1、燃氣管道管徑選取方法的探討（寶雞中燃城市燃氣發展有限公司 楊鴻斌 寄玉玉）摘要：城市燃氣管道輸配系統流量的計算關系到管網系統的經濟性和可靠性，本文以寶雞市金利苑9號樓為例，分別采用同時工作系數法與采暖熱指標法計算燃氣用具耗氣量，分析不同計算方法對燃氣低壓架空管道管徑選取的影響。關鍵詞：燃氣管道 同時工作系數 采暖熱指標 水力計算Selecting Method of Gas Pipeline Diameter(Baoji China City Gas Development Co.,Ltd. Yang Hongbin Ji Yuyu)Abstract: The calcul

2、ation of the flow in city gas pipeline transmission and distribution system is related to the economy and reliability of network system. Takes No. 9 building of Jinliyuan Baoji City as an example, this paper calculates the gas consumption of appliances using the simultaneously coefficient method and

3、 index of heating method, respectively. In addition, the effect of different calculation methods on the selection of the diameter of gas low-pressure overhead pipeline is studied.Key words: gas pipeline; simultaneously coefficient; heating index; hydraulic calculation引言燃氣屬于易燃易爆物，燃氣管道的設計與其它市政工程如供水、供熱

4、、供暖等工程相比，有更加嚴格的規范要求1。燃氣工程設計要在安全便利、實用可行、美觀舒適的基礎上提高其經濟性，即在規范允許的基礎上，減少工程費用，控制工程費用的關鍵就在于科學的設計2。設計方案的合理性，不僅僅體現在符合相關規范的技術要求，最重要的是將技術與經濟相結合，由于設計費一般占工程全費用的很小比例，但卻對工程總費用的影響巨大，所以設計方案應該在確保施工圖質量的基礎上，盡量節省投資，對所有新發展民用戶管線作水利計算，能夠選擇較小管徑的不用大管徑管線。1 燃氣管網流量的計算1.1 同時工作系數法燃氣庭院支管和室內管道的設計，是采用同時工作系數法計算其流量的，它是由所有燃具的額定流量及其同時工作

5、系數確定的，計算公式如下3：QKNq式中： Q燃氣管道的計算流量，m3/h； K 燃具同時工作系數； N 同一類型燃具的數目； q 燃具的額定流量，m3/h。上式中n、q根據實際情況選取，關鍵是同時工作系數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目的增大而減少，反映了多個燃氣用具的集中使用程度。1.2 采暖熱指標法采暖熱指標是城鎮供熱規劃設計與建筑供熱設計中一個重要的經濟技術評價和控制指標，是確定集中供熱系統熱源規模的主要依據，一般多用面積熱指標表示，即單位時間內對單位建筑面積的供熱量。在熱力網初步設計階段或建筑物設計熱負荷資料不全時，民用建

6、筑的采暖、通風、空調及生活熱水熱負荷，可按下列方法計算4：Qh=qh×A×10-3 式中：Qh 采暖熱負荷，kW；qh 采暖熱指標，住宅樓的采暖熱指標qh取64 W/m2；A 采暖建筑物的建筑面積，m2。2 燃氣管道水力計算2.1 低壓燃氣管道基本計算公式6.9×106式中： P燃氣管道摩擦阻力損失(Pa)；l燃氣管道的計算長度(m)；Q燃氣管道的計算流量(m3/h)；d管道內徑(mm)；燃氣的密度(kg/m3)；T設計中所采用的燃氣溫度(K)；T0273.15(K)；燃氣的運動粘度(m2/s)；K管壁內表面的當量絕對粗糙度，對鋼管：輸送天然氣時取0.1mm。2.

7、2 燃氣管道壓力降的分配低壓燃氣管道允許總壓力降的分配按城鎮燃氣設計規范（GB50028-2006）的推薦值，如下表：表1 低壓燃氣管道允許總壓力降的分配 天然氣灶具額定壓力Pn總壓力降Pd（Pa）街區單層建筑多層建筑庭院室內庭院室內200016501050300300200400一般的民用燃具正常工作可允許其壓力在±50%范圍內波動，但考慮到高峰期一部分燃具不宜處于過低的負荷，因此，取最小壓力系數K2=0.75，最大壓力系數K1=1.50。這樣，低壓燃氣管網（包括庭院和室內管）總的計算壓力降可確定為：Pd=0.75Pn，加上燃氣表的壓力損失150Pa，燃氣低壓管道從調壓箱到最遠燃具

8、的管道允許阻力損失，可按下式計算：Pd=0.75Pn+150。燃具額定壓力Pn為2000Pa，燃具前最小壓力為1500Pa，燃具前最大壓力為3000Pa，如果調壓箱出口壓力調到3000Pa，室內管道壓力損失400Pa，則庭院的最大壓力降為3000-1500-400=1100Pa；庭院的額定壓力降為3000-2000-400=600Pa。即：庭院壓力降范圍P=600Pa1100Pa，壓力降大于1100 Pa，管徑偏小，壓力降小于600Pa，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燃氣管道水力計算案例以寶雞市金利苑9號樓為例，9號樓為12層，共8個系統

9、96戶。每戶含一臺雙眼灶和一臺壁掛式采暖爐，其中耗氣量為0.7Nm3/h的雙眼灶96臺（計算流量用Q1表示），耗氣量為2.0Nm3/h的采暖爐96臺（計算流量用Q2表示）；天然氣灶具額定壓力2000pa；燃氣密度取0.75kg/Nm3； 燃氣溫度T取293.15K；燃氣運動粘度取15×10-6m2/s。建筑采暖面積均為120m2，1KW熱負荷相當于860kcal熱量，天然氣熱值為7940kcal/Nm3，采暖熱指標法效率為0.90。3.1 同時工作系數法對管徑選取的影響表2 水力計算表（同時工作系數法確定計算流量）管段編號用戶數N(戶)同時工作系數k計算流量Q1(m3/h)計算流量Q

10、2(m3/h)計算流量Q(m3/h)管徑d (mm）管段長度L1(m)單位長度壓損P/L(Pa/m)阻力損失P(Pa)節點壓力(Pa)0196 0.34222.98 144.00 166.98 80 15.3 10.70 163.77 2636.23 12840.348 20.46 126.00 146.46 80 8.20 8.38 68.73 2567.50 23720.362 18.24 108.00 126.24 80 9.70 6.36 61.71 2505.79 34600.370 15.54 90.00 105.54 80 9.00 4.57 41.14 2464.65 4548

11、0.388 13.04 72.00 85.04 65 11.60 8.56 99.31 2365.35 56360.394 9.93 54.00 63.93 65 9.00 5.06 45.52 2319.82 67240.434 7.29 36.00 43.29 50 12.10 9.00 108.90 2210.93 78120.516 4.33 18.00 22.33 50 7.30 2.69 19.62 2191.30 使庭院壓力降在6001100Pa之間，DN80需帶4個系統，DN65需帶2個系統，DN50需帶2個系統。3.2 采暖熱指標法對管徑選取的影響表3 水力計算表（采暖熱指標

12、法確定計算流量）管段編號用戶數N(戶)同時工作系數k計算流量Q1(m3/h)計算流量Q2(m3/h)計算流量Q(m3/h)管徑d (mm）管段長度L1(m)單位長度壓損P/L(Pa/m)阻力損失P(Pa)節點壓力(Pa)0196 0.34222.98 88.73 111.71 65 15.3 14.23 217.65 2582.35 12840.348 20.46 77.64 98.10 65 8.20 11.16 91.54 2490.82 23720.362 18.24 66.55 84.79 65 9.70 8.52 82.60 2408.22 34600.370 15.54 55.46

13、 71.00 65 9.00 6.13 55.21 2353.01 45480.388 13.04 44.36 57.40 65 11.60 4.15 48.16 2304.85 56360.394 9.93 33.27 43.20 65 9.00 2.47 22.26 2282.59 67240.434 7.29 22.18 29.47 50 12.10 4.45 53.82 2228.76 78120.516 4.33 11.09 15.43 50 7.30 1.38 10.08 2218.69 使庭院壓力降在6001100Pa之間，DN65需帶6個系統，DN50需帶2個系統。3.3對比分

14、析圖1 燃氣管道水力計算圖從以上兩種計算結果對比可明顯看出，壁掛式采暖爐的計算流量在采用同時工作系數法時比較大，用采暖熱指標法時比較小，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果相差較大，原因在于燃氣壁掛爐耗氣量的選取，燃器具同時工作系數法選取的是壁掛爐的額定耗氣量，它是壁掛爐不停歇運轉時的耗氣量。采暖熱指標選取的是根據壁掛爐供熱面積算出的燃氣壁掛爐運行及停歇時的平均耗氣量5。而且，同時工作系數K值和采暖指標Q都是經驗數值，會給計算結果帶來誤差。雖然都是規范給出的數值，但對不同地區的適用性還需要根據實際情況進行驗證。4結束語（1）同時工作系數與用戶生活規律、燃氣用具數量、種類及不

15、同地區的氣候條件等因素密切相關，因此不同地區、不同規模的設計都要根據具體情況選用不同的同時工作系數，參考不合理的數據，往往會提高管道設計負荷，浪費投資和鋼材。目前的一些數據僅具參考性，供設計時選用不夠精確可靠。（2）采暖熱指標選取的是根據壁掛爐供熱面積算出的燃氣壁掛爐運行及停歇時的平均耗氣量。熱指標的大小直接影響著供熱系統的運行效益，若熱指標偏大，會使設備和管網的容量偏大，增大建設投資，從而降低集中供熱系統的經濟性；若熱指標偏小，將難以滿足用戶的使用要求，達不到供熱效果6。（3）根據同一用戶設計計算，采用采暖熱指標法計算出的管徑要小于用同時工作系數法計算出的管徑，大大節約了管材費用和施工等各項

16、費用。5 參考文獻1 韓朝輝，熊傳合關于提高燃氣工程設計經濟性的探討J上海煤氣，2009，4：18-202 孔令云高層建筑燃氣管道設計有關問題的探討及應用J上海煤氣，2013，1：25-273 GB20028-2006，城鎮燃氣設計規范S4 CJJ34 -90，城市熱力網設計規范5 汪穎家用壁掛式燃氣采暖爐耗氣量計算方法比較J陜西煤炭，2009，3：85-866 高魯鋒，田貫三，宗成璋濟南市居住建筑采暖耗熱指標的確定及分析J建筑科學，2008，10（24）：91-94作者簡介 楊鴻斌：男，碩士研究生，中級工程師，主要從事天然氣生產管理以及技術管理工作。主持升級改造公司SCADA系統、球罐輸氣生產工藝改造、三期管網對接與計量、高壓管網試驗介質的選擇等。 寄玉玉：女，碩士研究生，畢業于華北電力大學環境工程專業，現從事燃氣管道設計方面的工作。論壇論文作者登記表姓名楊鴻斌性別男年齡41職稱中級工程師職務副總工辦公電話移動電話電子郵件QQ號362092748工