截至目前,广州市已出现的最高民用建筑为56层,建筑高度为169 m。天然气管道工程作为民用建筑的一项配套工程,也必须顺应高层建筑的发展。天然气附加压力问题成为高层民用建筑天然气安全稳定供应必须解决的问题。本文根据广州市天然气供应现状,通过计算、测量及分析,提出适合广州市高层民用建筑天然气附加压力问题的解决方案。

广州市基础数据

本文的研究范围是天然气户内管(包括室外立管及室内管)。广州市平均气温取23℃,平均气压(绝对压力)取101.325 kPa。燃气管道内天然气的温度随着气温的变化而变化,平均温度取23℃,管道内天然气的压力随着温度及管道高度的变化而变化,平均绝对压力取103.825 kPa。

在23 ℃,101.325 kPa 时,空气的密度为1.193kg/ m3。

在23℃、103.825 kPa时,天然气的密度为0.734 kg/m3。

膜式燃气表的阻力约为130 Pa。根据广州市新建楼盘的户内天然气管道设计规律,膜式燃气表与燃具之间的管道长度约为5 m,天然气经过该段管道的阻力约为5 Pa。二者合计135 Pa。

区域调压柜的中–低压调压器(以下简称区域调压器)的出口压力一般设定为2500 Pa,关闭压力为2800 Pa。

夜间低峰时段实测的区域调压器的出口压力为2 750 Pa。

比较4种规格低–低压调压器的性能参数,通过实验来检测在低进口压力条件下4种低-低压调压器的压力损失,选择符合要求的低-低压调压器。

分析表明,建筑总高度低于78m的建筑,天然气的附加压力不会导致高楼层用户燃具前压力超压。

对于建筑总高度为78~ 100m的高层民用建筑,在满足首层用户在用气高峰时的燃具前压力不低于1 500 Pa的前提下,采用方案1 ,区域调压器的出口压力设置为2.35 kPa,关闭压力为2.6 kPa。

对于建筑总高度为78 ~ 100 m的高层民用建筑,若采用方案1后,首层用户在用气高峰时的燃具前压力低于1 500 Pa,则采用方案4,区域调压器的出口压力设置为2.5 kPa,关闭压力为2.8 kPa,在第27层(建筑层高以2.9 m计)及以上楼层的用户表前安装低–低压调压器。

对于建筑总高度大于100 m的超高层民用建筑,采用方案4。

方案1,降低区域调压器的出口压力;

方案2,全部用户室内安装低-低压调压器;

方案3,高楼层立管安装大流量低–低压调压器;

方案4,高楼层用户室内安装低-低压调压器。

上述为广州市高层民用建筑居民用户天然气供应系统为例,通过计算和实地测量天然气的压力,验证了高层民用建筑存在高楼层用户超压问题。提出4种解决方案并分析其特点、优缺点、适用范围。

根据GB 50028——2006《城镇燃气设计规范》(以下简称GB 50028—2006)第10.2.2条,民用低压天然气用气设备的燃烧器的额定压力宜为2.0 kPa。根据该规范第10.4.1条,居民生活的各类用气设备应采用低压燃气,用气设备前(燃具前)的燃气压力应在(0.75~1.5 )Pn。的范围内(Pn为燃具的额定压力)。

当燃具前的压力在1 500 ~ 3 000 Pa范围内波动时,仍能满足燃具燃烧要求。当燃具前的压力超出此范围,燃具的热效率低,燃烧噪声大,燃烧不稳定,可能产生脱火或回火等现象。另外,由于燃气不完全燃烧,烟气中CO含量超标,可能引发事故。