談?wù)勂拷M自然氣化集中供氣的供氣能力

一、引 言

我國(高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范)(GBJ45—82)規(guī)定，高度為10層以上住宅建筑和高度超過24m以上的其它民用建筑和工業(yè) 建筑為高層建筑；在高層建筑內(nèi)使用可燃?xì)怏w時，應(yīng)采用管道供氣。在剛剛通過的《廣東省燃?xì)夤芾項(xiàng)l例》中又明確規(guī)定：十層以上房屋建筑的燃?xì)夤艿涝O(shè)施，應(yīng)當(dāng)與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時交付使用；尚未安裝燃?xì)夤艿赖某擎?zhèn)，十層以上房屋建筑應(yīng)當(dāng)鱗集中供氣系統(tǒng)。該條例再次強(qiáng)調(diào)了高層建筑實(shí)行燃?xì)夤艿拦��?yīng)的必要性。

在我省的絕大部分城鎮(zhèn)，液化石油氣小區(qū)管道供氣處在剛剛起步階段，尚未達(dá)到小區(qū)供氣的區(qū)域，甚至還未開始搞小區(qū)供氣的城鎮(zhèn)大量存在。這些城鎮(zhèn)和這些區(qū)域的高層建筑集中供氣的設(shè)計，首先應(yīng)考慮氣源。城鎮(zhèn)管網(wǎng)化是燃?xì)獍l(fā)展的總趨勢，所以，作為要被城鎮(zhèn)管網(wǎng)取代的臨時供氣系統(tǒng)，在用戶數(shù)量不多的情況下，僅為房屋的報建而花大量資金建設(shè)一個氣化站，顯然是不切實(shí)際的。如果采用瓶組集中供氣，方式用兩種，一是強(qiáng)制氣化，二是自然氣化。強(qiáng)制氣化不僅其設(shè)備昂貴，按照規(guī)范來建造瓶組間和氣化間，還要絕對保證電源、熱源的供應(yīng)。相比之下，最簡單、最方便、最經(jīng)濟(jì)的便是自然氣化了。

(城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范)(CB50028—93)規(guī)定，瓶組的氣瓶總體積不超過1m3時，可將其設(shè)在建筑物附屬的瓶組間或?qū)Ｓ梅块g內(nèi)，總體積超過1m3應(yīng)將其設(shè)置在高度不低于2．2米的獨(dú)立瓶組間。而且獨(dú)立瓶組間與其他建、構(gòu)筑物要有足夠的防火距離。也就是說，在房屋建筑規(guī)劃的同時，要劃出足夠面積的地來建獨(dú)立瓶組間。據(jù)調(diào)查，一般瓶組采用的都是50Kg的鋼瓶，體積不超過1m3，則氣瓶總數(shù)不多于8個，那么8個50Kg鋼瓶的供氣能力滿足多少戶呢?這就涉及自然氣化能力問題了。

二、單瓶自然氣化能力的計算

(一)氣化原理

自然氣化是指容器中，液態(tài)的液化石油氣依靠自身顯熱和吸收外界環(huán)境熱量而氣化的過程。

容器尚未導(dǎo)出氣體時，液化石油氣的壓力為液溫與氣溫同為，時的飽和蒸氣壓P0。開始從容器導(dǎo)出氣體后，壓力下降，相對應(yīng)的液體溫度也同時下降。如圖1所示的實(shí)踐，經(jīng)過S時間后，液溫達(dá)t0'并保持不變，此時壓力為t0'時的蒸汽壓P0'，容器內(nèi)的氣化速度為V0'，氣化將繼續(xù)下去。從開始導(dǎo)出氣體到S時間內(nèi)，利用顯熱的氣化速度和原有氣體的導(dǎo)出速度的總和從v0'減少到零；相反，靠傳熱的氣化速度由零變?yōu)関0'。經(jīng)過S時間后全靠傳熱氣化。

實(shí)際上，容器內(nèi)導(dǎo)出的氣體壓力要滿足調(diào)壓器入口最低允許壓力Ps的要求，也就是說，液溫必須在不低于Ps時的溫度ts的范圍內(nèi)氣化，速度為V0。

(二)自然氣化能力的計算公式

在以t0為最低允許液溫時，S時間內(nèi)容器的氣化量為

G＝G1十G2+G3 (1)

式中

G——S時間內(nèi)總氣化量(Kg)

G1——S時間內(nèi)依靠自身顯熱的氣化量(Kg)

G2——S時間內(nèi)原有氣體向外導(dǎo)出量(Kg)

G3——S時間內(nèi)依靠傳熱的氣化量(Kg)

上述三部分氣化量分別為：

G1＝1/VG'Cpm(t-t0) (2)

G2＝(V—G'V)(P—P0) (3)

G3＝1/VKF(t-t0)*S*1/2 (4)

式中

V——?dú)饣瘽摕?KJ／Kg)

G'——容器內(nèi)的液量(Kg)

t0———最低允許的液溫(℃)

t——空氣溫度(℃)

Cpm——t～t0液化石油氣的平均比熱(KJ／Kg·K)

V——容器的內(nèi)體積(m3)

v——t—t0液化石油氣的平均比容(m3/Kg)

P——?dú)鈶B(tài)液化石油氣空化前的密度(Kg/m3)

p0——?dú)鈶B(tài)液化石油氣t0時的密度(Kg/m3)

K——總傳熱系數(shù)(KJ／m2·S·K)

F——容器液化石油氣的濕表面積(m2)

(三)影響因素和設(shè)計條件的確定

由上述的公式可以看出，影響氣化能力計算結(jié)果的因素有剩液量、液化石油氣的組分、調(diào)壓器的進(jìn)口壓力、容器的種類等等，這里只談?wù)劚容^難確定設(shè)計條件的主要幾個因素：

1．液量 沒有液量就沒有氣

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