第6章 燃?xì)夤芫W(wǎng)水力計(jì)算

第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算

水力計(jì)算的任務(wù)

設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)計(jì)算流量（Q）和允許壓力損失（△P）計(jì)算管徑（D），進(jìn)而決定管網(wǎng)投資與金屬消耗量等校核計(jì)算：對(duì)已有管道進(jìn)行流量（Q）和壓力損失（△P）的驗(yàn)算，已充分發(fā)揮管道的輸氣能力，或決定是否需要對(duì)原有管道進(jìn)行改造意義：關(guān)系到輸配系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和可靠性，是城鎮(zhèn)燃?xì)庖?guī)劃與設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作高壓、次高壓和中壓燃?xì)夤艿绬挝婚L(zhǎng)度摩擦阻力損失的表達(dá)式為：

一、燃?xì)馑τ?jì)算公式第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算

低壓燃?xì)夤艿绬挝婚L(zhǎng)度摩擦阻力損失的表達(dá)式為：燃?xì)夤艿滥Σ磷枇ο禂?shù)（）的計(jì)算附錄2：我國(guó)目前采用這些公式制成的燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖表第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算一、燃?xì)馑τ?jì)算公式附加壓頭當(dāng)燃?xì)夤艿朗寄┒舜嬖诟叱滩顣r(shí)，管道中將產(chǎn)生附加壓頭（或附加阻力），附加壓頭值由下式確定：局部阻力燃?xì)饬鹘?jīng)三通、閥門等管件時(shí)的壓力損失常見(jiàn)管件的局部阻力系數(shù)可查表一、燃?xì)馑τ?jì)算公式第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算局部阻力的計(jì)算方法：1）估算法：在進(jìn)行室外燃?xì)夥峙涔芫W(wǎng)的水力計(jì)算時(shí)，一般不詳細(xì)計(jì)算局部阻力，按5%~10%的沿程阻力考慮ΔPz=ΔPL+ΔPj=(1.05~1.1)ΔPL2）建筑物內(nèi)燃?xì)夤艿赖木植孔枇?yīng)按實(shí)際情況逐一進(jìn)行計(jì)算第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算局部阻力的計(jì)算方法：3）當(dāng)量長(zhǎng)度法：廠區(qū)燃?xì)夤艿涝谟?jì)算時(shí)可以逐一計(jì)算局部阻力，也可將局部阻力折合成相同管徑管段的當(dāng)量長(zhǎng)度L2計(jì)算。L2

按下式確定:若以表示時(shí)的當(dāng)量長(zhǎng)度，則第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算局部阻力的計(jì)算方法：當(dāng)量長(zhǎng)度的兩種求法計(jì)算法：求出Re，用摩擦阻力系數(shù)的計(jì)算公式求λ，然后代入上式求查表法：用當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)算圖表（見(jiàn)圖6-1），查出不同管徑不同流量時(shí)的當(dāng)量長(zhǎng)度管段計(jì)算長(zhǎng)度：第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算二、燃?xì)夥峙涔芏斡?jì)算流量的確定（一）燃?xì)夥峙涔芫W(wǎng)的供氣方式途泄流量：分配管網(wǎng)的管段與大量居民用戶、小型商業(yè)用戶相連。由管段始端進(jìn)入的燃?xì)庠谕局泄┙o各個(gè)用戶的流量Q1稱為途泄流量在城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)計(jì)算中可以認(rèn)為，途泄流量是沿管段均勻輸出的轉(zhuǎn)輸流量：流經(jīng)燃?xì)夤芏?，并轉(zhuǎn)送給后續(xù)管段的流量Q2稱為轉(zhuǎn)輸流量第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算（一）燃?xì)夥峙涔芫W(wǎng)的供氣方式管段沿途不輸出燃?xì)猓@種管段的燃?xì)饬髁渴遣蛔兊?/p>

Q1

＝0,Q2≠0由管段始端進(jìn)入的燃?xì)庠谕局腥抗┙o各個(gè)用戶

Q1≠0,Q2＝

0最常見(jiàn)的分配管段供氣情況，該管段既有轉(zhuǎn)輸流量又有途泄流量

Q1≠0,Q2≠0

（二）途泄流量的計(jì)算供應(yīng)對(duì)象：居民和小型商業(yè)用戶（大多數(shù)）

注意：對(duì)于用氣負(fù)荷較大的用戶應(yīng)作為集中流量計(jì)算

二、燃?xì)夥峙涔芏斡?jì)算流量的確定

第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算（二）途泄流量的計(jì)算計(jì)算過(guò)程：1）劃分小區(qū)（A、B、C···）2）計(jì)算各小區(qū)的居民用戶、小型商業(yè)和小型工業(yè)用戶的用氣量（負(fù)荷），并按用氣量的分布情況，布置配氣管道3）求各小區(qū)管段的單位長(zhǎng)度途泄流量q第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算（二）途泄流量的計(jì)算4）計(jì)算管段的途泄流量：等于該管段的長(zhǎng)度乘以其分擔(dān)的小區(qū)管段單位長(zhǎng)度途泄流量之和。

如1-2管段的途泄流量為：第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算二、燃?xì)夥峙涔芏斡?jì)算流量的確定（三）管段的計(jì)算流量的確定計(jì)算流量可按下式計(jì)算：

QN=αQ1

+Q2

QN=0.55Q1

+Q2

第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算注意：管段供應(yīng)總流量為QN=Q1+Q2

，

與計(jì)算流量（Q）不同三、枝狀管網(wǎng)的水力計(jì)算步驟(1)對(duì)管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)和管段編號(hào)(2)根據(jù)管線圖和用氣情況，確定管網(wǎng)各管段的計(jì)算流量(3)根據(jù)給定的允許壓力降及由于高程差而造成的附加壓頭，確定管線單位長(zhǎng)度的允許壓力降(4)根據(jù)管段的計(jì)算流量及單位長(zhǎng)度允許壓力降選擇管徑(5)根據(jù)所選定的標(biāo)準(zhǔn)管徑，求沿程壓力降和局部壓力降，計(jì)算總的壓力降(6)檢查計(jì)算結(jié)果。若總的壓力降未超過(guò)允許值，并趨近允許值，則認(rèn)為計(jì)算合格否則應(yīng)適當(dāng)變動(dòng)管徑，直到總壓力降小于并盡量趨近允許值為止第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算環(huán)狀管網(wǎng)的計(jì)算特點(diǎn)：三個(gè)未知量（管徑、壓力降、計(jì)算流量）三個(gè)方程式

（閉合求解）1）每一管段壓力降:2）每一節(jié)點(diǎn)的流量代數(shù)和為零3）每一環(huán)的管段壓力降代數(shù)和為零4）節(jié)點(diǎn)壓力范圍5）經(jīng)濟(jì)條件方程：總造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用最小的目標(biāo)函數(shù)四、

環(huán)狀管網(wǎng)的水力計(jì)算第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算

（

環(huán)狀管網(wǎng)的計(jì)算步驟分為兩個(gè)階段1）初步計(jì)算—按照管段計(jì)算流量初選管徑（通常壓力降不閉合）2）校核計(jì)算—確定每環(huán)的校正流量，使壓降閉合差趨近零。若未達(dá)到經(jīng)濟(jì)要求，還需調(diào)整管徑四、

環(huán)狀管網(wǎng)的水力計(jì)算第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算具體計(jì)算步驟如下：1）繪制管網(wǎng)平面示意圖。布置管網(wǎng)，并對(duì)節(jié)點(diǎn)、環(huán)網(wǎng)、管道進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)明管長(zhǎng)、燃?xì)庳?fù)荷、氣源或調(diào)壓站位置等

注意：管網(wǎng)布置原則—管網(wǎng)布置應(yīng)使負(fù)荷較為均勻2）計(jì)算各管段的途泄流量（見(jiàn)上節(jié)的內(nèi)容）3）擬定環(huán)狀管網(wǎng)各環(huán)路的燃?xì)饬鲃?dòng)方向原則：氣流沿著最短路徑從供氣點(diǎn)流向零點(diǎn)（不同流向燃?xì)獾膮R合點(diǎn)）注意：同一環(huán)內(nèi)，必須有兩個(gè)相反的流向（方便平差計(jì)算）4）以為原則，從零點(diǎn)開(kāi)始，設(shè)定流量的分配，計(jì)算每一管段的初步計(jì)算流量四、

環(huán)狀管網(wǎng)的水力計(jì)算第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算5）選擇管徑：根據(jù)初步計(jì)算流量（Q）和單位長(zhǎng)度允許壓力降（△p/L）求得。（Q，△p/L→管徑d）單位長(zhǎng)度允許壓力降：管網(wǎng)允許壓力降除以供氣點(diǎn)至零點(diǎn)的管道計(jì)算長(zhǎng)度6）計(jì)算各管段的選用管徑下的實(shí)際壓力降及每環(huán)的閉合差每環(huán)的閉合差為：7）環(huán)網(wǎng)水力平差計(jì)算：逐次進(jìn)行流量校正，使環(huán)網(wǎng)閉合差趨于工程允許的誤差范圍（ε<10%）。8）由管段的壓力降推算管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的壓力：節(jié)點(diǎn)壓力需滿足要求，管道壓力降過(guò)小而不經(jīng)濟(jì)時(shí)，需調(diào)整管徑，重復(fù)6）、7）兩步計(jì)算四、

環(huán)狀管網(wǎng)的水力計(jì)算第一節(jié)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算一、室內(nèi)燃?xì)夤艿兰叭季叩牟贾?一)燃?xì)庥脩粢牍?二)室內(nèi)燃?xì)夤艿?三)燃?xì)庥?jì)量表的布置(四)燃具的布置第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算(一)燃?xì)庥脩粢牍?/p>

引入管的布置燃?xì)庥脩粢牍芤喾Q進(jìn)戶管一般從家庭廚房、樓梯間或走廊等便于修理的非居住房間處引入不應(yīng)從臥室、浴室，易燃或易爆品倉(cāng)庫(kù)、有腐蝕介質(zhì)的房間、配電間、變電室、電纜溝、煙道和進(jìn)風(fēng)道等處引入進(jìn)戶方式：地下引入、地上引入第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算(二)室內(nèi)燃?xì)夤艿朗覂?nèi)燃?xì)夤艿赖牟贾貌粦?yīng)敷設(shè)在易燃易爆的場(chǎng)所或倉(cāng)庫(kù)、配電間、變電室、電線溝、煙道和進(jìn)風(fēng)道等處當(dāng)必須敷設(shè)在潮濕或有腐蝕介質(zhì)的場(chǎng)所時(shí)，必須采取特別防腐措施高層建筑內(nèi)的燃?xì)夤艿缿?yīng)設(shè)置自動(dòng)切斷閥門、泄漏警報(bào)器和送排風(fēng)系統(tǒng)等自動(dòng)切斷連鎖裝置25層以上建筑宜設(shè)燃?xì)庑孤┘斜O(jiān)視裝置和壓力控制裝置等用氣安全設(shè)施第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算

(二)室內(nèi)燃?xì)夤艿栏邔咏ㄖ氖覂?nèi)燃?xì)夤艿老到y(tǒng)應(yīng)考慮的四個(gè)特殊問(wèn)題補(bǔ)償高層建筑的沉降補(bǔ)償管道自身重量引起的沉降克服高程差引起的附加壓頭的影響補(bǔ)償溫差產(chǎn)生的變形第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算(三)燃?xì)庥?jì)量表的布置(1)燃?xì)獗硪嗽O(shè)置在通風(fēng)良好的非燃結(jié)構(gòu)上，并滿足便于施工、維修、調(diào)試和安全使用的要求。住宅內(nèi)燃?xì)獗砜砂惭b在廚房?jī)?nèi)，當(dāng)有條件時(shí)也可設(shè)置在戶門外(2)居民住宅內(nèi)燃?xì)獗硪嗣髟O(shè)，高位安裝燃?xì)獗頃r(shí)，表底距地面不宜小于1.4m；當(dāng)燃?xì)獗硌b在燃?xì)庠罹呱戏綍r(shí)，燃?xì)獗砼c燃?xì)庠畹乃絻艟嗖坏眯∮?0cm；低位安裝時(shí)，表底距地面不得小于10cm注：用戶燃?xì)庥?jì)量應(yīng)根據(jù)燃?xì)獾墓ぷ鲏毫?、溫度、燃?xì)獾淖畲罅髁亢妥钚×髁恳约胺块g的溫度等條件選擇相應(yīng)的計(jì)量表(3)工業(yè)和商業(yè)用戶用氣的計(jì)量裝置宜集中布置在單獨(dú)房間內(nèi)，當(dāng)設(shè)有調(diào)壓站時(shí)可與調(diào)壓器同室布置第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算(四)燃具的布置燃?xì)庠顟?yīng)安裝在通風(fēng)良好的廚房?jī)?nèi)，嚴(yán)禁設(shè)置在臥室內(nèi)，利用套間或走廊作廚房時(shí)應(yīng)設(shè)門與臥室隔開(kāi)燃?xì)庠羁繅υO(shè)置，與墻的凈距不宜小于1cm，與對(duì)面墻之間應(yīng)有不小于1m的通道，灶邊與側(cè)墻凈距不小于15cm燃?xì)鉄崴鞯纳戏讲粦?yīng)有明裝電線或電器設(shè)備燃?xì)鉄崴鲬?yīng)具有強(qiáng)制排風(fēng)，自動(dòng)熄火保護(hù)及防倒風(fēng)裝置第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算(四)燃具的布置熱水器應(yīng)安裝在通風(fēng)良好的房間或過(guò)道內(nèi)，不得安裝在臥室、浴室、廁所和室外熱水器與對(duì)面墻壁之間應(yīng)有不小于1m的通道，側(cè)面離墻的距離應(yīng)大干10cm設(shè)置熱水器的房間的凈高度應(yīng)大于2.4m熱水器與燃?xì)獗?、灶及電器設(shè)備水平凈距不應(yīng)小于30cm，其上部不應(yīng)有電力明線、電器設(shè)備和易燃物第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算二、室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)計(jì)算

在室內(nèi)燃?xì)夤艿烙?jì)算之前，必須選定和布置燃?xì)庥镁?、燃?xì)夤艿溃L制管道平面圖和系統(tǒng)圖居民用戶室內(nèi)燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量，應(yīng)按同時(shí)工作系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算自引入管到各燃具之間的壓降，其最大值為系統(tǒng)的計(jì)算壓力降第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算二、室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)計(jì)算

室內(nèi)燃?xì)夤艿赖挠?jì)算步驟：(1)布置燃?xì)夤艿兰叭季撸鞴艿榔矫婕跋到y(tǒng)圖并確定最不利工作點(diǎn)(2)將各管段按順序編號(hào)，由引入口編至最不利工作點(diǎn)，凡是管徑變化或流量變化處均應(yīng)編號(hào)(3)確定管段計(jì)算流量：

居民用戶：同時(shí)工作系數(shù)法

商業(yè)、工業(yè)用戶：應(yīng)按所有用氣設(shè)備的額定流量并根據(jù)設(shè)備的實(shí)際使用情況確定(4)由系統(tǒng)圖求得各管段的長(zhǎng)度，并根據(jù)計(jì)算流量、根據(jù)規(guī)范初步定各管段的管徑第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算(5)算出各管段的局部阻力系數(shù)，求出其當(dāng)量長(zhǎng)度，可得管段的計(jì)算長(zhǎng)度(6)計(jì)算各管段的單位長(zhǎng)度壓降值后，乘以管段計(jì)算長(zhǎng)度，即得該管段的阻力損失(7)計(jì)算各管段的附加壓頭(8)求各管段的實(shí)際壓力損失(9)求室內(nèi)燃?xì)夤艿赖目倝毫担ü芏沃停?10)以總壓力降與允許的計(jì)算壓力降相比較：

總壓力降≤允許壓力降，設(shè)計(jì)合理

否則，需改變部分管段的管徑，從第（5）步重復(fù)進(jìn)行計(jì)算，直到符合要求二、室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)計(jì)算

室內(nèi)燃?xì)夤艿赖挠?jì)算步驟：第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算引入管二、室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)計(jì)算

第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)計(jì)算二、室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)計(jì)算

平面圖

第二節(jié)室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)