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燃气管网水力工况PPT课件

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06 城市燃气-燃气管网的水力工况

06 城市燃气-燃气管网的水力工况

Xm
Xm1.75 实际压力降 调压器出口压力
1193 1193 1247 1392 1500 1500
八 月份 燃具 前压 力 :
.75 Pb P1－Pp 1193 750x1 m
二月份燃具前压力 :
0 x8 0.46
1.75 m
Pb P1－Pp 1500 750x
调压站的最大出口压力 燃具前最小压力 允许压力降 =1. 5 Pn +150
我国几个城市低压管道压力降(Pa)
项目 城市 压力 压降 北京 上海 沈阳 天津 （人工煤气） （人工煤气） （人工煤气） （天然气） 800 1100~1200 600 550 150 200 100 900 1500 600 900 500 200 80 800 1800~2000 600 1300 1000 100 80 2000 3150 1500 1650 1100 300 100
Pbmin P1 Pp Pn
1.75 P1 Pn Qm
2、各月最大小时用气量
Qm
Qy 365 24
K1 K 2 K 3
Qm 该 月 最 大 小 时 用 气 量 Nm ， 3 /h Qy 年 用 气 量 ， Nm 3 / a K1 该 月 不 均 匀 系 数 K2 该 月 最 大 日 不 均 匀 系 数 K3 该 月 最 大 日 最 大 小 时 均 不匀系数
燃具的额定压 力 调压占出口压 力 燃具前最低压 力 低压管道总压 力降 干管 支管 户内管
煤气表
100
120
120
150
二、 高、中压管道计算压力降的确定
• 特点
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。

城市燃气课件第六章燃气管网水力计算

城市燃气课件第六章燃气管网水力计算

THANKS
感谢观看
软件具有友好的用户界面，方 便用户进行操作和数据输入。
软件功能
计算功能
软件可以对燃气管网的流量、压 力、温度等参数进行计算，以确
定管网的运行状态。
模拟功能
软件可以对燃气管网的运行进行 模拟，预测管网的性能和表现， 以便及时发现和解决潜在问题。
分析功能
软件可以对燃气管网的数据进行 分析，提供各种图表和报告，帮 助用户更好地理解和掌握管网的
05
CATALOGUE
燃气管网水力计算案例分析
案例一：某城市燃气输配管网的水力计算
总结词
复杂管网模型、多种气源、多级压力
详细描述
该案例针对某城市的燃气输配管网，建立了复杂的水力计算模型，考虑了多种 气源和多级压力的情况，通过计算和分析，确定了管网的输送能力和压力分布 。
案例二：某大型工业园区燃气管网的水力计算
目的
确保管网正常运行，优化燃气分 配，降低运营成本，预防潜在问 题。
计算原理
01
02
03
流体动力学原理
依据流体动力学的基本原 理，分析燃气在管网中的 流动状态和规律。
质量守恒定律
确保管网中燃气质量守恒 ，即流入和流出的燃气量 相等。
能量守恒定律
根据能量守恒定律，分析 燃气在管网中压力和流速 的变化。
混合模型的局限性
模型建立较为复杂，需要具备丰富 的专业知识和经验，同时对于某些 特定场景的适用性仍需进一步验证 。
03
CATALOGUE
燃气管网水力计算方法
节点法
01
节点法是一种基于管网节点压力 平衡的算法，通过求解管网中各 节点的压力和流量，计算出管网 的流量分配和压力损失。

第7章 燃气管网的水力工况

第7章 燃气管网的水力工况

(二) 管网计算压力降的确定
低压燃气管网的总压力降（含室内和庭院）
P max k1 P n P min k 2 P n
k1 , k 2 — 最大、最小压力系数； Pn — 燃具的额定压力。
ΔP Pmax - Pm i n (k1 - k 2 )Pn
计算压力降影响因素
ΔP Pmax - Pm i n (k1 - k 2 )Pn
1.75
k1Pn x 2 2Q2 x1.751Q1.75 k1Pn x 2 Pn x1.75 (k 1 k 2 )Pn x 2 x1.75 (k 1 k 2 ) k1 0
10
2015/11/11
令k1 1.5，图形
问题：
k 2 Pb x 和Qp ，但是k 2 0时Qp 0
燃气种类及 灶具额定压力 800 1000
允许总压 降Pa 750 900
人工 煤气
400 500
天然气，2000
1650
1050
300
300
200
400
我国几个城市低压管道压力降(Pa)
城市 压力 压降 北京 (人工煤气) 800 1100~1200 600 550 150 200 100 100 上海 (人工煤气) 900 1500 600 900 500 200 80 120 沈阳 (人工煤气) 800 1800~2000 600 1300 1000 100 80 120 天津 (天然气) 2000 3150 1500 1650 1100 300 100 150
2、任意工况下各用户燃具前的压力和管道压力降的 关系式：
P1 Pb Pp Pb Q p

1.75

燃气管网水力计算ppt课件

燃气管网水力计算ppt课件

1、实际压力降的求解
采用微元的方法求解管段的实际压力降 简化：管段上有n条分支管，各分支管间距均相等，并且每条分支管的途泄流量q也 相等，n条分支管就管段AB均匀地分成了n+1条小管段。
压降计算公式：
PKQ1.75l
流进管段的总流量： QN=Q2+Q1
每一条分支管段的流量：
q Q1 n
在AB上取任一小段y，该管段上的流量用Qy表示，则
0.71kg/Nm3，计算附加压头；又已知引入管起点压力P1=1000Pa，
80Pa，求P2。
P沿程局部
P2 17m P gag H 1.6 0P 0a
－0.6m P1
五、局部阻力损失计算
当燃气流经三通管、弯管、变径异型管、阀门等管路附件时，由于几何边界的急 剧改变，燃气在管道内气流方向和气流断面改变，燃气运动受到扰乱，必然产生 额外的压力损失。
原 则 -- 以 计 算 流 量 求 得的管段压力降应与 变负荷管段的实际压 力降相等。
计算流量先用转输流量与途泄流量的组合来表示
QQ1Q2
式中：Q------计算流量，Nm3/h； Q1-----途泄流量，Nm3/h； Q2-----转输流量，Nm3/h； α-----流量折算系数，它与途泄流量与转输流量之比、沿途支管数有关。
P12
P22 L
01
3.1(kP)a2/m
P 12 LP 22 00
3.10
.7
.7 2
.(1 k7 P )2/am
1502 P22 2.17 200
四、附加压头
由于空气与燃气密度不同，当管道始、末端存在标高差时，在燃气管道中将产 生附加压头。对始末端高程差值变化甚大的个别管段，包括低压分配管道及建 筑物的室内的低压燃气管道，必须将附加压头计算在内。

城市燃气课件 第七章燃气管网水力工况

城市燃气课件 第七章燃气管网水力工况
第七章 燃气管网的水力工况
燃气管网计算压力降确定 低压管网的水力工况 管网的水力可靠性
第一节 燃气管网计算压力降确定
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
一、低压管网计算压力降的确定
三点说明： 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。
由 P1 Pb Pp
P1 Pb x1.75P
管网压力的基本方程式： P1 Pb x1.75P
可绘制任何用户处的压力曲线 取P1=1.5Pn，取ΔP=0.75Pn ，则：
P1 Pb x1.75P
上式反映了在一定的β值情况下，任何用户燃具前 的压力比和流量比x （用气高峰时管网和用户的实 际流量与计算流量的比值）的函数关系。
城市燃气管网的水力可靠性
当管网中的某一管段发生故障时，整个管网通过能 力的减少是在许可的范围之内，则认为系统是可靠 的。
燃气管网系统的两种设计理念
等管径设计
等压降设计
一、高、中压管网的水力可靠性
事故工况下，系统的输量减少较大，不能保证正常供 应。
解决办法 增加系统的压力储备，允许事故状态下压力降增大， 从而增加流量，使燃气量不低于计算流量的70%， 使所有用户的供气保证系数为x=0.7。供气保证系数 越高，计算工况下的压降利用系数越小，所需的压 力储备越大。 一般采用等管径设计。
二、低压管网的水力可靠性
低压管网的水力可靠性较好， 不必留压力储备。
事故状态下不同位置用户燃气 流量变化： 不同用户的燃气量减少程 度有显著差别 离环网供应点（调压站） 越近，燃气量减少的量越 少 反之，越远则减少量的越 多。
Pb 1.5 0.75x1.75

城市燃气输配课件：燃气管网的水力工况---两课时

城市燃气输配课件：燃气管网的水力工况---两课时
时的工况。
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
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 。
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。
a2—用户燃具的当量阻力系数； Q—用户的计算流量。
如取k2＜1，即允许在最大负荷时燃具在小于额定压力下工作； 而管网则是按最大流量设计的 ； 燃具的流量与管网的流量是不相匹配。 所以管网的流量就不可能达到计算流量Q 。
设用气高峰时管网和用户的实际流量与计算流量的比值为x， 即Qp＝xQ 在用气高峰时，管道压力降ΔPp和燃具前压力Pb之和等于管道起 点压力P1，
P Pmax Pmin k1Pn k 2Pn 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。
P k1 k2 Pn 0.75Pn
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。

燃气输配06第六章燃气管网的水力工况

• 因此，在选取Pn时要进行综合的 技术、经济比较。
燃气输配06第六章燃气管网的水力工 况
• 增大燃具的压力波动范围，就可以
增大管网计算压力降，节省金属用量。 但是，燃具的正常工作却要求其压力波 动不超过一定的范围.
• 实际测定表明，当燃具前压力波动为 0.5Pn～1.5Pn时，燃烧器的性能能够达到 燃具质量标准的要求，即k1=1.5，k2=0.5 ，但实际k2=0.75是可行的。
•2.系统负荷（流量）的变化情况；
•3.调压器出口压力调节方法。
燃气输配06第六章燃气管网的➢低压管网计算压降的确定 • 管网的计算压力降ΔP应等于用户处燃 具压力的最大波动范围，即
•ΔP =Pmax-Pmin =(K1-K2)pn
•式中 Pmax、Pmin——燃具的最大和最小允许 压力，Pa。
燃气输配06第六章燃气管网的水力工 况
• 当k2<1时，随着k2值的减小，管道流量与计 算流量之比x值也越来越小，但二者的减小程度 不同，当k2=0时, x =0.759，远远大于0。这是因 为当管道中的实际流量小于计算流量时，管道的 实际压力降也小于计算压力降。管道的压力降加 上用户燃具前的压力等于管道的起点压力，在起 点压力为定值的系统中，管道实际压力降减小， 使得剩余压力降加大，即按k2、Pn计算的燃具前 压力增大，其相应的流量随之增大。
• k1、k2——最大压力系数和最小压力系数；
•
Pn——燃具的额定压力，Pa。
燃气输配06第六章燃气管网的水力工 况
• 燃具的额定压力Pn增大，管网计算压力降ΔP 就会随之增大，从而可降低金属用量，节约管网投 资。而Pn越大，对设备的制作和安装质量要求越 高，管网的运行费用也越大.
• 若 Pn取得过小，运行费用降低但管网的投资 会增加.

第七章 燃气管网的水力工况1

第七章 燃气管网的水力工况
第一节 管网计算压力降的确定 第二节 低压管网的水力工况 第三节 高、中压环网的水力可靠性 第四节 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 三、工业企业燃气管道计算压力降的确 定
一、低压管网计算压力降的确定
低压管网分两种情况： a. 与用户直接连接 b. 通过调压器与用户连接 此处介绍的计算压力降是指第一种情况下 管网的压力降。
一、低压管网计算压力降的确定
（一）用户处的压力波动及其影响因素 用户直接与低压管网连接，随着管网中流 量变化，燃具前的压力也随之变化。为满 足燃具燃烧的稳定性和良好的运行工况， 应控制燃具前压力的波动范围。 燃具能够正常工作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个系数 表示。 Pb = k P
α 2 −1 ∆P = P n 1− β 2
三、工业企业管道计算压降的确定
（二）管道通过调压器与燃烧器相连 与高中压燃气管道计算压力降的确定情况 相同。
第二节 低压管网的水力工况
主要讨论用户燃具与低压管网直接相连时，在任 意工况下，用户燃具前的压力变化情况。 一、管网系统起点压力为定值时的工况 1、计算工况时，管网中的负荷最大，管网压力降 最大，燃具前压力最低。 2、任意工况时，随着管网负荷的降低，管网压力 降减少，用户燃具前压力升高。
一、管网起点压力为定值时的工况
二、按月调节调压器出口压力时的 水力工况
为了缩短燃具超负荷工作的时间，可采取 按月调节调压器出口压力的措施，在用气 量较低的月份降低出口压力。 调压器出口压力的调整值应满足该月最大 小时用气量时燃具前压力为额定压力。 各月最大小时用气量公式

燃气管网水力工况

同时工作着的燃具总流量的关系
管网流量与单个燃具流量之间的关系
• K2<1时的水力工况分析结论
从上述分析可知，取 =0.75，当用气高峰时，满足了最大负荷的92%（x=0.92）。 但在管网实际运行中，高峰用气时的管网负荷可能会十分接近最大负荷，这是因为： 当管网处于最大负荷时，燃具前将出现最小压力，因而使燃具在负荷不满足的情 况下工作，势必延长燃具的使用时间，也就是使同时工作的燃具数增加，管网中的 实际流量仍有可能接近计算流量。 以上是按压降利用系数β=1进行分析的，但实际上有一部分用户并未充分利用计 算压力降，因此，这些用户燃具前的压力在用气高峰时，将大于按 K2=0.75计算的 压力，燃具则可能在额定负荷下工作。
• 高、中压管网计算压力降的确定
4.2 低压管网水力工况
• 低压管网水力工况 • 水力工况分析思考题一 • 防止燃具超负荷的措施
• 管网系统起点压力为定值时的工况
不同的beta值对应一类不同的用户， 这类用户的燃具前压力相等，也就 是调压器出口到这些用户处的压力 降相等。
水力工况分析思考题一
• 管网超负荷与大多数燃具超负荷有没有可能 同时发生？
防止燃具超负荷的措施
• 对调压器出口压力按负荷进行调节。（按负 荷改变调压器出口压力）
掌握P429[例2-6-1]
4.3 管网水力可靠性
• 高、中压管网水力可靠性 • 低压管网水力可靠性 • 提高输配管网水力可靠性的途径
高、中压管网水力可靠性
• 计算工况 • 管网流量方面的几个思考题 • K2小于1时的水力工况分析结论
• 计算工况
• 管网流量方面的几个思考题
燃气管网何时处于计算工况？ 管网计算流量、管网流量与管网中同时工作着 的燃具总流量的关系？ 管网流量与单个燃具流量之间的关系如何？

第七章 燃气管网的水力工况

第七章 燃气管网的水力工况
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
• 用户处的压力(即用户燃具前的压力)波动 及其影响因素 • 城市管网与用户的两种连接方法：
• 通过用户调压器与燃具连接，燃具在恒定的压 力下工作； • 用户直接与低压管网连接。
直接与低压管网连接的特点
• 随着管网中流量变化和压力波动，燃具 前的压力也随之变化。 • 用户处的压力及其被动范围取决于： 1．计算压力降的大小和压降利用程度； 2．系统负荷(流量)的变化情况； 3．调压器出口压力调节方法。
二、高、中压管网计算压力降的确定
• 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。 • 确定高、中压管网末端最小压力降应保证区域 调压室能通过用户在高峰时的用气量。当高、 中压管网与中压引射式燃烧器连接时，燃气压 力需保证这种燃烧器的正常工作。
• 如果存在天然或人工障碍，低压管网最好分区 布置，而不要连成整体系统，但每一独立区至 少应有两个调压室。各调压室的出口可用同径 管道以最短的线路互相连接，以保证当一个调 压室关断时由另一个调压室供给必要数量的燃 气。 • 如果高、中压管网只有一个环时，可采用相同 或相近的管径，并留有一定的压力储备，以提 高事故情况下的通过能力。对由许多环路组成 的管网，整个压力降应当在沿燃气流动方向依 次布置的各坏路之间均匀地分配，并且每个环 应由管径相同的管道构成。管网中环路越多， 则压力储备可以越少。
管网计算压力降的确定
Pmax k1Pn Pmin k2 Pn
P Pmax Pmin (k1 k2 ) Pn
• 低压燃气管网（包括庭院和室内管）总 的计算压力降为
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第七章 燃气管网的水力工况
燃气管网计算压力降确定 低压管网的水力工况 管网的水力可靠性
第一节 燃气管网计算压力降确定
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
一、低压管网计算压力降的确定
三点说明： 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。
低压管网允许总压力降： Pd 0.75Pn 150 =1500+150=1650 调压站出口最大压力： P1 Pd Pmin 1650 1500 3150Pa
低压燃气管道允许总压降
压力，Pa
人工煤气
天然气
液化 石油气
燃具额定压力Pn 燃具前最大压力Pmax 燃具前最小压力Pmin 调压站出口最大压力
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：
P1 Pb P
系统起点压力为定值,任意用气工况时：
用户与管网的连接方式：
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；
▪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：
P Pmax Pmin k1Pn k 2Pn k1 k 2 Pn
P Pmax Pmin k1Pn k 2Pn 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。
800 1200 600 1350
1000 1500 750 1650
2000 3000 1500 3150
允许总压降
750 900 1650
2800 4200 2100 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 街区： 1050Pa 多层建筑： 庭院 250Pa;
室内 350Pa
二 高、中压管网计算压力降的确定
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：
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。
0
0
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：
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。
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。
末端最小压力的确定可以从三个方面来考虑：
①应保证所连接的区域调压器能通过用户在高峰时的用气量；
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高中压管网的起点最大压力与末端最小压力之差就是高中 压管网的最大计算压力降。对于环状管网，在设计时还应考 虑当个别管段发生故障时，应保证一定量的供气能力。故在 确定实际计算压力降时根据可靠性计算留有适当的压力储备， 因此实际计算压力降一般小于最大计算压力降。
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
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。
P k1 k2 Pn 0.75Pn
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
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。
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
Pm Pm
ax in
k1Pn k2 Pn
式中： Pmax、Pmin—燃具的最大和最小 允许压力；
K1、k2—最大压力系数和最小压力系数；
Pn—燃具的额定压力。
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。