民用建筑然氣管道附加壓頭研究范文

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摘要:

根據(jù)城市高層建筑燃?xì)夤艿赖奶攸c(diǎn)，闡述了高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)中遇到的附加壓頭問題，提出了消除附加壓頭的一些措施。

關(guān)鍵詞:

城市高層建筑；燃?xì)夤艿溃桓郊訅侯^；措施 

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市人口日趨增多，高層建筑在城市中的比重日益增加。高層建筑由于其自身的特殊性，供氣方式與多層建筑供氣方式存在一定差別。在高層民用建筑天然氣管道的設(shè)計(jì)中，消除燃?xì)?a href="http://www.xxmh431.com/gclw/myjzlw/697049.html" target="_blank">附加壓力是設(shè)計(jì)時(shí)所必須考慮的。現(xiàn)就消除附加壓頭的措施闡述如下。

1現(xiàn)狀與問題

由于燃?xì)夂涂諝獯嬖诿芏炔睿S著建筑物高度層高的增大，附加壓頭也在增大。根據(jù)GB17905-2008《家用燃?xì)馊紵骶甙踩芾硪?guī)則》附錄C中對(duì)燃?xì)夤?yīng)壓力波動(dòng)范圍的規(guī)定：人工煤氣、天然氣和管道液化石油氣均為0.75~1.5Pn。GB/T16411-2008《家用燃?xì)庥镁咄ㄓ迷囼?yàn)方法》第4.2節(jié)對(duì)試驗(yàn)用燃?xì)夤?yīng)壓力的規(guī)定：天然氣（額定壓力Pn=2000Pa）為1000~3000Pa，當(dāng)小于1000Pa時(shí)，會(huì)出現(xiàn)回火、離焰等情況；當(dāng)壓力高于3000Pa時(shí)，會(huì)導(dǎo)致晃眼或燃燒不充分、漏氣等現(xiàn)象；GB6932-2001《家用燃?xì)饪焖贌崴鳌返?.2.2條規(guī)定，實(shí)驗(yàn)用壓力：天然氣（額定壓力為2000Pa）為1000~3000Pa。以蘇州地區(qū)密度為0.75kg/m3的天然氣為例，空氣密度為1.293kg/m3，管道每升高1m，產(chǎn)生的附加壓頭為(1.293-0.75)×9.8=5.32Pa，假設(shè)小區(qū)設(shè)置調(diào)壓柜，供氣范圍包括高層建筑，調(diào)壓柜通常情況下出口壓力為2400Pa，調(diào)壓柜的穩(wěn)壓精度按AC5，關(guān)閉壓力SG10進(jìn)行計(jì)算，在最不利狀況下，調(diào)壓柜后端無用氣設(shè)備燃燒時(shí)，管道的最高壓力為2400×(1+10%)=2640Pa。當(dāng)管道壓力達(dá)到調(diào)壓柜的關(guān)閉壓力時(shí)，若高層頂層用戶單獨(dú)打開燃?xì)庠罹撸捎谠罹叩挠脷饬枯^小，此時(shí)在管道和計(jì)量表中產(chǎn)生的壓損很小，可近似忽略，在該情況下，頂層用戶所允許的高度h=(3000-2640)/5.32=67.6m，當(dāng)立管長度超過此值時(shí)，將存在頂層用戶附加壓頭過大，導(dǎo)致頂層用戶壓力過高，超出灶具允許的最高壓力的可能。

2采取的措施消除附加壓頭的措施通常有：

(1)通過水力計(jì)算和壓力降分配，增加管道阻力。通過水力計(jì)算和壓力降分配來選擇適當(dāng)?shù)娜細(xì)饬⒐芄軓胶驮谌細(xì)饬⒐苌显黾咏亓鏖y，增加燃?xì)夤艿赖淖枇Α＿@種辦法的優(yōu)點(diǎn)是簡單、經(jīng)濟(jì)、易操作，但缺點(diǎn)是浪費(fèi)了壓力能，立管內(nèi)阻力隨著管道內(nèi)流量的變化而變化，可能會(huì)導(dǎo)致用戶用氣不穩(wěn)定，影響用戶灶具的正常燃燒。在用氣高峰時(shí)，過大的阻力，導(dǎo)致底層用戶用氣壓力不足；當(dāng)僅有頂層用戶用氣且用氣量較小時(shí)，基本不起作用。

(2)設(shè)置用戶調(diào)壓器，用戶由各自的調(diào)壓器將燃?xì)饨祲海_(dá)到燃具穩(wěn)定燃燒所需的壓力值。中壓入戶的，對(duì)每戶通過中低壓調(diào)壓器，將氣體調(diào)到灶具正常工作的壓力狀態(tài)，根據(jù)GB50028-2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》，中壓入戶管道最高工作壓力可達(dá)到0.2MPa；CJJ94-2009《城鎮(zhèn)燃?xì)馐覂?nèi)工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中4.3.6節(jié)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)文件無明確規(guī)定時(shí)，壓力大于等于0.01MPa的管道應(yīng)采用焊接連接，該做法在成都、深圳等地較常見，施工成本高，施工難度較大，安全性不如低壓入戶高；低壓7kPa入戶，在用戶燃?xì)獗砬霸O(shè)置低-低壓調(diào)壓器，這種方法現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用，在香港、悉尼和東京等地均較早地采用了這種方式。由于7kPa入戶，不高于0.01MPa，室內(nèi)管道仍可采用鋼管絲扣連接，用戶燃?xì)獗砬霸O(shè)置低-低壓調(diào)壓器，保證用戶灶具前壓力比較穩(wěn)定，有利于提高熱效率和減少污染，與國際通用方法接軌。

(3)在燃?xì)饬⒐苌显O(shè)置低-低壓調(diào)壓器，分段消除樓層的附加壓頭。此種方法比較可行，但很少采用。根據(jù)水力計(jì)算，在最不利狀況下，當(dāng)燃?xì)饬⒐茉趬毫_(dá)到1.5Pn時(shí)，設(shè)置一個(gè)低-低壓調(diào)壓器，將低-低壓調(diào)壓器的出口壓力調(diào)節(jié)到灶具的額定壓力；當(dāng)立管繼續(xù)升高到1.5Pn壓力時(shí)，再次設(shè)置低-低壓調(diào)壓器，以此類推，從而確保燃?xì)庠罹咔暗膲毫υ谠罹叩恼９ぷ鞣秶鷥?nèi)。但這種做法存在較大的缺點(diǎn)，調(diào)壓器出現(xiàn)故障，將影響低-低壓調(diào)壓器后端的許多用戶。另外，對(duì)于做室外立管的區(qū)域，維修難度較大，后期的維修費(fèi)用較高。此外，低-低壓調(diào)壓器進(jìn)出口壓差僅為0.5Pn，而管道流量會(huì)因此造成低-低壓調(diào)壓器的進(jìn)口壓力波動(dòng)，使得低-低壓調(diào)壓器比較難選，此類產(chǎn)品的精度很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，采購比較困難。

(4)減小調(diào)壓柜低壓最大出口壓力Pmax。

①通過調(diào)壓柜設(shè)置關(guān)閉等級(jí)較高的調(diào)壓設(shè)備，如選用調(diào)壓精度AC2.5，關(guān)閉壓力SG5，這樣會(huì)在一定程度上消除壓力，但對(duì)于高高層建筑效果不明顯；

②通過減小調(diào)壓柜的出口壓力，這樣會(huì)在一定程度上消除壓力，但對(duì)于高高層建筑效果不明顯；同時(shí)，對(duì)于一個(gè)多層和高層復(fù)合式的小區(qū)，特別是含有別墅的小區(qū)，由于占地面積較大，庭院管管線較長，這就需要設(shè)置較大管徑的庭院管來降低這部分的壓損，大幅度增加造價(jià)。但在超壓層數(shù)不多，在高層較多占地較少的情況下還具有一定的實(shí)用價(jià)值。由于天然氣燃具的額定壓力Pn=2000Pa，灶前壓力允許波動(dòng)范圍ΔP=0.75pn～1.5Pn，對(duì)于供應(yīng)天然氣的高層建筑來說，較小的附加壓力影響及天然氣燃具自身較寬的壓力適應(yīng)性，采取上述措施是可以達(dá)到供氣灶前壓力要求的。特別是低壓7kPa入戶，每戶加設(shè)調(diào)壓器的做法在工程中具有較高的實(shí)用性。

3結(jié)論

通過以上分析比較，可發(fā)現(xiàn)每種方式均有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，在工程實(shí)際中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，因地制宜，做到安全、經(jīng)濟(jì)和工期的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，方為最佳方案.參考文獻(xiàn):

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[2]段長貴主編.燃?xì)廨斉洌ǖ谌妫M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[3]GB50028-2006，城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]GB/T16411-2008，家用燃?xì)庥镁咄ㄓ迷囼?yàn)方法[S].

[5]GB6932-2001，家用燃?xì)饪焖贌崴鱗S].

作者:鄧艷芝 單位:江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院張家港分院