第五节 天然气分配管道（位于街道）计算流量的确定
三个概念：转输流量、途泄流量、集中负荷 一、天然气分配管道的分类 1、只有转输流量的管段
管段沿途不输出天然气，用户连接在管段的末端，这种管段的天然气流量是个常数，所以其计算流量就等于转输流量。 2、只有途泄流量的管段
由管段始端进入的天然气在途中全部供给各处用户，这种管段只有途泄流量 3、有途泄流量和转输流量的管段
流经管段送至末端不变的流量为转输流量Q2，在管段沿程输出的天然气流量为途泄流量Q1，该管段上既有转输流量，又有途泄流量。
? 在确定管段的计算流量时，常用的方法有2种:（重点掌握）
（1） 根据途泄流量和输转流量，利用计算公式来计算管段的计算流量时； （2） 根据途泄流量求出节点流量，再由节点流量来大致推算管段的计算流量。 注意：这两种方法计算出来的计算流量是不相同的。但都只是作为设计时的初始值而已。
二、求管段的计算流量。
1、用途泄流量和转输流量确定天然气分配管道的计算流量 （1）途泄流量的计算
途泄流量只包括大量的居民用户和小型公共建筑用户。如果用气负荷较大的用户也连在该管段上，则应看作集中负荷来进行计算。---【怎么当作集中负荷来看？全部算作途泄流量吗？】
单位长度的途泄流量：
在城市天然气管网计算中可以认为，途泄流量是沿管段均匀输出的，管段单位长度的途泄流量为： Q1q?
L
其中：q----单位长度的途泄流量，m3/(m·h)； Q1---途泄流量，m3/h； L---管段长度，m。
? 途泄流量的具体计算方法：
（1） 分别计算各小区的天然气用量：
小区的天然气用量=居民人口数×每人每小时的天然气用量e (m3/人·h)。
（2）求各小区管段的单位长度途泄流量q：
小区管段单位长度途泄流量=小区的天然气用量/小区内管道的总长度；
（3）求各条管段的途泄流量，管段的途泄流量=小区管段单位长度途泄流量×管段长度。如果该管段向两侧小区域均需供气，则应是两边的小区单位长度途泄流量之和乘以管长。 参考例题：教材162页例题6-5
（2）转输流量的计算
定义：从管道终点流出的流量称为转输流量。
确定输转流量的方法：确定输转流量时，首先要确定管网的零点，然后从零点开始，与气流相反方向推算到供气点。若节点的集中负荷由两侧管段供气，则输转流量以各分担一半左右为宜。 注意：
a) 零点：天然气始终从压力高的点流向压力低的点。而零点即为压力最低的点，可能
有1个，也可能有2个或多个零点，但计算时选的是离供气点最远端的零点。 b) 零点处若没有集中符合则‘没有输转流量流出了。 参考例题：教材163页例题6-6
（3）天然气分配管道的计算流量公式 1 其中：Q---管道的计算流量； Q1----管道的途泄流量； Q2---管道的输转流量。
Q?0.55Q?Q 2 （记住这个公式）
参考例题教材166页例题6-7
2、用节点流量推算管段的计算流量 ? 节点流量的理解
是一个假想的流量，认为天然气分配管道上的涂泄流量完全是从
节点(即管道的起点或终点)处流出的。
? 节点流量的计算
节点流量等于流入节点的所有管段的途泄流量的0.55倍，与流出节
点的所有管段的途泄流量的0.45倍之和，若节点上有集中负荷，还应加上节点上所有的集中负荷。
? 计算流量的计算
若已知管网中各个节点的节点流量，根据节点流量代数和为零的原则，从零点开始，反推到供气点或调压器，依次推算各条管段的计算流量。当多条管段为某个节点供气时，各条管段平分供气量；对于环状管网，当气体流动方向为顺时针时，计算流量为正，反之，流量为负。
（参考例题167页例题6-8）
练习1：求如下管网中各条管段的计算流量。
练习2：图中标有环网各条管段的长度（m）及环内建筑用地面积（104m2）。人口密度为700人/104m2，每人每小时用气量为0.07m3，在节点3处有一个工厂集中用户，用气量为120m3/h。请计算各条管段的计算流量 。
第七节 环状管网的水力计算
一、环状管网的特点（3个）
1、某条管段的天然气由一条或多条管道供气
2、当管段直径变化时，管段流量和压力降都发生变化 3、环状管网保证了管网正常工作的可靠性 二、环状管网水力计算
利用计算机编程求解方程组
（一） 环状管网要正常运行，要满足的4个方程：（记住） ?1、管段压降方程：
?Pj?KjQjdj?Lj(j?1,2,?,p)?2、节点流量平衡方程： Q i ? 0 ( i ? 1 , 2 , ? , m 1 )
i---表示节点号；
环网中的每一节点，流入节点的流量应等于流出节点的流量，即节点处流量的代数和为零。
3、闭合环压力降平衡方程： ? P 2,? ,n )k ?0 (k ?1,k—表示闭合环的环号；
环网中的每一个闭合环，气体沿顺时针方向流动的管段上的压力降应该等于沿逆时针方向流动的管段上的压力降，即闭合环内各条管段的压力降的代数和为零。
一般规定，气体沿顺时针方向流动的管段的压力降为正值，沿逆时针方向流动的管段的压力降为负值。
4、气源点-零点的压降方程： h h---表示零点的编号 在计算城市天然气管网时，通常管网的计算压力降是已知的，则应有气源点到各个零点的各条管段的压力降之和等于管网的计算压力降。
（二）环状管网水力计算步骤
? 初步水力计算
（1）绘制管网平面示意图，并对管段、节点和环网进行编号，标明管道长度、天然气负荷、气源和调压室的位置等。
（2）确定环网各条管段中天然气的流向。按气流沿着最短路径从供气点流向零点的原则来拟定环状管网气体流动方向，并且在同一环内，必须有两个相反的流向。
（3）计算途泄流量和节点流量。
（4）根据拟定的气体流动方向和节点流量，按节点流量代数和为零的原则，从零点开始，逐一推算每条管段的初步计算流量。
（5）根据管网的允许压力降和气源点到零点的管道计算长度（通常考虑5%的局部损失），计算单位长度允许压力降。
（6）根据单位长度允许压力降和管段的初步计算流量，利用查图法或通过水力计算公式，计算各条管段的管径。
（7）根据计算出的管径，选择与之接近的标准管径（向大的方向取值）。
（8）根据所选的标准管径和管段的初步计算流量，通过水力计算公式，计算各条管段的实际压力降。
????P??P?0(h?1,2,?,q)? 初步水力校核
（9）计算各环的闭合差，使各环的压力闭合差满足精度要求：
?P 对低压管网： ?100 % ＜ε%
0.5?P
?P对高、中压管网： ? 100 % ＜ε%
0.5?P
????式中： ΔP----低压管网中各条管段的压力降（顺正逆负） δP----高压管网中各条管段的压力平方差（顺正逆负） ε---容许误差，一般人工计算ε%＜10 % 判段各环闭和差是否在工程容许范围，若是，则水力计算结束，否则，须进行水力平差计算。
（10）水力平差计算
a) 计算各环的校正流量：求各环的校正流量。通过逐次调整管段的计算流量，
使所有环网压力降的代数和为零或接近为为零，达到工程上误差的允许的范围。各环的校正流量为：
Qij?qij??Qj??Qs
式中： Qij---第j环中的第i条管道校正后的流量； qij---第j环中的第i条管道的初步计算流量； ΔQj—第j环的校正流量（若第i条管道在第j 环中气体流动方向为顺时针，则为正，反之为负）；
ΔQs---与第i条管道相邻环s的校正流量（若第i条管道在第s环中气体流动方向为顺时针，则为正，反之为负）。
b) 根据管段校正后的流量和管段的管径，通过查图法或公式计算法，求管段流
量校正后的单位长度压力降；
c) 根据管段流量校正后的单位长度压力降和管段长度，计算流量校正后的各条
管段压力降；
d) 水力平差校核：计算各环流量校正后的闭合差，若所有环的闭合差达到工程
容许的误差范围，则平差计算合格；反之，则进行第2次水力平差计算，直到所有环的闭合差达到工程容许的误差范围为止。
（11）校核供气点到零点的压力降是否在管网允许的计算压力降以内。 （12）列出水力计算结果表，画出水力计算结果图。