寶雞中燃城市燃?xì)獍l(fā)展有限公司 楊鴻斌 寄玉玉

燃?xì)夤艿拦軓竭x取方法的探討

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城市燃?xì)夤艿垒斉湎到y(tǒng)流量的計算關(guān)系到管網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性，文章以寶雞市金利苑9號樓為例，分別采用同時工作系數(shù)法與采暖熱指標(biāo)法計算燃?xì)庥镁吆臍饬浚治霾煌嬎惴椒▽θ細(xì)獾蛪杭芸展艿拦軓竭x取的影響。

燃?xì)夤艿?同時工作系數(shù) 采暖熱指標(biāo) 水力計算

0 引言

燃?xì)夤こ淘O(shè)計要在安全便利、實用可行、美觀舒適的基礎(chǔ)上提高其經(jīng)濟性，即在規(guī)范允許的基礎(chǔ)上，減少工程費用，而控制工程費用的關(guān)鍵就在于科學(xué)的設(shè)計。設(shè)計方案的合理性，不僅僅體現(xiàn)在符合相關(guān)規(guī)范的技術(shù)要求，更重要的是將技術(shù)與經(jīng)濟相結(jié)合，所以設(shè)計方案應(yīng)該在確保施工圖質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量節(jié)省投資，對所有新發(fā)展民用戶管線作水利計算，能夠選擇較小管徑的則一般不采用大管徑管道。

1 燃?xì)夤芫W(wǎng)流量的計算

1.1 同時工作系數(shù)法

燃?xì)馔ピ褐Ч芎褪覂?nèi)管道的設(shè)計，是采用同時工作系數(shù)法計算其流量的，它是由所有燃具的額定流量及其同時工作系數(shù)確定的，計算公式如下：

式中：Q——燃?xì)夤艿赖挠嬎懔髁?，m3/h；

K——燃具同時工作系數(shù)；

n——同一類型燃具的數(shù)目；

q—— 燃具的額定流量，m3/h。

上式中n、q根據(jù)實際情況選取，關(guān)鍵是同時工作系數(shù)K值需要確定，其物理含義是：實際流量與各類型燃具額定流量之總和的比值，它是隨同一類型燃具的數(shù)目的增大而減少，反映了多個燃?xì)庥镁叩募惺褂贸潭取?/p>

1.2 采暖熱指標(biāo)法

采暖熱指標(biāo)是城鎮(zhèn)供熱規(guī)劃設(shè)計與建筑供熱設(shè)計中一個重要的經(jīng)濟技術(shù)評價和控制指標(biāo)，是確定集中供熱系統(tǒng)熱源規(guī)模的主要依據(jù)，一般多用面積熱指標(biāo)表示，即單位時間內(nèi)對單位建筑面積的供熱量。在熱力網(wǎng)初步設(shè)計階段或建筑物設(shè)計熱負(fù)荷資料不全時，民用建筑的采暖、通風(fēng)、空調(diào)及生活熱水熱負(fù)荷，可按下列方法計算：

式中：Qh——采暖熱負(fù)荷，kW；

qh——采暖熱指標(biāo)，住宅樓取64 W/m2；

A——采暖建筑物的建筑面積，m2。

2 燃?xì)夤艿浪τ嬎?/h2>

2.1 低壓燃?xì)夤艿阑居嬎愎?/p>

式中：△p——燃?xì)夤艿滥Σ磷枇p失，Pa；

L——燃?xì)夤艿赖挠嬎汩L度，m；

Q——燃?xì)夤艿赖挠嬎懔髁?，m3/h；

d——管道內(nèi)徑，mm；

ρ——燃?xì)獾拿芏龋琸g/m3；

T——設(shè)計中所采用的燃?xì)鉁囟龋琄；

T0——273.15，K；

υ——燃?xì)獾倪\動粘度，m2/s；

K——管壁內(nèi)表面的當(dāng)量絕對粗糙度，對鋼管：輸送天然氣時取0.1 mm。

2.2 燃?xì)夤艿缐毫档姆峙?/p>

低壓燃?xì)夤艿涝试S總壓力降的分配按《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》(GB 50028—2006)的推薦值，如表1。

表1 低壓燃?xì)夤艿涝试S總壓力降的分配

一般民用燃具正常工作時允許壓力在±50%范圍內(nèi)波動，但考慮到高峰期一部分燃具不宜處于過低的負(fù)荷，因此，取最小壓力系數(shù)K2=0.75，最大壓力系數(shù)K1=1.50。這樣，低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)(包括庭院和室內(nèi)管)總的計算壓力降可確定為：△pd=0.75Pn，加上燃?xì)獗淼膲毫p失150 Pa，燃?xì)獾蛪汗艿缽恼{(diào)壓箱到最遠(yuǎn)燃具的管道允許阻力損失為：△pd =0.75Pn+150。

燃具額定壓力Pn為2 000 Pa，燃具前最小壓力為1 500 Pa，燃具前最大壓力為3 000 Pa，若調(diào)壓箱出口壓力調(diào)到3 000 Pa，室內(nèi)管道壓力損失400 Pa，庭院最大壓降為3 000-1 500-400=1 100 Pa；庭院的額定壓力降為3 000-2 000-400=600 Pa。即庭院壓力降范圍Δp=600 Pa~1 100 Pa，壓力降大于1 100 Pa，管徑偏小，壓力降小于600 Pa，管徑偏大。水力計算時以總壓降與允許的計算壓力降比較，如不合適需要改變個別管段的管徑。

3 燃?xì)夤艿浪τ嬎惆咐?/h2>

以寶雞市金利苑9號樓為例，9號樓為12層，共8個系統(tǒng)96戶。每戶含1臺雙眼灶和1臺壁掛式采暖爐，其中耗氣量0.7 m3/h的雙眼灶96臺(計算流量用Q1表示)，耗氣量2.0 m3/h的采暖爐96臺(計算流量用Q2表示)；天然氣灶具額定壓力2 000 pa；燃?xì)饷芏圈讶?.75 kg/m3；燃?xì)鉁囟萒取293.15 K；燃?xì)膺\動粘度υ取15×10-6m2/s。建筑采暖面積均為120 m2，1 kW熱負(fù)荷相當(dāng)于860 kcal熱量，天然氣熱值為7 940 kcal/m3，采暖熱指標(biāo)效率為0.90。

3.1 同時工作系數(shù)法對管徑選取的影響

同時工作系數(shù)法對管徑選取的影響見表2。

表2 水力計算表(同時工作系數(shù)法確定計算流量)

使庭院壓力降在600~1 100 Pa之間，DN80需帶4個系統(tǒng)，DN65需帶2個系統(tǒng)，DN50需帶2個系統(tǒng)。3.2 采暖熱指標(biāo)法對管徑選取的影響

采暖熱指標(biāo)法對管徑選取的影響見表3。

表3 水力計算表(采暖熱指標(biāo)法確定計算流量)

使庭院壓力降在600 ~1 100 Pa之間，DN65需帶6個系統(tǒng)，DN50需帶2個系統(tǒng)。

3.3 對比分析

水力計算見圖1。

圖1 燃?xì)夤艿浪τ嬎?/p>

從以上兩種計算結(jié)果對比可明顯看出，壁掛式采暖爐的計算流量在采用同時工作系數(shù)法時比較大，用采暖熱指標(biāo)法時比較小，兩種方法選取的管徑要差一個級別。兩種計算方法計算出的結(jié)果相差較大，原因在于燃?xì)獗趻鞝t耗氣量的選取，燃器具同時工作系數(shù)法選取的是壁掛爐的額定耗氣量，它是壁掛爐不停歇運轉(zhuǎn)時的耗氣量。采暖熱指標(biāo)選取的是根據(jù)壁掛爐供熱面積算出的燃?xì)獗趻鞝t運行及停歇時的平均耗氣量。而且，同時工作系數(shù)K值和采暖指標(biāo)Q都是經(jīng)驗數(shù)值，會給計算結(jié)果帶來誤差。雖然都是規(guī)范給出的數(shù)值，但對不同地區(qū)的適用性還需要根據(jù)實際情況進(jìn)行驗證。

4 結(jié)語

量、種類及不同地區(qū)的氣候條件等因素密切相關(guān)，因此不同地區(qū)、不同規(guī)模的設(shè)計都要根據(jù)具體情況選用不同的同時工作系數(shù)，參考不合理的數(shù)據(jù)，往往會提高管道設(shè)計負(fù)荷，浪費投資和鋼材。目前的一些數(shù)據(jù)僅具參考性，供設(shè)計時選用不夠精確可靠。

(2)采暖熱指標(biāo)選取的是根據(jù)壁掛爐供熱面積算出的燃?xì)獗趻鞝t運行及停歇時的平均耗氣量。熱指標(biāo)的大小直接影響著供熱系統(tǒng)的運行效益，若熱指標(biāo)偏大，會使設(shè)備和管網(wǎng)的容量偏大，增大建設(shè)投資，從而降低集中供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟性；若熱指標(biāo)偏小，將難以滿足用戶的使用要求，達(dá)不到供熱效果。

(3)根據(jù)同一用戶設(shè)計計算，采用采暖熱指標(biāo)法計算出的管徑要小于用同時工作系數(shù)法計算出的管徑，大大節(jié)約了管材費用和施工等各項費用。

(1)同時工作系數(shù)與用戶生活規(guī)律、燃?xì)庥镁邤?shù)

Discussion on Methods of Selecting Gas Pipeline Diameter

Baoji Chinagas City Gas Development Co., Ltd. Yang Hongbin Ji Yuyu

The flow calculation in city gas pipeline transmission and distribution system is related to the economy and reliability of the network system. Taking some building as an example and using the simultaneously coefficient method and heating index method separately to calculate the gas consumption of appliances, the paper analyzes the effects on selecting the low-pressure overhead pipeline diameter by using different calculation methods.

gas pipeline, simultaneously coefficient, heating index, hydraulic calculation