专利名称：单个中-低调压器的超高层建筑燃气供应系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑燃气供应技术，尤其涉及超高层建筑燃气供应系统。 技术背景近年来，随着城市建设的加速发展及人民生活水平的不断提高，在城市土 地面积有限的情况下，发展高层建筑就成为必然的趋势。这些超高层建筑均要求供应燃气。然而，传统的燃气供应系统一般只适用于ioo米以下的建筑物。 当建筑物高度升高时，会出现因高度增加带来的附加压力增大的问题，造成燃气无法正常燃烧；同时也存在各层的燃具实得燃气压力不一致和不稳定的问 题。分析原因，超高层建筑中供气技术存在的主要技术问题是燃气的密度一 般在0.7Kg/r^左右，比空气轻。燃气的压力与高度有关，在高处会产生附加压 力，高度越高，燃气的附加压力也越高。燃气的压力高到一定值时，不但无法 燃烧，而且还会造成安全事故。虽然燃气有多种，其附加压力略有不同，但其 原理是相同的。根据计算，人工煤气供应每升高1米，其附加压力将增加5.8Pa。 按此计算，高度为366米的上海金茂大厦在采用人工煤气供应时，在其最高层 附加压力可达2123Pa，加上人工煤气调压站的出口压力1500Pa， 二者压力叠 加值达3623 Pa。即使减除干管及引入管压力降以及室内立管至燃具前压力降， 其压力值也远远高于1500Pa的允许使用压力。在这种高压下，不仅无法使燃 气正常燃烧，而且会发生离焰和脱火现象，甚至会发生燃气泄漏、燃烧、爆炸 事故。同时，由于燃气管道的过长，使各层面之间的燃具前所实得压力又无法保 证一致和稳定，不能满足燃具对燃气压力的要求。本发明的发明人在先前的中国发明专利ZL03115366.6中公开了一种超高 层建筑燃气供应系统，包括与燃气调压站相连接的、以取得燃气的燃气立管以 及设置于各层面上的、与所述燃气立管连接的横支管，在各所述横支管上设置 有低-低压燃气调压器。该发明的系统可以将燃气压力调节到正常的范围内，
避免由于超高层建筑的高度引起的燃气附加压力增加且不一致、不稳定的不利 情况。但是实际应用中，由于超高层建筑结构各异，各层功用各不相同，超高层 建筑用气压力不一、用气点多、分布面广，如何建立燃气供应系统，使各用气 点的实际压力接近额定压力，是设计中的一大技术难题。通常情况下， 一般根据用气地点的具体分布，尽可能将区域相近、高程相 差不大的用气点合并为由一路管道供气。如图l所示为现有技术中一实施例， 常见地，燃气调压站设置在建筑物的底部，然后，通过垂直设置于建筑物中的 燃气立管，输送燃气。在整幢建筑物中，根据建筑物的建筑面积可以设置一根 或多根燃气立管。在各个层面，都设置有与燃气立管连通的横支管，横支管用 于将燃气引入到各个需要使用燃气的层面。燃具(图中未示出)再通过燃气表具连接到横支管上。 一般地，将B2F、 B1F、 1F、 2F、 4F、 5F等楼层较低的用气 点设定为A系统，在燃气总管中设置中-低压调压器A，输出燃气压力为PA; 将28F、 29F、 52F、 53F、 92F、 93F等楼层较高的用气点设定为B系统，在燃 气总管中设置中-低压调压器B，输出燃气压力为PB， B系统中在楼层特别高处 再分别设置多个低一低压调压器C (又称稳压器，是使用于较小管径、较小流 量情况下的一种压力调节设备。 一般情况下，其进出口管径为DN15 DN50时 采用螺纹连接，进出口管径为DN65 DN100时采用法兰连接，出口压力最大 可达15000Pa，进口压力范围为出口设定压力加上500 20000Pa)。各调压器 出口运行压力根据各自供应的管道压力损失情况进行确定。当使用天然气时， 中一低压调压器A出口压力一般为3000Pa。根据国家标准规定，低压天然气燃 具的额定压力为2000Pa 士 50%。燃具燃烧器前的燃气压力不能超过该数值范 围，否则会使燃气不完全燃烧而影响燃烧效果，甚至会发生回火、离焰和脱火 现象。因此在现有技术中， 一般地设定PA为3000Pa， Ps为2500Pa等。 该类型的燃气供应系统有以下特点1、 同时设置多个供应系统，结构较复杂；2、 调压器数量多，对占地面积要求较大，且造价较高；3、 在楼层较高处仍需设置低一低压调压器；4、 由于所属供应系统不同，对输送线路相近、但用气楼层相差较大的 用气点只能分别设置管道，引起管道长度及造价的增加；5、 多个调压器的出口运行压力不统一，对输配管理要求较高；6、 增加维护保养工作量，日常运行管理成本较高。 由于超高层建筑大多地处黄金地段，用地结构紧凑，在功能与美观方面均有极高的要求，而上述燃气供应系统虽然可以满足不同楼层的燃具对燃气压力 的要求，但需要设置的调压器数量较多，对调压器的占地面积及其周边建筑物 的安全距离要求较难满足，并且造价较高，对输配管理要求较高。柳綱崎有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种 调压器数量较少，造价较低的超高层建筑燃气供应系统。为实现上述目的，本实用新型提供了一种单个中-低调压器的超高层建筑燃 气供应系统，包括燃气总管，所述燃气总管与燃气调压站相连接用于取得燃气； 多个横支管，所述各横支管设置在各层面上、与所述燃气总管连接；多个设置 在各所述横支管上的低-低压燃气调压器；所述燃气总管连通有一个中-低压燃 气调压器，所述中-低压燃气调压器的输出气压设定为高于燃具的额定压力一设 定值。较佳地，所述横支管连通有大容量燃具，所述大容量燃具与所述燃气总管 为远距离连通，所述横支管的管道口径局部扩大。较佳地，所述横支管连通有小容量燃具，所述小容量燃具与所述燃气总管 为近距离连通，所述横支管的管道口径局部縮小。本实用新型的原理在于，根据燃气输送的特点，影响燃气压力的主要有摩 擦力损失、局部阻力损失、附加压力三大因素。当燃气管道下降至地下用气地 点时，附加压力数值为负，其与摩擦阻力、局部阻力一同作用，引起了燃气压 力的急剧下降。而当燃气管道上升时，由于此时附加压力数值为正， 一定程度 上抵消了摩擦阻力、局部阻力引起的压力损失，尤其随着管道的不断上升，流 量逐渐减少，摩擦阻力、局部阻力引起的压力损失亦减少，附加压力却随着高
程差的增加稳步上升，使得较高楼层的用气点压力呈逐步上升趋势。本实用新型的超高层建筑燃气供应系统，在燃气总管上仅仅设置一个中-低压燃气调压器，同时适当增高该中-低压燃气调压器出口运行压力，辅之以调 整燃气支管局部管道口径大小的技术手段，在向超高层建筑的地下层输气时， 使得中-低压燃气调压器的出口运行压力在负值的附加压力数值及摩擦阻力、局 部阻力的共同作用下降低，以获得接近燃具额定压力的实际输出压力，无须采用特殊设备即可获得符合燃具正常使用要求的燃气；同时在楼层较高处还是与 现有技术一样配置低-低压调压器(稳压器)，使该中-低压燃气调压器的出口 运行压力经过低-低压调压器的调压后，实际输出压力接近燃具额定压力，满足 各用气点压力均在燃具额定压力范围之内的要求。本实用新型通过采用上述结构及供应系统设置，实现了同时对超高层建筑 地下层及高层区域提供不同压力的燃气的目的，即满足了地下层用气点的燃气 压力要求，通过结合各横支管上的低-低压燃气调压器又满足了高层区域用气点 的燃气压力需要。由于本实用新型仅仅采用了一个中-低压燃气调压器，结构较现有技术的燃 气供应系统简单，故本实用新型降低了燃气供应系统的造价，减少了调压器的 占地面积，同时降低了对燃气输配管理的要求。以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一 步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
图1是现有技术中一实施例的系统示意图；图2是本实用新型的单个中-低调压器的超高层建筑燃气供应系统的结构 示意图。雄雄力《如图2所示为本实用新型的一具体实施例的结构示意图。本实施例的燃气 采用天然气。该燃气供应系统，包括与燃气调压站相连接的燃气总管，用于取
得燃气；设置在各层面上、与燃气总管连接的多个横支管；在高层区域的各横 支管上设置有多个低-低压燃气调压器C。各横支管根据实施情况又可以分为一 级、二级甚至三级横支管。本实用新型的特殊之处在于，在燃气总管上仅设置 有一个中-低压燃气调压器B，中-低压燃气调压器B的输出气压PB设定为高于 燃气具的额定压力Pe—设定值Ps。在低层面或地下层面D区域的横支管上， 不设置低-低压燃气调压器C，低层面或地下层面D区域的各燃具通过相应的横 支管直接接受来自燃气总管的燃气。同时，还可以配合调整横支管在接近地下层D区域的用气点的局部管段的 口径大小，使中-低压燃气调压器B的输出燃气压力PB在到达地下层D区域的 用气点时最大程度地接近燃气具的额定压力Pe，以符合国家规定的要求。设定值Ps大小的计算，主要取决于燃气管道中燃气的摩擦力损失、局部阻 力损失、附加压力三个参数。该计算的方法为现有技术中的成熟算法，本文在 此处不做详细说明。具体地，本实施例的燃气供应系统在使用时，首先设定燃气总管的选用口 径，根据在该口径下从中-低压燃气调压器B至地下层D区域的燃气总管中燃 气的摩擦力损失、局部阻力损失和附加压力，计算获得设定值Ps ，本实施例中 计算获得的P,为1500Pa;然后，中-低压燃气调压器B的输出压力在国家规定的燃具额定压力2000 Pa士50。/。的中间值的基础上调高Ps值1500Pa，使中-低压燃气调压器B的实际 输出压力3500 Pa;实际压力为3500 Pa的燃气从中-低压燃气调压器B中输出后，同时向超高 层建筑的地下层和较高层输送。在输送过程中，往地下层D区域的燃气由于受 到摩擦力损失、局部阻力损失以及负值的附加压力的影响，燃气压力下降了一 个Ps值，即1500Pa，使到达地下层D区域的实际燃气压力由中-低压燃气调压 器B的输出压力3500 Pa衰减为常规的2000 Pa，符合了国家规定的燃气具直接 使用的要求。虽然不同地下层及较底层由于摩擦力损失、局部阻力损失、附加压力的细 微差别而具有不同的Ps值，从而使各不同地下层及较底层获得的实际燃气压力
并不为精确的2000Pa。但由于国家标准的燃气具额定压力为一范围值，因此， 只要确保各不同地下层及较底层获得的实际燃气压力在该范围值以内，就可保 证燃气具安全正常使用。同时，往较高层输送的燃气其燃气压力开始值为中-低压燃气调压器B的 实际输出压力3500 Pa。在输送过程中，往较高层的燃气受到摩擦力损失、局 部阻力损失以及正值的附加压力的影响，燃气压力上升。但由于较高层如同现 有技术的技术方案一样，在各不同楼层的横支管上分别设置有相应的低-低压燃 气调压器C，借助低-低压燃气调压器C的调节，各楼层实际获得的燃气压力依 然是符合国家规定的要求的，可以保证该楼层的燃气具的安全正常使用。在调高中-低压燃气调压器B的输出压力时，还必须考虑到燃气总管和各 级管道的壁厚等相关参数，以确保整个供应系统的安全系数。同时，通过调整 横支管在靠近地下层D区域的管道口径，也可以一定程度地改变该区域的燃气 管道中的燃气压力值，使燃气压力更符合国家规定的要求。当某些横支管连通有大容量燃具，并且该大容量燃具与燃气总管为远距离 连通时，该横支管的管道口径局部扩大，特别是该横支管靠近该大容量燃具的 局部管道口径扩大，使该区域的燃气压力下降幅度与正常情况相比减小，因此该区域输出的实际燃气压力较正常情况高一些，以满足大容量、远距离的燃具 对燃气压力的要求。当某些横支管连通有小容量燃具，并且该小容量燃具与燃气总管为近距离 连通时，该横支管的管道口径局部縮小，特别是该横支管靠近该小容量燃具的 局部管道口径缩小，使该区域的燃气压力下降幅度与正常情况相比增加，因此 该区域输出的实际燃气压力较正常情况低一些，以满足小容量、近距离的燃具 对燃气压力的要求。虽然本实施例所采用的燃气为天然气，但本领域的普通技术人员都可以容 易地获知，本实用新型的燃气供应系统仅需在实施时对具体数据做细微调整， 即可适用于人工煤气等其他种类的燃气供应系统中。因此，本实用新型的保护 范围并不局限于天然气供应领域，而包括了各种燃气供应系统。本实用新型的燃气供应系统由于仅仅采用了一个中-低压调压器，因此获得 了以下有益效果1. 单个燃气供应系统，结构更简单；2. 调压器数量少，对占地面积要求较小，且造价较低；3. 对输送线路相近的用气点可合并设置一根管道，节约工程投资；4. 单一调压器的出口运行压力恒定，对输配管理要成无较高要求；5. 减少维护保养工作量，降低日常运行管理成本。因此，在超高层建筑燃气供应系统设计中，采用设置单座中一低压调压器， 适当调整调压器的出口运行压力，并配合调整局部管段的口径，可满足大部分 用气点的燃气压力接近额定压力。同时根据特定设计项目的具体情况，在燃气 总管的横支管上设置低一低压调压器，并在确保其进出口压差大于要求的最小进出口压差500Pa的前提下，优化管径，节省投资，达到合理性与经济性的统综上所述，本说明书中所述的只是本实用新型的几种较佳具体实施例。凡 本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分 析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的权利要求 保护范围内。
权利要求1、一种单个中-低调压器的超高层建筑燃气供应系统，包括燃气总管，所述燃气总管与燃气调压站相连接用于取得燃气；多个横支管，所述各横支管设置在各层面上、与所述燃气总管连接；多个设置在各所述横支管上的低-低压燃气调压器；其特征在于所述燃气总管中连通有一个中-低压燃气调压器，所述中-低压燃气调压器的输出气压设定为高于燃具的额定压力一设定值。
2、 如权利要求l所述的超高层建筑燃气供应系统，其特征在于所述横支 管连通有大容量燃具，所述大容量燃具与所述燃气总管为远距离连通，所述 横支管的管道口径局部扩大。
3、 如权利要求1所述的超高层建筑燃气供应系统，其特征在于所述横支 管连通有小容量燃具，所述小容量燃具与所述燃气总管为近距离连通，所述 横支管的管道口径局部縮小。
专利摘要本实用新型公开了一种单个中-低调压器的超高层建筑燃气供应系统，包括燃气总管，所述燃气总管与燃气调压站相连接用于取得燃气；多个横支管，所述各横支管设置在各层面上、与所述燃气总管连接；多个设置在各所述横支管上的低-低压燃气调压器；所述燃气总管中连通有一中-低压燃气调压器，所述中-低压燃气调压器的输出气压设定为高于燃具的额定压力一设定值。本实用新型的超高层建筑燃气供应系统，由于仅仅设置了一个中-低压燃气调压器，降低了燃气供应系统的造价，减少了调压器的占地面积，同时降低了对燃气输配管理的要求。
文档编号F17D1/00GK201014197SQ200720068018
公开日2008年1月30日 申请日期2007年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者磊 彭 申请人:上海燃气工程设计研究有限公司