截至目前,廣州市已出現(xiàn)的最高民用建筑為56層,建筑高度為169 m。天然氣管道工程作為民用建筑的一項配套工程,也必須順應(yīng)高層建筑的發(fā)展。天然氣附加壓力問題成為高層民用建筑天然氣安全穩(wěn)定供應(yīng)必須解決的問題。本文根據(jù)廣州市天然氣供應(yīng)現(xiàn)狀,通過計算、測量及分析,提出適合廣州市高層民用建筑天然氣附加壓力問題的解決方案。

廣州市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本文的研究范圍是天然氣戶內(nèi)管(包括室外立管及室內(nèi)管)。廣州市平均氣溫取23℃,平均氣壓(絕對壓力)取101.325 kPa。燃?xì)夤艿纼?nèi)天然氣的溫度隨著氣溫的變化而變化,平均溫度取23℃,管道內(nèi)天然氣的壓力隨著溫度及管道高度的變化而變化,平均絕對壓力取103.825 kPa。

在23 ℃,101.325 kPa 時,空氣的密度為1.193kg/ m3。

在23℃、103.825 kPa時,天然氣的密度為0.734 kg/m3。

膜式燃?xì)獗淼淖枇s為130 Pa。根據(jù)廣州市新建樓盤的戶內(nèi)天然氣管道設(shè)計規(guī)律,膜式燃?xì)獗砼c燃具之間的管道長度約為5 m,天然氣經(jīng)過該段管道的阻力約為5 Pa。二者合計135 Pa。

區(qū)域調(diào)壓柜的中–低壓調(diào)壓器(以下簡稱區(qū)域調(diào)壓器)的出口壓力一般設(shè)定為2500 Pa,關(guān)閉壓力為2800 Pa。

夜間低峰時段實測的區(qū)域調(diào)壓器的出口壓力為2 750 Pa。

比較4種規(guī)格低–低壓調(diào)壓器的性能參數(shù),通過實驗來檢測在低進(jìn)口壓力條件下4種低-低壓調(diào)壓器的壓力損失,選擇符合要求的低-低壓調(diào)壓器。

分析表明,建筑總高度低于78m的建筑,天然氣的附加壓力不會導(dǎo)致高樓層用戶燃具前壓力超壓。

對于建筑總高度為78~ 100m的高層民用建筑,在滿足首層用戶在用氣高峰時的燃具前壓力不低于1 500 Pa的前提下,采用方案1 ,區(qū)域調(diào)壓器的出口壓力設(shè)置為2.35 kPa,關(guān)閉壓力為2.6 kPa。

對于建筑總高度為78 ~ 100 m的高層民用建筑,若采用方案1后,首層用戶在用氣高峰時的燃具前壓力低于1 500 Pa,則采用方案4,區(qū)域調(diào)壓器的出口壓力設(shè)置為2.5 kPa,關(guān)閉壓力為2.8 kPa,在第27層(建筑層高以2.9 m計)及以上樓層的用戶表前安裝低–低壓調(diào)壓器。

對于建筑總高度大于100 m的超高層民用建筑,采用方案4。

方案1,降低區(qū)域調(diào)壓器的出口壓力;

方案2,全部用戶室內(nèi)安裝低-低壓調(diào)壓器;

方案3,高樓層立管安裝大流量低–低壓調(diào)壓器;

方案4,高樓層用戶室內(nèi)安裝低-低壓調(diào)壓器。

上述為廣州市高層民用建筑居民用戶天然氣供應(yīng)系統(tǒng)為例,通過計算和實地測量天然氣的壓力,驗證了高層民用建筑存在高樓層用戶超壓問題。提出4種解決方案并分析其特點、優(yōu)缺點、適用范圍。

根據(jù)GB 50028——2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》(以下簡稱GB 50028—2006)第10.2.2條,民用低壓天然氣用氣設(shè)備的燃燒器的額定壓力宜為2.0 kPa。根據(jù)該規(guī)范第10.4.1條,居民生活的各類用氣設(shè)備應(yīng)采用低壓燃?xì)?用氣設(shè)備前(燃具前)的燃?xì)鈮毫?yīng)在(0.75~1.5 )Pn。的范圍內(nèi)(Pn為燃具的額定壓力)。

當(dāng)燃具前的壓力在1 500 ~ 3 000 Pa范圍內(nèi)波動時,仍能滿足燃具燃燒要求。當(dāng)燃具前的壓力超出此范圍,燃具的熱效率低,燃燒噪聲大,燃燒不穩(wěn)定,可能產(chǎn)生脫火或回火等現(xiàn)象。另外,由于燃?xì)獠煌耆紵?煙氣中CO含量超標(biāo),可能引發(fā)事故。