浅谈现代高层建筑的燃气工程设计

来源:网络(转载) 作者:方洪平 发表于:2011-12-20 12:08  点击:
【关健词】高层建筑 燃气工程
本文对高层建筑燃气工程设计中的一些问题进行了有益的探讨,针对存在的问题,在严格遵守相关规范要求的情况下,结合工程实践,提出了解决办法。

一、管线布局
   高层建筑的结构基本不同于多层建筑,后者坐北朝南,呈一条长矩形,厨房大都朝北排列,燃气楼前管顺势沿其北面东西向地下敷设,见厨房留一个三通,就地接引入管出土入户。而高层建筑的外轮廓线基本形成一个几乎正方形的六面体,下面几层为商贸、办公、会所中心区,上面数十层为高档商住楼,六面体上部的东、西、南、北面中间从居住的第一层至最高层都分别切割了2~3米宽的天井槽,天井槽的地面就是商贸最高层的顶板。高层建筑的厨房布局有两种形式:第一种形式的厨房投影点基本都落于天井槽两侧旁,厨房窗外就是室外天井;另一种形式的厨房布于建筑内各层电梯出口后的公共楼道两侧,厨房外墙与公共楼道相邻。
   现以砼31层的高楼为例布局管线:低压线出调压箱埋地敷设,行至对美观要求不太高的建筑物外立面墙出土登高,装球阀后贴外墙上四层屋顶,平放在女儿墙上水平敷设,经过天井槽入口处(第一种厨房布局方式)开一根三通支线,该线在天井槽内继续贴居住一层的外墙水平安装,路过每个厨房点又留一根三通支线,本支线首端加球阀,就地贴厨房外墙从居住一层耸入最高层,每层开三通穿外墙入各户厨房,挂IC卡气表。分户立管管径值由下节水力计算结果确定。管线这样布局基本合理,由于立管登高处由开发商业主选定,女儿墙上的水平管线较长,但施工维修方便。天井槽内室外立管检修麻烦,但安全系数高,燃气一旦泄漏,会就地室外上升高空,安全放散,不会进入室内产生安全隐患。
   二、低压管网水力计算
   (一)低压管网压力降及其分配
   按照《城镇燃气设计规范》(以下简称《城燃》)第6、2、8条:城镇燃气低压管道从调压站到最远燃具管道允许阻力损失,可按下式计算:
   △Pd=0.75Pn+150
   式中△Pd—从调压站到最远燃具的管道允许阻力损失(Pa)
   △Pn——低压燃具的额定压力(Pa)
  上式表明管网的计算压力降就等于燃具实际压力的最大波动范围,靠近调压站的最近用户处压力为1.5Pn,最远用户处压力为0.75Pn,燃烧器的性能可达到燃烧质量要求,150Pa是0.75Pn后的用户气表阻损。由区域调压站供气的低压燃气管网,总计算压力降及其分配参考表1。
  
   (二)低压管道实用阻损计算
   在实际的管道设计计算中,低压管道的计算较之高中压更为频繁,为了简化流量、管长、管径的计算,目前采用将摩阻系数包括在内的普耳(Pole)低压管道实用计算公式:
   △P=—— ■Q2L
   式中 △P——压力降(Pa);
   S——燃气的相对比重,天然气取0.58;
   Q——燃气计算流量(米3/小时),按《城燃》第10、2、9条公式计算:Q=ΣKNQn。
   实际设计中,居民用气按天然气取值,每户选定双眼灶一台,小时计算流量为0.63m3/h,快速热水器一台,小时计算流量为1.77m3/h,共用气:0.63+1.77=2.4m3/h。
   d——管道内径(厘米); L——计算长度(米);
   K——依管径大小不同取值;K1——管段局部损失取1.1
   本计算选择砼42高层建筑居民用气为例,进行枝状低压管道水力计算,管网范围为调压箱出口——最高层用户燃烧设备前。
   1 代入天然气参数计算
   (1)管段编号:本建筑1、2层为商贸层,3~42层为居住层,为简化计算步骤,立管每5层(15米)作一段计算单元,分户立管前二层屋顶水平管分30米、35米二个单元段,调压箱出口地下敷设至登上二楼屋顶平台115米为一个单元段。
   (2)第一次选择立管通长都为DN40,将d1、K1代入计算式中得摩擦阻力△P1值。
  (3)附加压头计算:△H=9.8×(Pk-Pm)×h;Pk—空气密度1.293kg/m3;Pm—天然气密度0.76kg/m3。
  (4)按初选管径输气,最高层用具前实际压力降△P1为127Pa,若设定调压箱出口压力为2600Pa,则最高层燃具前工作压力为:
   P=2600-127-150(表损)=2323(Pa)
   小结:最高层用户灶具前工作压力为2323Pa,超过其额定压力2000Pa。
   (5)第二次选定管径,将DN40立管上部管径缩小;第38~~42层管径变为DN25,第23~~37层管径变为DN32,相应的K值反而增大,将d2、k2代入计算式中,得最高层用户灶前实际压力降△P2值为357.6Pa。
   (6)立管上部改变管径后,下部压力降不改变。最下层住户(序号8以下的压力降之和可作为砼3层用户灶前的实际压力降)的实际压力降△P2值为:
   21 5+47+100=362(Pa);
   中间砼23层住户(序号4以下的压力降之和可作为砼22层用户灶前的实际压力降)的实际压力降△P2值为:
   -25.8-9.8+7.2+32.2+215+47+100=365.8(Pa)。
   (7)结论:
   最下层(砼3层)用户灶前工作压力为:
   P=2600-362-150(表损)=2088(Pa)
   中间砼23层用户灶前工作压力为:
   P=2600-365.8-150(表损)=2092.4(Pa)
   缩小立管上部管径后,最高层(砼42)用户灶前工作压力为:P=2600-357.6-150(表损)=2092.4(Pa)。
   本砼42高层建筑燃气输配管网若输送天然气,可使底层、中间层、高层所有用户灶具都在几乎等于其额定压力2000Pa下工作,燃烧达到了最佳状况。
   2 代入液化石油气混空气参数计算
   如果天然气气源出现故障,应急气源为液化石油气混空气,渗混比为50:50,密度为1.8kg/m3,额定压力为2000Pa;由于热值增加1.5倍,各段号流量也相应缩小1.5倍,将各Q值代入水力计算公式。
   (1)最高层(砼42)用户灶前摩擦阻力为886Pa
   附加压头:△H=9.8×(1.293-1.8)×130=-650Pa;
   总压力降为:△P=886+650=1536(Pa)。
   (2)最底层用户(砼3)灶前压力降:
   △P=238+50+215=503(Pa)。
   (3)结论:如果将调压器出口压力调高至3200Pa,则:
   最高层用户灶前工作压力为:
   P=3200-1536-150(表损)=1514(Pa) (责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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