PE管道规格的选择.docx
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小区PE管道规格的选择、八 、-前言自1940年以来，PE(聚乙烯)管道在城市燃气输配系统中的应用，历经了摸索 期(1940—1970年)、定型期(1970—1988年)自从1988年在慕尼黑召开的国际 煤联(IGU)配气委员会会议上，聚乙烯(PE)作为埋地管道的原料得到肯定之后， PE管在世界各国得到广泛推广在国内，1993年3月建设部召开了我国燃气用 埋地聚乙烯管道推广应用会国家技术监督局和建设部也于 1995年分别颁发了 国家标准和行业标准，从而使我国燃气界推广和应用这一新技术有了准则国内较早使用PE管的单位为上海煤气公司1982年，该公司在上海曹阳三 村等小区敷设了 440mPE管进行试供气此后，PE管道在北京、深圳、成都、 哈尔滨、无锡、四川绵阳地区和重庆地区等地得到推广到1998年，国内 PE 燃气管道铺设量约占整个燃气管道铺设量 20％左右PE燃气管道作为一种新型的燃气管道，就性能而言，较钢管有许多无可比 拟的优点目前， PE 管在小区燃气系统中的应用越来越多在实际工程中，经常涉及 到PE管流通能力和压力降的计算但由于钢管的应用历史较PE管的应用历史 早，在计算上也相应积累了较多的经验数据和计算图表。
因此，在工程实践中， 当进行PE管的水力计算时，人们较多地沿用钢管的经验数据和计算图表这显 然不够准确本文将通过计算，分别在中、低压两种情况下，对小区内常用规格 的PE管和钢管的流通能力进行比较，以便较为方便准确地确定小区中PE管的 规格，使其能更好地满足工程运行2 相同条件下， PE 管和钢管流通能力的比较目前在小区燃气系统中，应用较多的钢管主要为以下几种：D57X3. 5、 D89X4、D108X4，D159X4. 5；应用较多的 PE 管为 SDR11 系列(<0. 4MPa), 规格主要为以下几种：DE63、DE90、DE110、DE125、DE160、DE180；以及 SDR17. 6系列(<0. 2MPa)，规格主要为以下几种：DE63、DE90、DE110本 文将分别在中、低压两种情况下，对其流通能力进行计算比较两者内径见表1：表 1 小区常用钢管、 PE 管规格钢管（mm）PE 管(SDR11)PE管(DSR17.6)(mm)规格内径规格内径规格内径D57X3.550DE6351.4DE6355.8D89X481DE9073.6DE9079.6D108X4100DE11090DE11097.4D159X4.5150DE125102.2DE160130.8DE180147.22．1 公式的选用计算公式选用《城镇燃气设计规范（1998年版）》GB50028—93中的管道计算 公式。
1）低压燃气管道单位长度摩擦阻力损失计算公式 对于低压燃气管道，根据燃气在管道中 3 种不同的运动状态（层流状态、临 界状态和湍流状态），其单位长度的摩擦阻力损失可按3 种公式计算其中在层 流状态和临界状态下的单位长度的摩擦阻力损失只与流量、管内径、燃气密度及 运动粘度、设计温度有关，而与管道内壁的当量绝对粗糙度无关（这恰恰是 PE 管 和钢管在流通能力计算方面最大的不同）可见，在层流状态和临界状态下，对 于给定相同条件（管内径、燃气密度及运动粘度、设计温度、长度相等、压降相 等）下的 PE 管和钢管，其流通能力一致对于湍流状态，其单位长度的摩擦阻力损失计算公式如下：（2）中压燃气管道单位长度摩擦阻力损失计算公式如下：式中：Pl—燃气管道起点压力，KPa. A；P2—燃气管道终点压力，kPa. A；△P—燃气管道摩擦阻力损失，Pa；L—燃气管道计算长度，kmI—燃气管道计算长度，m；Q—燃气管道计算流量，m3/h；d—管道内径，mm；p—燃气密度，kS/m3；T一设计计算温度，K；T0—273K；V—0°C和kPa时燃气的运动粘度m2/s；K一管壁内表面的当量绝对粗糙度mm2. 2 比较条件的确定 为了便于比较计算，对比较条件确定如下：(1) 低压状态下，钢管和PE管管长I为1. 0m，中压状态下，钢管和PE管管长L为1. 0km，(2) 介质为天然气，设计温度按T=293K计；(3) T0=273K；(4) p 取 0. 7kS/m3,(5) v 取 14. 5X10-6m2/s；(6) 管道内表面当量绝对粗糙度，钢管取0. 2mm，PE管取0. 01mm：(7) 本文只比较直管段的流量，不考虑两者的局部阻力损失。
2. 3低压状态下(<0. 005MPa)，两种管道流通能力的比较 由上文可知，在层流状态和临界状态下，对于给定相同条件(管内径、燃气密度及运动粘度、设计温度、长度相等、压降相等下的PE管和钢管，其流通能力一致下面仅比较湍流状态下管道的流通能力本文将管内径相近的钢管和PE管 分为三组进行比较经计算，在不同的压降(0000P)下，比较结果见表2表2 PE(SDR17. 6)管和钢管流通能力比较(低压)% - 叶迥DEMDE
图 1 低压管道流通能力图表3 PE(SDll)管和钢管流通能力比较(中压)DEWDt]25DE1BCAtWxMDl(iKx4DIS4x4J290020.7%4 2%23-UR412.6%36.7%27%19.5%13-t%□阿-1.1%32.7%21 5%32.2%6.6%23J%2790034.0%l.K%3b.6%24.8%J5.5%2.15%25.^44550D36.7%J.#%血涉26.8%P.8%4.7%羽gX6%隔部觀5.2%4D.K%2S.3%77WO41,5%關册90M04ft3%6,4%43.1%29.4%iwsbb41.U%42.7? u加-瞰lt7S«]剤点鳴73%43,2%M.2%7.6%41.6%I47WO4： .7%44J%2. 4中压状态下(<0 4MPa),两种管道流通能力的比较在给定相同条件(燃气密度及运动粘度、设计温度、长度相等、压降相等)下， 本文将D89x4的钢管分别与DE90和DE110的PE管进行比较；将D108x4的钢 管分别与DE110和DE125的PE管进行比较;将D159x4.5的钢管分别与DE160 和DE180的PE管进行比较比较结果见表3、4。
表4 PE(SORll)管和钢管流通能力比较(中压)“ \DEJJUDEitnDRJ60DI0Rx4□ 13^x4523W57.T%-""455%1500-fi.O%^117%旳.瓢i-5.8%-115%泗如7X7%J.(%vm74.7%送9%■9.K%J63CX)扯6%-8.7%dssrx)zm■ I畋-7/1%79.1%-0.4%6^304803%0 3%6.4%779OQ0.7%■5.^%].酣-5.5%10J5&0BZ,S%1.6%-5.2%SI75002.0%MJ%2.4%-4.6%⑷900M.S%2.7%^4.3%——---图 2 中压管道流通能力图由表 3 和表 4 可知：(1)在相同条件下，D89x4的钢管与DE110的PE管比较，PE管的流通能力 较钢管大57%—85%，如用DE110的PE管代替D89x4的钢管则浪费投资；而 DE90的PE管的流通能力与D89x4的钢管流通能力则比较接近(比值8. 2% —8．0%)，故用 DE90 的 PE 管代替 D89x4 的钢管较合适；⑵D108x4的钢管与DE110的PE管比较，压力降较小时，PE管的流通能力 较钢管小，压力降较大时，PE管的流通能力较钢管大；而DE125的PE管的流 通能力则比D108x4的钢管流通能力大23. 0%—44. 1%，由于实际运行情况较 复杂，为稳妥起见，建议用DE125的PE管代替D108x4的钢管；⑶D159x4. 5的钢管与DE160的PE管比较，PE管的流通能力小于钢管流 通能力;而DE180的PE管的流通能力则比D159x4.5的钢管流通能力大12.6%〜 31. 0%，故用DE180的PE管代替D159x4. 5的钢管较合适。
3小区PE燃气管道规格的选择在小区埋地燃气钢管中，常用的规格主要有 D57x3. 5、D89x4、D108x4、 D159x4. 5 四种通过上文的比较计算，在低压和中压两种情况下，可用相应规 格的 PE 管分别代替这四种规格的钢管参见表 5表5小区常用钢管、PE管替换表（单位：mm）钢管PE 管(SDR11)PE管(SDR17.6)(低压)规格内径规格内径规格内径D57X3.550DE6351.4DE6355.8D89X481DE9073.6DE9079.6D108X4100DE125102.2DE11097.4D159X4.5150DE180147.24 结语PE管由于管壁内表面的当量绝对粗糙度仅为钢管的5%,所以摩擦阻力也 较钢管小许多与钢管相比，同等内径的PE管摩阻系数约为钢管的0. 47倍， 流通能力约为钢管流通能力的130〜150%故可用内径与钢管内径接近的PE管 来代替钢管本文讨论的是用PE管来代替一段独立的钢管，倘若用PE管来代 替整个小区系统的钢管，则整个PE管系统的加权平均管道内径将较钢管系统的 加权平均管道内径小，其比值为0. 87左右。
