金屬和聚乙烯管道氣體分配系統設計和建造的一般規定
燃氣管道直徑的計算 和允許的壓力損失
3.21 輸氣管道的吞吐能力可取自在最大允許氣體壓力損失下創造運行中最經濟可靠的系統的條件，以保證水力壓裂和氣體控制裝置（GRU）運行的穩定性，以及消費者燃燒器在可接受的氣體壓力範圍內的操作。
3.22 燃氣管道的計算內徑是根據在最大用氣時間內保證向所有用戶不間斷供氣的條件確定的。
3.23 天然氣管道直徑的計算通常應在計算機上進行，計算機上計算的壓力損失在管網各部分之間具有最佳分佈。
如果無法或不適合在計算機上進行計算（缺乏適當的程序、分開的天然氣管道段等），則允許根據以下公式或根據列線圖進行水力計算（附錄 B ) 根據這些公式編譯。
3.24 高壓和中壓燃氣管道的估計壓力損失在燃氣管道採用的壓力類別內被接受。
3.25 低壓輸氣管道（從供氣源到最遠距離裝置）的估計總氣體壓力損失假定不超過 180 daPa，其中配氣管道中的 120 daPa，進氣管道中的 60 daPa 和內部天然氣管道。
3.26 工業、農業及家庭企業和公用事業所有壓力的燃氣管道設計時，根據連接點的燃氣壓力，考慮到管道的技術特點，接受計算的燃氣壓力損失值。接受安裝的燃氣設備、安全自動化裝置和熱力機組過程控制自動化方式。
3.27 氣網段的壓降可以確定：
- 根據公式，用於中高壓網絡
- 根據公式用於低壓網絡
– 對於液壓平滑壁（不等式 (6) 有效）：
– 在 4000 100000
3.29 低壓配氣外輸輸氣管道路段用氣量估算值，應按本段中轉費用和0.5 氣路費用之和確定。
3.30 局部阻力（彎頭、三通、截止閥等）的壓降可以通過將燃氣管道的實際長度增加5-10%來考慮。
3.31 對於外部地上和內部天然氣管道，天然氣管道的估算長度由公式（12）確定
3.32 如果液化石油氣供氣是臨時性的（隨後轉為天然氣供氣），天然氣管道的設計可能使其未來用於天然氣。
在這種情況下，氣體量被確定為與估計的液化石油氣消耗量相等（以熱值計）。
3.33 LPG液相管路中的壓降由式(13)確定
考慮到抗氣蝕餘量，可接受液相的平均速度： 在吸入管道中 - 不超過 1.2 m/s；在壓力管道中 - 不超過 3 m / s。
3.34 LPG汽相氣體管道的管徑計算按照相應壓力的天然氣管道計算說明書進行。
3.35 計算住宅建築內部低壓燃氣管道時，允許確定因局部阻力造成的燃氣壓力損失，%：
- 從輸入到建築物的天然氣管道：
- 在公寓內佈線：
3.37 燃氣管道環網計算應與設計環節點處的燃氣壓力聯動進行。環中的壓力損失問題最多允許 10%。
3.38 對地上和內部輸氣管道進行水力計算時，考慮到氣體運動產生的噪聲程度，低壓輸氣管道應取氣體運動速度不超過 7 m/s，15中壓氣體管道壓力為 m/s，高壓氣體管道壓力為 25 m/s。
3.39 在進行輸氣管道水力計算時，根據公式（5）-（14），並使用電子計算機的各種方法和程序，根據這些公式編制，估算的輸氣管道內徑應由式(15)初步確定
輸氣管道水力計算：計算方法與方法+計算實例
為了供氣的安全和無故障運行，必須進行設計和計算
為各種壓力的管線完美選擇管道非常重要，以確保向設備穩定供應氣體
為了盡可能準確地選擇管道、配件和設備，對管道進行水力計算。怎麼做？承認吧，你對這件事情也不是太了解，讓我們弄清楚。
我們讓您熟悉關於生產選項的精心挑选和徹底處理的信息。 水力計算 天然氣管道系統。使用我們提供的數據將確保向設備供應具有所需壓力參數的藍色燃料。仔細驗證的數據基於監管文件的規定。
文章詳細描述了計算的原理和方案。給出了一個執行計算的例子。圖形應用程序和視頻說明用作有用的信息補充。
為什麼需要計算燃氣管道
對天然氣管道的所有部分進行計算，以確定管道中可能出現阻力的位置，從而改變燃料供應速度。
如果所有計算都正確完成，那麼就可以選擇最合適的設備，並可以對氣體系統的整個結構進行經濟高效的設計。
這將使您避免在運營期間不必要的、高估的指標和施工成本，這可能是在系統的規劃和安裝過程中，無需對天然氣管道進行水力計算。
有更好的機會選擇所需的截面尺寸和管道材料，以便更有效、快速和穩定地向天然氣管道系統的計劃點供應藍色燃料。
保證了整個輸氣管道的最優運行模式。
開發商從購買技術設備和建築材料的節省中獲得經濟利益。
考慮到大量消耗期間的最大燃料消耗水平，對天然氣管道進行了正確計算。考慮到所有工業、市政、個人家庭的需求。
水力壓裂氣控點數的確定
氣體控制點旨在降低氣體壓力並將其保持在給定水平，而不管流速如何。
在已知估計的氣體燃料消耗量的情況下，市區根據最佳水力壓裂性能（V=1500-2000 m3/小時）根據公式確定水力壓裂次數：
n = , (27)
式中 n 為水力壓裂次數，個；
五R ——按市區估算的用氣量，立方米/小時；
五批發的 ——水力壓裂的最佳生產率，m3/小時；
n=586.751/1950=3.008 件。
在確定了水力壓裂站的數量後，將其位置規劃在市區總體規劃上，將其安裝在小區境內的氣化區中心。
計劃概述
為了方便計算，使用了計算液壓的業餘和專業程序。
最受歡迎的是 Excel。
您可以使用 Excel Online、CombiMix 1.0 或在線液壓計算器中的在線計算。固定程序的選擇要考慮到項目的要求。
使用此類程序的主要困難是對液壓基礎知識的無知。其中一些沒有對公式進行解碼，沒有考慮管道分支的特點和復雜電路中的電阻計算。
- 赫茲 C.O. 3.5 - 根據特定線性壓力損失的方法進行計算。
- DanfossCO 和 OvertopCO 可以計算自然循環系統。
- “流量”（Flow） - 允許您應用沿立管具有可變（滑動）溫差的計算方法。
您應該指定溫度的數據輸入參數 - 開爾文 / 攝氏度。
供熱系統水力計算理論。
理論上，加熱 GR 基於以下等式：
ΔP = R·l + z
這種相等對特定區域有效。這個方程被破譯如下：
- ΔP——線性壓力損失。
- R 是管道中的比壓力損失。
- l 是管道的長度。
- z - 出口、截止閥中的壓力損失。
從公式中可以看出，壓力損失越大，越長，其中的彎頭或其他減少通道或改變流體流動方向的元素越多。讓我們推導出 R 和 z 等於什麼。為此，請考慮另一個方程，該方程顯示由於與管壁摩擦而導致的壓力損失：
摩擦
這就是達西-魏斯巴赫方程。讓我們解碼它：
- λ是取決於管道運動性質的係數。
- d 是管道的內徑。
- v 是流體的速度。
- ρ 是液體的密度。
從這個方程中，建立了一個重要的關係——摩擦引起的壓力損失越小，管道內徑越大，流體速度越低。此外，這裡對速度的依賴性是二次的。彎頭、三通和閥門的損耗由不同的公式確定：
ΔP配件 = ξ*(v²ρ/2)
這裡：
- ξ為局部阻力係數（以下簡稱CMR）。
- v 是流體的速度。
- ρ 是液體的密度。
從這個方程也可以看出，壓降隨著流體速度的增加而增加。另外，值得一提的是，在使用低結點冷卻液的情況下，它的密度也會起到重要作用——密度越高，循環泵就越硬。因此，當切換到“防凍”時，可能需要更換循環泵。
綜上所述，我們得出以下等式：
ΔP=ΔP摩擦 +ΔP配件=((λ/d)(v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α)l(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R•l +z;
由此我們得到 R 和 z 的以下等式：
R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m；
z = ξ*(v²ρ/2) 帕；
現在讓我們弄清楚如何使用這些公式計算液壓阻力。
管道壓力損失的測定
冷卻液循環迴路中的壓力損失阻力被確定為所有單個組件的總值。後者包括：
- 初級電路中的損耗，表示為 ΔPlk；
- 當地熱載體成本（ΔPlm）；
- 特殊區域的壓降，稱為“熱發生器”，名稱為 ∆Ptg；
- 內置熱交換系統內部的損失 ΔPto。
將這些值相加後，獲得了所需的指標，該指標表徵了系統的總液壓阻力 ΔPco。
除了這種通用方法外，還有其他方法可以確定聚丙烯管道的水頭損失。其中之一是基於對與管道開始和結束相關的兩個指標的比較。在這種情況下，可以通過簡單地減去由兩個壓力表確定的初始值和最終值來計算壓力損失。
計算所需指標的另一種選擇是基於使用更複雜的公式，該公式考慮了影響熱通量特性的所有因素。下面給出的比率主要考慮了由於管道長度較長而導致的液頭損失。
- h 是水頭損失，在所研究的案例中以米為單位。
- λ 是液壓阻力（或摩擦）係數，由其他計算方法確定。
- L 是服務管道的總長度，以運行米為單位。
- D 是管道的內部尺寸，它決定了冷卻液的流量。
- V 是流體流速，以標准單位（米/秒）測量。
- 符號 g 是自由落體加速度，為 9.81 m/s2。
高水力摩擦係數引起的損失是非常令人感興趣的。這取決於管道內表面的粗糙度。在這種情況下使用的比率僅適用於標準圓形的管狀毛坯。找到它們的最終公式如下所示：
- V——水團的運動速度，以米/秒為單位。
- D——內徑，它決定了冷卻液運動的自由空間。
- 分母中的係數表示液體的運動粘度。
後一個指標指的是常數值，是根據網上大量公佈的專門表格查到的。
1.4 管道系統各段壓力分佈
計算節點處的壓力 p1 並建立壓力圖
位置在 l1 由公式（1.1）：
(1.31)
(1.32)
想像
產生的依賴 請1=F(l) 以表格的形式。
桌子
4
| 升，公里 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 34 |
| p,千帕 | 4808,3 | 4714,8 | 4619,5 | 4522,1 | 4422,6 | 4320,7 | 4237,5 |
計算節點處的壓力 p6 並建立壓力圖
在樹枝上 l8 — l9 由公式（1.13）：
(1.33)
(1.34)
想像
產生的依賴 p(l8-l9)=F(l) 以表格的形式。
桌子
5
| 升，公里 | 87 | 90,38 | 93,77 | 97,15 | 100,54 | 104 | 107,31 |
| p,千帕 | 2963,2 | 2929,9 | 2897,2 | 2864,1 | 2830,7 | 2796,8 | 2711 |
| 升，公里 | 110,69 | 114,08 | 117,46 | 120,85 | 124,23 | 127,62 | 131 |
| p,千帕 | 2621,2 | 2528,3 | 2431,8 | 2331,4 | 2226,4 | 2116,2 | 2000 |
計算每個分支的成本 l2 —l4 —l6 和l3 —l5 —l7，我們使用公式（1.10）和
(1.11):
我們檢查：
計算
正確完成。
現在
計算分支節點處的壓力 l2 —l4
—l6 上
公式（1.2）、（1.3）和（1.4）：
結果
截面壓力計算 l2
列於表 6：
桌子
6
| 升，公里 | 34 | 38,5 | 43 | 47,5 | 52 | 56,5 | 61 |
| p,千帕 | 4240 | 4123,8 | 4004,3 | 3881,1 | 3753,8 | 3622,1 | 3485,4 |
結果
截面壓力計算 l4
列於表 7：
桌子
7
PC 計算選項
使用計算機執行微積分是最不費力的 - 一個人所需要做的就是將必要的數據插入適當的列中。
因此，一個水力計算在幾分鐘內就完成了，而且這個操作不需要大量的知識儲備，而這在使用公式時是必要的。
為了正確實施，有必要從技術規範中獲取以下數據：
- 氣體密度；
- 動力粘度係數；
- 您所在地區的氣體溫度。
必要的技術條件從擬建輸氣管道的聚居地城市燃氣部門獲得。實際上，任何管道的設計都是從收到這份文件開始的，因為它包含了設計的所有基本要求。
接下來，開發人員需要找出計劃連接到燃氣管道的每個設備的燃氣消耗量。例如，如果燃料將被運送到私人住宅，那麼做飯的爐子，各種加熱鍋爐最常使用在那裡，並且必要的號碼總是在他們的護照上。
此外，您需要知道將連接到管道的每個爐子的燃燒器數量。
在收集必要數據的下一階段，選擇任何設備安裝地點的壓降信息 - 這可以是儀表、截止閥、熱截止閥、過濾器和其他元件.
在這種情況下，很容易找到必要的數字 - 它們包含在每個產品護照所附的特殊表格中。
設計者應注意標明最大耗氣量時的壓降。
在下一階段，建議找出連接點處的藍色燃油壓力。此類信息可能包含 Gorgaz 的技術規格，這是先前製定的未來天然氣管道計劃。
如果網絡將由多個部分組成，則必須對它們進行編號並指示實際長度。此外，對於每一個，所有變量指標都應單獨規定——這是將要使用的任何設備的總流量、壓降和其他值。
需要同時性因子。它考慮了連接到網絡的所有天然氣消費者聯合運營的可能性。例如，位於公寓樓或私人住宅中的所有供暖設備。
水力計算程序使用這些數據來確定任何部分或整個管道中的最大負載。
對於每個單獨的公寓或房屋，不需要計算指定的係數，因為它的值是已知的，並在下表中顯示：
如果某個設施計劃使用兩個以上的加熱鍋爐、熔爐、儲水式熱水器，則同時性指標將始終為 0.85。需要在用於程序計算的相應列中指明。
接下來，您應該指定管道的直徑，您還需要它們的粗糙度係數，這將用於管道的建設。這些值是標準的，可以在規則手冊中輕鬆找到。
計劃概述
為了方便計算，使用了計算液壓的業餘和專業程序。
最受歡迎的是 Excel。
您可以使用 Excel Online、CombiMix 1.0 或在線液壓計算器中的在線計算。固定程序的選擇要考慮到項目的要求。
使用此類程序的主要困難是對液壓基礎知識的無知。其中一些沒有對公式進行解碼，沒有考慮管道分支的特點和復雜電路中的電阻計算。
程序特點：
- 赫茲 C.O. 3.5 - 根據特定線性壓力損失的方法進行計算。
- DanfossCO 和 OvertopCO 可以計算自然循環系統。
- “流量”（Flow） - 允許您應用沿立管具有可變（滑動）溫差的計算方法。
您應該指定溫度的數據輸入參數 - 開爾文 / 攝氏度。
.1 確定複雜天然氣管道的容量
根據圖1和數據計算一個複雜的管道系統
表 1，我們將使用等效簡單輸氣管道的替換方法。為了
這基於穩態的理論流動方程
等溫流動，我們組成一個等效氣體管道的方程和
讓我們寫出方程式。
表格1
| 索引號 一世 | 外徑 迪 ， 毫米 | 室壁厚度 δi ， 毫米 | 截面長度 李 , 公里 |
| 1 | 508 | 9,52 | 34 |
| 2 | 377 | 7 | 27 |
| 3 | 426 | 9 | 17 |
| 4 | 426 | 9 | 12 |
| 5 | 377 | 7 | 8 |
| 6 | 377 | 7 | 9 |
| 7 | 377 | 7 | 28 |
| 8 | 630 | 10 | 17 |
| 9 | 529 | 9 | 27 |
圖 1 - 管道示意圖
對於情節 l1 寫下
費用公式：
(1.1)
在節點處 p1 氣流分為兩個線程： l2 —l4 —l6 和l3 —l5 —l7 更進一步 p6 這些分支
團結。我們認為第一個支路中的流量為 Q1，而第二個支路中的流量為 Q2。
對於分支 l2 —l4 —l6:
(1.2)
(1.3)
(1.4)
讓我們總結一下
成對（1.2），（1.3）和（1.4），我們得到：
(1.5)
為了
分支機構 l3 —l5 —l7:
(1.6)
(1.7)
(1.8)
讓我們總結一下
成對（1.6），（1.7）和（1.8），我們得到：
(1.9)
表達
分別從表達式 (1.5) 和 (1.9) Q1 和 Q2：
(1.10)
(1.11)
消耗
沿平行截面等於：Q=Q1+Q2。
(1.12)
區別
平行截面的壓力平方等於：
(1.13)
為了
分支機構 l8-l9 我們寫：
(1.14)
總結 (1.1)、(1.13) 和 (1.14)，我們得到：
(1.15)
從
最後一個表達式可以確定係統的吞吐量。考慮在內
等效氣體管道的流量公式：
(1.16)
讓我們找到一個關係，對於給定的 LEK 或 DEK，可以找到另一個幾何尺寸的天然氣管道
(1.17)
為了確定等效輸氣管道的長度，我們構造
系統部署。為此，我們將在一個複雜管道中構建所有線程
方向，同時保持系統的結構。作為等效長度
管道，我們將取天然氣管道最長的部分，從它開始到
結束如圖 2 所示。
圖 2 - 管道系統的開發
根據施工結果作為等效管道長度
取長度等於部分的總和 l1 —l3 —l5 —l7 —l8 —l9.那麼LEK=131km。
對於計算，我們將採用以下假設：我們認為氣體流入
管道遵循阻力二次定律。這就是為什麼
水力阻力係數按下式計算：
, (1.18)
在哪裡 ķ 是等效壁面粗糙度
管道，毫米；
D-
管道內徑，mm。
對於沒有支撐環的主要天然氣管道，附加
局部電阻（配件、過渡）通常不超過損耗的 2-5%
為摩擦。因此，對於設計係數的技術計算
液壓阻力值取：
(1.19)
為了
我們接受的進一步計算， ķ=0,5.
計算
管道所有部分的水力阻力係數
網絡，結果輸入表 2。
桌子
2
| 索引號 一世 | 外徑 迪 ， 毫米 | 室壁厚度 δi ， 毫米 | 液壓阻力係數， |
| 1 | 508 | 9,52 | 0,019419 |
| 2 | 377 | 7 | 0,020611 |
| 3 | 426 | 9 | 0,020135 |
| 4 | 426 | 9 | 0,020135 |
| 5 | 377 | 7 | 0,020611 |
| 6 | 377 | 7 | 0,020611 |
| 7 | 377 | 7 | 0,020611 |
| 8 | 630 | 10 | 0,018578 |
| 9 | 529 | 9 | 0,019248 |
在計算中，我們使用管道系統中的平均氣體密度，
我們根據中等壓力下的氣體可壓縮性條件計算得出。
給定條件下系統中的平均壓力為：
(1.20)
根據列線圖確定可壓縮係數，有必要
使用以下公式計算降低的溫度和壓力：
, (1.21)
, (1.22)
在哪裡 噸, p ——工作條件下的溫度和壓力；
Tkr, rkr 是絕對臨界溫度和壓力。
根據附錄 B： 激酶\u003d 190.9 K, rkr =4.649 兆帕。
更遠
根據計算天然氣壓縮係數的列線圖，我們確定z =
0,88.
中間
氣體密度由以下公式確定：
(1.23)
為了
在計算通過燃氣管道的流量時，需要確定參數A：
(1.24)
讓我們找到
:
讓我們找到
通過系統的氣體流量：
(1.25)
(1.26)
計劃概述
為了方便計算，使用了計算液壓的業餘和專業程序。
最受歡迎的是 Excel。
您可以使用 Excel Online、CombiMix 1.0 或在線液壓計算器中的在線計算。固定程序的選擇要考慮到項目的要求。
使用此類程序的主要困難是對液壓基礎知識的無知。其中一些沒有對公式進行解碼，沒有考慮管道分支的特點和復雜電路中的電阻計算。
- 赫茲 C.O. 3.5 - 根據特定線性壓力損失的方法進行計算。
- DanfossCO 和 OvertopCO 可以計算自然循環系統。
- “流量”（Flow） - 允許您應用沿立管具有可變（滑動）溫差的計算方法。
您應該指定溫度的數據輸入參數 - 開爾文 / 攝氏度。
管道壓力損失的測定
冷卻液循環迴路中的壓力損失阻力被確定為所有單個組件的總值。後者包括：
- 初級電路中的損耗，表示為 ΔPlk；
- 當地熱載體成本（ΔPlm）；
- 特殊區域的壓降，稱為“熱發生器”，名稱為 ∆Ptg；
- 內置熱交換系統內部的損失 ΔPto。
將這些值相加後，獲得了所需的指標，該指標表徵了系統的總液壓阻力 ΔPco。
除了這種通用方法外，還有其他方法可以確定聚丙烯管道的水頭損失。其中之一是基於對與管道開始和結束相關的兩個指標的比較。在這種情況下，可以通過簡單地減去由兩個壓力表確定的初始值和最終值來計算壓力損失。
計算所需指標的另一種選擇是基於使用更複雜的公式，該公式考慮了影響熱通量特性的所有因素。下面給出的比率主要考慮了由於管道長度較長而導致的液頭損失。
- h 是水頭損失，在所研究的案例中以米為單位。
- λ 是液壓阻力（或摩擦）係數，由其他計算方法確定。
- L 是服務管道的總長度，以運行米為單位。
- D 是管道的內部尺寸，它決定了冷卻液的流量。
- V 是流體流速，以標准單位（米/秒）測量。
- 符號 g 是自由落體加速度，為 9.81 m/s2。
由於管道內表面的流體摩擦而發生壓力損失
高水力摩擦係數引起的損失是非常令人感興趣的。這取決於管道內表面的粗糙度。在這種情況下使用的比率僅適用於標準圓形的管狀毛坯。找到它們的最終公式如下所示：
- V——水團的運動速度，以米/秒為單位。
- D——內徑，它決定了冷卻液運動的自由空間。
- 分母中的係數表示液體的運動粘度。
後一個指標指的是常數值，是根據網上大量公佈的專門表格查到的。
水力平衡
加熱系統中的壓降平衡是通過控制閥和截止閥來實現的。
系統的水力平衡是在以下基礎上進行的：
- 設計負荷（質量冷卻劑流量）；
- 管道製造商的動態阻力數據；
- 所考慮區域內的局部阻力數量；
- 配件的技術特性。
安裝特性 - 壓降、安裝、容量 - 為每個閥門設置。他們確定冷卻劑流入每個立管，然後流入每個設備的係數。
壓力損失與冷卻劑流量的平方成正比，單位為 kg/h，其中
S 是動態比壓與截面局部阻力折減係數 (ξpr) 的乘積，以 Pa / (kg / h) 表示。
折減係數 ξpr 是系統所有局部阻力的總和。
結果。
通過兩種方法計算得到的管道壓力損失值在我們的示例中相差 15…17%！查看其他示例，您可以看到差異有時高達 50%！同時，理論水力學公式得到的值總是小於根據 SNiP 2.04.02-84 得出的結果。我傾向於相信第一個計算更準確，並且 SNiP 2.04.02–84 是“保險的”。也許我的結論是錯誤的。需要注意的是，管道的水力計算難以準確建模，主要基於從實驗中獲得的依賴關係。
無論如何，有兩個結果，更容易做出正確的決定。
在計算具有入口和出口高度差的液壓管道時，請記住在結果中添加（或減去）靜壓。對於水 - 10 米的高度差 ≈ 1 kg / cm2。
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一個重要的，我認為，有趣的話題延續，在這裡閱讀
