TCXDVN TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM TCXDVN 377: 2006 Biờn soạn lần1 HỆ THỐNG CẤP KHÍ ĐỐT TRUNG TÂM TRONG NHÀ Ở - TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Gas supply - Internal system in domestic- Design standard HÀ NỘI – 2006 BỘ XÂY DỰNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Số: 37 /2006/QĐ- BXD Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2006 QUYẾT ĐỊNH Về việc ban hành TCXDVN 377 : 2006 " Hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà - Tiêu chuẩn thiết kế " BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG Căn Nghị định số 36/2003/NĐ-CP ngày 4/4/2003 Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn cấu tổ chức Bộ Xây dựng; Xét đề nghị Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ, QUYẾT ĐỊNH Điều Ban hành kèm theo định 01 Tiêu chuẩn xây dựng Việt nam : TCXDVN 377 : 2006 " Hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà - Tiêu chuẩn thiết kế " Điều Quyết định có hiệu lực sau 15 ngày, kể từ ngày đăng công báo Điều Các Ơng Chánh Văn phịng Bộ, Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ Thủ trưởng đơn vị có liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết định này./ Nơi nhận: - Như điều - Website Chính Phủ - Công báo - Bộ Tư pháp - Vụ Pháp chế - Lưu VP, Vụ KHCN KT BỘ TRƯỞNG THỨ TRƯỞNG ký Nguyễn Văn Liên Lời nói đầu TCXDVN: 377 : 2006 Viện Khoa học Côngnghệ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Cơng nghệ trình duyệt, Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số: 37/2006/QĐ-BXD ngày 22 tháng 12 năm 2006 TCXDVN 377: 2006 MỤC LỤC Trang Phạm vi ỏp dụng Tiờu chuẩn tham chiếu Thuật ngữ- định nghĩa Qui định chung 4.1 Yờu cầu chung 4.2 Trỏch nhiệm bắt buộc người cú liờn quan 10 4.3 Cỏc tiờu chuẩn phải tuõn thủ 10 4.4 Yờu cầu chung vật liệu chế tạo phụ kiện hệ thống 10 4.5 Yờu cầu ỏp suất làm việc hệ thụng cấp khớ đốt nhà 10 Tớnh toỏn lưu lượng 10 5.1 Nhu cầu sử dụng khớ đốt 10 5.2 Dung tớch chứa trạm cấp khớ đốt cho hệ thống nhà 10 5.3 Số lượng bồn chứa cho hệ thống cấp khớ đốt nhà 11 5.4 Lưu lượng khớ đốt hệ thống 11 Mạng lưới đường ống dẫn nhà 11 6.1 Yờu cầu chung 11 6.2 Yờu cầu vật liệu chế tạo ống dẫn 11 6.3 Phương thức nối đường ống dẫn 12 6.4 Cỏc chi tiết lắp xiết 12 6.5 Giỏ đỡ chung cho cỏc loại đường ống dẫn 12 Thiết bị sử dụng khớ đốt 13 7.1 Yờu cầu khụng gian lắp đặt thiết bị sử dụng 13 7.2 Yờu cầu số lượng thiết bị sử dụng đặt phũng 14 Trạm cấp khớ hoỏ lỏng cho hệ thống cấp khớ đốt nhà 14 8.1 Yờu cầu chung 14 19 TCXDVN 377: 2006 8.2 Yờu cầu bồn chứa khớ hoỏ lỏng 14 8.3 Yêu cầu thiết bị hoá 15 8.4 Yêu cầu bảo vệ chống ăn mũn 15 Tính tốn mạng lưới cấp khí đốt trung tâm nhà 15 9.1 Yờu cầu chung 15 9.2 Yờu cầu tổn thất ỏp lực 15 9.3 Vận tốc chuyển động khí đốt đường ống dẫn 16 9.4 Đường kính thiết kế ống dẫn khí đốt nhà 17 10 Thiết bị đo kiểm tự động 17 10.1 Yờu cầu chung 17 10.2 Van an toàn 17 10.3 Thiết bị đo kiểm 17 10.4 Cấp xác thiết bị đo 17 10.5 Hệ thống tự động điều khiển 17 11 Phũng chống chấy nổ 17 11.1 Yờu cầu chung 17 11.2 Tiếp địa an toàn điện 11.3 Hệ thống tự động cảnh báo 17 12 Phụ lục A: Tớnh chất vật lý số hydrocacbon 18 13 Phụ lục B: Nhiệt trị cỏc chất khớ nguyờn chất 19 14 Phụ lục C: Hệ số hoạt động đồng thời thiết bị sử dụng Ksim 20 15 Phụ lục D: Số lượng thiết bị sử dụng cấp từ thiết bị hố khí hố lỏng cưỡng 21 16 Phụ lục E: Hệ số nhu cầu sử dụng không ngày Kg 22 17 Phụ lục F: Tính tốn thuỷ lực mạng lưới đường ống cấp khí đốt trung tâm nhà 18 Phụ lục G: Hệ số tổn thất áp lực cục số phụ kiện hệ thống khí đốt 20 23 29 TCXDVN 377: 2006 TIấU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM TCXDVN 377: 2006 Biờn soạn lần:1 Hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà – Tiêu chuẩn thiết kế Gas supply - Internal system in domestic- Design standard Phạm vi áp dụng 1.1.Tiêu chuẩn áp dụng để thiết kế hệ thống cấp khí đốt trung tâm phục vụ nhu cầu sinh hoạt dân dụng nhà chung cư, chung cư hỗn hợp nhà – văn phũng, nhà – chức khác 1.2.Tiờu chuẩn khụng ỏp dụng: Cho hệ thống cấp khí đốt đơn lẻ tích bồn chứa nhỏ 0,45 - m3 ; Cho hệ thống cấp khớ đốt nhà cơng nghiệp, xưởng san, nạp - khí đốt, khí hố lỏng Cho hệ thống đường ống dẫn khí đốt, khí hố lỏng ngồi phạm vi - nhà Chỳ thớch: Khi thiết kế hệ thống cấp khí đốt nhà ở, việc áp dụng qui định tiêu chuẩn cần tham khảo thêm qui chuẩn, tiêu chuẩn hành có liên quan - 21 Tài liệu viện dẫn TCVN 7441: 2004 Hệ thống cung cấp khớ dầu mỏ hoỏ lỏng (LPG) nơi tiêu thụ – Yêu cầu thiết kế, lắp đặt vận hành TCXDVN 377: 2006 - TCVN 5066 :1990 Đường ống dẫn khí đốt, dầu mỏ, sản phẩm dầu mỏ đặt ngầm đất - Yêu cầu chung thiết kế chống ăn mũn TVCN 6486 : 1999 Khí đốt hố lỏng (LPG) Tồn chứa áp suất, vị trí, thiết kế dung lượng lắp đặt TCVN 6153 : 1996 Bỡnh chịu ỏp lực yờu cầu kỹ thuật an toàn thiết kế, kết cấu, chế tạo TCVN 6008 : 1995 Thiết bị áp lực - Mối hàn - Yêu cầu kỹ thuật phương pháp kiểm tra TCVN 4879 : 1989 (ISO 6309.87) Phũng chỏy, dấu hiệu an toàn TCVN 3255:1986 An toàn nổ, yờu cầu chung TCVN 2622 : 1995 – Phũng chỏy chữa chỏy cho nhà Côngtrỡnh TCVN 4756 – 89 Qui phạm nối đất nối khơng thiết bị điện Phụ lục A TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA MỘT SỐ HYDROCACBON TT Phân tử Thể tích 00C, Khối lượng Tỷ lệ mật thức hố Tên gọi Cơng lượng 101,3 Kpa riêng 00C, độ so với học Số kg/mol m3/kmol 101,3 Kpa không khí 0,9673 0,5545 1,049 1,562 2,091 2,064 2,491 Axêtilen Mêtan Êtan Propan ISO- C2H2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 26,038 16,043 30,07 44,097 58,124 22,4 22,38 22,18 21,84 21,5 kg/m3 1,1707 0,7168 1,3566 2,019 2,703 Butan Butan Pentan C4H10 C5H12 58,124 72,151 21,78 - 2,668 3,221 22 TCXDVN 377: 2006 Phụ lục B (tham khảo) NHIỆT TRỊ CỦA CÁC CHẤT KHÍ NGUYÊN CHẤT Số Loại khí TT nguyên chất Asêtilen Mêtan Êtan Propan Iso-Butan Butan Pentan 23 Mức cao Mức thấp KJ/kmol 1308560 1264600 890990 803020 1560960 1429020 2221500 2045600 2880400 2660540 2873580 2653720 3549610 3277750 Nhiệt trị chất khí Mức cao Mức thấp Mức cao Mức thấp KJ/kg KJ/m3 (00C, 101,3 Kpa) 50240 48570 58910 56900 55560 50080 39860 35840 51920 47520 70420 63730 50370 46390 101740 93370 49570 45760 133980 123770 49450 45680 131890 121840 49200 45430 158480 146340 TCXDVN 377: 2006 Phụ lục C (tham khảo) HỆ SỐ HOẠT ĐỘNG ĐỒNG THỜI CỦA THIẾT BỊ SỬ DỤNG Kđt Số thiết 10 Hệ số hoạt động đồng thời Kđt Số thiết Loại bếp đun Loại bếp đun 1 15 0,650 0,840 20 0,450 0,730 30 0,350 0,590 40 0,290 0,480 50 0,280 0,410 60 0,280 0,360 70 0,265 0,320 80 0,258 0,289 90 0,254 0,263 100 > 100 Hệ số hoạt động đồng thời Kđt Loại bếp đun Loại bếp đun 0,240 0,242 0,235 0,230 0,231 0,218 0,227 0,213 0,223 0,210 0,220 0,207 0,217 0,205 0,214 0,204 0,212 0,203 0,210 0,202 0,205 0,200 Ghi chú: Số liệu theo kinh nghiệm Cộng hoà liên bang Nga 24 TCXDVN 377: 2006 Phụ lục D (tham khảo) SỐ LƯỢNG THIẾT BỊ SỬ DỤNG CĨ THỂ ĐƯỢC CẤP TỪ MỘT THIẾT BỊ HỐ HƠI KHÍ HỐ LỎNG CƯỠNG BỨC Số lượng thiết bị phụ thuộc vào nguồn nhiệt cấp cho thiết bị hoá Đốt trực tiếp từ Cấp nhiệt điện Cấp nhiệt từ nước lượng lửa Tối ưu 356 653 773 1047 1988 trở Cho phép Tối ưu 240-600 588 400-1140 857 470-1420 951 610-1800 1155 1050-3820 1710 Cho phép Tối ưu 410-880 780 580-1360 1242 620-1610 1412 730-1980 1794 1060-3060 2911 Cho phép 550-1250 850-2000 950-2250 1250-3080 1790-4600 Ghi chú: Số liệu phụ lục lấy theo kinh nghiệm Cộng hoà liên bang Nga Phụ lục E (tham khảo) HỆ SỐ NHU CẦU SỬ DỤNG KHÔNG ĐỀU TRONG NGÀY K G Số lượng hộ 25 Đến 2người 37,144 21,915 17,820 16,430 Số nhân hộ (Người) 30,834 24,255 21,556 18,349 14,145 12,432 14,738 12,222 11,250 13,364 11,487 10,638 ≥6 18,407 11,613 10,339 9,618 TCXDVN 377: 2006 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 400 15,245 14,845 14,200 13,625 13,220 12,915 11,695 11,035 10,150 9,380 8,945 8,535 8,110 7,830 7,615 7,455 6,000 12,388 11,923 11,328 11,005 10,641 10,382 9,533 9,014 8,265 7,681 7,327 6,993 6,636 6,419 6,228 6,094 4,908 10,953 10,508 10,085 9,800 9,545 9,257 8,385 7,863 7,075 6,599 6,319 5,995 5,761 5,599 5,452 5,351 4,388 10,102 9,770 9,388 9,056 8,750 8,444 7,781 7,270 6,556 6,071 5,842 5,587 5,382 5,255 5,127 5,025 4,158 9,172 8,875 8,556 8,153 8,004 7,813 7,112 6,667 6,093 5,690 5,435 5,223 5,053 4,947 4,841 4,756 3,970 Ghi chú: Số liêu theo kinh nghiệm nước Xã hội chủ nghĩa đơng Âu cũ Phụ lục F (tham khảo) Tính tốn thuỷ lực mạng lưới đường ống cấp khí đốt trung tâm nhà I Các công thức Tổn thất áp suất ma sát theo chiều dài (l), pa, đường ống cấp khí đốt thấp áp xác định theo công thức sau: p 6.1 d − p c = 0,81λ l (F.1) Xác định Tiêu chuẩn Reynolds Re = 26 Wρ d G π ψd (F.2) TCXDVN 377: 2006 Trong đó: Wo- Lưu lượng thể tích khí đốt, m3/h, qui điều kiện tiêu chuẩn ( 00C áp suất 101,31Kpa) G- Lưu lượng khối lượng khí đốt, kg/h ứ - Độ nhớt động lực khí đốt, pa/s ủ0 – Khối lượng riêng khí đốt 00C áp suất 101,31Kpa l - Chiều dài đoạn ống, m Pđ, Pc - áp suất khí đốt điểm đầu điểm cuối đoạn ống, pa ậ – Hệ số tổn thất áp suất ma sát theo chiều dài đoạn ống, 6.2 Xác định hệ số tổn thất áp suất ma sát theo chiều dài (ở) (pa/m 2) phụ thuộc vào chế độ chảy dịng khí ống: Ở chế độ chảy tầng Re < 2000 λ= 64 Re (F.3) Ở chế độ chảy chuyển tiếp 2000 < Re < 4000 λ = 0,00253 Re Ở chế độ chảy rối Re > 4000  Ke 68  λ = 0,11 +  Re   d 6.3 (F.4) , 25 (F.5) Xác định tổn thất áp suất cục bộ, ∆Pcb, (Pa) Xác định theo hệ số tổn thất áp suất cục (ổ) v2 ∆ p = ∑ξ ρ cb (F.6) Xác định theo độ dài tương đương (l e) , m, (là độ dài đoạn ống có tổn thất ma sát theo chiều dài tổng tổn thất áp suất cục đoạn ống cần tính tốn) ∆ 27 v2 = λ le ρ pcb d (pa) (F.7) TCXDVN 377: 2006 d l = ∑ξ λ e Hay (m) (F.8) Trong đó: - ỡ - Độ nhớt động học khí đốt, m2/s - ủ – Khối lượng riêng khí đốt, kg/m3, điều kiện tính tốn - v – Vận tốc dịng khí, m/s II d - Đường kính ống, m Ke - Độ nhám qui dẫn ống, m Tính lưu lượng khí đốt theo số hộ gia đình sử dụng khí đốt Lưu lượng tính tốn hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà xác định theo nhiều cách khác tuỳ theo chủng loại cơng trình thực tế, phụ lục giới thiệu thêm cách xác định lưu lượng tính tốn (Wtt , m3/h) hệ thống theo số hộ gia đình sử dụng khí đốt cơng thức: W n tt = ∑ K g wdm N h (F.9) Trong đó: - n – Số lượng hộ gia đình có số lượng nhân khẩu; - Nh- Số hộ gia đình sử dụng khí đốt (số hộ nhà); - Kg- Hệ số nhu cầu sử dụng khí đốt khơng ngày phụ thuộc số lượng hộ gia đình số nhân hộ (tham khảo phụ lục E) - wđm- Định mức sử dụng khí đốt hộ gia đình (m3/h) Chú thích: Định mức sử dụng khí đốt hộ gia đình xác định phương pháp thống kê cho loại cơng trình thực tế III Cơng thức thực nghiệm để tính thuỷ lực khơng có tài liệu thực nghiệm để tra cứu (theo tiêu chuẩn SNIP 2.04.08.87* Nga) 28 TCXDVN 377: 2006 Tổn thất áp suất mạng đường ống phụ thuộc vào chế độ chuyển động dịng khí đốt ống dẫn đặc trưng tiêu chuẩn đồng dạng Re: (F.10) Re = 0,0354 W/d ỡ Trong đó: - W - Lưu lượng khí đốt, m3/h, áp suất 101,32 Kpa nhiệt độ 00C - d - Đường kính ống dẫn, cm - ỡ - Độ nhớt động học khí đốt, m2/s, áp suất 101,32 Kpa nhiệt độ 00C Tuỳ theo giá trị Re tổn thất áp suất xác định theo công thức:  Khi chảy tầng Re ≤ 2000 ∆ =1,132.106 p W µ p d4 (F.11)  Khi chảy chế độ chuyển tiếp Re = 2000 -:- 4000 ∆ = 0,516 p W , 333 d 5, 333 µ0 , 333 p (F.12)  Khi chảy rối Re > 4000 µ W d n ∆ =69 + p 1922 p  d W  d5  (F.13) Trong đó: - ∆P – Tổng thất áp suất, Pa - ẹ0 - Khối lượng riêng khí đốt, kg/m3, áp suất 101,32 Kpa, nhiệt độ 00C -  - Chiều dài đoạn ống có đường kính khơng đổi, m - Ke- Độ nhám qui dẫn mặt ống, m, ống thép lấy 0,0001 - W, d, – Tương tự công thức F.1 Chiều dài tính tốn đường ống  = e + 29 ∑ξ  d TCXDVN 377: 2006 Trong đó: -  e – Chiều dài đường ống đo thưc tế, m, - ∑ξ - Tổng hệ số tổn thất cục đoạn đường ống chiều dài  e -  d – Chiều dài tương đương đoạn ống thẳng, m, mà tổn thất áp suất ma sát đoạn ống tổng tổn thất áp suất cục đoạn ống chiều dài  e ξ = Chiều dài tương đương đường ống dẫn khí đốt, m, phụ thuộc vào chế độ chảy ống xác định theo công thức: Khi chảy tầng: d = 5,5.10 −6 W µ (F.15) Khi chảy chế độ chuyển tiếp: d = 12,15 d 1,333 µ 0,333 W 0,333 (F.16) Khi chảy rối: d = d , 25 µd  n 11 +1922  W  d (F.17) Tổn thất áp suất, pa, ống dẫn khí hố lỏng xác định theo công thức: ∆p = 50 λv p d (F.18) Trong đó: - λ - Hệ số sức cản thuỷ lực ma sát; - v – Vận tốc chảy trung bình khí hố lỏng, m/s; Hệ số sức cản thuỷ lực xác định theo công thức: 30 TCXDVN 377: 2006  n 68   λ = 0,11 + d R    IV , 25 (F.19) Trình tự tính tốn thuỷ lực mạng lưới đường ống Xác định lưu lượng khí đốt đoạn ống dẫn mạng; Tính đường kính ống dự kiến đoạn hệ thống; Tính tổn thất áp suất cục Khi tính tốn, tổn thất áp lực cục qui độ dài đường ống tương đương - độ dài đường ống có tổn thất áp suất ma sát tổng tổn thất áp suất cục đoạn ống đó; Tính tổn thất áp suất ma sát theo chiều dài đoạn ống; Tính độ dài đoạn ống tổn thất áp suất đó; Tính trị số bù áp suất đoạn ống chênh lệch độ cao (công thức 10.1): Tính tổng tổn thất áp suất đoạn ống có tính áp suất bù; Tính tổng tổn thất áp suất mạng (kể tổn thất áp suất thiết bị sử dụng); Cần lưu ý rằng: Hiện nay, Việt Nam chưa có số liệu để tra cứu tính thuỷ lực mạng lưới đường ống dẫn khí đốt nên cần tính cụ thể theo cơng thức lý thuyết công thức thực nghiệm thường sử dụng nước ngồi Kết tính tốn lập thành bảng 31 TCXDVN 377: 2006 BẢNG MẪU TÍNH THUỶ LỰC ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ ĐỐT THẤP ÁP TRONG NHÀ Đoạn ống tính tốn Lưu lượng khí đốt đoạn ống, M3/h Đường kính ống dẫn, mm Độ dài đoạn ống tính tốn, M Tổng hệ số tổn thất áp suất cục đoạn ống tính tốn Độ dài tương đương tổng thất cục bộ, m Độ dài qui dẫn tổn thất áp suất cục bộ, m Tổng độ dài tính tốn đoạn ống, m Tổn thất áp suất riêng ma sát theo chiều dài ống, Pa/m Tổn thất áp suất đoạn ống tính tốn, Pa Chênh lệch độ cao đầu cuối đoạn ống tính tốn, m áp suất tĩnh tính tốn thay đổi độ cao, Pa Tổng tổn thất áp suất đoạn ống tính tốn 10 11 12 13 Hệ số tổn thất áp suất cục phụ kiện đoạn ống tính tốn 14 - - 32 Tổng tổn thất áp suất hệ thống… Tổn thất áp suất thiết bị sử dụng xa hay lớn Tổng hệ thống So sánh kết tính tốn với giới hạn cho phép tiêu chuẩn (Nếu vượt giới hạn cho phép cần hiệu chỉnh đường kính ống dẫn tính lại đến khí tổn thất áp suất nằm giới hạn cho phép) TCXDVN 377: 2006 Phụ lục G (tham khảo) Hệ số tổn thất áp lực cục số phụ kiện hệ thống khí đốt Chỗ có tổn thất áp lực cục Thay đổi đường kính đột ngột T- Đường kính T- Có ống rẽ nhỏ Chạc tư đường kính Chạc tư đường kính khác Hệ số ổ 0,35* Chỗ có tổn thất áp lực cục Cút 900 Hệ số ζ phụ thuộc đường kính trong, mm 15 20 25 32 40 ≥ 50 2,2 2,1 1,8 1,6 1,1 1** Van trụ 2 2 1,5** Van cầu 11 6 2** Van hàm ếch 3 2,5 2,5 3** Chú thích : *ổ tính cho phần ống có đường kính nhỏ ** ổ tính cho đoạn ống có lưu lượng nhỏ Tên gọi loại van bảng ... đốt, khí hố lỏng Cho hệ thống đường ống dẫn khí đốt, khí hố lỏng ngồi phạm vi - nhà Chỳ thớch: Khi thiết kế hệ thống cấp khí đốt nhà ở, việc áp dụng qui định tiêu chuẩn cần tham khảo thêm qui chuẩn, ... G: Hệ số tổn thất áp lực cục số phụ kiện hệ thống khí đốt 20 23 29 TCXDVN 377: 2006 TIấU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM TCXDVN 377: 2006 Biờn soạn lần:1 Hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà – Tiêu chuẩn. .. hợp nhà – văn phũng, nhà – chức khác 1.2.Tiờu chuẩn khụng ỏp dụng: Cho hệ thống cấp khí đốt đơn lẻ tích bồn chứa nhỏ 0,45 - m3 ; Cho hệ thống cấp khớ đốt nhà cơng nghiệp, xưởng san, nạp - khí đốt,