城镇燃气低压环网水力平衡设计计算书

城镇燃气低压环网水力平衡设计计算书——××县城区北部片区燃气输配工程工程名称××县城区北部片区燃气输配工程建设地点××省××县城区北部片区设计阶段施工图设计文件类型设计计算书工程编号RQ-2026-SS-018设计单位××燃气工程设计有限公司编制：×××审核：×××批准：×××二〇二六年十月

目录TOC\z\o"1-3"\u\h第1章设计总说明 第1章设计总说明1.1工程概况本工程为××县城区北部片区燃气输配工程的低压配气管网部分。片区规划居民用户2500户，并配套建设商业用户30户、公共建筑用户4处。工程建成后由城区中压A级管网接入气源，经片区调压站降至低压后通过低压配气管网向各类用户供气。片区用气建筑以多层住宅为主，商业用户沿主要街巷呈带状分布，公共建筑（学校食堂、医院食堂等）集中布置于片区中部与东部。结合片区道路网格局与用户分布特征，低压配气管网采用环状为主、环状与支状相结合的布置形式，共划分9个计算节点、12条计算管段，形成4个闭合环，管网计算总长度为1800m。低压环网的功能定位是：在正常工况下以最小的压力损失将燃气输送到各用户；在任一条主干管发生故障或检修停气时，仍可通过其余管段迂回供气，保证片区不发生大面积停气。因此本计算书除完成常规水力计算外，还重点进行环网平差、最不利点压力校核、事故工况备用能力校核以及关键管段的管径比选。1.2设计依据本计算书依据下列现行国家及行业标准、规范和资料编制：表1-1设计依据一览表序号标准编号标准名称1GB55009—2021燃气工程项目规范2GB50028—2006城镇燃气设计规范（2020年版）3GB/T51098—2015城镇燃气规划规范4CJJ63—2018聚乙烯燃气管道工程技术标准5CJJ33—2005城镇燃气输配工程施工及验收规范6CJJ51—2016城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程7CJJ94—2009城镇燃气室内工程施工与质量验收规范8CJJ12—2013家用燃气燃烧器具安装及验收规程9GB/T38942—2020压力管道规范公用管道10GB50016—2014建筑设计防火规范（2018年版）其中《燃气工程项目规范》GB55009—2021为强制性工程建设规范，全部条文必须严格执行；该规范实施以后，原《城镇燃气技术规范》GB50494—2009以及GB50028—2006等标准中的部分强制性条文同时废止，本计算书在引用时已按现行有效版本核对。1.3设计范围与主要内容本计算书的设计范围为：自片区调压站出口（低压管网起点）至各用户引入管阀门为止的低压配气管网，包括环网干管、支管及相应的阀门、凝水缸、放散管等附属设施的水力计算与安全校核。用户引入管以后的室内燃气管道不在本计算书范围内，仅在压力校核时按经验取值计入其压力损失。计算内容包括：用气负荷计算、管网拓扑与管径初选、初始流量分配、管段水力计算、环网水力平衡（平差）计算、正常工况与事故工况压力校核、高程附加压头校核、流速校核、管材强度校核、关键管段管径比选以及结果分析与工程指导意义。1.4设计基础参数（1）燃气特性参数。本工程气源为12T天然气，按《城镇燃气分类和基本特性》GB/T13611的分级，其高华白数标准值为50.73，燃烧势标准值为40.3。计算采用的燃气物性参数见表1-2。表1-2燃气计算物性参数参数名称符号数值单位取值说明燃气低热值H35.6MJ/m³用于用户额定流量折算标准状态密度ρ0.75kg/m³12T天然气典型值运动黏度ν14.5×m²/s0℃、101.325kPa条件下设计温度T288K按15℃计标准状态温度T273.15K计算基准空气密度ρ1.293kg/m³用于附加压头计算（2）压力参数。低压燃气管道设计压力P<0.01MPa；本工程调压站出口压力设定为2800Pa，用户燃具（天然气）额定压力Pn（3）管网参数。干管及支管均采用PE100级聚乙烯燃气管道，标准尺寸比SDR11；管段计算长度均按150m计，局部阻力按沿程摩擦阻力的10%计入。1.5主要设计原则（1）压力满足原则。在调压站出口压力一定的条件下，管网最远用户燃具前的压力应不低于燃具额定压力的0.75倍，且不高于1.5倍。（2）安全可靠原则。低压管网采用环状布置，任一主干管事故停气时管网应具备备用供气通道，避免大面积停气。（3）经济合理原则。在满足压力和流速要求的前提下，管径不宜过度放大，以控制工程造价；环网关键管段按事故备用工况确定管径。（4）可实施原则。管道选型、埋深、与其他地下管线的净距等均应满足现行规范的强制性要求，便于施工与后期运维。

第2章用气负荷计算2.1用户构成与用气量指标片区各类用户构成及用气量指标见表2-1。居民用户单户额定流量按双眼灶与热水器折算；商业用户的额定流量按其灶具、蒸箱等用气设备的装机热负荷折算；公共建筑用户按其食堂设备热负荷折算。表2-1各类用户构成与用气量指标用户类别数量额定流量(m³/h)同时工作系数备注居民用户2500户0.800.11双眼灶及热水器综合取值商业用户30户3.000.60餐饮、宾馆等公共建筑4处15.000.80学校食堂、医院食堂等2.2居民用户计算流量居民用户用气设备数量多、使用时间随机性强，其小时计算流量按同时工作系数法确定：Q式中：Qh为居民用户小时计算流量，m³/h；Kt为不同类型用户的同时工作系数，居民用户取1.0；Ki为相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数；Ni为同一类型燃具的数量，户；q将N=2500户、qn=0.80m3hQ同时工作系数随用户数量的增加而减小，反映的是大量用户同时用气的概率衰减规律。本工程居民用户规模为2500户，属于中小规模居住片区，按既有统计资料取K=0.11，与规范推荐范围相符。2.3商业与公共建筑用户计算流量商业用户计算流量：Q公共建筑用户计算流量：Q其中商业用户的同时工作系数取0.60，公共建筑用户的同时工作系数取0.80，取值依据为各类用户用气时段的重合程度。2.4未预见量与管网漏损考虑管网漏损、计量误差以及规划期内用户发展等未预见因素，按上述计算流量的5%计取附加量：Q管网总设计流量为：Q该流量即为调压站出口所需提供的计算流量，也是环网平差计算中气源节点的供出流量。2.5计算节点流量分配为便于环网平差，将片区按管网节点划分供气区域。居民用户按各节点服务户数比例分摊；商业用户集中分配至节点C、F、I；公共建筑用户分配至节点E、H。各节点设计流量见表2-2。表2-2各计算节点设计流量节点户数居民(m³/h)商业(m³/h)公建(m³/h)小计(m³/h)设计(m³/h)B30026.40.00.026.427.7C28024.620.00.044.646.8D35030.80.00.030.832.3E32028.20.024.052.254.8F26022.914.00.036.938.7G34029.90.00.029.931.4H30026.40.024.050.452.9I35030.820.00.050.853.3合计2500220.054.048.0322.0337.9各节点设计流量之和为337.9m³/h，与管网总设计流量一致，满足节点流量平衡条件，可作为水力计算的边界条件。

第3章低压环网布置与管径初选3.1管网拓扑与节点、管段编号低压配气管网采用方格形环状布置，气源位于片区西南角节点A（调压站），管网向东北方向扩展，形成4个闭合环。节点与管段编号见表3-1。表3-1管段编号与基本参数管段编号起止节点管段长度(m)公称外径dn内径d(mm)所属环路P1A—B150160130.8环1P2A—D150160130.8环1P3B—C15011090.0环2P4B—E15011090.0环1、环2P5C—F1509073.6环2P6E—F15011090.0环2、环4P7D—E150160130.8环1、环3P8D—G15011090.0环3P9G—H1509073.6环3P10H—I1509073.6环3、环4P11F—I1509073.6环4P12E—H1509073.6环3、环4管网拓扑与节点编号、管段流量及流向见图3-1。图3-1低压环网拓扑、节点编号与正常工况流量流向示意图按图论关系校核：管段数P=12，节点数J=9，独立回路数L=P-J+1=12-9+1=4与管网实际形成的4个闭合环一致，说明节点、管段编号与环路划分自洽，可用于环网平差计算。3.2管材选择市政低压埋地燃气管道优先选用聚乙烯管。聚乙烯管道耐腐蚀、韧性好、接头少、可冷弯敷设，使用寿命长，且无需设置阴极保护，特别适合城镇道路及小区范围内的埋地敷设。本工程环网干管、支管均选用PE100级聚乙烯燃气管道，标准尺寸比SDR11，公称压力等级PN1.0MPa，管材性能应符合《燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统》GB/T15558.1的要求，设计、施工及验收应符合《聚乙烯燃气管道工程技术标准》CJJ63—2018的规定。在管道穿越道路、河道及不宜开挖地段，采用无缝钢管（材质20#）套管或顶管方式敷设，钢管内壁当量绝对粗糙度取K=0.2mm，聚乙烯管取K=0.01mm。3.3管径初选管径初选采用假定流速法，即使各管段在设计流量下的流速处于低压管网的经济流速区间（一般为1.0～4.0m/s）。按流量估算所需内径：d=式中：d为管道内径，m；Q为管段计算流量，m³/h；v为假定流速，m/s。初选时以气源出线流量（约338m³/h）为主要控制条件：若按v=3.5ms估算，所需内径约185mm，但考虑干管分为P1、P2两路并行供气，单路流量约170m³/h，对应dn160（内径130.8mm）时流速约3.5m/s，处于经济流速区间上部；内部环网及支管按节点流量递减选取dn110、结合聚乙烯燃气管道的常用规格系列，本工程管径初选结果见表3-1。PE100级SDR11管道常用规格及内径见表3-2。表3-2PE100级SDR11燃气管道常用规格公称外径dn(mm)公称壁厚e(mm)计算内径d(mm)公称压力PN(MPa)635.851.41.0908.273.61.011010.090.01.016014.6130.81.03.4初始流量分配环网平差需要先给定一组满足节点连续性方程的初始管段流量。以气源节点A为起点，按“气流沿最短路径流向各环零点”的原则拟定流向，并按节点连续性方程∑qij+Q表3-3初始管段流量分配管段编号初始流量(m³/h)管段编号初始流量(m³/h)P1180.0P770.0P2157.9P855.6P370.0P924.2P482.3P108.8P523.2P1144.5P660.0P1237.5经校核，各节点流入、流出流量的代数和均为零，初始流量分配满足节点连续性条件。由于初始流量是按经验假定的，各环路的水头损失代数和一般不等于零，需要通过平差计算逐步修正。

第4章管段水力计算4.1计算原理与基本公式低压燃气管道内的燃气按等温流动处理，且因密度小、高程变化引起的附加压头另行单独校核，故管段水力计算的任务是确定各管段在设计流量下的摩擦阻力损失。根据《城镇燃气设计规范》GB50028—2006（2020年版）关于燃气管道水力计算的规定，低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失按下式计算：R式中：Rm为燃气管道单位长度摩擦阻力损失，Pa/m；λ为燃气管道摩擦阻力系数；Q为燃气管道的计算流量，m³/h；d为管道内径，mm；ρ为燃气密度，kg/m³；T为设计中所采用的燃气温度，K；T0为标准状态温度，取由该式可见，单位长度阻力损失与流量的平方成正比、与内径的五次方成反比，说明管径是控制管网压力损失最敏感的参数。管段的摩擦阻力损失为：Δ式中：Δpm为管段沿程摩擦阻力损失，Pa；L为管段计算长度，管段的局部阻力损失按沿程摩擦阻力损失的10%计入：Δ管段总阻力损失为：Δp=Δ4.2流态判别与摩阻系数燃气在管道内的流动状态由雷诺数判别。雷诺数按下式计算：Re=式中：Re为雷诺数；v为管道内燃气计算流速，m/s；d为管道内径，m；ν为燃气运动黏度，m²/s。摩阻系数λ按流态分别取值：（1）层流状态（Re≤2100）：λ=（2）临界状态（2100<Re≤3500）：λ=0.03+（3）紊流状态（Re>3500）：λ=0.11式中：K为管道内壁当量绝对粗糙度，mm；对聚乙烯管取K=0.01mm，对钢管取K=0.2mm。本工程管网各管段的雷诺数均在6000∼40000范围内，属于紊流状态，按上式第三式计算摩阻系数。4.3计算步骤管段水力计算按下列步骤进行：（1）根据节点流量分配结果，按初始流量分配方案确定各管段计算流量；（2）按管段流量与内径计算断面流速与雷诺数；（3）判别流态并计算摩阻系数；（4）计算单位长度摩擦阻力损失Rm及管段沿程阻力损失Δ（5）计入10%的局部阻力，得到管段总阻力损失Δp；（6）汇总各管段计算成果，作为环网平差与压力校核的依据。4.4管段水力计算成果按上述步骤对初始流量分配方案进行水力计算，成果见表4-1。表4-1初始流量下管段水力计算成果管段Q(m³/h)d(mm)v(m/s)ReλRmΔpΔp(Pa)P1180.0130.83.72335660.023550.987148.01162.81P2157.9130.83.26294450.024310.784117.56129.31P370.090.03.06189710.027121.114167.11183.83P482.390.03.59223050.026081.481222.13244.35P523.273.61.5176890.033860.41862.6668.93P660.090.02.62162610.028160.850127.46140.21P770.0130.81.45130540.029660.18828.1931.01P855.690.02.43150690.028680.743111.51122.66P924.273.61.5880200.033510.45067.4874.23P108.873.60.5729160.039110.06910.4111.46P1144.573.62.91147480.028871.311196.58216.24P1237.573.62.45124280.030100.970145.54160.09注：表中Rm为按式（4-1）计算的单位长度摩擦阻力损失；总阻力损失已计入10%由表4-1可见，各管段流速均处于0.57∼3.72ms之间，位于低压管网的经济流速区间内；但各环水头损失代数和不为零，说明初始流量分配尚不满足环能量方程，需进行平差计算。#第5.1平差原理与校正流量公式环状管网的水力计算必须同时满足两个基本方程：（1）节点连续性方程（克契霍夫第一定律）。管网中任一节点，流入与流出的流量代数和为零：i=1式中：qij为与节点j相连的第i条管段的流量，m³/h，流入为正、流出为负；Qj为节点j的节点流量，（2）环能量方程（克契霍夫第二定律）。管网中任一闭合环内，各管段阻力损失的代数和为零：Δ式中：Δhk为第k环的闭合差，Pa；hi为第i平差采用哈代-克罗斯法（环流量校正法）。该方法对每一闭合环计算一个校正流量，将校正流量叠加到环内各管段的流量上，逐环修正，反复迭代直至各环闭合差满足精度要求。第k环的校正流量按下式计算：Δ式中：ΔQk为第k环的校正流量，m³/h；n本工程采用的低压管道阻力损失近似满足h∝Q2，即Δ求得各环校正流量后，按下列规则修正管段流量：Q式中：sik为管段i在第k环中的方向系数，管段流向与环的正方向一致时取+1，相反时取-1；ΔQk'5.2初始闭合差将表3-3的初始流量分配代入各环，按管段沿程阻力损失计算各环闭合差，结果见表5-1。表5-1初始流量下各环闭合差环号组成管段（环的正方向）闭合差Δh(Pa)数值符号判断环1A—B—E—D—A（P1、P4、P7、P2）+224.40顺时针流量偏大环2B—C—F—E—B（P3、P5、P6、P4）−119.82顺时针流量偏小环3D—E—H—G—D（P7、P12、P9、P8）−5.26顺时针流量偏小环4E—F—I—H—E（P6、P11、P10、P12）+168.09顺时针流量偏大以环1为例说明校正流量的计算过程。该环初始流量的沿程阻力损失分别为hP1=148.01Pa、hP4=222.13Pa、hP7=28.19Pa、Δ即环1需将顺时针方向的流量减少24.03m³/h。依此对其余各环逐一计算校正流量并修正管段流量。5.3迭代计算与收敛判据迭代按“逐环顺序校正”方式进行：每一轮依次计算4个环的校正流量，每完成一个环即立即更新环内各管段的流量，并将其用于后续环的计算；一轮结束后重新计算各环闭合差，若全部环的闭合差绝对值均小于收敛判据，则计算收敛。收敛判据取Δhk≤0.005Pa。该值远严于工程上常用的闭合差允许值（一般取闭合差不超过管网允许压力损失的5%正常高峰工况的迭代收敛过程见表5-2，各工况最大闭合差随迭代轮次的变化见图5-1。表5-2正常高峰工况各环闭合差迭代收敛过程（单位：Pa）迭代轮次环1环2环3环4初始224.40119.825.26168.09134.9923.5654.7314.35214.6411.1220.485.1936.224.517.822.0242.551.803.050.8051.030.711.200.3260.410.280.480.1270.160.110.190.0580.070.040.070.0290.030.020.030.01100.010.010.010.0011＜0.005＜0.005＜0.005＜0.005由表5-2可见，初始闭合差最大为224.40Pa，经11轮迭代后各环闭合差均降至0.005Pa以下，收敛过程平稳、无振荡，说明初始流量分配较为合理、校正流量公式的线性化近似精度满足要求。事故工况与比选方案工况分别经11轮和8轮迭代达到同一收敛判据。图5-1各工况环网平差闭合差收敛曲线5.4平差成果正常高峰工况平差后的管段流量与水力参数见表5-3。表5-3正常高峰工况平差成果管段流向Q(m³/h)d(mm)v(m/s)ReλRmΔp(Pa)P1A→B148.62130.83.07277140.024670.705116.25P2A→D189.28130.83.91352970.023271.078177.87P3B→C67.2190.02.93182150.027391.037171.14P4B→E53.7190.02.35145560.028930.700115.42P5C→F20.4173.61.3367640.034950.33455.06P6E→F52.4790.02.29142190.029090.671110.78P7D→E95.84130.81.98178730.027460.32653.80P8D→G61.1490.02.67165700.028030.878144.92P9G→H29.7473.61.9498560.031860.646106.56P10H→I19.1273.61.2563380.035510.29849.12P11F→I34.1873.62.23113260.030790.824136.02P12E→H42.2873.62.76140130.029231.198197.68平差后各节点流量仍满足连续性方程，各环闭合差均小于收敛判据，管网处于水力平衡状态，可作为压力校核的基础数据。

第6章压力校核与安全核验6.1压力校核基本要求本工程气源为天然气，用户燃具额定压力Pn=2000Pa。按《城镇燃气设计规范》GB50028—2006（2020年版）的规定，居民及商业用户用气设备前的燃气压力应保持在燃具额定压力的0.75～0.75代入Pn=2000Pa，得用户灶前压力的允许区间为1500～同时，低压燃气管道从调压站到最远燃具的允许压力损失按下式计算：Δ本工程低压环网干管的压力损失应计入上述允许值内，同时为室内管道预留压力损失。结合片区建筑多为多层住宅、用户引入管与室内管道较短的实际情况，取用户引入管（含计量表）及室内管道的压力损失为300Pa，则环网干管（含干管至用户引入管阀门段）的允许压力损失为：Δ6.2正常高峰工况压力校核以调压站出口压力2800Pa为起点，沿最不利路径逐段扣减管段总阻力损失，得各节点压力，见表6-1。表6-1正常高峰工况各节点压力节点A（气源）BCDEFGHI节点压力(Pa)2800.02683.72512.62622.12568.32457.52477.22370.62321.5由表6-1可见，管网压力最低的节点为节点I，即正常高峰工况的最不利点。气源至节点I的路径为A—B—E—H—I，各管段总阻力损失之和为：Δ计入用户引入管及室内管道压力损失300Pa后，最远用户燃具前的压力为：P校核结果表明：（1）2021.53Pa>0.75P（2）2021.53Pa<1.5Pn=3000Pa，且距最近的节点B用户灶前压力约为（3）正常高峰工况下环网干管至最远用户的总压力损失为478.47+300=778.47Pa，小于允许压力损失1650Pa，富余量871.53Pa，占允许值的52.8%。富余量的存在说明管网在正常工况下具有较大的压力裕度，一方面可以适应规划期内用户数量增加带来的负荷增长，另一方面也为事故工况下的压力补偿提供了调节空间。图6-1各工况节点压力分布对比6.3事故工况压力校核事故工况的设定为：A—B主干管（P1）因施工破坏或检修需要而关闭，片区燃气全部由A—D主干管（P2）单路供应。此时管网拓扑暂时退化为3个环，但整体的环网架构仍然存在，节点连续性方程与环能量方程可继续求解。事故工况下管网流量重新分配，平差后各管段流量与节点压力见表6-2。表6-2事故工况（A—B干管关闭）平差成果管段流向Q(m³/h)d(mm)v(m/s)RmΔp(Pa)P2A→D337.90130.86.992.994494.02P3B→C36.3490.01.590.35258.15P4E→B64.0490.02.800.953157.22P5F→C10.4673.60.680.10316.92P6E→F73.1290.03.191.203198.45P7D→E230.41130.84.761.524251.43P8D→G75.1990.03.281.263208.47P9G→H43.7973.62.861.274210.25P10H→I29.3473.61.920.631104.09P11F→I23.9673.61.560.44272.92P12E→H38.4573.62.511.014167.28表6-3事故工况各节点压力节点A（气源）BCDEFGHI节点压力(Pa)2800.01897.31839.22306.02054.51856.12097.51887.31783.2事故工况下的最不利点仍为节点I，其压力降至1783.2Pa，较正常工况下降538.3Pa，降幅23.2%。计入用户侧300Pa压力损失后，最远用户灶前压力约为1483.2Pa，略低于0.75Pn=1500Pa需要指出，事故工况属于短时非正常工况，其校核目的是判断管网在单点故障条件下能否维持“限供不断供”。校核结果表明：（1）事故工况下管网各节点压力均高于1700Pa，管网保持连续供气，未出现任何节点压力归零的情况，环网的迂回供气功能得到验证；（2）将调压站出口压力由2800Pa临时提高至3000Pa后，节点I压力回升至约1983Pa，最远用户灶前压力恢复至约1683Pa，满足0.75Pn（3）若升压措施受气源条件限制，亦可对节点C、E、H的商业及公共建筑用户实施临时错峰用气，进一步降低管网流量、提高末端压力。6.4高程附加压头校核当低压管道存在较大高程差时，由于燃气密度与空气密度不同，会产生附加压头。附加压头按下式计算：Δ式中：ΔPf为附加压头，Pa；ρk为空气密度，取1.293kg/m³；ρm为燃气密度，取0.75kg/m³；h代入参数，得单位高差的附加压头为9.8×1.293-0.75=5.32Pam。片区住宅以6层为主，层高按Δ由于天然气密度小于空气密度，ρk（1）附加压头对最不利点（底层用户）无抬高作用，压力校核应以底层用户为准，本文前述校核已按底层工况考虑；（2）对6层住宅，顶层用户灶前压力较底层高约95.8Pa，占灶前压力允许区间的6.4%，不会导致顶层用户压力超过1.5P（3）若规划区内建设12层以上住宅（单立管高差超过36m），附加压头将超过190Pa，此时应在立管中部设置限流或调压装置，避免顶层超压。6.5流速校核依据《城镇燃气设计规范》GB50028—2006（2020年版）及工程实践，低压燃气管道内的设计流速不宜超过10m/s，同时为避免噪声、振动和过大的压力损失，室外低压管道正常工况的经济流速宜控制在1.0～4.0m/s。本工程正常高峰工况下，各管段流速介于1.25～3.91m/s之间，全部处于经济流速区间内；事故工况下，P2管段流速升至6.99m/s，D—E段流速为4.76m/s，均低于10m/s的限值。校核结论：管网各管段在正常工况和事故工况下的流速均满足规范要求。6.6管材强度校核本工程低压管道选用PE100级聚乙烯燃气管道，标准尺寸比SDR11。聚乙烯管道的最大工作压力按下式校核：MOP=式中：MOP为管道最大工作压力，MPa；MRS为管材最小要求强度，PE100级取10MPa；C为使用系数，取2.0；SDR为标准尺寸比，取11。MOP=本工程低压管网设计压力P≤0.01MPa，仅为管道最大工作压力的1%，管材强度富余度极大，不存在强度不足的风险。同时，SDR11管道壁厚较大，具有较好的抗外压变形能力和抗地面荷载能力，适应埋地敷设条件。管道埋深及与建（构）筑物、其他地下管线的净距，按《燃气工程项目规范》GB55009—2021执行：机动车道下管顶覆土厚度不应小于0.9m，人行道及绿化带下不应小于0.6m。管道与给水管、排水管、电力电缆等的水平净距和垂直净距均应按规范控制，不足时应采取隔离、保护措施。6.7关键管段管径比选环网的联络干管在正常工况与事故工况下的流量差异显著，其管径不能仅按正常工况确定。以D—E段（P7）为例：正常高峰工况下，D—E段流量为95.84m³/h，若取dn110（内径90.0mm），流速为2.94m/s，阻力损失约270Pa，满足要求；但在A—B干管事故工况下，D—E段需转输东部与北部两片区的全部流量，流量升至230.41m³/h。此时若仍取dn110，流速高达8.33m/s，单位长度阻力损失达6.53Pa/m，管段总阻力损失1077.18Pa，管网最不利点压力将由1783.2Pa骤降至1036.1Pa（节点C），远低于0.75P两种方案的事故工况校核结果对比见表6-4。表6-4D—E段管径方案比选（事故工况）比选项目方案一（D—E取dn160）方案二（D—E取dn110）D—E段流量(m³/h)230.41190.87D—E段流速(m/s)4.768.33D—E段总阻力损失(Pa)251.431077.18事故工况最不利点节点I节点C最不利点压力(Pa)1783.21036.1是否满足0.75Pn基本满足（升压后可满足）不满足比选结论：D—E段作为连接管网东西两片、上下两片的关键联络干管，其管径按事故备用工况确定，取dn160。若仅按正常工况选径取dn110，虽可节约初期投资，但将使管网丧失单干线故障时的备用供气能力，不符合安全可靠原则，不予推荐。6.8其他安全措施核验（1）阀门设置。在环网关键节点D、E、H及调压站出口设置分段阀门，使任一管段事故时可通过阀门隔离故障管段，保证其余管段继续供气，与事故工况校核结论相匹配。（2）凝水缸与放散管。在管网低点设置凝水缸，在环网末端设置放散管，满足燃气置换、吹扫和排放积水的要求。（3）地面标识与示踪装置。聚乙烯管道沿线设置地面标识桩、警示带及示踪线，防止第三方施工破坏。（4）穿越防护。管道穿越道路、河道时采用套管或顶管方式敷设，套管与燃气管之间按规范要求填充。（5）加臭。燃气在进入片区管网前应按规定加臭，保证泄漏时能够及时被察觉。（6）与强制性规范的符合性。本工程管材、敷设方式、埋深、安全间距、阀门设置等均按《燃气工程项目规范》GB55009—2021的强制性要求执行。

第7章结果分析与工程指导意义7.1计算结果综合分析（1）水力平衡方面。环网平差在11轮迭代内收敛，各环闭合差均降至0.005Pa以下。平差后管网各节点的流量分配由管段阻抗自动确定，避免了人工分配流量带来的误差，说明该管网拓扑阻抗分布较为均匀，不存在明显的流量“短路”通道。（2）压力分布方面。正常高峰工况下管网最低节点压力为2321.5Pa，最高压力损失路径（A—B—E—H—I）的总阻力损失为478.47Pa，仅占管网允许压力损失的29.0%。管网压力分布均匀，最不利点与最有利点（节点D）之间的压力差为300.6Pa，环网均衡性良好。（3）流量分布方面。两条主干管P1、P2的流量分别为148.62m³/h和189.28m³/h，流量分配比约为1∶1.27，与两路的阻抗比相符。气源附近管段流量集中，为管网的关键部位。（4）抗风险能力方面。事故工况下管网最不利点压力仅下降23.2%，且未出现断供节点，验证了环状布置的合理性。7.2敏感性分析（1）管径敏感性。由式（4-1）可知，管段单位长度阻力损失与内径的五次方成反比。若管径减小10%，阻力损失约增大61%；管径增大10%，阻力损失约减小38%。管径是本工程压力损失最敏感的影响因素，因此主干管和关键联络管段的管径应严格按照计算确定，不得随意折减。（2）流量敏感性。阻力损失与流量的平方成正比。若用户负荷在规划期内增加10%，管网总阻力损失将增大21%，最不利点压力将由2321.5Pa降至约2220Pa，仍满足要求，说明管网具备一定的负荷增长适应能力；若负荷增加30%，最不利点压力约为2040Pa，虽仍满足0.75Pn（3）气源压力敏感性。调压站出口压力与最不利点压力呈线性关系，出口压力每提高100Pa，最不利点压力同步提高100Pa。该特性说明通过调压站出口压力的整定，可以对管网末端压力进行灵活调节，为事故工况下的应急升压提供了技术依据。7.3运行调节建议（1）调压站出口压力宜按季节和用气负荷进行整定：冬季高峰用气时段可整定为2800～3000Pa，平峰时段可下调至2600Pa左右，以减小管网运行压力、降低泄漏风险。（2）在调压站出口设置压力、流量远传监测装置，实时掌握管网运行参数。当末端压力低于1800Pa时，应排查管网泄漏或堵塞；低于1600Pa时应启动升压或错峰调节。（3）对P1、P2两条主干管设置流量对比监测，正常运行时两路流量比应保持在1∶1.3左右，若偏离过大，应检查阀门开度及管道是否堵塞。7.4施工与运维要求（1）管道敷设前应核实地下管线的实际位置，与图纸不符时应及时反馈设计单位复核。（2）聚乙烯管道热熔、电熔连接应严格按CJJ63—2018的工艺要求执行，并留存焊接记录。（3）管道回填前应实测管顶覆土厚度，机动车道下不应小于0.9m，人行道及绿化带下不应小于0.6m。（4）吹扫、强度试验和严密性试验应按规定进行，合格后方可通气。（5）运行阶段应结合城镇管网普查定期检测管道占压、泄漏及第三方施工破坏风险，对已接近设计工作年限的管道开展剩余寿命评估。7.5工程指导意义（1）管径确定依据。本计算书明确了P1、P2、P7三条主干管按正常工况与事故工况双重条件确定管径，其余管段按正常工况确定管径的选径原则，可直接用于施工图设计中的管材统计与材料采购。（2）调压参数依据。调压站出口压力整定为2800Pa，并按2600～3000Pa区间调节，为本工程调压器的选型与整定提供了直接依据。（3）运行管理依据。计算给出的各管段流量、流速和节点压力数据，可作为管网运行调度的基准值，用于判断管网是否处于正常工况。（4）后续扩建依据。管网压力裕度分析表明，在现有管径条件下，片区用户负荷在增加30%以内时仍可满足压力要求，为片区后续开发建设提供了容量参考。

第8章结论（1）本工程低压配气管网设计流