采暖通风和空调所需燃气小时计算流量。可按国家现行的标准《城市热力网设计规范》CJJ34有关热负荷规定并考虑燃气采暖通风和空调的热效率折算确定。
2.同时工作系数法
在设计庭院燃气支管和室内燃气管道时,燃气的小时计算流量,应根据所有燃具的额定流量及其同时工作系数确定,计算公式如下:
Qh=Kt(∑KNQn)…………………………………………………………………3-② 式中 Qh — 燃气管道的计算流量(m3/h);
Kt — 不同类型用户的同时工作系数;当缺乏资料时,可取Kt=1;
K — 燃具同时工作系数,居民生活用燃具可按表2-3-1确定。公共建筑和工
业用燃具可按加热工艺要求确定;
N — 同一类型燃具的数目; Qn — 燃具的额定流量(m3/h)。 3. 同时工作系数表
在设计庭院燃气支管和室内燃气管道时,燃气的小时计算流量,应根据所有燃具的额定流量及其同时工作系数确定。
1)居民生活用燃具的同时工作系数见表2-3-1
居民生活用燃具的同时工作系数 K 表2-3-1 同类型燃 具数目N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 燃气双眼灶 1.00 1.00 0.85 0.75 0.68 0.64 0.60 0.58 0.56 0.54 0.48 0.45 0.43 燃气双眼灶和快速热水器 1.00 0.56 0.44 0.38 0.35 0.31 0.29 0.27 0.26 0.25 0.22 0.21 0.20 同类型燃 具数目N 40 50 60 70 80 90 100 200 300 400 500 700 1000 燃气双眼灶 0.39 0.38 0.37 0.36 0.35 0.345 0.34 0.31 0.30 0.29 0.28 0.26 0.25 燃气双眼灶和快速热水器 0.18 0.178 0.176 0.174 0.172 0.171 0.17 0.16 0.15 0.14 0.138 0.134 0.13 30 0.40 0.19 2000 0.24 0.12 注: (1)表3-1中“燃气双眼灶”是指一户居民装设一个双眼灶的同时工作系数;当每一户居民装设两个单眼灶时,也可参照本表计算。
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(2)表3-1中“燃气双眼灶和快速热水器”是指一户居民装设一个双眼灶和一个快速热水器
的同时工作系数。
2)热水器、采暖炉同时工作系数见表2-3-2
热水器、采暖炉同时工作系数Ko 表2-3-2
燃 具 数 目 1 2 3 4 5 0.83 0.92 6 0.77 0.89 7 8 9 10 11 热水器、浴槽水加热器 1.00 1.00 采 暖 炉 备 注 1.00 1.00 1.00 0.90 1.00 0.95 0.72 0.68 0.65 0.63 0.61 0.86 0.84 0.82 0.81 0.80 Ko值可按实际情况确定,但不得小于本表的规定值 表2-3-2续 燃 具 数 目 热水器、浴槽水加热器 采 暖 炉 备 注 12 0.60 0.80 13 0.59 0.80 14 0.58 0.79 15 0.57 0.79 16 0.56 0.78 17 0.55 0.78 18 0.54 0.77 19 0.53 0.76 20 0.52 0.76 >21 0.50 0.75 Ko值可按实际情况确定,但不得小于本表的规定值 二、燃气管道摩擦阻力计算
1. 高压、次高压和中压燃气管道的单位长度摩擦阻力损失应按下式计算:
P1?P2Q2T10
=1.27310λ5ρZ ……………………………………………………3-③ LT0d22式中 P1——燃气管道起点压力(绝压KPa);
P2——燃气管道终点压力(绝压KPa);
Z——压缩因子,当燃气压力小于1.2MPa(表压)时,Z取1; L——燃气管道的计算长度(km);
λ——燃气管道摩擦阻力系数,宜按下式计算:
1?=-2lg[
K2.51?]……………………………………………………………3-④ 3.7dRe?式中 lg——常用对数;
K——管壁内表面的当量绝对粗糙度(mm);
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Re——雷诺数(无量钢)。
2. 低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失计算:
??Q2T7
=6.26310λ5ρLT0d ……………………………………………………………3-⑤
式中 △P——燃气管道摩擦阻力损失(Pa);
λ ——燃气管道摩擦阻力系数; L ——燃气管道的计算长度(m); Q——燃气管道的计算流量(m3/h); d——管道内径(mm); ρ——燃气的密度(kg/m3); T——设计中所采用的燃气温度(K); T0——273.15(K)。 3. 局部阻力计算
1)对于消耗在局部阻力的压力损失,可用下式求得
W2△P=∑ζρ
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………………………………………………………3-⑥
式中 △P——局部阻力的压力损失(Pa);
∑ζ——计算管段中局部阻力系数的总和; W——管段中燃气流速(m/s); ρ0——燃气的容重(kg/Nm3)。
室外燃气管道的局部阻力损失可按燃气管道摩擦阻力损失的5%~10%进行计算。 对于街坊内庭院管道和室内管道的局部阻力应进行计算,厂区燃气管道在水力计算时也要计算局部阻力。
2)计算低压燃气管道阻力损失时,应考虑因高程差而引起的燃气附加压力。燃气的附加压力可按下式计算:
△H=103(ρk-ρm)3h ……………………………………………………………3-⑦
式中 △H — 燃气的附加压力(Pa);
ρρ
k — m —
空气的密度(kg/m3); 燃气的密度(kg/m3);
h — 燃气管道终、起点的高程差(m)。
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4. 水力计算表:在进行燃气管道水力计算时,将摩阻系数λ值的公式代入基本公式后得到的计算公式,通常是利用据此制成的计算图表或数表。
三、低压燃气管网压降及压降分配
1. 城镇燃气低压管道从调压站到最远燃具管道允许阻力损失,可按下式计算:
△Pd=0.75Pn+150……………………………………………………3-⑧
式中 △Pd——从调压站到最远燃具的管道允许阻力损失(Pa); Pn——低压燃具的额定压力(Pa)。
注:△Pd含室内燃气管道允许阻力损失。
2. 公共建筑和工业企业专用调压站出口最大压力由燃烧器具工艺而定。
3.当由区域低压管网接气时,室内低压燃气管道从建筑物引入管至管道末端允许的阻力损失,包括燃气计量装置的损失。 1)单层建筑不宜大于250 Pa; 2)多层建筑不宜大于350 Pa。
4. 当由小区内直接调压时,燃气管道允许的阻力损失应保证最不利点(包括最近端和最远端及特殊点)处的燃具在其最低和最高使用压力之间正常工作。
5. 当输送介质为天然气时,各项参数可按如下取值: 民用燃具额定压力(Pa) 2000 民用燃具前最低压力(Pa) 1500 民用燃具前最高压力(Pa) 2800 区域调压站出口最大压力(Pa) 3150 楼栋调压器出口最大压力(Pa) 3000
四、常用燃气管道规格的计算
1.室外常用管道规格计算:
在燃气管道工程设计中,不同的压力、不同的燃气流量应选取不同规格的管径,而同一管径的壁厚又分多个系列。
钢质燃气管道直管段计算壁厚应按下式计算:
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δ=
PD2?S?F……………………………………………………3-⑨
式中: δ——钢管计算壁厚(mm); P ——设计压力(MPa); D ——钢管外径(mm);
?S———钢管的最低屈服强度(MPa);
F ——强度设计系数(一级地区:0.72;二级地区:0.6;三级地区:0.4;四级地区:0.3);
φ ——焊缝系数。取1.0。
计算所得到的厚度应按钢管标准规格向上选取钢管的公称壁厚。钢质燃气管道最小公称壁厚不得小于下表:
钢质燃气管道最小公称壁厚 表2-3-3
钢管公称直径DN(mm) DN100-DN150 DN200-DN300 DN350-DN450 DN500-DN550 公称壁厚(mm) 4.0 4.8 5.2 6.4 对于采用经冷加工后又经加热处理的钢管,当加热温度高于320℃(焊接除外)时;或采用经过冷加工或热处理的管子煨弯成弯管时,则在计算该钢管或弯管壁厚时,其屈服强度应取该管材最低屈服强度(?S)的75%。
2.中、低压钢质燃气管道(焊接连接)推荐使用的管道规格。
中、低压燃气管道常用管道规格表(0.01MPa<P≤0.4MPa、P<0.01MPa )表2-3-4
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 管 道 规 格 及 壁 厚 D323.937(D32537) D27337(D27337) D219.136.4(D21936) D15935 D10834 D8934 D5733.5 D4533.5 管 道 材 质 Q235B Q235B Q235B 20 20 20 20 20 标 准 号 ST/T5037-2000(GB/T3091-2008) ST/T5037-2000(GB/T3091-2008) ST/T5037-2000(GB/T3091-2008) GB/T8163-2008 GB/T8163-2008 GB/T8163-2008 GB/T8163-2008 GB/T8163-2008 备 注 注:在实际应用过程中,上述管材的壁厚在满足式3-⑨及表2-3-9要求的情况下可适当调
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