本水力计算表的使用步骤如下：
（1）双击Excel文件，出现提示是否启用宏，点击“启用宏”。
（2）第一张表“同时使用系数查询、流量计算”中，第一行中可根据设备参数修改单独使用双眼灶、使用双眼灶+热水器、使用浴槽+热水器、使用采暖炉时的额定流量。
根据燃具类型，在对应的列中查出对应第一列中对应某户数N 时的同时使用系数和计算流量。
本表可查询的最大户数为2000户。
（3）第二张表“管径规格”中列出了推荐的一个系列的镀锌钢管、无缝钢管、聚乙烯的管径规格。
（4）第三张表“推荐管径”中给出了钢管、聚乙烯管各种管径下的参考流量值。
（5）如果是计算压力P＜10kPa的燃气管道，选择在第四张表“低压水力计算”中输入计算，庭院燃气管道算常用的是“低压水力计算”表。
如果是计算压力P≥10kPa的长输燃气管道，选择在第五张表“中高压水力计算”中输入计算。
（6）在第四张表或第五张表中，在D、E、F列标题下逐段输入管道的内径、计算流量、管长，根据实际计算的管段数，需复制增加或删除多余的行数。
（7）在M1单元格输入温度，默认为常温15℃，在K3单元格输入管段起点压力P0。
（8）根据对管段编号的需要，在B列、C列输入管段入口编号、出口编号。
（9）输入完成后，单击N列的“计算”键，完成计算后，J、L、M列显示计算出的λ、△P/L、△P，K列显示每段末端的压力值。
每次输入、修改了内径d、流量Q的数值后，均需要再次单击第一行的“计算”键，重新计算λ值。
（10）在第四张表中的O列分别输入每段管道的高差，为末端的高度-起始端的高度，P列自动计算出该管段的附加压力，如不输入高差，则默认管段始端、末端高差为0。
（10）在第四张表中的S、U、W、Y、AA、AC、AE、AG、AI列分别输入每段管道的变径、三通直流、三通分流、四通直流、四通分流、弯头、旋塞阀、截止阀、闸板阀的数量，Q列自动计算出每段管道的局部阻力。
如不输入数量，则默认管段上有0个管件。
五、燃气管道管径的推荐值
本计算表可求出给定流量、内径的燃气管道的压力损失△P、单位长度压力损失△P/L，保证管段的△P/L、△P不会过大，通过确认压力损失是否在合理范围内，从而判断所选管径是否合理。
暖通空调技术措施表12.4.5中要求，选择燃气管道管径时，应确保燃气管道压力损失不大于下表：
经过试算发现，合理选择管径保证△P/L≤5Pa/L时，调压箱后的地上燃气管道总阻力损失在合理范围内，调压箱后的地上燃气管道的推荐管径如下表所示：
经过试算发现，合理选择管径保证△P/L≤3.5Pa/L时，调压箱前的埋地燃气管道总阻力损失在合理范围内，调压箱前的埋地燃气管道的推荐管径如下表所示：。
