燃气输配-06第六章-燃气管网的水力工况

第六章 燃气管网的水力工况,第六章 燃气管网的水力工况,6-1,管网计算压力降确实定,6-2,低压管网的水力工况,一、用户的压力波动及其影响因素,二、管网计算压降确实定,6-1,管网计算压力降确实定,三、低压管网的水力工况,图,61,计算工况下管网的压力曲线,一、用户的压力波动及其影响因素,用户处的压力及其波动范围主要取决于以下三个因素：,1.,计算压力降的大小和压降利用程度（或称压降利用系数）；,2.,系统负荷（流量）的变化情况；,3.,调压器出口压力调节方法。,二、管网计算压降确实定,低压管网计算压降确实定,管网的计算压力降,P,应等于用户处燃具压力的最大波动范围，即,P,=,P,max,-,P,min,=(K,1,-K,2,)p,n,式中,P,max,、,P,min,燃具的最大和最小允许压力，,Pa,。,k,1,、,k,2,最大压力系数和最小压力系数；,P,n,燃具的额定压力，,Pa,。,燃具的额定压力,P,n,增大，管网计算压力降,P,就会随之增大，从而可降低金属用量，节约管网投资。而,P,n,越大，对设备的制作和安装质量要求越高，管网的运行费用也越大,.,假设,P,n,取得过小，运行费用降低但管网的投资会增加,.,因此，在选取,P,n,时要进行综合的技术、经济比较。,增大燃具的压力波动范围，就可以增大管网计算压力降，节省金属用量。但是，燃具的正常工作却要求其压力波动不超过一定的范围,.,实际测定说明，当燃具前压力波动为,0.5,P,n,1.5,P,n,时，燃烧器的性能能够到达燃具质量标准的要求，即,k,1,=1.5,，,k,2,=0.5,，但实际,k,2,=0.75,是可行的。,低压燃气管网（包括庭院和室内管）总的计算压力降为：,P,=(,k,1-,k,2),P,n,=,（,1.5-0.75,）,P,n,=0.75,P,n,最小压力系数,k,2,1,时的工况分析,当管网的起点压力为定值时，燃具前的压力随着管网负荷的变化而变化，管网负荷最小时燃具前的压力最大，随着管网负荷的增加，燃具前的压力将随之降低，管网负荷最大时，燃具前出现最小压力。只有,k,2,=1,时，燃具前的最小压力等于额定压力。假设取,k,2,1,，即允许燃具在最大负荷时处在小于额定压力下工作。,当,k,2,1,时，不能保证顶峰用气。设用气顶峰时，管网和用户的实际流量,Q,p,与计算流量,Q,的比值为,x,，即,Q,p,=,xQ,。,在用气顶峰时，燃具前压力,P,b,和管道压力降,P,p,之和等于管道起点压力,P1,即,P,1,=P,b,+P,p,或,k,1,P,n,=s,2,(xQ),2,+s,1,(xQ),1.75,又在计算工况下：,P,=(,k,1,-,k,2,),P,n,=,s,1,Q,1.75,P,n,=,s,2,Q,n,2,x,2,+(,k,1,-,k,2,),x,1.75,-,k,1,=0,由此可得：,以,k,1,=1.5,代入得出,k,2,与,x,的对应关系。,x,1,0.98,0.96,0.94,0.9,0.85,0.8,0.759,k,2,1,0.941,0.879,0.813,0.671,0.467,0.228,0,当,k,2,1,时，随着,k,2,值的减小，管道流量与计算流量之比,x,值也越来越小，但二者的减小程度不同，当,k,2,=0,时,x,=0.759,，远远大于,0,。这是因为当管道中的实际流量小于计算流量时，管道的实际压力降也小于计算压力降。管道的压力降加上用户燃具前的压力等于管道的起点压力，在起点压力为定值的系统中，管道实际压力降减小，使得剩余压力降加大，即按,k,2,、,P,n,计算的燃具前压力增大，其相应的流量随之增大。,现以,k,1,=1.5,k,2,=0.75,为例分析管道的压力工况。,当,k,1,=1.5,k,2,=0.75,时，系统起点压力,1.5,P,n,等于燃具前压力,0.85,P,n,和管道压力降,0.65,P,n,之和。,从上述分析可见，取,k,2,=0.75,，在顶峰用气时，仅满足了最大负荷的,92%(,x,=0.92),。,高、中压燃气管网计算压力降确实定,高、中压燃气管网的压降，即管网始、末端压力之差，应按管网的投资和运行费用进行经济技术比较后确定，此外还应考虑城市规模，远、近期城市燃气的开展状况和现有压缩机运行能力等。,管网末端压力主要由管网末端调压器的最小进口压力和过滤器的阻力确定。,6-2,低压管网的水力工况,一、管网系统起点压力,(,即调压器的出口压力,),为定值时的工况,二、按月（或季节）调节调压器出口压力时的水力工况,三、随管网负荷变化调节调压器出口压力时的水力工况,一、管网系统起点压力,(,即调压器的出口压力,),为定值时的工况,在计算工况下，,P,1,=,P,b,+,P,在任意用气工况时，,P,1,=,P,b,+,P,p,计算压力降利用系数,管道压力降和流量的关系如下：,可得管网压力的基本方程式：,P,1,=,P,b,+,x,1.7,5,P,系统起点压力为定值，即取,P,1=1.5,P,n,，取计算压力降,P,=0.75,P,n,代入上式，整理得：,反映了在一定,值情况下，任意用户燃具前的压力比和流量比,x,的函数关系。,图,62,起点压力为定值时，燃具压力随流量的变化曲线,在系统起点压力为定值的情况下，燃具大局部时间在超出额定压力的情况下工作。因此，调压器出口压力假设不随燃气用量的变化而进行相应调节,那么燃具就不能在良好的状况下工作；如果调压器的出口压力按用气负荷的变化进行相应调节,就可以减小燃具前的压力波动范围,提高燃具工作的稳定性。,存在问题：,二、按月（或季节）调节调压器出口压力时的水力工况,按月（或按季节）调节调压器的出口压力，即在用气量较低的月份降低调压器出口压力，可以缩短燃具在超负荷情况下的工作时间，提高燃具工作的稳定性。调压器出口压力的调整值应满足该月最大小时用气量时燃具前的压力为额定压力。,各月调压器的出口压力,P,1,可按下述步骤确定,:,1.,确定各月最大小时流量与管道计算流量的比值,x,m,2.,根据各月的,x,m,值，计算压力降,P,p,=,P,（,x,m,）,1.75,3.,确定各月调压器的出口压力，即,P,1,=,P,n,P,p,例：已知上海一年中各月的月不均匀系数如表,2-3,所示。燃具的额定压力,P,n=1000Pa,，按月调节调压器出口压力，试求：,1.,各月的调压器出口压力。,2.,在,=1,时，作图比较冬、夏季（以,8,月份为例）燃具前压力在不同流量比时的波动范围。,三、随管网负荷变化调节调压器出口压力时的水力工况,随管网负荷变化调节调压器出口压力时,管网起点压力是根据在任意工况下，燃具前的压力等于或接近额定压力而确定的。,P,1,=,P,b,P,p,=,P,b,+,Px,1.75,取,=1,、,P,b,=,P,n,、,P,=0.75,P,n,则,图,64 P1,与,Pn,的最正确压力调节曲线,在,0,x,0.794,时,为保持燃具前的压力,P,b,=,P,n,，调压器出口压力应按曲线,1,进行调节。当,x,0.794,时,调节器出口压力,P,1,到达最大值,1.5,P,n,并应维持,1.5,P,n,不变，而随着,x,的增大，即,x,=0.794,1,燃具前的压力将逐渐减小。,注：此调,节方法是假设所有用户的,值均相同的理想情况下，来确定调压器出口压力的最正确曲线。,在调压器出口安装节流孔板的方法使调压器的出口压力随着负荷的变化而进行调节如图,65,所示。,图,65,调压器和节流孔板联合工作时的调节曲线,1,调压器；,2,导压管；,3,孔板；,4,管道,调压器将以孔板后的静压,P,g,为定值。当燃气用量增加时,在孔板处的气流动压也增加,管网起点的燃气压力,P,1,就会增高；反之，当燃气用量减少时,管网起点的燃气压力,P,1,就会减小。即管网起点压力随燃气用量的变化而变化。可通过选择不同的孔板孔径,d,0,，得到不同变化幅度的管网起点压力,P,1,。,管网起点压力方程式,:,其中,P,g,是调压器所应保证的压力，可用改变调压器薄膜上荷重的方法来调整。,式中：,m,孔口与管道截面之比。,F,管道截面积，,cm,2,。,孔板流量系数；,调压器和孔板联合工作时的特性方程式,:,它给出了在一定的调压器出口压力,P,g,和一定的孔口截面积,mF,的条件下，管网起点压力,P,1,随流量比,x,的变化关系。,式中：,Q,max,燃气流量，,m,3,/h,；,S,燃气相对密度；,D,管道内径，,mm,。,在选择,P,g,和,mF,时，应保证燃具前的压力波动在,0.75 1.2,的范围内，这时，系统起点压力变化范围应是,1.2,P,n,1.5,P,n,。,上式,为孔板的计算公式。然后由表,65,或图,66,求出孔板直径,d,0,（曲线和表是按标准的流量系数作出的）。,系统起点压力及用户燃具前压力随负荷变化的关系式：,调压器和孔板联合工作，,值取,1,和,0.5,时，和随,x,变化的曲线，见图,67,。,用孔板调节管网起点压力改善了燃具的工况，缩小了燃具前压力的波动范围。,燃具前的最大压力由,1.5,P,n,降到,1.2,P,n,，其相应的最大超负荷由,+22%,降到,+10%,。,在,=1,时，燃具流量在,10%,30%,内波动。而绝大局部用户的压降利用系数是在,0.5,1,之间，故流量偏离额定值在,10%,-13%,范围内。,由于调压器出口压力调节曲线比较平缓，与图,6-4,所示的最正确调节曲线相比，低于额定压力的用户有所增加。,例,6-2,已知人工燃气燃烧器的额定压力,P,n,=1000Pa,，管道内径,D,=156mm,（,1654.5,），燃气的相对密度,S,=0.328,，,Q,max,=1000m3/h,，试确定调压器出口压力,P,g,和孔板直径,d,0,，并绘图表示,=1,时燃烧器前压力可能的波动范围。,解,调压器出口压力：,P,g,=1.2,P,n,=1.21000=1200,（,Pa,）,孔板直径：,由图,66,得 ，因而,d,0,=0.55156=85.8,（,mm,）,图,68 P,1,与,P,b,随,x,的变化曲线,谢谢观看,/,欢送下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH,