第六章-燃气管网的水力计算PPT课件.ppt

可编辑 1 第6章燃气管网的水力计算 可编辑 2 6 1水力计算公式和计算图表 1 水力计算的任务 1 设计计算据计算流量 规定的压力损失 确定管径 2 校核计算据已建管管径 管计算流量 或允许压力降 计算压力降 或流量 是否满足要求 可编辑 3 2 摩擦阻力损失计算公式燃气是可压缩流体 单位时间内输气量波动大的超高压天然气长输管线 不稳定流动 其他情况 城市燃气管道 按稳定流动计算 稳定流动运动方程连续性方程 气体状态方程 适用 城市中高 中 低压燃气管道 P88公式 6 8 可编辑 4 1 高 中压燃气管道单位长度摩擦阻力损失式中 Pl P2 燃气管道始 末端的绝对压力 kPa L 计算长度 kmQ0 燃气管道的计算流量 Nm3 h d 管道内径 mm 燃气管道摩擦阻力系数 0 燃气密度 kg m3 T T0 设计中 标准状态所采用的燃气绝对温度 KZ 压缩因子 燃气压力 1 6MPa 表压 Z 1 可编辑 5 2 低压燃气管道单位长度摩擦阻力损失 其中 P 燃气管道始末端压力损失 pal 计算长度 mPm P1 P2 2 P0 可编辑 6 3 燃气管道摩擦阻力系数 与流动状况 燃气性质 管道材质 连接方式 安装质量有关 层流区 Re 2100 临界区 2100 Re 3500 紊流区 Re 3500 柯列勃洛克公式 其中 K 管道内壁的当量粗糙度 mm 可编辑 7 其中 燃气种类 使用环境状态 管材确定 则 4 水力计算图观察单位长度摩擦阻力损失公式 确定 可编辑 8 可编辑 9 制图条件 0 1kg m34 10 5m3 s 气态液化石油气 25 10 6m3 s 人工燃气 15 10 6m3 s 天然气 0 17 0 2mm 钢管 K 0 01mm 塑料管 T0 273 15k 可编辑 10 实际条件 1 密度修正 2 温度修正 管段摩擦 沿程 阻力损失 可编辑 11 3 局部阻力损失计算公式 1 基本公式适用 庭院管 室内管 厂区管 可编辑 12 2 当量长度法局部阻力损失 摩擦阻力损失 实际工程中只取决于管件或设备所在管段管径等几何参数 可编辑 13 计算管道阻力损失式中 计算长度 适用 庭院管 室内管 厂区管 可编辑 14 3 估算法适用 城镇燃气分配管道 可编辑 15 4 附加压头 始末端高度差大的个别管段 式中 附加压头 空气 燃气的密度 kg Nm3 管段终端和始端的标高差值 m 可编辑 16 6 2燃气分配管网计算流量 6 2 1管段分类1 转输流量 Q2 管段 沿途无燃气输出 流量在此管段内不变 2 途泄流量 Q1 管段 该管段与大量居民用户 小型商业用户相连 进入管中的燃气在输送途中全部供给用户 3 转输和途泄流量都有的管段 既有途泄流量 又有转输流量 Q1 Q2 可编辑 17 几点假设 途泄流量Q1沿管段均匀输出 途泄流量只包括大量的居民用户和小型公共建筑用户 若该管段上连有负荷较大的用户 应当作集中负荷进行计算 供气区域内居民用户和小型公共建筑用户的负荷是均匀分布的 6 2 2管段途泄流量Q1的确定 可编辑 18 1 单位长度途泄流量m3 m h 2 管段途泄流量的计算 1 分区根据供气范围内的道路与建筑物布局划分为几个小区 2 布管计算各小区用户的用气量按用气量分布情况布配气管道 可编辑 19 3 各小区管段的q 4 计算各管段的Q1 可编辑 20 途泄流量管段转输流量管段同时有途泄 转输流量的管段0 55管段上分支管数 5个0 5管段中转输流量占比重大 6 2 3各分配管段计算流量Q的确定 可编辑 21 6 2 4节点流量 用途 计算机计算燃气环网方法 把途泄流量分配到管段的两端 环网某节点流量q 可编辑 22 管道上有集中流量按与距离成反比的比例分摊到管段两端的节点上 管网中各节点流量的和 可编辑 23 6 3管网水力计算 6 3 1枝状管网的水力计算1 计算特点 1 从气源至各节点只有一个固定的流向 2 只一条管路供气 各管段流量分配是唯一的 3 每一管段的转输流量都是其后各节点流量之和 4 管网中某一管径变化 不影响管段流量分配 只会导致管段压力变化 可编辑 24 2 枝状燃气管网的水力计算一般步骤 1 编号 对管网的节点和管段编号 2 算各管段计算流量 根据管线图和用气情况确定 3 算管线单位长度允许压降 据给定允许压力降及高程差造成的附加压头确定 4 选择各管段管径 根据管段的计算流量及单位长度允许压力降选择管径 5 计算总的压力降 根据所选标准管径 求各管段摩擦阻力损失和局部阻力损失 算总压力降 6 检查计算结果 若总压力降 允许值 合格 否则应适当变动管径 直到总压力降 允许值为止 可编辑 25 6 3 2环状管网的水力计算 1 计算特点 1 供气量任意 环网任一节点均可由相邻两管段或多管段供气 供给量任意分配 节点处流量代数和为零即可 2 管径变则流量重新分配 引起管网流量的重新分配并改变各节点的压力值 3 水力计算有三个未知量 有直径 压力降和计算流量三个未知量 可编辑 26 1 绘制管网平面示意图 编号 标注 2 计算各管段Q1 3 拟定管网燃气流向气流到各用户路径最短 从供气点流向零点的原则但在同一环内 必须有两个相反的流向 零点 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 4 推算每一管段的初步计算流量 5 选择管径由已知的管网计算压力降和供气点至零点的管道长度 求得单位长度沿程阻力平均压力降 选择各管段的管径 2 计算一般步骤 可编辑 27 6 算各管段实际压力降及各环压力闭合差高 次高 中压环网 低压环网 其中 10 人工计算 5 电算 可编辑 28 7 环网水力平差计算 8 计算管网压力降 9 绘制水力计算简图各管段长度 管径 计算流量 压力降 节点流量管网压力降 可编辑 29 3 环网水力平差计算 方法 管径不变 引入校正流量并不断修正 闭合差满足步骤 6 中精度要求 低压管网水力平差计算a 压力降和流量的关系b 管段校正流量的组成 高 中压管网水力平差计算把低压计算公式中的1 75改写为2即可 Pi Q 顺 逆 可编辑 30 4 环网水力计算例题 解 1 在平面图上编号 标注 例题 试计算图6 1中所示的低压管网 图上注有环网各边长度 m 及环内建筑用地面积F 公顷 人口密度为每公顷600人 每人每小时的用气量为0 06m3 有一个工厂集中用户 用气量为100m3 h 气源是焦炉煤气 密度 0 46kg m3 动力粘度 25 10 6m2 s 管网中的计算压力降取 P 400Pa 可编辑 31 可编辑 32 2 计算各环单位长度途泄流量q各环用气量 气化率100 周长 q 可编辑 33 3 定各环零点 流向零点 每环只有一个零点 使供气点到各用户的路线最短 3 5 8 流向 从供气点到零点 有顺时针和逆时针方向 4 各环中各管段的计算流量Q先各环中各管段的Q1 再计算Q2 从零点倒推法 可编辑 34 流量 顺 逆 可编辑 35 5 单位长度摩擦阻力损失 据允许计算压力降三个环是并联的 求各环的从供气点到零点的平均长度参考的单位长度摩阻损失 转换成线算图中的密度所对应的单位摩阻损失 可编辑 36 6 选各环管段管径据计算流量 查线算图 就近选管径 7 校核压力降闭合差是否满足精度要求a 计算流量 选出的管径 查各管段的b 计算各环压力降 顺 逆 可编辑 37 可编辑 38 c 各环的压力闭合差精度得 环 环 环 的压力闭合差分别为 21 13 4 都大于10 可编辑 39 a 先求各环校正流量的第一项 8 水力平差计算管径不变 调整各环各管段流量 至压力闭合差满足精度要求 可编辑 40 b 再求各环校正流量的第二项 可编辑 41 c 各环校正流量d 各环各管段校正后的计算流量各管段校正后的流量 各管段初步计算的流量 校正流量共用管段的校正流量 本环校正流量 相邻环的校正流量环 1 22 31 44 3e 据初步计算选定的管径 校正后的流量 各环各管段压力降 重新计算各环压力降闭合差直至精度满足要求 可编辑 42 9 流量调整调整集中负荷分配量点3集中负荷原由管段4 3 2 3各分担50 调整后 管4 3多分担5 5 则2 3少5 5 为45 5 零点位置漂移管6 5计算流量减少了15 1 无集中负荷 零点由5点向6点漂移量 可编辑 43 管7 8零点向7靠近 10 校核从供气点至零点的总压力降环 环 环 都小于且接近400Pa 设计值经济合理 可编辑 44 5 室内燃气管道设计计算 5 1计算特点管网形状 枝状管网确定最不利工作点 离供气点最远燃具处 计算流量 同时工作系数法局部阻力损失 要用当量长度法计算 附加压头 高程差较大总压力降 P 附加压头 H 实际压力损失 可编辑 45 5 2水力计算的方法和步骤 1 管段按顺序编号 凡管径变化或流量变化处均应编号 并标上各计算管段的实际长度L1 2 求各管段的额定流量 并按同时工作系数法 即式 2 9 计算各管段的计算流量 P41表2 6 3 根据计算流量预选各管段的管径 用户支管最小管径为DN15 4 查表得各管段局部阻力系数 查图6 6得 1时的l2值 求出当量长度L2 l2 从而可得该管段的计算长度L L1 L2 可编辑 46 5 根据燃气种类 密度和运动粘度选择水力计算图确定管段单位长度的压降值 修正 6 计算各管段的附加压力 7 求各管段的实际压力损失 P H 8 求室内燃气管道的总压力降 人工燃气计算压力降一般不超过80 100Pa 不包括燃气表的压力降 低压室内燃气管道的压力降见相应表格数据 9 将室内燃气管道的总压力降与允许压力降进行比较 如不合适 则可调整个别管段的管径 可编辑 47 可编辑 48 例题 可编辑 49 可编辑 50 本章复习题 1 简述水力计算的任务 2 城市燃气管道按流动计算 管线按不稳定流动计算 3 清楚下列公式中各字母含义 单位 4 当燃气管道管材 燃气种类 使用环境状态确定 燃气管道单位长度摩擦阻力损失由哪些参数决定 可编辑 51 5 会使用燃气管道水力计算图 包括修正 6 燃气管道局部阻力损失计算方法及其适用场合 7 为什么要考虑附加压头 怎样计算 8 燃气分配管网按流量的种类可将管段分哪几类 9 会计算燃气分配管网管段的单位长度途泄流量和计算流量 节点流量 10