燃气工程-第6章燃气管网水力计算0.ppt

第六章 燃气管网水力计算 第一节 燃气管网设计计算 第二节 室内燃气管道的设计计算 第一节 燃气管网设计计算 燃气管道水力计算的任务： 一是根据计算流量和规定的压力损失来计算管径，进而决定管道投资与金属消耗； 二是对已有管道进行流量和压力损失的验算，以充分发挥管道的输气能力，或决定是否需要对原有管道进行改造。 第一节 燃气管网设计计算 一、燃气水力计算公式 二、燃气分配管段计算流量的确定 三、管网计算 一、燃气水力计算公式 (一)燃气在圆管中稳定流动方程式 (二)附加压头与局部阻力损失 (一)燃气在圆管中稳定流动方程式 决定燃气流动状况的参数为：压力P、密度ρ和流速ω。 为了求得P、ρ和ω必须有三个独立方程，对于稳定流动的燃气管道，可利用不稳定流动方程、连续性方程及气体状态方程组成如下方程组： (一)燃气在圆管中稳定流动方程式 由此为基准可推导出高压、次高压和中压燃气管道单位长度摩擦阻力损失的表达式: (一)燃气在圆管中稳定流动方程式 (二)附加压头与局部阻力损失 (1)附加压头：由于燃气的密度与空气的密度不同，当燃气管道始末端存在高程差时，管道中特产生附加压头(或附加阻力)、附加压头值由下式确定： (二)附加压头与局部阻力损失 (2)局部阻力： 可用下式求得： (二)附加压头与局部阻力损失 在进行燃气分配管网的水力计算时，一般不详细计算局部阻力，而按增加燃气管段长度的5%-10%作为计算长度进行计算。 对于街坊内庭院管道和室内管道的局部阻力应逐一进行计算，厂区内燃气管道在水力计算时也要计算局部阻力。也可以将局部阻力折算成相同管径管段的当量长度L2计算。 (二)附加压头与局部阻力损失 (二)附加压头与局部阻力损失 二、燃气分配管段计算流量的确定 (一)燃气分配管网供气方式 (二)燃气分配管段途泄流量的确定 (三)燃气分配管段计算流量确定 (四)节点流量 (一)燃气分配管网供气方式 燃气分配管网的各管段根据连接用户的情况，可分为三种： (1)管段沿途不输出燃气，这种管段的燃气流量是不变的。Q2称为转输流量。 (一)燃气分配管网供气方式 (2)分配管网的管段与大量居民用户、小型商业用户相连。由管段始端进入的燃气在途中全部供给各个用户。Q1称为途泄流量。 (一)燃气分配管网供气方式 (3)最常见的分配管段供气情况。 (二)燃气分配管段途泄流量的确定 在城镇燃气管网计算中可以认为，途泄流量是沿管段均匀输出的。管段单位长度途泄流量为： 管段途泄流量计算 计算管段途泄流量 1-2管段 1-6管段 (三)燃气分配管段计算流量确定 管段上既有途泄流量又有转输流量的变负荷管段，其计算流量可按下式求得： (四)节点流量 在燃气管网计算时，特别是在用计算机进行燃气环网水力计算时，常把途泄流量改用节点流量来表示。 从式6-13可知，途泄流量Q1可分为两个部分：一部分0.55Q1是从管段终端流出，另一部分0.45Q1是在始端流出。 由于环状管网的各管段相互连接，故各节点流量等于流入节点所有管段途泄流量的0.55Q1、流出节点所有管段途泄流量的0.45Q1，以及与该节点的集中流量三者之和。 三、管网计算 (一)枝状管网的水力计算 (二)环状管网的水力计算 (1)环状管网的计算特点 (2)环状管网的计算步骤 (一)枝状管网的水力计算 (1)对管网的节点和管段编号。 (2)根据管线图和用气情况，确定管网各管段的计算流量。 (3)根据给定的允许压力降及由于高程差而造成的附加压头，确定管线单位长度的允许压力降。 (一)枝状管网的水力计算 (4)根据管段的计算流量及单位长度允许压力降选择管径。 (5)根据所选定的标准管径，求沿程压力降和局部压力降，计算总的压力降。 (6)检查计算结果。若总的压力降未超过允许值，并趋近允许值，则认为计算合格否则应适当变动管径，直到总压力降小于并尽量趋近允许值为止。 (二)环状管网的水力计算 (1)环状管网的计算特点 (2)环状管网的计算步骤 (1)环状管网的计算特点 (2)环状管网的计算步骤 1)绘制管网平面示意图，管网布置应使管道负荷较为均匀。然后对节点、环网、管段进行编号，标明管道长度、燃气负荷、气源或调用站位置等。 2)计算各管段的途泄流量。 环状管网的计算步骤 3)按气流沿着最短路径从供气点流向零点(零点是指各环中燃气沿顺时针流动与逆时针流动的交汇点，此点为各环压力的最低点) 的原则，拟定环状管网燃气流动方向。但在同一环内，必须有两个相反的流向。 4)根据拟定的气流方向，以∑Qi=0为条件，从零点开始，设定流量的分配，逐一推算每一根管道的初步计算流量。 环状管网的计算步骤 5)根据管网允许压力降和供气点至零点的管道计算长度(局部阻力通常取沿程损失的5%-10%)，求得单位长度允许压力降，根据流量