截至目前,廣州市已出現的最高民用建筑為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,也必須順應高層建筑的發展。天然氣附加壓力問題成為高層民用建筑天然氣安全穩定供應必須解決的問題。本文根據廣州市天然氣供應現狀,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。

廣州市基礎數據

本文的研究范圍是天然氣戶內管(包括室外立管及室內管)。廣州市平均氣溫取23℃,平均氣壓(絕對壓力)取101.325 kPa。燃氣管道內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。

膜式燃氣表的阻力約為130 Pa。根據廣州市新建樓盤的戶內天然氣管道設計規律,膜式燃氣表與燃具之間的管道長度約為5 m,天然氣經過該段管道的阻力約為5 Pa。二者合計135 Pa。

區域調壓柜的中–低壓調壓器(以下簡稱區域調壓器)的出口壓力一般設定為2500 Pa,關閉壓力為2800 Pa。

夜間低峰時段實測的區域調壓器的出口壓力為2 750 Pa。

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

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 ,區域調壓器的出口壓力設置為2.35 kPa,關閉壓力為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,區域調壓器的出口壓力設置為2.5 kPa,關閉壓力為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,降低區域調壓器的出口壓力;

方案2,全部用戶室內安裝低-低壓調壓器;

方案3,高樓層立管安裝大流量低–低壓調壓器;

方案4,高樓層用戶室內安裝低-低壓調壓器。

上述為廣州市高層民用建筑居民用戶天然氣供應系統為例,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、優缺點、適用范圍。

根據GB 50028——2006《城鎮燃氣設計規范》(以下簡稱GB 50028—2006)第10.2.2條,民用低壓天然氣用氣設備的燃燒器的額定壓力宜為2.0 kPa。根據該規范第10.4.1條,居民生活的各類用氣設備應采用低壓燃氣,用氣設備前(燃具前)的燃氣壓力應在(0.75~1.5 )Pn。的范圍內(Pn為燃具的額定壓力)。

當燃具前的壓力在1 500 ~ 3 000 Pa范圍內波動時,仍能滿足燃具燃燒要求。當燃具前的壓力超出此范圍,燃具的熱效率低,燃燒噪聲大,燃燒不穩定,可能產生脫火或回火等現象。另外,由于燃氣不完全燃燒,煙氣中CO含量超標,可能引發事故。