城镇燃气低压管网设计计算书

城镇燃气低压管网设计计算书工程名称：XX住宅小区燃气低压管网工程工程编号：RQ-2026-018设计阶段：施工图设计设计类型：城镇燃气低压管网设计计算设计专业：燃气工程编制：日期：2026年月日审核：日期：2026年月日批准：日期：2026年月日

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1设计依据 设计依据本计算书依据下列国家现行标准、规范及文件编制：[1]《城镇燃气设计规范》GB50028—2006（2020年版）；[2]《燃气工程项目规范》GB55009—2021；[3]《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33—2005；[4]《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》CJJ12—2013；[5]《燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统第1部分：管材》GB15558.1；[6]《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091—2015；[7]《输送流体用无缝钢管》GB/T8163—2018；[8]《城镇燃气标志》CJJ/T153—2010。2工程概况2.1项目简介本工程为XX住宅小区燃气低压管网工程，小区共居民住户200户。气源为天然气（西气东输一线天然气），由小区调压箱从中压管网降压至低压后直接供应用户燃具。燃具采用每户双眼灶一台加快速燃气热水器一台的配置方式。室外埋地低压管道采用聚乙烯（PE）管，室内户内管道采用热镀锌钢管。2.2设计参数本工程主要设计参数见表2.2。表2.2主要设计参数表序号参数名称符号单位取值备注1天然气密度（0℃,101.325kPa）ρkg/m³0.7174标态2天然气运动黏度（0℃,101.325kPa）νm²/s15×10⁻⁶标态3设计燃气温度TK293.1520℃4燃具额定压力PnPa2000天然气灶5调压器出口压力P₀Pa2600表压6双眼灶额定流量Qn1m³/h0.90单台7快速热水器额定流量Qn2m³/h2.50单台8钢管当量绝对粗糙度Kmm0.10镀锌钢管9PE管当量绝对粗糙度Kmm0.01PE100级10大气压基准温度T₀K273.150℃3燃具计算流量确定3.1计算公式根据《城镇燃气设计规范》GB50028—2006（2020年版）第10.2.9条，居民生活用燃气管道的计算流量按下式计算：Qh=k·N·Qn式中：Qh——燃气管道的计算流量（m³/h）；k——燃具同时工作系数，按规范附录F确定；N——同种燃具或成组燃具的数目（户）；Qn——燃具的额定流量（m³/h）。3.2同时工作系数本工程每户居民装设一个双眼灶和一个快速热水器，查GB50028—2006附录F表F，同时工作系数k按居民户数取值，见表3.2。表3.2居民生活用燃具同时工作系数k（节选自附录F）户数N同时工作系数k户数N同时工作系数k11.0001000.17120.5601500.170（插值）30.4402000.16050.3503000.150100.5405000.134500.17810000.1203.3各管段计算流量本工程低压管网共划分为5个计算管段。各管段服务户数、同时工作系数及计算流量见表3.3。每户燃具额定流量组合为Qn=Qn1+Qn2=0.90+2.50=3.40m³/h。表3.3各管段计算流量表管段编号起点—终点服务户数NkQn(m³/h)计算流量Qh(m³/h)1调压箱—节点A2000.1603.40108.802节点A—节点B1500.1703.4086.703节点B—节点C1000.1713.4058.144节点C—立管入户500.1783.4030.265室内户内管11.0003.403.404水力计算4.1计算公式4.1.1低压管道单位长度摩擦阻力损失根据GB50028—2006第6.2.5条及附录C，低压燃气管道单位长度摩擦阻力损失按下式计算：ΔPl=6.26×107式中：ΔP——燃气管道摩擦阻力损失（Pa）；l——燃气管道计算长度（m）；λ——燃气管道摩擦阻力系数；Q——燃气管道计算流量（m³/h）；d——管道内径（mm）；ρ——燃气密度（kg/m³）；T——设计燃气温度（K）；T₀——273.15K。4.1.2摩擦阻力系数低压燃气管道内燃气流动状态均为湍流（Re＞3500），摩擦阻力系数按下式计算：λ=0.11(Kd+68式中：K——管壁内表面当量绝对粗糙度（mm），钢管输送天然气取0.10mm，PE管取0.01mm；Re——雷诺数，无量纲。4.1.3雷诺数雷诺数按下式计算：Re=354·Qd·ν（式中：ν——0℃和101.325kPa时燃气的运动黏度（m²/s），天然气取15×10⁻⁶m²/s。4.1.4允许阻力损失根据GB50028—2006第6.2.8条，从调压站到最远燃具管道允许阻力损失按下式计算：ΔPd=0.75Pn+150式中：ΔPd——从调压站到最远燃具的管道允许阻力损失（Pa）；Pn——低压燃具额定压力（Pa）。代入Pn=2000Pa，得ΔPd=0.75×2000+150=1650Pa。4.1.5局部阻力损失根据GB50028—2006第6.2.7条，室外燃气管道局部阻力损失按管道摩擦阻力损失的5%～10%计算。本工程取10%，即局部阻力损失ΔPj=0.10×ΔPy（沿程摩擦阻力损失）。4.2管径选择根据各管段计算流量，结合管道经济流速（低压燃气管道流速不宜大于6m/s）及标准管材规格，选择各管段管径见表4.2。室外埋地管采用PE100级SDR11聚乙烯管，室内管采用热镀锌钢管。表4.2各管段管径选择表管段编号管材规格外径(mm)壁厚(mm)内径d(mm)管长L(m)1PE100SDR11de110×10.011010.090.01202PE100SDR11de90×8.2908.273.6803PE100SDR11de75×6.8756.861.4604PE100SDR11de63×5.8635.851.4405热镀锌钢管DN2026.92.4522.0154.3水力计算结果按上述公式逐段计算各管段雷诺数Re、摩擦阻力系数λ、单位长度摩擦阻力损失及总阻力损失，结果见表4.3。表4.3水力计算结果汇总表管段Qh(m³/h)d(mm)Reλi=ΔP/l(Pa/m)L(m)ΔPy(Pa)1108.8090.02.85×10⁷0.011351.097120131.6286.7073.62.78×10⁷0.011932.00180160.1358.1461.42.23×10⁷0.012482.26860136.1430.2651.41.39×10⁷0.013071.6034064.153.4022.03.65×10⁶0.028503.6051554.1合计—————315546.0沿程摩擦阻力损失合计ΔPy=546.0Pa。局部阻力损失按沿程损失的10%计：ΔPj=0.10×546.0=54.6Pa（管道总阻力损失：ΣΔP=ΔPy+ΔPj=546.0+54.6=600.6Pa实际总阻力损失ΣΔP=600.6Pa＜允许阻力损失ΔPd=1650Pa，满足规范要求。5用户灶前压力计算5.1灶前压力计算公式调压箱出口压力为P₀，燃气经管道输送至最远用户燃具前，压力损失为管道总阻力损失ΣΔP，则最远用户灶前压力P灶按下式计算：P灶=P0-ΣΔP5.2最远用户灶前压力调压箱出口压力P₀=2600Pa，管道总阻力损失ΣΔP=600.6Pa，代入式（5.1）：P灶max=2600-600.6=1999.4≈2000Pa最远用户灶前压力约为2000Pa，与燃具额定压力Pn=2000Pa基本一致，工况最佳。5.3最近用户灶前压力当小区用气量最小时（如夜间），靠近调压箱的最近用户处管道阻力损失最小，灶前压力最高。最不利情况下最近用户灶前压力近似等于调压箱出口压力：P灶min≈P05.4灶前压力允许范围核验根据GB50028—2006第10.4.1条，居民用户燃具前燃气压力应保持在燃具额定压力的0.75～1.5倍范围内。对天然气燃具（Pn=2000Pa），允许压力范围为：0.75Pn≤P灶≤1.5P即：1500Pa≤P灶≤3000Pa。各工况灶前压力核验结果见表5.4。表5.4灶前压力核验表工况灶前压力(Pa)与Pn比值允许范围判定最远用户（高峰工况）20001.00Pn1500~3000Pa合格最近用户（低峰工况）26001.30Pn1500~3000Pa合格允许下限15000.75Pn——允许上限30001.50Pn——由表5.4可知，本工程最远用户灶前压力为2000Pa（1.0Pn），最近用户灶前压力为2600Pa（1.3Pn），均在规范允许的0.75Pn～1.5Pn范围内，灶前压力满足使用要求。6安全核验6.1管道流速核验低压燃气管道内燃气流速不宜大于6m/s。各管段实际流速计算结果见表6.1。表6.1管道流速核验表管段Qh(m³/h)d(mm)流速v(m/s)允许值(m/s)判定1108.8090.04.75≤6合格286.7073.65.66≤6合格358.1461.45.45≤6合格430.2651.44.05≤6合格53.4022.02.73≤6合格各管段流速均小于6m/s，满足低压燃气管道流速控制要求。6.2附加压头核验对于地形高差较大或高层建筑立管，应考虑因高程差引起的燃气附加压力。天然气密度（0.7174kg/m³）小于空气密度（1.293kg/m³），天然气在立管中上升时产生正附加压头。附加压头按下式计算：ΔPs=g·h·(ρ空-ρ式中：g——重力加速度，取9.81m/s²；h——燃气管道终点与起点的高程差（m）；ρ空——空气密度，取1.293kg/m³；ρ气——天然气密度，取0.7174kg/m³。本工程小区为多层住宅（6层），入户立管高度约18m，附加压头ΔPs=9.81×18×(1.293−0.7174)=101.6Pa。该附加压头对低压管网系统影响较小，已在管道阻力损失中留有裕量，不影响灶前压力满足要求。6.3调压器出口压力核验调压器出口压力P₀=2600Pa，应满足以下条件：（1）保证最远用户灶前压力不低于0.75Pn=1500Pa；（2）保证最近用户灶前压力不高于1.5Pn=3000Pa。本工程P₀=2600Pa，最远用户灶前压力2000Pa（≥1500Pa），最近用户灶前压力2600Pa（≤3000Pa），调压器出口压力设定合理。调压器应配置超压切断和超压放散安全装置，确保出口压力异常时自动切断或放散。7结果分析与工程指导意义7.1计算结果汇总本工程低压管网水力计算主要结果汇总见表7.1。表7.1计算结果汇总表序号项目计算值允许值/要求判定1管道总阻力损失ΣΔP600.6Pa≤1650Pa合格2最远用户灶前压力2000Pa1500~3000Pa合格3最近用户灶前压力2600Pa1500~3000Pa合格4最远用户灶前压力比1.00Pn0.75~1.50Pn合格5最近用户灶前压力比1.30Pn0.75~1.50Pn合格6最大管道流速5.66m/s≤6m/s合格7调压箱出口压力2600Pa—设定合理7.2管径选择合理性分析本工程管径选择遵循“技术可行、经济合理”的原则。干管段（管段1、2）采用较大口径PE管，降低单位长度阻力损失，保证中高压段输送效率；支管段（管段3、4）根据服务户数递减依次缩小管径，避免大管小用造成投资浪费；室内户内管采用DN20镀锌钢管，满足单户燃具流量需求。各管段流速均控制在经济流速范围内，既避免了流速过大带来的噪声和振动问题，又避免了流速过小造成的管材浪费。7.3调压箱出口压力设定建议本工程调压器出口压力设定为2600Pa。该压力值既保证了最远用户灶前压力接近额定压力（2000Pa），燃具处于最佳燃烧工况；又控制了最近用户灶前压力不超过1.5Pn（3000Pa），避免了离调压站过近的用户出现脱火、火焰不正常等问题。建议调压器选用带超压切断（OSD）和超压放散（SRV）功能的稳压调压器，出口压力可在2000～3000Pa范围内根据实际运行情况微调。7.4工程实施注意事项（1）管道敷设应严格按照GB50028—2006第6.3节的有关规定执行，埋地PE管最小覆土厚度应满足车行道下≥0.9m、人行道下≥0.6m的要求。（2）管道连接应采用电熔焊接或热熔对接，焊接质量应按CJJ33—2005的要求进行检验。管道穿越道路、河道时应加设套管。（3）管网投产前应进行强度试验和严密性试验。试验介质为压缩空气，试验压力按规范要求执行。强度试验压力为0.4MPa，严密性试验压力为0.1MPa。（4）调压器投入运行前应进行调试，核对出口压力整定值。投入运行后应定期检测各典型用户灶前压力，确保压力在允许范围内。（5）本计算书按设计工况计算，实际运行中因户数入住率变化、燃具配置差异等因素可能导致实际流量与计算值偏差。建议在管网布置时预留支管接口，便于后期根据实际用气情况