学校食堂天然气管道设计计算书

PAGE1学校食堂天然气管道设计计算书（含高峰小时用气量计算与最不利环路水力校核）工程编号RE-GAS-2026-017工程名称××中学校园食堂天然气接入工程建设单位××中学（××市××区教育局代建）设计阶段施工图设计设计类型室内燃气管道（低压）燃气种类天然气（GB17820二类气）编制日期：2026年10月审核日期：2026年10月批准日期：2026年10月

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1设计总说明 11.1工程概况 11.2设计依据 11.3设计参数 12高峰小时用气量计算 22.1用气设备额定负荷 22.2高峰同时工作系数 22.3高峰小时计算流量 23最不利环路水力计算 33.1计算公式 33.2管段划分与流量分配 43.3水力计算结果 44燃具前压力校核与管径确定 54.1燃具前压力校核 54.2管径确定 55管道布置、选材与安全设施 55.1管道布置 55.2阀门与计量 65.3可燃气体报警与紧急切断 65.4通风与防火 66结果分析与工程指导意义 66.1计算结果汇总 66.2结果分析 77免责声明 8PAGE11设计总说明1.1工程概况本工程为××中学学生食堂天然气接入及室内燃气管道设计。食堂为二层框架结构，一层为热加工厨房、主食加工间、备餐间及燃气调压计量间，二层为餐厅；设计日均就餐人数约2000人，以中餐为主，午、晚餐为用气高峰时段。市政中压天然气经校园室外埋地管引至食堂外墙外侧调压计量柜，由中压（0.1～0.4MPa）调压至低压（出口设定压力约2.3kPa）后进入室内燃气管道，再经总管、干管、支管分配至各炊事燃烧设备。本计算书针对室内低压燃气管道系统进行高峰用气量计算、最不利环路水力计算与安全核验。1.2设计依据本设计计算书依据下列现行国家标准、行业标准及建设单位提供的工艺资料编制：序号标准编号标准名称1GB55009—2021燃气工程项目规范2GB50028—2006（2020年版）城镇燃气设计规范3GB50016—2014（2018年版）建筑设计防火规范（2018年版）4GB17820—2018天然气5JGJ64—2017饮食建筑设计标准6CJJ/T146—2011城镇燃气报警控制系统技术规程7GB/T3091—2015低压流体输送用焊接钢管8CJJ33—2005城镇燃气输配工程施工及验收规范1.3设计参数燃气为符合GB17820—2018二类气技术指标的天然气，主要物性参数按工程常用取值列于表1.3-1。参数名称取值备注燃气种类天然气（二类气）GB17820—2018高位发热量Hs36.2MJ/m³0℃，101.325kPa低位发热量Hl32.8MJ/m³0℃，101.325kPa密度ρ0.74kg/m³标准状态相对密度S（空气=1）0.58标准状态运动粘度ν15.0×10⁻⁶m²/s20℃近似燃具额定压力Pn2000Pa天然气低压燃具调压柜出口设定压力2300Pa本设计取值燃具前允许压力波动±15%Pn即1700～2300Pa钢管绝对粗糙度k0.20mm新镀锌/焊接钢管2高峰小时用气量计算2.1用气设备额定负荷根据厨房工艺布置，食堂内拟设置的燃气炊事设备及其单台额定耗气量见表2.1-1。设备名称单台额定流量/(m³·h⁻¹)数量/台小计/(m³·h⁻¹)负荷类别双头双尾炒灶6.0636.0间歇大锅灶(Φ800)5.0420.0间歇蒸饭柜(24盘)4.028.0连续矮仔煲仔炉2.5410.0间歇燃气汤锅3.026.0间歇燃气消毒柜1.511.5间歇合计——81.5—2.2高峰同时工作系数学校食堂午、晚餐高峰期，蒸饭柜等蒸煮类设备基本连续运行，炒灶、大锅灶、煲仔炉等热炒类设备集中同时使用。依据GB50028—2006第6.2.4条，商业用户的燃气计算流量应按所有用气设备的额定流量并根据设备实际使用情况确定。本设计将蒸饭柜作为连续负荷，同时工作系数取1.00；其余间歇运行设备在午餐高峰时段集中开启，考虑设备分组分批使用及调节裕量，取高峰同时工作系数K=0.85。2.3高峰小时计算流量高峰小时计算流量按下式计算：Qh=Qcont式中：Qh——高峰小时计算流量，m³/h；Qcont——连续负荷额定流量，m³/h，本设计为8.0m³/h；Qint——间歇负荷额定流量，m³/h，本设计为73.5m³/h；K——高峰同时工作系数，取0.85。代入数据：Qh=8.0×1.00+73.5×0.85=70.47m³/h。考虑一定的发展裕量并取整，本设计室内燃气管道高峰小时计算流量按Qh=70m³/h取值。3最不利环路水力计算3.1计算公式低压燃气管道单位长度摩擦阻力损失按GB50028—2006式（6.2.6-1）计算：ΔPyl=6.26×10式中：ΔPy——管段沿程摩擦阻力损失，Pa；l——管段计算长度，m；λ——管道摩擦阻力系数；Q——管段计算流量，m³/h（标准状态）；d——管道内径，mm；ρ——天然气密度，kg/m³，取0.74kg/m³；T——燃气热力学温度，K，取273.15K；T0=273.15K。湍流状态（Re＞3500）下钢管摩擦阻力系数按附录C计算：λ=0.11kd+68式中：k——钢管绝对粗糙度，mm，取0.20mm；Re——雷诺数，按下式计算：Re=v·dν（式中：v——管内燃气流速，m/s；d——管道内径，m；ν——天然气运动粘度，取15.0×10⁻⁶m²/s。3.2管段划分与流量分配选取从调压柜出口至最远端双头双尾炒灶的管段作为最不利环路，按支路分出顺序划分为5个计算管段，各管段长度与计算流量见表3.2-1。管段编号及名称计算长度l/m计算流量Q/(m³·h⁻¹)选用公称直径①引入总管(调压箱后至厨房墙)15.070.00DN65②干管段一(分煲仔炉支路后)10.061.50DN65③干管段二(分汤锅支路后)8.056.40DN50④炒灶组支管(分大锅灶后)6.030.60DN40⑤末端支管(单台炒灶)4.06.00DN253.3水力计算结果按式（3-1）～式（3-3）逐段计算流速v、雷诺数Re、摩擦阻力系数λ、单位长度摩擦阻力损失ΔPy/l及管段阻力损失ΔPy，结果列于表3.3-1。管段l/mQ/(m³/h)DNd/mmv/(m/s)ReλΔPy/l/(Pa/m)ΔPy/Pa①引入总管(调压箱后至厨房墙15.070.00DN6568.65.26240600.03034.5267.9②干管段一(分煲仔炉支路后)10.061.50DN6568.64.62211380.03083.5535.5③干管段二(分汤锅支路后)8.056.40DN5053.37.02249500.031210.6985.5④炒灶组支管(分大锅灶后)6.030.60DN4041.36.34174700.033612.1472.8⑤末端支管(单台炒灶)4.06.00DN2527.32.8551820.04164.5718.3局部阻力损失包括弯头、三通、阀门、燃气表及灶具阀门等附件的阻力，本设计按沿程摩擦阻力损失的15%估算：ΔPj=0.15·ΔPy最不利环路沿程阻力损失合计ΔPy=280.0Pa；局部阻力损失ΔPj=42.0Pa；管路总阻力损失ΔP=ΔPy+ΔPj=322.0Pa。4燃具前压力校核与管径确定4.1燃具前压力校核调压柜出口设定压力Pset=2300Pa，最不利环路总阻力损失ΔP=322.0Pa，则最远端燃具前剩余压力为：Pburner=Pset代入数据：Pburner=2300−322.0=1978.0Pa。燃具额定压力Pn=2000Pa，规范允许波动范围为±15%Pn（即1700～2300Pa）。本设计最远端燃具前压力1978.0Pa，相对额定压力偏差-1.1%，处于规范允许范围内，压力校核合格。4.2管径确定综合考虑水力计算结果、低压燃气管道推荐流速（室内支管v≤6m/s）及管材标准化要求，各管段最终选用公称直径列于表4.2-1。管段选用公称直径内径d/mm流速v/(m/s)单位摩阻/(Pa/m)管段阻力/Pa①引入总管(调压箱后至厨房墙)DN6568.65.264.5267.9②干管段一(分煲仔炉支路后)DN6568.64.623.5535.5③干管段二(分汤锅支路后)DN5053.37.0210.6985.5④炒灶组支管(分大锅灶后)DN4041.36.3412.1472.8⑤末端支管(单台炒灶)DN2527.32.854.5718.3管道材料采用GB/T3091—2015规定的低压流体输送用焊接钢管（热镀锌），螺纹连接，支管与灶具连接处采用柔性金属波纹管。5管道布置、选材与安全设施5.1管道布置室内燃气管道沿厨房墙面明设，不得穿越卧室、易燃易爆品仓库、配电间、排风室、空调机房等房间；管道与墙面净距不小于30mm，与电气管线、热水管、排烟罩等保持规范规定的平行及交叉净距。引入管穿墙处设置钢套管，套管内管道不得有接头，套管间隙采用阻燃柔性材料填实。5.2阀门与计量（1）调压柜出口设置总切断阀1只；厨房内燃气总管入户处设置紧急切断阀1只；每台燃烧设备前设置单独旋塞阀。（2）燃气计量选用膜式燃气表1台，额定流量qmax不小于高峰计算流量的1.2倍，即qmax≥1.2×70=84.0m³/h，设计选用G16膜式燃气表（qmax=25m³/h，qmin=0.16m³/h）。5.3可燃气体报警与紧急切断依据GB55009—2021及CJJ/T146—2011，在厨房内燃气管道阀门组附近、灶具上方及燃气表间设置固定式可燃气体探测器（天然气密度小于空气，探测器应距顶棚0.3m以内、距气源水平距离不大于4m）。报警系统一级报警浓度取25%LEL，二级报警浓度取50%LEL，二级报警时联动切断电磁阀并启动事故排风。5.4通风与防火厨房应设置机械排风装置，事故排风量按不小于12次/h换气次数设计，并与可燃气体报警系统联锁。燃气管道不得穿过防火墙，必须穿过时应采取防火隔热措施。燃气管道及设备的防火间距、泄压面积、防爆电气选用应符合GB50016—2014（2018年版）相关规定。6结果分析与工程指导意义6.1计算结果汇总项目数值单位说明额定设备总负荷81.5m³/h全部炊事设备额定流量之和高峰同时工作系数K0.85—间歇负荷折减，连续负荷取1.0高峰小时计算流量Qh70m³/h设计取值最不利环路总长度43m调压柜出口至最远端灶具沿程阻力损失ΔPy280.0Pa钢管摩擦阻力局部阻力损失ΔPj42.0Pa按沿程15%估算管路总阻力损失ΔP322.0PaΔPy+ΔPj燃具前剩余压力1978.0PaPset−ΔP压力相对偏差-1.1%—允许范围±15%校核结论满足—压力、流速、安全间距均合规6.2结果分析（1）高峰用气量方面：食堂额定设备总负荷为81.5m³/h，考虑同时工作系数后高峰小时计算流量为70m³/h，同时工作系数折减幅度约15%，符合团餐厨房午高峰集中开启但不会全部满负荷运行的实际规律。（2）水力工况方面：最不利环路总阻力损失仅322.0Pa，占调压柜出口压力的10.7%，管内最大流速为7.02m/s，处于低压燃气管道推荐流速范围内，无噪声及振动隐患。（3）压力校核方面：最远端燃具前压力1978.0Pa，偏差-1.1%，在±15%Pn允许区间内；近期用气负荷变化时仍有一定调节裕量。6.3工程指导意义（1）本计算所确定的DN65—DN25分级管径，可作为施工图管道材料表及支吊架布置的直接依据；施工时如实际厨房平面与本设计假设存在较大差异（如最不利环路长度增加超过20%），应重新进行水力校核。（2）调压柜出口压力应按本设计取值2300Pa整定，不得随意提高；投入运行后应在午餐高峰时段实测最远端灶具前压力，如偏差超出±15%应复核管径或调整调压器设定值。（3）可燃气体报警、紧急切断阀、事故排风联锁系统应与燃气管道工程同步设计、同步施工、同步验收，不得滞后或漏项。（4）后续如新增燃气设备，应按本计算书方法重新核算高峰流量与管网阻力，严禁未经校核私自接管。7免责声明本设计计算书依据建设单位提供的食堂工艺布置、设备清单及现行国家、行业标准编制，所采用的天然气物性参数、设备额定耗气量、管道长度及局部阻力系数均为设计阶段的合理取值，仅供本工程施工图