燃气管网的水力工况---两课时

⑶各月最大小时流量时的最大压力降
.75 1.75 Pp x1 P 750 x m m
月 份 1 2 3 4 5 6
K1
1.26 1.26 1.21 1.12 0.99 0.82
xm
1 1 0.96 0.89 0.785 0.651
.75 x1 m
ΔPp
750 750 698 612 492ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ354

第二节 低压管网的水力工况

研究内容 条件： 用户支管和低压管网直接连接 任意工况 研究 用户燃具前的压力变化情况
低压管网在不同调压器出口压力运行方案下，管网压力随 负荷变化的规律不同。 管网系统起点压力为定值时的工况 按月(或季节)调节调压器出口压力时的水力工况


随管网负荷变化调节调压器出口压力时的水力工况
一、管网系统起点压力为定值时的工况

运行方式：系统起点压力(即调压器出口压力)为定值 时，随负荷降低，管道中的实际压力降减少，用户燃 具前的压力升高。 系统起点压力为定值，计算工况下管网起点压力、各 用户燃具前的压力和管道压力降的关系式为：

P 1 P b P

系统起点压力为定值,任意用气工况时：
6
1350
12
1500
⑸比较冬季、夏季（8月为例）用户燃具前的压力变化范围 （取β=1） ①冬季燃具前压力：
1.75 Pb P P 1500 750 x 1 p
②夏季燃具前压力
1.75 Pb P P 1255 750 x 1 p
Pb P 1 Pp 1500 750x

为保证燃具的正常工作，必须保证燃具前压力波动在一 个允许的范围内。 对于燃具：燃具的额定压力Pn，只有在此压力下工作时， 才能达到最优的燃烧性能。为保证燃具的正常、高效工作， 要求燃气压力应位于额定压力附近，燃具的最大允许压力 和最小允许压力可用燃具的额定压力乘一系数来表示：
Pmax k1 Pn K1、k2—最大压力系数和最小压力系数； Pmin k 2 Pn
P 1 P b Pp
令
x
Qp Q
1.75
Pp Q p P Q
所以
x
1.75
1.75
Pp Px
由P 1 P b Pp
P 1 P b x
1.75
P
管网压力的基本方程式：
P 1 P b x
1.75
P
可绘制任何用户处的压力曲线 取P1=1.5Pn，取ΔP=0.75Pn ，则：
①计算压力降的大小 ②压降利用系数，压降利用系数不同，燃具前的压力不同 ③管网负荷（流量）的变化情况
④调压器出口压力调节方法。
2、管网计算压力降的确定
⑴影响管网计算压降的因素 燃具允许的压力波动范围限制了计算压力降的数值。为了尽 可能地提高管网的计算压力降（P1-P2）： Q最小=0，灶具前出现最大压力，取燃具的最大允许压力，决 定了管网起点最高压力。 Q最大，灶具前出现最低压力，取燃具的最小允许压力，决定 了用户前最低压力。
末端最小压力的确定可以从三个方面来考虑：

①应保证区域调压站及专用调压站能正常工作
②应考虑中压引射式燃烧器的额定压力，管网的最小压力应 能保证中压引射式燃烧器所需的引射压力。 ③为满足事故工况下管网的过流能力，高、中压管网应该留 有适当的压力储备。

2．低谷核算时 低谷核算时，仍取决于管网源点的供气压力和管网终端调 压器或高中压用户的压力要求，此外，因低谷部分燃气将输 往储气设备储存，计算压力降需同时满足储气的压力要求。
Pn—燃具的额定压力。
式中： Pmax、Pmin—燃具的最大和最小 允许压力；
1、用户处的压力波动及其影响因素

直接连接用户的低压燃气管网的压力曲线。
0
0



图中A为管网的起点，B为干管的终点； E、F、G、B为用户C1、C2、C3、C4与干管的连接点。 P1为起点压力即调压器的出口压力。
0
0
第七章 城市配气管网的水力工况

管网计算压力降的确定 低压管网的水力工况


高、中压环网的水力可靠性
低压环网的水力可靠性
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 二、高、中压管网计算压力降的确定
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 几点说明：
用户处的压力指燃具前的压力，是指在工作状态下，燃气到 达燃具前所具有的剩余压力。 用户与管网的连接方式有两种： 通过用户调压器与管网相连；在调压器出口输出恒定 压力，管网内压力波动不影响用户； 用户直接与低压管网相连；燃具前的工作压力随着管 网内压力、流量而波动； 本章所讨论的问题指的都是第二种连接方式。
月 份 7 8 9 10 11 12
K1
0.67 0.68 0.83 0.94 10.08 1.14
xm
0.532 0.54 0.659 0.746 0.857 0.905
.75 x1 m
ΔPp
248 255 361 449 572 630
1 1 0.931 0.816 0.656 0.472
0.331 0.34 0.482 0.599 0.763 0.84
1650
4350
2250
（3）低压燃气管道允许总压力降的分配

允许总压力降在低压干管、庭院、室内管之间的分配，应根据
经济技术比较以及长期的运行经验确定。一般来讲，街区低压
干管的压力降取0.5Pn左右，庭院管道取0.15Pn左右，剩下的就 是室内管道的允许压力降。 以天然气为例：
允许总压降： Pd 1650Pa
P Pmax Pmin k1Pn k 2 Pn k1 k 2 Pn
P Pmax Pmin k1Pn k 2 Pn k1 k 2 Pn
①取决于燃具的额定压力Pn ②与k1、k2或者说与二者的差值有关，

（2）管网计算压力降的确定 对于民用灶具，k1、k2的取值应能使燃具正常燃烧，还要保 证一定的热负荷。实验确定：最小压力系数k2取0.75，最大压 力系数k1取1.5。
β＝0.5的曲线4 β＝0的压力线即直线1
由0~1的所有压力曲线都将落在斜线 区内，这也是燃具前压力的波动范 围。 对大多数用户来说，其压降利用系 数在0.5~1的范围内(双斜线区内)。 由图可见在系统起点压力为定值的 情况下，燃具大部分时间在超负荷 情况下工作。
二、按月(或季节)调节调压器出口压力时的水力工况
计算压力降：在最大负荷下，管网起点（调压器出口）到最远 端用户燃具前的压力降， P P P P1 - P2 。 压降利用系数
用户的实际压力降/管网计算压力降
用户燃具前的最大波动范围就等于管网的计算压力降。
综上，用户处压力及其波动范围的影响因素主要有 以下几点：

街区： 1050Pa 多层建筑： 庭院 250Pa; 室内 350Pa 见表7-3
3.低压天然气支管设计


等压降设计 各支管允许压力降取相等的数值，各分支管线末端设 计压力是不同 全压降设计 使得支管末端的设计压力基本相同，各条支管压力降 的取值不同
1400Pa 1500Pa 1300Pa 1200Pa
与低压管网不同，高、中压管网只有通过调压器才能与低 压管网或用户相连，因此，高、中压管网中的压力波动， 实际上并不影响低压用户的燃气压力。 计算压力降根据高中压管网的具体条件和运行工况要求而 定，按高峰和低谷分别考虑：

1．高峰计算时
起点压力就是管网方案设计时所定的设计压力或者管网 源点的供气压力。
月份 1 2 3 4
1.各月的调压器出口压力 2.作图比较冬、夏季（以8 月份为例）燃具前压力在 不同流量比时的波动范围。
5
6
0.99
0.82
11
12
1.08
1.14
解:
⑴计算压力降 ΔP＝0.75Pn＝0.75×1000＝750Pa ⑵求各月的xm
K1 K1 xm max 1.26 K1

P k1 k 2 Pn 0.75P n
燃气表的压力损失以150Pa计，
Pd 0.75Pn 150
式中：ΔPd—从调压站到最远燃具的总的允许阻力损失（Pa）； 0.75Pn—管网的计算压力降， 150—燃气表的压力损失。
举例说明：对于天然气，燃具的额定压力 Pn=2000Pa 燃具前最大压力：Pmax=k1Pn=1.5× Pn=3000Pa 燃具前最小压力：Pmin=k2Pn=0.75× Pn=1500Pa 管网计算压力降：0.75Pn=1500 低压管网允许总压力降： P d 0.75P n 150=1500+150=1650 调压站出口最大压力： P1 Pd Pmin 1650 1500 3150Pa

当β=1和燃具前出现额定 压力时 ，即Pb/Pn=1，管 道中的流量为最大流量的 79.4%； 当x=0~0.794时，燃具前 的压力将大于额定压力； 当x=0.794~1时，燃具前 的压力将小于额定压力； 当流量比x=1时，即计算 流量下，燃具前出现最小 压力，Pb/Pn=0.75 。
压降利用系数β <1
全压降设计优缺点

优点

充分利用允许压力降，减小了管径，提高了经济性 保证不同用户燃具前压力基本一致。 施工和设计麻烦

缺点

管网系统发生事故，干管压力发生变化，可能导致 支管末端压力低于设计要求
具体采用什么方式，在学术上值得探讨。目前，一般均采 用等压降设计。
二