城市燃气输配_燃气管网水力计算

低压燃⽓管道⽔⼒计算公式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＝×1010（Q0/d4）γρ0（T/T0）2、临界状态R e＝2100~3500λ＝＋（R e－2100）/（65 R e－1×105）ΔP/L＝×106［1＋（Q0－7×104dγ）/（－1×105dγ）］（Q02/d5）ρ0（T/T0）3、紊流状态R e≥35001）钢管λ＝［（Δ/d）＋（68/ R e）］ΔP/L＝×106［（Δ/d）＋（dγ/ Q0）］（Q02/d5）ρ0（T/T0）2）铸铁管λ＝［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］ΔP/L＝×106［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］（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——Nm3（20℃和浓度20%时）纯轻烃燃⽓运动粘度——×10－6m2/s（0℃和时）燃⽓运动粘度——×10－6m2/s（0℃和时）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。

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。

城市燃气输配管网系统的水力计算分析摘要：本文主要介绍了城市燃气输配管网水力计算的意义和计算方法并以实例分析运用和验证了方法的使用。

关键词：燃气输配管网、水力计算。

1水力计算分析的意义管网的水力分析是城市管网科学管理的基础,其任务是在输入节点流量及管长、管材、管径的情况下了解管网各管段的实际流量分配,各节点的压力,以及气源的工作情况,即了解整个管网的实际运行工况,从而得到科学、精确的信息.这样既为改建!扩建管网设计提供准确的数据资料,避免工程的盲目性。

同时,也为城市管网的科学管理提供数据信息,以便有关部门对管网突发事件作出快速反应、能否正确地进行水力计算,直接影响到输配系统的经济性和可靠性。

2水力计算2.1燃气管网的水力计算基本公式2.1.1气体管段流量的基本方程天然气在管内流动时，沿着气体流动方向，压力下降，密度减少，流速不断增大，温度同时也在变化，决定燃气流动状态的参数有：压力p 、密度ρ、流速v 。

为求解这些参数有三个基本方程:连续性、运动方程和气体状态方程。

气体流动方程如下。

利用牛顿运动方程、质量连续性方程、气体状态方程,并假设： a 地下燃气管道的温度变化不大,可以假定燃气在管内等温流动。

b 地下燃气管道的标高变化较小,可以不计算管道纵轴方向的重力作用分力。

得可压缩气体的不稳定流动方程组运动方程 （2.1） 连续性方程 气体状态方程P zg RT ρ=τ---时间；x---离管道始端的距离； v---τ时刻x 处燃气的速度； P---τ时刻x 处燃气的压力；()()222P x x dρυρυλυρτ∂∂∂+++=∂∂∂()0xρυρτ∂∂+=∂∂d---x 处燃气管道的内径； z---压缩系数； g---重力加速度； R---气体常数； T---燃气的绝对温度； ρ---燃气密度。

从理论上讲,上式可用来计算燃气在管道中任何距离,任何时刻的运动参数,实际上这一组非线性偏微分方程很难求解,但可从工程观点出发在忽略某些对计算结果影响不大的项,如略去运动方程中对流项和惯性项,并因有(2.2)及(2.3)式中C 为声速。

2010-2011学期《燃气输配》课程设计1、计算小区总的小时计算用气量。

燃气（纯天然气）燃具的额定流量燃气管道的计算流量2、布置燃气管网，选择合适管材。

3、确定零点位置及气流方向，计算各管道途泄流量、转输流量、计算流量。

1)在管网的计算简图上将各管段依次编号，在距供气点（调压室）最远处，假定零点的位置，同时决定气流的方向。

2)计算各管段的涂泄流量。

3)计算各管段的转输流量，计算由零点开始，与气流相反方向推算到供气点。

4) 计算各管段的计算流量4、 选取合适的计算压力降，初步选取各管段管径。

1) 预定沿程阻力的单位长度计算压力降，取局部阻力损失为沿程阻力的10%。

经计算，由供气点至零点的平均距离为315m.则沿程阻力的单位长度计算压力降为2) 确定管径，根据初步流量分配及沿程阻力的单位长度计算压力降选择各管段管径，由于燃气的密度为0.78，因而在查图时要进行修正，即选定管径后，由图查出该管段的实际沿程阻力单位长度压力降值，并修正，即5、 进行管网水力计算。

校核各管段压力降，与计算压力降比较，若差别太大，则调整个别管径，重复上述计算。

途泄流量0.55Q1转输流量Q2计算流量Q 1--220001861861800.58511.72--335158.256068.251400.2739.5553--41050060601400.35136.8554--525158.2508.25630.46811.74--6400045451250.3915.66--725158.2508.25630.46811.76--8400030301100.3915.68--925158.2508.25630.46811.78--1075158.2508.25630.46835.12--11352413.296109.21600.50717.74511--131400096961400.35950.2613--12252413.2013.2750.46811.713--15400072721400.42917.1615--14252413.2013.2750.46811.715--17400048481250.3915.617--16252413.2013.2750.46811.717--18752413.2013.2750.46835.1管段号管段长度L (cm)流量（m³/h）管径d（mm）单位压力降(Pa/m) 管段压力降△p6、确定调压站的最大通过能力及出口压力。

第四章 燃气管网的水力计算燃气管网水力计算的任务是根据燃气的计算流量和允许的压力降来确定管径；在有些情况下，已知管径和压力降，求管道的通过能力。

总之，通过水力计算，来确定管道的投资和金属耗量，及保证管网工作的可靠性。

第一节 水力计算的基本公式一、摩擦阻力 1.基本公式在通常情况下的一小段时间内，燃气管道中的燃气流动可视为稳定流。

将摩擦阻力公式、连续性方程和气体状态方程组成方程组：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===-RTZ P const wA w d dx dP ρρρλ22（4-1） 为了对摩擦阻力公式进行积分，由连续性方程得：00Q wA ρρ=由气体状态方程得：000Z PT TZP =ρρ 代入摩擦阻力公式，在管径不变的管段中24d A π=，整理得：dx Z T TZP dQ PdP 000052028ρλπ=- （4-2）假设燃气在管道中是等温流动，则λ和T 均为常数，考虑管道压力变化不太大，Z 也可视为常数。

通过积分，得高、中压燃气管道的单位长度摩擦阻力损失为：0000520222162.1Z T TZP dQ L P P ρλ=- 4-3） 式中 P 1——燃气管道始端的绝对压力（Pa ）；P 2——燃气管道末端的绝对压力（Pa ）； P 0——标准大气压，P 0=101325Pa ； λ——燃气管道的摩擦阻力系数；Q 0——燃气管道的计算流量（Nm 3/s ） d ——管道内径（m ）；ρ0——标准状态下的燃气密度（kg/Nm 3）；T 0——标准状态下的绝对温度（273.15K ）； T ——燃气的绝对温度（K ）；Z 0——标准状态下的气体压缩因子； Z ——气体压缩因子；L ——燃气管道的计算长度（m ）对低压燃气管道，()()m P P P P P P P P 221212221⋅∆=+-=-式中 ()221P P P m +=为管道1、2断面压力的算术平均值，对低压管道，0P P m ≈，代入式（4-3），得低压燃气管道的单位长度摩擦阻力损失为：00052081.0Z T TZdQ L P ρλ=∆ （4-4） 若采用工程中常用单位，则高、中压燃气管道的单位长度摩擦阻力损失为：005201022211027.1T TZ dQ L P P ρλ⨯=- （4-5） 式中 Z ——气体压缩因子，当燃气压力小于1.2MPa （表压）时，Z 取1。

城市燃气输配燃气管网水力计算(1)一、城市燃气输配燃气管网的水力计算概述城市燃气输配燃气管网的水力计算是指计算城市燃气管网中燃气流经管线时的燃气压力、流速等参数的过程。

燃气的输送过程中需要维持一定的压力和流量，以保证用户的正常用气需求。

城市燃气管网的水力计算是燃气输配领域的重要技术之一，对规划设计、施工和运营维护都有着重要意义。

在计算过程中，需要考虑多个因素和参数，如管道长度、管径、燃气密度和温度、燃气流量和压力等，综合分析并进行水力优化，才能保证燃气管网的稳定、高效运行。

二、城市燃气输配燃气管网的水力计算方法1.基本原理城市燃气管网的水力计算基于燃气流动的流体动力学基本原理，主要包括能量守恒方程、连续性方程和状态方程等。

其中，能量守恒方程主要用于计算管道中燃气压力的变化；连续性方程用于计算燃气的流量；状态方程用于计算燃气的密度和温度等参数。

2.计算方法城市燃气管网的水力计算可以采用多种方法和软件进行，如相似理论方法、管道特性法和CFD数值模拟等。

其中，相似理论方法和管道特性法是比较常用的计算方法。

相似理论方法是通过建立模型来模拟实际的管网系统，在实验条件下进行流场等参数的测量和分析，得出管网水力特性，以此来推导出实际管道的水力性能。

管道特性法是通过分析管道的特性方程和各个管道之间的相互关系，计算出燃气流经管道时的燃气流量、压力等参数。

3.优化方法城市燃气管网的水力计算还需要进行优化，以求得最优的燃气输送方案。

优化方法主要包括管道线路规划、管道直径选取、阀门设置等方面的优化。

在管道线路规划方面，需要考虑管道的布局和长度，以缩短输送距离和减少压力损失。

在管道直径选取方面，需要综合考虑输送流量、压力损失和管道的制造和安装成本等因素，以确定最适合的管径。

在阀门设置方面，需要根据不同用户的用气需求和管道的分布情况，合理设置阀门，调节管道压力和流量，在确保正常用气的前提下尽可能减小能耗和损失。

三、城市燃气输配燃气管网的水力计算应用城市燃气输配燃气管网的水力计算是燃气输配领域的关键技术之一，广泛应用于城市燃气管网的规划设计、施工和运营维护中。

燃气管网水力计算数学模型及水力计算程序的编制摘要：利用VisualC++6.0和有限元节点法编制了燃气管网水力计算程序，水力计算全部实现界面化。

数学模型中采用了前苏联谢维列夫的摩阻系数公式。

采用高斯——赛德尔迭代法解线性方程组，提高了收敛速度。

探讨了利用矩阵调行技术解决多气源管网水力计算问题。

关键词：燃气管网水力计算1引言随着我国燃气事业的发展，用气城市越来越多，用气量也越来越大，燃气管网相应的变得越来越普及和庞大，其结构也越来越复杂。

在管网的新建和扩建中，准确、迅速的燃气管网水力计算是实现高质量的管网设计、施工以及运行调度的必要条件。

目前国内存在的大多数水力计算程序，原始数据的准备以文本形式为主，管网的编号也是人工操作，非常麻烦，容易出错；解水力计算线性方程组以雅克比法占多数，收敛速度慢，而且在处理多气源管网时也不是十分方便。

本文从水力计算模型出发，采用有限元节点法，利用VisualC++6.0编制燃气管网水力计算程序。

管网初始数据的准备通过界面直观输入；利用高斯——赛德尔求解管网线性方程组；通过矩阵调行的方法处理所选基准点不位于最大编号的问题；同时对于多个给定压力的气源点，通过调行和对方程组进行常数项修正来解决。

2数学模型在使用以下燃气管道水力计算公式时有如下假设条件：燃气管道中的气体运动是稳定流；燃气在管道中的流动时的状态变化为等温过程；燃气状态参数变化符合理想气体定律。

2.1燃气管道水力计算公式2.1.1对于低压燃气管道（1）2.2.2对于中高压燃气管道（2）（1）、（2）式中：——压力降（Pa），（注意：在高压管网中表示2次方量）；、——管道起点、终点的燃气绝对压力（Pa）；——管道计算长度（Km）；——管道计算长度（m）；——燃气的管段计算流量（）；——管道内径（cm）；S——燃气对空气的相对密度；λ——摩擦系数；——局部阻力系数，取长度阻力的10%，即=1.1；——温度产生的膨胀系数，即；——燃气的热力学温度（K）；——标准状态下的温度（273K）。

一、填空题1、燃气是由多种可燃气体和不可燃气体组成的混合气体。

2、按照气源种类，通常可把燃气分为天然气、人工燃气、液化石油气和生物质气等。

3、人工燃气是指从固体或液体燃料加工所生产的可燃气体。

4、油制气按制取方法的不同可分为重油蓄热热裂解气和重油蓄热催化裂解气两种。

5、在湿气中形成水化物的主要条件是压力和温度。

6、在设计燃气输配系统时，需要首先确定燃气管网的计算流量。

7、计算流量的大小取决于燃气需用量和需用的不均匀情况。

8、城镇燃气需用量取决于用户类型、数量和用气量指标。

9、城市燃气输配系统有两种方式：一种是管道输配系统；一种是液化石油气瓶装系统。

10、管道输配系统一般由接受站、输配管网、储气设施、调压设施以及运行管理设施和监控系统等共同组成。

11、储配站的生产工艺流程按燃气的储存压力分为：高压储存生产工艺流程和低压储存生产工艺流程两大类。

12、按燃气的储存形态可分为气态储存和液态储存两类。

13、燃气储罐组成从构造特点来看，低压湿式储气罐属于可变容积金属罐，它主要有水槽、钟罩、塔节以及升降导向装置所组成。

14、按照管网形状分可以分为环状管网、支状管网和环支状管网。

15、燃气管道的附属设备包括阀门、补偿器、排水器、放散管等。

16、常用燃气计量装置的种类：常用的有容积式、速度式与差压式等。

17、计量器具的计量特性：包括测量误差、测量范围、准确度、灵敏度、稳定性、重复性等。

18、城市燃气管网漏气会导致的事故会导致爆炸、火灾、中毒等恶性事故。

19、钢管的连接方式主要是焊接。

在地上低压入户工程中也可使用法兰连接和螺纹连接。

20、水封密封罐内的燃气，关键在于水封内水位高度（水柱高）。

21、储气罐运行过程中容易出现的故障是储气罐漏气、水封冒气、卡罐与抽空等。

22、置换储气罐有两大类：燃气直接置换与惰性气体间接置换。

23、压缩机原动机的种类：电动机、汽轮机、燃气轮机和柴油机四种。

24、燃气压缩机是用来压缩燃气，提高燃气压力以输送燃气的机械设备。

城市燃气输配燃气管网水力计算-V1城市燃气输配燃气管网水力计算是燃气工程设计过程中必不可少的一环。

它是通过对管网进行水力计算，确定管道的压力、流量等参数，为城市燃气供应提供技术支持，保证燃气的正常运行。

下面将从以下几个方面重新整理城市燃气输配燃气管网水力计算有关的知识点。

一、燃气管道水力计算的基本原理燃气管道水力计算的基本原理是根据能量守恒定律，利用流体力学原理，通过进行管道两端的能量综合计算来求得流量和压力等参数。

其中包括燃气管道发生的各种压力损失以及其他影响燃气流动的因素，例如管道长度、直径、弯头、支管、过渡段等。

通过将这些因素综合计算，可以准确地得出燃气管道的运行参数。

二、燃气管道水力计算的步骤燃气管道水力计算一般分为如下三个步骤：1. 燃气管道网络建模：通过对燃气管道网络进行细致、准确的测量，将其绘制成二维或三维的管道网络图。

2. 计算管道参数：通过利用流量公式、雷诺方程、柯西方程、能量方程等相关公式，计算出燃气管道中的各项参数，包括流量、管道内径、燃气速度、压力损失和压力等。

3. 优化管道设计：根据不同的需求，最终确定燃气管道的直径、长度、过渡段长度、弯头数量和位置等参数，保证燃气管道的正常运行和经济性。

三、燃气管道水力计算中的注意事项在进行燃气管道水力计算时需要注意以下几点：1. 计算前要进行充分的资料搜集和地质勘测，对管道周边的环境进行全面考虑，尤其是在斜坡地形、复杂交叉、城市市区等情况下。

2. 对于有多段管道组成的管线网络，要进行分段计算，逐步求解出整个管道系统的参数，避免全面计算会带来的困难。

3. 选择合适的计算模型和数值方法，保证模型的准确性和计算精度。

四、结论燃气管道水力计算是确保城市燃气运行安全的必要条件，采取合适的计算方法，建立完善的管道网络模型，严格控制各项参数，最终实现燃气管道的正常运行，为广大城市居民提供高品质、高效率的燃气服务。

春季学期《城市燃气输配》在线考试（适用于6月份考试）
室内燃气管道一般采用焊接连接。

A:对
B:错
参考选项：B
在低压城市燃气干管上，应设置分段阀门。

A:对
B:错
参考选项：B
天然气的相对密度大于1。

A:对
B:错
参考选项：B
天然气中不含CO，属于无毒燃气。

A:对
B:错
参考选项：A
燃气分配管道为变负荷管段。

A:对
B:错
参考选项：A
高、中压管网中的压力波动，对低压用户燃具前压力没有影响。

A:对
B:错
参考选项：A
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。

A:对
B:错
参考选项：A
室内燃气管道水力计算过程中不需要考虑附加压头。

A:对
B:错
参考选项：B
管网负荷（流量）的变化情况对用户处压力及其波动范围无影响。

A:对
1。