第六章燃?xì)夤芫W(wǎng)的水力工況第六章燃?xì)夤芫W(wǎng)的水力工況§6-1管網(wǎng)計(jì)算壓力降的確定§6-2低壓管網(wǎng)的水力工況一、用戶的壓力波動(dòng)及其影響因素

二、管網(wǎng)計(jì)算壓降的確定§6-1管網(wǎng)計(jì)算壓力降的確定三、低壓管網(wǎng)的水力工況圖6—1計(jì)算工況下管網(wǎng)的壓力曲線一、用戶的壓力波動(dòng)及其影響因素

用戶處的壓力及其波動(dòng)范圍主要取決于以下三個(gè)因素：1.計(jì)算壓力降的大小和壓降利用程度（或稱壓降利用系數(shù)）；2.系統(tǒng)負(fù)荷（流量）的變化情況；3.調(diào)壓器出口壓力調(diào)節(jié)方法。二、管網(wǎng)計(jì)算壓降的確定低壓管網(wǎng)計(jì)算壓降的確定

管網(wǎng)的計(jì)算壓力降ΔP應(yīng)等于用戶處燃具壓力的最大波動(dòng)范圍，即

ΔP

=Pmax-Pmin

=(K1-K2)pn式中Pmax、Pmin——燃具的最大和最小允許壓力，Pa。

k1、k2——最大壓力系數(shù)和最小壓力系數(shù)；Pn——燃具的額定壓力，Pa。燃具的額定壓力Pn增大，管網(wǎng)計(jì)算壓力降ΔP就會(huì)隨之增大，從而可降低金屬用量，節(jié)約管網(wǎng)投資。而Pn越大，對設(shè)備的制作和安裝質(zhì)量要求越高，管網(wǎng)的運(yùn)行費(fèi)用也越大.

若Pn取得過小，運(yùn)行費(fèi)用降低但管網(wǎng)的投資會(huì)增加.

因此，在選取Pn時(shí)要進(jìn)行綜合的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。

增大燃具的壓力波動(dòng)范圍，就可以增大管網(wǎng)計(jì)算壓力降，節(jié)省金屬用量。但是，燃具的正常工作卻要求其壓力波動(dòng)不超過一定的范圍。

實(shí)際測定表明，當(dāng)燃具前壓力波動(dòng)為0.5Pn～1.5Pn時(shí)，燃燒器的性能能夠達(dá)到燃具質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，即k1=1.5，k2=0.5，但實(shí)際k2=0.75是可行的。低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)（包括庭院和室內(nèi)管）總的計(jì)算壓力降為：

ΔP=(k1-k2)Pn=（1.5-0.75）Pn=0.75Pn

最小壓力系數(shù)k2<1時(shí)的工況分析

當(dāng)管網(wǎng)的起點(diǎn)壓力為定值時(shí)，燃具前的壓力隨著管網(wǎng)負(fù)荷的變化而變化，管網(wǎng)負(fù)荷最小時(shí)燃具前的壓力最大，隨著管網(wǎng)負(fù)荷的增加，燃具前的壓力將隨之降低，管網(wǎng)負(fù)荷最大時(shí)，燃具前出現(xiàn)最小壓力。只有k2=1時(shí)，燃具前的最小壓力等于額定壓力。若取k2<1，即允許燃具在最大負(fù)荷時(shí)處在小于額定壓力下工作。當(dāng)k2<1時(shí)，不能保保證高峰用用氣。設(shè)用用氣高峰時(shí)時(shí)，管網(wǎng)和和用戶的實(shí)實(shí)際流量Qp與計(jì)算流量量Q的比值為x，即Qp=xQ。在用氣高峰峰時(shí)，燃具具前壓力Pb和管道壓力力降△Pp之和等于管管道起點(diǎn)壓壓力P1,即P1=Pb+△Pp或k1Pn=s2(xQ)2+s1(xQ)1.75又在計(jì)算工工況下：ΔP=(k1-k2)Pn=s1Q1.75Pn=s2Qn2x2+(k1-k2)x1.75-k1=0由此可得：：以k1=1.5代入得出k2與x的對應(yīng)關(guān)系系。x10.980.960.940.90.850.80.759k210.9410.8790.8130.6710.4670.2280當(dāng)k2<1時(shí)，隨著k2值的減小，，管道流量量與計(jì)算流流量之比x值也越來越越小，但二二者的減小小程度不同同，當(dāng)k2=0時(shí),x=0.759，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于于0。這是因?yàn)闉楫?dāng)管道中的的實(shí)際流量量小于計(jì)算算流量時(shí)，，管道的實(shí)實(shí)際壓力降降也小于計(jì)計(jì)算壓力降降。管道的壓壓力降加上上用戶燃具具前的壓力力等于管道道的起點(diǎn)壓壓力，在起起點(diǎn)壓力為為定值的系系統(tǒng)中，管管道實(shí)際壓壓力降減小小，使得剩剩余壓力降降加大，即即按k2、Pn計(jì)算的燃具具前壓力增增大，其相相應(yīng)的流量量隨之增大大?，F(xiàn)以k1=1.5,k2=0.75為例分析管管道的壓力力工況。當(dāng)k1=1.5,k2=0.75時(shí)，系統(tǒng)起起點(diǎn)壓力1.5Pn等于燃具前前壓力0.85Pn和管道壓力力降0.65Pn之和。從上述分析析可見，取取k2=0.75，在高峰用用氣時(shí)，僅僅滿足了最最大負(fù)荷的的92%(x=0.92)。高、中壓燃燃?xì)夤芫W(wǎng)計(jì)計(jì)算壓力降降的確定高、中壓燃燃?xì)夤芫W(wǎng)的的壓降，即即管網(wǎng)始、末末端壓力之之差，應(yīng)按管網(wǎng)網(wǎng)的投資和和運(yùn)行費(fèi)用用進(jìn)行經(jīng)濟(jì)濟(jì)技術(shù)比較較后確定，，此外還應(yīng)應(yīng)考慮城市市規(guī)模，遠(yuǎn)遠(yuǎn)、近期城城市燃?xì)獾牡陌l(fā)展?fàn)顩r況和現(xiàn)有壓壓縮機(jī)運(yùn)行行能力等。。管網(wǎng)末端端壓力主主要由管管網(wǎng)末端端調(diào)壓器器的最小小進(jìn)口壓壓力和過過濾器的的阻力確確定?！?-2低壓管網(wǎng)網(wǎng)的水力力工況一、管網(wǎng)網(wǎng)系統(tǒng)起起點(diǎn)壓力力(即調(diào)壓器器的出口口壓力)為定值時(shí)時(shí)的工況況二、按月月（或季季節(jié)）調(diào)調(diào)節(jié)調(diào)壓壓器出口口壓力時(shí)時(shí)的水力力工況三、隨管管網(wǎng)負(fù)荷荷變化調(diào)調(diào)節(jié)調(diào)壓壓器出口口壓力時(shí)時(shí)的水力力工況一、管網(wǎng)網(wǎng)系統(tǒng)起起點(diǎn)壓力力(即調(diào)壓器器的出口口壓力)為定值時(shí)時(shí)的工況況在計(jì)算工工況下，，P1=Pb+βΔP在任意用用氣工況況時(shí)，P1=Pb+βΔPp計(jì)算壓力力降利用用系數(shù)管道壓力力降和流流量的關(guān)關(guān)系如下下：可得管網(wǎng)壓力力的基本本方程式式：P1=Pb+x1.75βΔP系統(tǒng)起點(diǎn)點(diǎn)壓力為為定值，，即取P1=1.5Pn，取計(jì)算算壓力降降ΔP=0.75Pn代入上式式，整理理得：反映了在在一定β值情況下下，任意意用戶燃燃具前的的壓力比比和流量量比x的函數(shù)關(guān)關(guān)系。圖6—2起點(diǎn)壓力力為定值值時(shí)，燃燃具壓力力隨流量量的變化化曲線在系統(tǒng)起起點(diǎn)壓力力為定值值的情況況下，燃燃具大部部分時(shí)間間在超出出額定壓壓力的情情況下工工作。因因此，調(diào)調(diào)壓器出出口壓力力若不隨隨燃?xì)庥糜昧康淖冏兓M(jìn)進(jìn)行相應(yīng)應(yīng)調(diào)節(jié),那么燃具就不不能在良好的的狀況下工作作；如果調(diào)壓壓器的出口壓壓力按用氣負(fù)負(fù)荷的變化進(jìn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)節(jié),就可以減小燃燃具前的壓力力波動(dòng)范圍,提高燃具工作作的穩(wěn)定性。。存在問題：二、按月（或或季節(jié)）調(diào)節(jié)節(jié)調(diào)壓器出口口壓力時(shí)的水水力工況按月（或按季季節(jié)）調(diào)節(jié)調(diào)調(diào)壓器的出口口壓力，即在在用氣量較低低的月份降低低調(diào)壓器出口口壓力，可以以縮短燃具在在超負(fù)荷情況況下的工作時(shí)時(shí)間，提高燃燃具工作的穩(wěn)穩(wěn)定性。調(diào)壓壓器出口壓力力的調(diào)整值應(yīng)應(yīng)滿足該月最最大小時(shí)用氣氣量時(shí)燃具前前的壓力為額額定壓力。各月調(diào)壓器的的出口壓力P1可按下述步驟驟確定:1.確定各月最大大小時(shí)流量與與管道計(jì)算流流量的比值xm2.根據(jù)各月的xm值，計(jì)算壓力力降ΔPp=ΔP（xm）1.753.確定各月調(diào)壓壓器的出口壓壓力，即P1=Pn＋ΔPp例：已知上海一年年中各月的月月不均勻系數(shù)數(shù)如表2-3所示。燃具的的額定壓力Pn=1000Pa，按月調(diào)節(jié)調(diào)調(diào)壓器出口壓壓力，試求：：1.各月的調(diào)壓器器出口壓力。。2.在β=1時(shí)，作圖比較較冬、夏季（（以8月份為例）燃燃具前壓力在在不同流量比比時(shí)的波動(dòng)范范圍。三、隨管網(wǎng)負(fù)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)節(jié)調(diào)壓器出口口壓力時(shí)的水水力工況隨管網(wǎng)負(fù)荷變變化調(diào)節(jié)調(diào)壓壓器出口壓力力時(shí),管網(wǎng)起點(diǎn)壓力力是根據(jù)在任任意工況下，，燃具前的壓壓力等于或接接近額定壓力力而確定的。。P1=Pb＋βΔPp=Pb+βΔPx1.75取β=1、Pb=Pn、ΔP=0.75Pn,則圖6—4P1與Pn的最佳壓力調(diào)調(diào)節(jié)曲線在0≤x≤0.794時(shí),為保持燃具前前的壓力Pb=Pn，調(diào)壓器出口口壓力應(yīng)按曲曲線1進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)當(dāng)x≥0.794時(shí),調(diào)節(jié)器出口壓壓力P1達(dá)到最大值1.5Pn,并應(yīng)維持1.5Pn不變，而隨著著x的增大，即x=0.794～1,燃具前的壓力力將逐漸減小小。注：此調(diào)節(jié)方法是假設(shè)設(shè)所有用戶的的β值均相同的理理想情況下，，來確定調(diào)壓壓器出口壓力力的最佳曲線線。在調(diào)壓器出口口安裝節(jié)流孔板板的方法使調(diào)壓壓器的出口壓壓力隨著負(fù)荷荷的變化而進(jìn)進(jìn)行調(diào)節(jié)如圖圖6—5所示。圖6—5調(diào)壓器和節(jié)流流孔板聯(lián)合工工作時(shí)的調(diào)節(jié)節(jié)曲線1—調(diào)壓器；2—導(dǎo)壓管；3—孔板；4—管道調(diào)壓器將以孔孔板后的靜壓壓Pg為定值。當(dāng)燃燃?xì)庥昧吭黾蛹訒r(shí),在孔板處的氣氣流動(dòng)壓也增增加,管網(wǎng)起點(diǎn)的燃燃?xì)鈮毫1就會(huì)增高；反反之，當(dāng)燃?xì)鈿庥昧繙p少時(shí)時(shí),管網(wǎng)起點(diǎn)的燃燃?xì)鈮毫1就會(huì)減小。即即管網(wǎng)起點(diǎn)壓力力隨燃?xì)庥昧苛康淖兓冏兓??？赏ㄟ^過選擇不同的的孔板孔徑d0，得到不同變變化幅度的管管網(wǎng)起點(diǎn)壓力力P1。管網(wǎng)起點(diǎn)壓力力方程式:其中Pg是調(diào)壓器所應(yīng)應(yīng)保證的壓力力，可用改變變調(diào)壓器薄膜膜上荷重的方方法來調(diào)整。。式中：m——孔口與管道截截面之比。F——管道截面積，，cm2。α——孔板流量系數(shù)數(shù)；調(diào)壓器和孔板板聯(lián)合工作時(shí)時(shí)的特性方程程式:它給出了在一一定的調(diào)壓器器出口壓力Pg和一定的孔口口截面積mF的條件下，管管網(wǎng)起點(diǎn)壓力力P1隨流量比x的變化關(guān)系。。式中：Qmax——燃?xì)饬髁?，m3/h；S——燃?xì)庀鄬γ芏榷?；D——管道內(nèi)徑，mm。在選擇Pg和mF時(shí)，應(yīng)保證燃燃具前的壓力力波動(dòng)在0.75≤≤≤1.2的范圍內(nèi)，，這時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)起點(diǎn)壓力變變化范圍應(yīng)是是1.2Pn～1.5Pn。上式為孔板的計(jì)算算公式。然后后由表6—5或圖6—6求出孔板直徑徑d0（曲線和表是是按標(biāo)準(zhǔn)的流流量系數(shù)作出出的）。系統(tǒng)起點(diǎn)壓力力及用戶燃具具前壓力隨負(fù)負(fù)荷變化的關(guān)關(guān)系式：調(diào)壓器和孔板板聯(lián)合工作，，β值取1和0.5時(shí)，和隨x變化的曲線，，見圖6—7。用孔板調(diào)節(jié)管管網(wǎng)起點(diǎn)壓力力改善了燃具具的工況，縮縮小了燃具前前壓力的波動(dòng)動(dòng)范圍。燃具前的最大大壓力由1.5Pn降到1.2Pn，其相應(yīng)的最最大超負(fù)荷由由+22%降到+10%。在β=1時(shí)，燃具流量量在10%～30%內(nèi)波動(dòng)。而絕絕大部分用戶戶的壓降利用用系數(shù)是在0.5＜β＜1之間，故流量量偏離額定值值在10%～-13%范圍內(nèi)。由于調(diào)壓器出出口壓力調(diào)節(jié)節(jié)曲線比較平平緩，與圖6-4所示的最佳調(diào)調(diào)節(jié)曲線相比比，低于額定定壓力的用戶戶有所增加。。[例6-2]已知人工燃?xì)鈿馊紵鞯念~額定壓力P