燃?xì)夤艿罋饷苄栽囼?yàn)允許壓力降計(jì)算分析

何利娜

（北京順天順?biāo)姓こ逃邢薰荆本?101300）

當(dāng)前我國(guó)城市化進(jìn)程中，對(duì)燃?xì)夤艿赖陌踩院土己眠\(yùn)行提出了更多的要求和標(biāo)準(zhǔn)，本文針對(duì)燃?xì)夤艿罋饷苄詫?shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的研究，著重探討氣密性實(shí)驗(yàn)允許壓力降計(jì)算分析，并以具體的實(shí)例為參照，開(kāi)展允許壓力降計(jì)算與改善措施論證，希望能夠?qū)ξ覈?guó)當(dāng)前燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)和氣密性實(shí)驗(yàn)水平提升提供必要的幫助。

1 燃?xì)夤艿老到y(tǒng)概述

燃?xì)夤艿老到y(tǒng)在城市化進(jìn)程中需要提前進(jìn)行總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，并在開(kāi)展具體建設(shè)之前全面論證燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)的可行性。在具體原則方面，需要始終堅(jiān)持遠(yuǎn)期與近期結(jié)合的原則，但同時(shí)也要以近期居民的生活需要為基礎(chǔ)，綜合參照技術(shù)要素和經(jīng)濟(jì)要素后，確定更合理的燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)和規(guī)劃方案。

在燃?xì)夤艿婪诸?lèi)方面，可以按照不同的分類(lèi)依據(jù)進(jìn)行劃分。首先，按照輸氣壓力進(jìn)行分類(lèi)，可以將其分為低壓管道、中壓管道、次高壓管道以及高壓管道；按照燃?xì)夤艿赖姆笤O(shè)方式，可以將其劃分為埋地管道和架空管道兩種類(lèi)型；如果按照燃?xì)夤艿赖木唧w用途進(jìn)行劃分，可以將其劃分為長(zhǎng)距離輸氣管線、城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿酪约肮I(yè)企業(yè)燃?xì)夤艿廊N類(lèi)型；不同地區(qū)在燃?xì)夤艿拦芫W(wǎng)形狀方面也有一定差異，具體體現(xiàn)為環(huán)狀管網(wǎng)和枝狀管網(wǎng)兩種類(lèi)型；最后，也可以按照不同燃?xì)夤芫W(wǎng)的壓力進(jìn)行分級(jí)和分類(lèi)，例如，可以將其分為單級(jí)系統(tǒng)和多級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)等多種類(lèi)型。因此，在開(kāi)展燃?xì)夤艿罋饷苄詫?shí)驗(yàn)允許壓力降分析時(shí)，需要根據(jù)不同的管道類(lèi)型和特點(diǎn)進(jìn)行綜合的參考與測(cè)量。

2 燃?xì)夤艿罋饷苄詫?shí)驗(yàn)允許壓力降計(jì)算原理

本文主要從環(huán)狀管網(wǎng)和枝狀管網(wǎng)兩種類(lèi)型的燃?xì)夤艿婪诸?lèi)進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)允許壓力降計(jì)算原理分析。

首先，在枝狀管網(wǎng)中進(jìn)行允許壓力降計(jì)算需要提前規(guī)劃好該枝狀管網(wǎng)的管線圖以及不同管線區(qū)域的用氣情況，明確管網(wǎng)內(nèi)部不同管段的計(jì)算流量問(wèn)題，并根據(jù)現(xiàn)有管網(wǎng)的綜合要素對(duì)其進(jìn)行管段劃分，針對(duì)不同的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，要確保管段和節(jié)點(diǎn)的連續(xù)性；完成編號(hào)后需要對(duì)允許壓力降等進(jìn)行分析，綜合測(cè)算單位長(zhǎng)度內(nèi)的值數(shù)。計(jì)算過(guò)程中，要根據(jù)計(jì)算流量、單位長(zhǎng)度確定相應(yīng)燃?xì)夤艿赖墓軓街荛L(zhǎng)，最后需要統(tǒng)一計(jì)算總壓力降，并檢查和論證現(xiàn)有計(jì)算結(jié)果。如果總壓力降超過(guò)了原有允許壓力降，但是，其值數(shù)趨近于允許值，此種情況可以將其認(rèn)定為計(jì)算合格，反之，則需要對(duì)燃?xì)夤艿赖墓軓竭M(jìn)行變動(dòng)，確保總壓力降與允許值相對(duì)趨近或小于允許值的情況實(shí)現(xiàn)。其次，在計(jì)算環(huán)狀管網(wǎng)的允許壓力降計(jì)算時(shí)，需要對(duì)現(xiàn)有燃?xì)夤艿赖墓芫W(wǎng)進(jìn)行平面圖的全面繪制，確保管網(wǎng)布置相對(duì)均勻、管道負(fù)荷平均，隨后可以同枝狀管網(wǎng)的允許壓力降一致，對(duì)各個(gè)管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和管段進(jìn)行重新編號(hào)，并合理標(biāo)明不同管段的長(zhǎng)度負(fù)荷以及調(diào)壓站位情況，更好地計(jì)算不同管段的途泄流量。在進(jìn)行環(huán)狀管網(wǎng)的允許壓力降計(jì)算時(shí)，可以由單位長(zhǎng)度的管徑開(kāi)始逐段計(jì)算流量和長(zhǎng)度內(nèi)的允許壓力降，并確認(rèn)每一環(huán)的閉合差情況和實(shí)際壓力降。大多數(shù)情況下，初步計(jì)算結(jié)果中顯示，管網(wǎng)的壓力降并不是閉合的，因此，需要對(duì)環(huán)狀管網(wǎng)的水力平差進(jìn)行計(jì)算，隨后開(kāi)展流量校正，確保其水力平差和閉合差與允許的誤差范圍趨于相近。

3 燃?xì)夤艿罋饷苄詫?shí)驗(yàn)允許壓力降計(jì)算實(shí)例分析

3.1 工程概述

本文的實(shí)例研究對(duì)象為某地A小區(qū)，小區(qū)內(nèi)配置了燃?xì)夤艿兰跋鄳?yīng)的設(shè)施，該小區(qū)的氣源主要來(lái)自小區(qū)東側(cè)位置的燃?xì)庵鞲晒艿?，管道?nèi)的供氣壓力為3.25kPa，現(xiàn)有壓力能夠滿足小區(qū)內(nèi)居民生活和公共建筑需要。A小區(qū)內(nèi)部地勢(shì)相對(duì)平坦，但是，受到建成時(shí)間的影響，管道呈現(xiàn)出更加錯(cuò)綜復(fù)雜的態(tài)勢(shì)，例如，小區(qū)內(nèi)部的路面主要為柏油路面和水泥路面，而小區(qū)內(nèi)部的給排水管道以及通信電纜管道等，則大多直接埋設(shè)于自行車(chē)道靠近綠化帶一側(cè)的位置上，當(dāng)前各類(lèi)管道已經(jīng)投入使用；在供熱管道方面，主要埋設(shè)于小區(qū)的街區(qū)內(nèi)，并不穿越現(xiàn)有的主干道，另一方面，對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行氣密性試驗(yàn)允許壓力降計(jì)算分析需要綜合考評(píng)小區(qū)所處區(qū)域的凍土和溫度情況，A小區(qū)冬季時(shí)期凍土深度0.73m，地下水位-3.3m。小區(qū)內(nèi)現(xiàn)有燃?xì)夤艿乐饕獮楹附愉摴?，附屬設(shè)備有凝水器、閘板閥等。小區(qū)內(nèi)公共建筑的用氣情況主要為幼兒園、門(mén)診、寫(xiě)字樓，相比之下，公共建筑的用氣設(shè)備相對(duì)單一。在室內(nèi)燃?xì)夤艿婪矫?，其主要設(shè)置需要按照原有的設(shè)計(jì)與規(guī)范進(jìn)行參照?qǐng)?zhí)行。

3.2 燃?xì)夤艿谰唧w分析

受到燃?xì)夥N類(lèi)的影響，焦?fàn)t氣和天然氣在低壓管網(wǎng)的計(jì)算壓力降和室內(nèi)燃?xì)夤艿涝试S壓力降等方面存在一定差異，具體如表1所示。在管道布置方面，A小區(qū)的燃?xì)夤艿啦贾门c該城市燃?xì)夤艿啦贾靡蠡疽恢?，采取沿路布置和沿人行道布置、敷設(shè)于綠化帶內(nèi)的多重性原則，再考慮到A小區(qū)的氣源及日常交通量、小區(qū)內(nèi)路面結(jié)構(gòu)及土壤性質(zhì)等綜合要素，確認(rèn)該小區(qū)的管道敷設(shè)于綠化帶內(nèi)，但也要確保與主干道一側(cè)距離一米左右，而在非主干道路中須敷設(shè)于道路一側(cè)或直接沿路布置，具體的布置情況可以按照地形的特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分。

3.3 燃?xì)夤艿涝试S壓力降計(jì)算

在針對(duì)室外枝狀管網(wǎng)進(jìn)行允許壓力降計(jì)算時(shí)，需要特別注意五大要素。一是確定枝狀管網(wǎng)布置，由于A小區(qū)的地形特點(diǎn)以及小區(qū)路面的綜合情況要求，該小區(qū)的枝狀管網(wǎng)需要布置于綠化帶下，距離路邊1.5m左右的位置，需要根據(jù)不同的管段進(jìn)行編號(hào)并繪制詳細(xì)的管路布線圖，嚴(yán)格標(biāo)明不同管段的編號(hào)。二是計(jì)算不同管段的額定流量，可以根據(jù)現(xiàn)有管段的供氣用氣數(shù)計(jì)算工作系數(shù)值，可以按照枝狀管網(wǎng)的簡(jiǎn)圖進(jìn)行全面的計(jì)算，具體參照公示如下

表1 焦?fàn)t氣和天然氣的壓力降差異

Qh=kt（∑kNQn）

式中，Qh指的是燃?xì)夤艿赖男r(shí)計(jì)算流量；kt指的是多種類(lèi)型用戶的同時(shí)工作系數(shù)；N指的是同一類(lèi)型的燃具數(shù)量；Qn指的是燃具的額定流量。在計(jì)算過(guò)程中，要綜合居民日常生活的燃?xì)庥镁吆凸步ㄖ脷庠O(shè)備情況，明確相應(yīng)管段的工作系數(shù)，并確認(rèn)管段流量。三是從枝狀管網(wǎng)的管路部件圖中計(jì)算不同管段的長(zhǎng)度，隨后根據(jù)已經(jīng)確定的各管段流量，明確管段的管徑。四是計(jì)算局部阻力系數(shù)，并有效計(jì)算當(dāng)量長(zhǎng)度，可以根據(jù)現(xiàn)有管段的長(zhǎng)度及管徑情況進(jìn)行綜合測(cè)算。五是可以有序開(kāi)展允許壓力降的計(jì)算。

4 改善燃?xì)夤艿罋饷苄栽囼?yàn)效果的主要措施

開(kāi)展燃?xì)夤艿罋饷苄詫?shí)驗(yàn)允許壓力降計(jì)算，其最主要的目的在于對(duì)燃?xì)夤艿赖倪\(yùn)行情況進(jìn)行全面的分析。

（1）需要合理把握燃?xì)夤艿赖奶攸c(diǎn)，埋地管道需要始終埋于地下，而土壤中對(duì)于溫度的傳遞速度同樣也相對(duì)較慢，因此，試驗(yàn)中埋地管道的溫度更加穩(wěn)定，反觀架空管道受到自然環(huán)境溫度和外界諸多因素的影響，在溫度變化上更大，如果同時(shí)對(duì)埋地管道和架空管道進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)，則會(huì)發(fā)現(xiàn)，二者在測(cè)量溫度方面呈現(xiàn)較大的誤差，因此，如果同一管道中存在埋地和架空兩種敷設(shè)形式，則需要對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)化的氣密性實(shí)驗(yàn)，避免受到溫度的影響導(dǎo)致允許壓力降計(jì)算出現(xiàn)誤差問(wèn)題。

（2）如果在雨雪的天氣狀態(tài)下進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)，則會(huì)受到自然環(huán)境，如空氣和土壤中水分的蒸發(fā)影響而導(dǎo)致不斷的蒸發(fā)吸熱，造成更多的溫度變化。架空管道屬于最易受到影響的燃?xì)夤艿李?lèi)型，因此，在進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)允許壓力降分析計(jì)算時(shí)，需要盡量避免在雨雪的天氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和計(jì)算。另一方面，由于架空管道的特點(diǎn)，溫度計(jì)可以直接放置于室外環(huán)境空間，但是，需要具備專(zhuān)業(yè)的擋風(fēng)裝置，如果管道架設(shè)于室內(nèi)空間中，其溫度計(jì)也同樣需要布設(shè)于室內(nèi)，但是，要避免其他類(lèi)型的熱源對(duì)溫度產(chǎn)生影響，所以在進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)時(shí)，要根據(jù)管道的敷設(shè)特點(diǎn)進(jìn)行合理選擇。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，為了提高燃?xì)夤艿赖陌踩院蜌饷苄?，需要進(jìn)行燃?xì)夤艿罋饷苄詫?shí)驗(yàn)，本文以允許壓力降計(jì)算分析進(jìn)行深入的探討，首先，概述了燃?xì)夤艿老到y(tǒng)；其次，針對(duì)允許壓力降計(jì)算原理和計(jì)算實(shí)例開(kāi)展有針對(duì)性的論證，希望通過(guò)本文的研究能夠進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)各地區(qū)燃?xì)夤艿涝试S壓力降計(jì)算的有序開(kāi)展，保障燃?xì)夤艿赖挠行蜻\(yùn)行。