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九章水力计算和水压图精品文档

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供热工程
河北工业大学 建筑环境与设备工程系

第九章热水网路的水力计算和水压图
?热水网路水力计算的主要任务是 ?1.按已知的热媒流量和压力损失,确定管
道的直径, ?2.按已知热媒流量和管道直径,计算管道
的压力损失, ?3.按已知管道直径和允许压力损失,计算
或校核管道中的流量。

?根据热水网路水力计算成果,不仅能确 定网路各管段的管径,而且还可确定网 路循环水泵的流量和扬程。
?在网路水力计算基础上绘出水压图,可 以确定管网与用户的连接方式,选择网 路和用户的自控措施,还可进一步对网 路工况,亦即对网路热媒的流量和压力 状况进行分析,从而掌握网路中热媒流 动的变化规律。

第九章热水网路的水力计算和水压图
第一节 热水网路水力计算的基本功能 第二节 热水网路水力计算方法和例题 第三节水压图的基本概念 第四节 热水网路的水压图 第五节 补给水泵定压方式 第六节 其他定压方式 第七节 中继加压泵站

第一节 热水网路水力计算的基本公 式
? 第四章第一节所阐述的室内热水供暖系统 管路水力计算的基本原理,对热水网路是 完全适用的。

R?6.25?10?8

?? ?

G2 d5

?如前所述,热水网路的水流速常大于 0.5m/s,它的流动状况大多处于阻力*方 区。并且绝大多数都是≥40mm
?采用希弗林松推荐的公式

?

?

0.11???

d K

0.25
? ??

R

?

6.88 ? 10 ?3 K

0 .2 5

G

2 t

? d 5.25

d

?

0 .3 8 7

K

G 0 .0 4 7 8 0 .3 8 1 t

( ? R ) 0.19

Gt

?

1 2 .0 6

(?

R ) 0.25 d K 0.125

2 .6 2 5

?可以根据查表来计算相关的数值,附录9-1

? 水力计算图表是在一定的管壁粗糙度和一定的热媒密 度下编制而成的,如果使用条件与制表条件不符时, 应对流速、管径、比摩阻进行相应的修正。

? (1)管道的实际当量绝对粗糙度与制表的绝对粗糙度 不符,应对比摩阻进行修正。

0.25

Rsh

? ??
?

Ksh Kb

? ? ?

Rb ?mRb

? 式中R b 、K b——按附录9-1查出的比摩阻和规定的K b 值(
表中K b =0.5mm),mm;

K s h ——水力计算时采用的实际当量绝对粗糙度,mm;
——相应情况下的实际比摩阻,Pa/m;
R s h ——修正系数。
m
表9-3 K 值修正系数m 和? 值

? (2)如果热媒的实际密度与制表的密度不同,但质量流 量相同,则应对表中查出的速度和比摩阻进行修正。

? sh

?

? ? ?

?b ? sh

?
??b
?

Rsh

?

? ? ?

?b ? sh

? ? Rb ?

?? 查b 出、R 的b 、?比b 摩—阻—(附Pa录/m9)-和1中流采速用(m的/s热)值媒;密度(kg/m3)和在表中

?? s h ——水力计算中热媒的实际密度,kg/m3;

?R s h 、? s h ——相应于实际? s h 条件下的实际比摩阻(Pa/m)和流速
(m/s)值。

? (3)如欲保持表中的质量流量和比摩阻不变,而热媒密 度不是而是时,则应对管径进行修正。

d sh

?

? ? ?

?b ?sh

?0.19 ? ?

db

? ?

d
d

b
s

——根据水力计算表的? b 条件下查出的管径值,m;

——实际密度 ?
h

s h 条件下的管径值,m。

? 在热水管网的水力计算中,由于水的密度随温度变化很

小,实际温度与编制图表时的温度值偏差不大时,可以

不必考虑密度不同时的修正。但在蒸汽管网和余压凝结

水管网中,流体在管中流动,沿程密度变化很大,需按

上述公式进行不同密度的修正计算。

?更为方便的方法是直接按照公式来确定 ?利用计算机来编写简单程序

? 对于局部阻力的计算,经常采用当量长度法, 即将局部阻力损失折合成相当的沿程损失。
? ? ld ? ??d?9.1K d10..2255 ?
? 附录9-2给出了局部阻力系数和K=0.5mm 时候的局部阻力当量长度值。

? 一般来说,管网的设计常常采用估算法进行 估算。当量长度可以按照实际长度的百分数 来计算:
ld ? ? jl
? ? j 见附录9-3

第二节 热水网路水力计算方法和例题
?在进行热水网路水力计算之前,通常应有 下列已知资料。
?网路的*面布置图(*面图上应标明管道所 有的附件和配件),
?热用户热负荷的大小, ?热源的位置以及热媒的计算温度等。

? 热水网路水力计算的方法及步骤如下。

? 1.确定热水网路中各个管段的计算流量
? 管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户 的计算流量之和,以此计算流量确定管段的管 径和压力损失。
? 对只有供暖热负荷的热水供暖系统,用户的计 算流量可用下式确定

?

Gn'

? Qn'
c(?1' ??2' )

?A(?1'Q ?n'?2' )

t/h

Gn'

? Qn'
c(?1' ??2' )

?A Qn'
(?1' ??2' )

t/h

?在按式(9-14)确定计算管段的总设计流量 时,由于整个系统的所有热水供应用户 不可能同时使用,用户越多,热水供应 的全天最大小时用水量越接*于全天的 *均小时用水量。因此:
?对热水网路的干线。式(9-14)的热水供应 设计热负荷Qr’可按热水供应的*均小时 热负荷Qrp’计算,
?对热水网路的支线,当用户有储水箱时, 按*均小时热负荷Qrp’计算,对无储水 箱的用户,按最大小时热负荷Qrmax’计 算。

? 对具有多种热用户的闭式热水供热系统,当供 热调节不按供暖热负荷进行质调节,而采用其 它调节方式----如在间接连接供暖系统中采用 质量--流量调节,或采用分阶段改变流量的质 调节,或采用两级串联或混联闭式系统时,热 水网路计算管段的总设计流量,应首先绘制供 热综合调节曲线,将各种热负荷的网路水流量 曲线相叠加,得出某一室外温度tw下的最大流 量值,以此作为计算管段的总设计流量

2.确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻
?热水网路水力计算是从主干线开始计算。 网路中*均比摩阻最小的一条管线,称为 主干线。在一般情况下,热水网路备用户 要求预留的作用压差是基本相等的,所以 通常从热源到最远用户的管线是主干线。

?根据《热网规范》,在一般的情况下, 热水网路主干线的设计*均比摩阻,可 取30—70Pa/m进行计算。
?《热网规范》建议的数值,主要是根据 多年来采用直接连接的热水网路系统而 规定的.对于采用间接连接的热水网路 系统,根据北欧国家的设计与运行经验, 采用主干线的*均比摩阻值比上述规定 的值高,有达到100Pa/m的。间接连 接的热网主干线的合理*均比摩阻值, 有待通过技术经济分析和运行经验进一 步确定。

3.确定管径和比摩阻
?根据网路主干线各管段的计算流 量和初步选用的*均比摩阻R值利 用附录9-1的水力计算表,确定主 干线各管段的标准管径和相应的实 际比摩阻。 或者利用公式进行计 算.

4.确定沿程阻力和局部阻力
?根据选用的标准管径和管段中局部阻 力的形式,查附录9—2,确定备管段 局部阻力的当量长度ld的总和,以及管 段的折算长度lzh。或者利用概算指标 计算局部阻力

? 5.根据管段的折算长度lzh以及由附 录9—1查到的比摩阻(或计算出来), 利用式(9—11),计算主干线各管段的 总压降。

?6.主干线水力计算完成后,便可进行热水网
路支干线,支线等水力计算。应按支干线、支
线的资用压力确定其管径,但热水流速不应大 于3.5m/s,同时比摩阻不应火于300Pa/m(见 《热网规范》规定)。规范中采用了两个控制指 标,实质上是对管径DN≥400mm的管道,控制 其流速不得超过3.5m/s(尚未达到300Pa/m), 而对管径DN<400mm的管道,控制其比摩阻不 得超过300Pa/m(如对DN50的管子,当月 =300Pa/m时,流速仅约为0.9m/s)。

? 为消除剩余压头,通 常在用户引入口或热 力站处安装调压板、 调压阀门或流量调节 器。
? 用于热水网路的调压 板,一般用不锈钢或 铅合金制成。不锈钢 制的调压板的厚度, 一般为2~3mm。调 压板通常安装在供水 管上,也可装在回水 管上。这取决于热水 网路的水压图状况。

? 调压板的孔径较小时,易于堵塞,而且调压板 不能随意调节。*年来,国内一些厂家和科研
单位生产手动式调节阀门,运行效果较好。手
动调节阀门阀杆的启升程度,能调节要求消除
的剩余压头值,并对流量进行控制。此外,装
设自控型的流量调节器,自动消除剩余压头,
保证用户流量的装置,目前在国内也开始得到 应用.

? [例9-1] 某工厂热水供热管网*面布置如图9-1所示。 管网中各管段长度、阀门的位置、方形补偿器的个数
均已标注在图中。已知管网设计供、回水温度t g
=1t h 30℃, =70℃。用户E、F、D的设计Q 热负荷 分别 为1200kW、1000kW、1300kW。各热用户内部? 的p 阻 力损失为 =50kPa。试进行该热水管网的水力计算。
某工厂热水供热管网*面布置图

? [解] :(1)确定各用户和管网各管段的计算流量 热用户E,由式(9-27)得
G E?c(3 t.g 6 ? Q tE h)?4 .1 8 3 7 .6 ? ? (1 1 3 2 0 0 ? 07 0 )?1 7 .2 0(t/h)
用同样的方法确定热用户F、D的计算流量分别为: G F =14.33t/hG ,D =18.63t/h。
水力计算表

?(2)确定管网主干线并计算

因为各热用户内部的阻力损失相等,各热用户入口要求的压力

差均为50kPa,所以从热源到最远用户D的管线为主干线。管网 各管段编号及阀门、补偿器设置见图。

首先,取主干线的*均比摩阻在R p j =30~70Pa/m范围内,确定
主干线各管段的管径。

如管段AB,计算流量G =14.33+17.20+18.63=50.16(t/h),根据
管段AB的计算流量R 和p j 值的范围,查附录9-1可确定管段AB的
? 管径和相应的比摩阻R 值 以及流速 得: ? d=150mmR, =58.19 Pa/m, =0.82 m/s
管段AB中局部阻力的当量长度,可由附录9-2查得:

闸阀

1×2.24=2.24(m)

方形补偿器

4×15.4=61.6(m)

局部阻力当量长度之和 L d =2.24+61.6=63.84(m)

管段AB的折算长度 L z h =230+63.84=293.84m

管段AB的压力损失 ?p ? RLzh =58.19×293.84=17098.55(Pa)

用相同的方法计算BC段和CD段,计算结果列于表9-4中。

管段BC的局部阻力当量长度值如下:

管段BC

DN =125mm

直流三通 1×4.4=4.4m

异径接头 1×0.44=0.44m

方形补偿器 3×12.5=37.5m

总当量长度 L d =42.34m
管段CD的局部阻力当量长度 L d =44.48m,过程略。
通过计算可知,主干线的总压力损失为

? p A D = ? p A B +? p B C ?+p C D
=17098.55+13362.53+16834.89=47295.97(Pa)

? (3)各分支线的计算
分支线BE与主干线BD并联,依据节点*衡原理,管段BE的资用 压差为

= + ? p Z ,B E ? p B C

?pCD

=13362.53+16834.89=30197.42 Pa

? 局均部比R 损R p摩j 失pj阻与? 大G沿BL 致E 程BE 可? 损? 控p失(Z 1 制,的B ? 为E 估算j)比?值8?5 3? 0 =j 1 0(1 .96? 7 (.0 4 见.26附)录=292-32).04,P则a/管m线*
根据d B E和 =17.20Rt/BhE,由附录9-1查得 ? B E
= 80mm, L =d 168.68Pa/m, =0.95

m/s

管段BE中局部阻力的当量长度 ,由附录9-2查得:

? (3)各分支线的计算 分支线BE与主干线BD并联,依据节点*衡原理,管段BE的资用压差为

= + ? p Z ,B E

?pBC ?pCD

=13362.53+16834.89=30197.42 Pa

局部损失与沿程损失的估算比值? j =0.6(见附录9-3),则管线*均比
摩阻大致可控制为

Rpj ?LBE? ?p(Z 1,B ?E?j)?85 3? 01(1 9? 7.0 4.26)=222.04 Pa/m

根据 R

和G
pj

BE

=17.20 t/h,由附录9-1查得

d B E = 80mm,R B E =168.68Pa/m? ,B E

m/s

Ld

管段BE中局部阻力的当量长度 ,由附录9-2查得:

=0.95

分流三通 1×3.82=3.82m

方形补偿器 2×7.9=15.8m

闸阀

2×1.28=2.56m

总当量长度 L d =22.18m
管段BE的折算长度 L z h =85+22.18=107.18m
管段BE的压力损失?pBE ?RLzh
=168.68×107.18=18079.12(Pa)
剩余压差? p =? p Z ,BE-? p B E =30197.42-18079.12=12118.3 (Pa), 剩余压力过大,可在用户入口处安装调压板、调压阀门等进行调 节。
用同样的方法计算管段CF ,计算结果见表9-4。

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第三节 水压图的基本概念
?通过室内热水供暖系统和热水网路水力计 算的阐述,可以看出:水力计算只能确定 热水管道中各管段的压力损失(压差)值,但 不能确定热水管道上各点的压力(压头)值。 通过绘制水压图的方法,可以清晰地表示 出热水管路中各点的压力。
?流体力学中的伯努和能量方程式是绘制水 压图的理论基础。

? ? ? ? Z 1?P g 1?12 v1 g 2?Z 2?P g 2?22 v2 g 2?? H 1 ? 2 (式10-1)
? 式中Z1、Z2——断面1、2处管中心至基准面0—0的 垂直距离,m;
? P1、P2 ——断面1、2处的压强,Pa; ? v1、v2 ——断面1、2处的断面*均流速,m/s;
? ? ——水的密度,Kg/m3;
? g ——重力加速度,m/s2;
? ?H1?2 ——断面1、2间的水头损失,mH2O; ? ?1、?2 ——断面1、2处的动能修正系数,取?1=?2=1.0。

? 设有一机械循环热水供 暖系统(图9-4),膨胀水 箱1连接在循环水泵2进 口侧O点处。如设其基准 面为O一O,并以纵坐标 代表供暖系统的高度和 测压管水头的高度,横 坐标代表供暖系统水* 干线的管路计算长度, 利用前述方法,可在此 坐标系统内绘出供暖系 统供、回水管的水压曲 线和纵断面图。这个图 组成了室内热水供暖系 统的水压图。

? 设膨胀水箱的水位高度为j一j。如系统中不考 虑漏水或加热时水膨胀的影响,即认为系统已 处于稳定状况,不再发生变化,因而在循环水 泵运行时,膨胀水箱的水位是不变的。O点处 的压头(压力)就等于Hj。(mH2O)。
? 当系统工作时,由于循环水泵驱动水在系统中 循环流动,A点的测压管水头必然高于O点的测 压管水头,其差值应为管段OA的压力损失值。 根据系统水力计算结果或运行时的实际压力损 失,同理就可确定B、C、D和E各点的测压管 水头高度,亦即B’、C’、D’和E’各点在纵坐标 上的位置。

? 如顺次连连各点的测压管水头的顶端,就可组 成热水供暖系统的水压图。其中,线JA’代表 回水干线的水压曲线,线B’C’D’代表供水干线 的水压曲线。系统工作时的水压曲线,称为动 水压曲线。
? 如以HA’j代表动水压曲线图上O、A两点的测压 管水头的高度差,亦即水从A点流到O点的压力 损失,
? 同理 ? HB’A’——水流经立管BA的压力损失 ? HD’C’B’——水流经供水管的压力损失; ? HE’D’——从循环水泵出口侧到锅炉出水管段的
压力损失, ? HjE’——循环水泵的扬程。

?利用动水压曲线,可清晰地看出系统工 作对各点的压力大小。
?当系统循环水泵停止工作时,整个系统 的水压曲线呈一条水*线。各点的测压 管水头都相等,其值为HjO。系统中A、B、 C、D、E和O点的压头分别为HiA、HjB、 Hjc、HJD和HjO(mH2O)。
?系统停止工作时的水压曲线,称为静水 压曲线。

?通过上述分析可见,当膨胀水箱的安装 高度超过用户系统的充水高度,而膨胀 水箱的膨胀管又连接在靠*循环水泵进 口侧时,就可以保证整个系统,无论在 运行或停运时,各点的压力都超过大气 压力。这样,系统中不会出现负压,以 致引起热水汽化或吸入空气等,从而保 证系统可靠地运行。

?由此可见,在机械循环热水供暖系统中, 膨胀水箱不仅起着容纳系统水膨胀体积之 用,还起着对系统定压的作用。对热水供 热(暖)系统起定压作用的设备,称为定压 装置。
?膨胀水箱是最简单的一种定压装置。
?热水供热(暖)系统水压曲线的位置,取决 于定压装置对系统施加压力的大小和定压 点的位置。采用膨胀水箱定压的系统各点 压力,取决于膨胀水箱安装高度和膨胀管 与系统的连接位置。

? 如将膨胀水箱连接在 热水供暖系统的供水 干管上(见图9—5), 则系统的水压曲线位 置与图9—4不同,而 成为图9—5所示的位 置。此时,整个系统
各点的压力都降低了。
同时,如供暖系统的
水*供水干管过长,
阻力损失较大,则有
可能在千管上出现负 压

?由于这个原因,从安全运行角 度出发,在机械循环热水供暖 系统中,应将膨胀水箱的膨胀 管连接在循环水泵吸入口侧的 回水千管上。

? 对于自然循环热水供暖系统,由 于系统的循环作用压头小,水* 供水干管的压力损失只占一部分, 膨胀水箱水位与水*供水干线的 标高差,往往足以克服水*供水 千管的压力损失,不会出现负压 现象,所以可将膨胀水箱连接在 供水千管上。

? 利用膨胀水箱安装在用户系统的最高处来对系 统定压的方式,称为高位水箱定压方式。
? 高位水箱定压方式的设备简单,工作安全可靠。 它是机械循环低温水供暖系统最常用的定压方 式。
? 对于工厂或街区的集中供热系统,特别是采用 高温水的供热系统,由于系统要求的压力高, 以及往往难以在热源或靠*热源处安装比所有 用户都高并保证高温水不汽化的膨胀水箱来对 系统定压,因此往往需要采用其它的定压方式。 最常用的方式是利用压头较高的补给水泵来代 替膨胀水箱定压。
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第四节 热水网路的水压图
? 水压图的作用: ? 在设*锥伪匦攵哉鐾返难沽ψ纯鲇懈稣
体的考虑。因此,通过绘制热水网路的水压图, 用以全面地反映热网和各热用户的压力状况, 并确定保证使它实现的技术措施。在运行中, 通过网路的实际水压图,可以全面地了解整个 系统在调节过程中或出现故障时的压力状况, 从而揭露关键性的矛盾和采取必要的技术措施, 保正安全运行。 ? 此外,各个用户的连接方式以及整个供热系统 的自控调节装置,都要根据网路的压力分布或 其波动情况来选定,即需要以水压图作为这些 工作的决策依据。

一、热水网路压力状况的基本技术要求
?热水供热系统在运行或停止运行时,系统内热媒 的压力必须满足下列基本技术要求:
? 1.不超压 ? 2.不倒空 ? 3.不汽化 ? 4.网路回水管内任何一点的压力,都应比大气压
力至少高出5mH2O,以免吸入空气 ? 5.在热水网路的热力站或用户引入口处,供、回
水管的资用压差,应满足热力站或用户所需的作 用压头

二.绘制热水网路水压图的步骤和方法
?根据上面对水压图的基本要求,下面以一 个连接着四个供暖热用户的高温水供热系 统为例,阐明绘制水压图的步骤和方法。

?1.建立坐标轴:
? 以网路循环水泵的中心线的高度(或其它方便的 高度)为基准面,在纵坐标*匆欢ǖ谋壤咦 出标高的刻度(如图9-6上的0-y)。沿基准面在 横坐标*匆欢ǖ谋壤咦鞒鼍嗬氲目潭(如图 9-6上的0-x)。
? 按照网路上的各点和各用户从热源出口起沿管 路计算的距离,在o-x轴上相应点标出网路相 对于基准面的标高和房屋高度。各点网路高度 的连接线就是图9-6上带有阴影的线,表示沿管 线的纵剖面。

?2.选定静水压曲线的位置。
? 静水压曲线是网路循环水泵停止工作时,网路 上各点的测压管水头的连接线。它是一条水* 的直线。
? 静水压曲线的高度必须满足下列的技术要求。
? (1)与热水网路直接连接的供暖用户系统内, 底层散热器所承受的静水压力应不超过散热器 的承压能力。
? (2)热水网路及与它直接连接的用户系统内, 不会出现汽化或倒空。

?3.选定回水管的动水压曲线的位置。
? 在网路循环水泵运转时,网路回水管各点的 测压管水头的连接线,称为回水管动水压曲 线。
? 在热水网路设计中,如预先分析在选用不同 的主干线比摩阻情况下网路的压力状况时, 可根据给定的比摩阻值和局部阻力所占的比 例,确定一个*均比压降(每米管长的沿程 损失和局部损失之和),亦即确定回水管动 水压的坡度,初步绘制回水管动水压线。
? 如已知热水网路水力计算结果,则可按各管 段的实际压力损失,确定回水管动水压线。

?回水管的动水压线的位置,应满足下列要 求。
?1.回水管动水压曲线应保证所有直接连接 的用户系统不倒空和网路上任何一点的压 力不应低于50kPa(5mH2O)的要求。这是 控制回水管动水压曲线最低位置的要求。
?2.认为用户系统底层散热器所承受的压力 就是热网回水管在用户引入口的出口处的 压力

?4.选定供水管动水压曲线的位置:
? 在网路循环水泵运转时,网路供水管内各点的测压管 水头连接线,称为供水管动水压曲线。
? 同理,供水管动水压曲线沿着水流方向逐渐下降,它 在每米管长上降低的高度反映了供水管的比压降值。
? 供水管动水压曲线的位置,应满足下列要求。
? (1)网路供水干管以及与网路直接连接的用户系统的供 水管中,任何一点都不应出现汽化。
? (2)在网路上任何一处用户引入口或热力站的供、回水 管之间的资用压差,应能满足用户引入口或热力站所 要求的循环压力。
? 这两个要求实质上就是限制着供水管动水压线的最低 位置

三、用户系统的压力状况和与热网 连接方式的确定
?当热水网路水压图的水压线位置确定后, 就可以确定用户系统与网路的连接方式及 其压力状况。

?用户系统1:
? 它是一个低温水供暖的热用户(外网110℃水 经与回水混合后再进入用户系统)。从水压图 可见,在网路循环水泵停运时,静水压线对 用户1满足不汽化和不倒空的技术要求。
? 1)不会出现汽化。在用户系统1,110℃高温 水可能达到的最高点,在标高+2m处。该点 压力,超过该点水温下的汽化压力。
? (2)不会出现倒空。用户系统的充水高度仅在 标高19m处,低于静水压线。

?设用户1的资用压头 △H1=10mH2O,而 用户系统1的压力损 失只有1mH2O。在此 情况下,可以考虑采 用水喷射器的连接方 式。
?这种形式比较适用于 单个建筑。

?如假设用户系统1的压 力损失较大,假设 △Hj=3mH20,网路供、 回水的资用压差,不足 以保证水喷射器使水混 合后提供足够的作用压 头,此时就要采用混合 水泵的连接方式。
?这种方式可用于多个 建筑。

?用户系统2:
?它是一个高层建筑 的低温水供暖的热 用户。前已分析, 为使作用在其它用 户的散热器的压力 不超过允许压力, 对用户2采用间接 连接。

?在本例中,用户系统2与热网连接处供、回 水的压差为10mH2O。如水-水换热器的设 计压力损失4mH2O,此时只需将进入用户2 的供水管用阀门节流,使阀门后的水压线 标高下降到39m处,即可满足设计工况的 要求。供暖用户系统的水压图示意图也在 图9—7(c)示出。

?在本例给定的水压 图条件下,如在设 计或运行上采取一 些措施,用户2也可 考虑与网路直接连 接。
?在设计用户入口时, 在用户2的回水管上 安装一个“阀前” 压力调节阀,在供 水管*沧爸够胤А

? 当回水管的压力作用在阀 瓣上的力超过弹簧的*衡 拉力时,阀孔才能开启。 弹簧的选用拉力要大干局 部系统静压力3—5mH2O。 因此,保证用户系统不会 出现倒空。当网路循环水 泵停止运行时,弹簧的* 衡拉力超过用户系统的水 静压力,就将阀瓣拉下, 阀孔关闭,它与安装在供 水管上的止回阀一起将用 户系统2与网路截断

?用户系统3。
?它位于地势最低点。在循环水泵停 止工作时,静水压线j-j的位置不 会使底层散热器压坏。底层散热器 承受的压力为23-(-7)=30mH2O。 但在运行工况时,用户系统3处的 回水管压力为35-(-7)=42mH2O,超 过了一般铸铁散热器所允许承受的 压力。

?为此,用户系统3入口 的供水管要节流。如在
本例中,从安全角度出 发,进入用户系统3供 水管的测压管水头要下 降到标高33m处。这么 一来,用户系统的作用
压头不但不足,反而成
为负值了。因此要在用
户入口的回水管*沧
水泵,抽引用户系统的 回水,压入外网去。

? 用户系统回水泵加压的连接方式,主要用在网 路提供用户或热力站的资用压头,小于用户或 热力站所要求的压力损失的场合。这种情况常 出现在热水网路末端的一些用户或热力站上。 因为当热水网路上连接的用户热负荷超过设计 负荷,或网路没有很好地进行初调节时,末端 一些用户或热力站很容易出现作用压头不足的 情况。此外,当利用热水网路再向一些用户供 暖时(例如工厂的回水再向生活区供暖,这种 方式也称为“回水供暖”),也多需用回水泵 加压的方式。
? 在实践中,利用用户或热力站的回水泵加压的 方式,往往由于选择水泵的流量或扬程过大, 影响邻*热用户的供热工况,形成网路的水力 失调(见第十章所述)。因而需要慎重考虑和正 确选择回水加压泵的流量和扬程。

?用户系统4。它是一个 高温水供暖的用户。
网路提供用户的资用
压头如大于用户所需, 则只要在用户4入口的 供水管上节流,使进
入用户的供水管测压
管水头标高降到 35+5=40m处,就可 满足对水压图的一切 要求,达到正常运行。

四、热水网路循环水泵的选择
? 网路循环水泵流量的确定。对具有多种热 用户的闭式热水供热系统,原则上应首先 绘制供热综合调节曲线,将各种热负荷的 网路总水流量曲线相叠加,得出相应某一 室外温度下的网路最大设计流量值,作为 选择的依据。

?对目前常见的只有单一供暖热负荷,或采 用集中质调节的具有多种热用户的并联闭 式热水供热系统,网路的总最大设计流量, 亦即网路循环水泵的流量,

? 选择循环水泵时,应注意:
? 1.循环水泵的流量一扬程特性曲线(G-H线), 在水泵工作点附*应比较*缓,以便当网路水 力工况发生变化时,循环水泵的扬程变化较小。 一般单级水泵特性曲线比较*缓,宜选用单级 水泵作为循环水泵用。
? 2.循环水泵的承压、耐温能力应与热网的设计 参数相适应。循环水泵多安装在热网回水管上。 循环水泵允许的工作温度,一般不应低于80℃。 如安装在热网供水管上,则必需采用耐高温的R 型热水循环水泵。
? 3.循环水泵的工作点应在水泵高效工作范围内。

? 4.循环水泵的台数的确定与热水供热系统所采用的供 热调节方式有关。
? 循环水泵的台数不得少于2台,其中一台备用。当四台 或四台以上水泵并联运行时,可不设置备用水泵。
? 系统采用中央质调节时,宜选用相同的水泵型号并联 工作。
? 当热水供热系统采用分阶段改变流量的质调节时.各 阶段的流量和扬程不同。为更多地节约电能,宜选用 扬程和流量不等的泵组。
? 对具有热水供应热负荷的热水供热系统,在非供暖期 间网路流量大大小于供暖期流量.可考虑增设专为供 应热水供应热负荷用的循环水泵。
? 对具有多种热负荷的热水供热系统,如欲采用质量-流 量调节方式供热,宜选用变速水泵,以适应网路流量 和扬程的变化。
? 5.当多台水泵并联运行时,应绘制水泵和热网水力特 性曲线,确定其工作点,进行水泵选择。

第五节 补给水泵定压方式
?补给水泵定压方式是目前国内集中供热系 统最常用的一种定压方式。
?补给水泵定压方式主要有三种形式: 1.补给水泵连续补水定压方式, 2.补 给水泵间歇补水定压方式, 3.补给水泵 补水定压点设在旁通管处的定压方式。

?图9—9所示是补给水泵连续补水定压 方式的示意图。定压点设在网路循环
水泵的吸入端。利用压力调节阀保持 定压点恒定的压力。

? 目前压力调节阀多采用直接作 用式压力调节阀。图9一10所示 是由薄膜杠杆、重锤和调节阀 组成的直接作用“阀后式”, 压力调节器的结构示意图。当 网路水加热膨胀,或网路漏水 量小于补给水量以及其它原因 使定压点的压力升高时,作用 在调节阀膜室上的压力增大, 克服重锤所产生的压力后,阀 芯向下移动,阀孔流动截面减 小,补给水量减少,直到阀后 压力等于定压点控制的压力值 为止。相反过程的作用原理相 同,同样可使阀孔流动截面增 大,增加补给水量,以维持定 压点的压力。

? 图9-11所示是补给水泵间歇补水定压方式的示 意图。补给水泵2的启动和停止运行是由电接 点式压力表6的表盘上的触点开关控制的。压 力表6的指针到达相当于HA的压力时,补给水 泵停止运行,当网路循环水泵的吸入口压力下 降到HA’的压力时,补给水泵就重新启动补水。 这样,网路循环水泵吸入口处压力保持在HA和 HA’ 之间的范围内。
? 间歇补水定压方式要比连续补水定压方式少耗 一些电能,设备简单。但其动水压曲线上下波 动,不如连续补水方式稳定。
? 通右常 ,取 不H宜A过和小H,A’否之则间触的点波开动关范动围作为过5m于H频2O繁左而 易于损坏。

? 间歇补水定压 方式宜使用在
系统规模不大、
供水温度不高、
系统漏水量较
小的供热系统 中I对于系统规 模较大、供水
温度较高的供
热系统,应采
用连续补水定 压方式。

? 上述两种补水定压方 式,其定压点都设在 网路循环水泵的吸入 端。从图9—6的水压 图可见,网路运行时, 动水压曲线都比静水 压曲线高。对大型的 热水供热系统,为了 适当地降低网路的运 行压力和便于调节网 路的压力工况,可采 用定压点设在旁通管 的连续补水定压方式

? 1.适当地降低运行时的动水压曲线,网路循环 水泵吸入端么点的压力低于定压J的静压力。
? 2.靠调节旁通管上的两个阀门m和n的开启度, 可控制网路的动水压曲线升高或降低
? 3.改变所要求的静压力线的高度,可通过调整 压力调节器内的弹簧弹性力或重锤*衡力来实 现
? 利用旁通管定压点连续补水定压方式,对调节 系统的运行压力,具有较大的灵活性。但旁通 管不断通过网路水,网路循环水泵的计算流量, 要包括这一部分流量。循环水泵流量的增加将 多消耗些电能。

补水水泵的流量
? 在闭式热水供热系统中,采用上述的补给水泵 定压时,补给水泵的流量,主要取决于整个系 统的渗漏水量。系统的渗漏水量与供热系统的 规模、施工安装质量和运行管理水*有关,难 以有准确的定量数据。目前《热网规范》规定t 闭式热水网路的补水率,不宜大于总循环水量 的l%。但在选择补给水泵时,整个补水装置和 补给水泵的流量,应根据供热系统的正常补水 量和事故补水量来确定,一般取正常补水量的 4倍计算。对开式热水供热系统,应根据热水 供应最大设计流量和系统正常补水量之和确定。

补给水泵的扬程
?根据保证水压图水静压线的压力要求来确 定。
?闭式热水供热系统的补给水泵的台数,宜 选用两台,可不设备用泵,正常时一台工 作,事故时两台全开。

?综上所述,利用补给水泵定压方式,设备 简单,容易实现,是目前国内集中供热系 统中最普遍的一种定压方式。但补给水泵 定压方式的可靠性完全依赖于电源,所以 在工程实践中,还有采用蒸汽或惰性气体 定压的方式。

第六节 中继加压泵站
?当供热区域地形复杂、供热距离很长.或 因原有热水网路扩建等原因,如只在热源 处设置网路循环水泵和补给水泵,往往准 以满足网路和大多数用户压力工况的要求 时。在此情况下,就需要在网路供水或回 水管上设置中继加压泵站,甚至需要设置 两个或两个以上的补水定压点,才能使其 压力工况满足要求。

? 图9-13(a)是一个供 热距离很长的网路。
由于供热距离过远,
网路后部的回水千管 的动水压曲线过高(见 图中虚线所示),会使 后部的用户承受超过
散热器所能承受的压
力。如在网路回水干
管上设置回水加压泵
站,就可使后部用户
承受的压力降低到允 许范围内

? 图9—13(6)是原有热 水网路扩建的例子。由 于扩建按入了许多用户, 网路流量增大,在管径 不改变情况下,网路的 动水压曲线坡度增大, 后部网路的用户的资用 压头和流量就显得不足 了。这可根据具体情况, 在供水干管、回水干管、 或者在供,回水干管上 设置加压水泵来解决

? 图9一14是一个地形 高差悬殊,热源位于 高处的例子。如果不 在网路回水干管上设 置加压水泵,网路的 动水压曲线将如图中 虚线所示。在网路后 部、位于低处的用户, 将承受很高的压力, 甚至超过散热设备的 承压能力。图中实线 表示在网路回水干管 上设置了加压水泵的 动水压曲线。

? 图9-15是一个地形高差 悬殊、热源位于低处的例 子。图中虚线表示没有在 供水干管设置加压水泵的 水压图。此时,供水干管 出口处压力高,前面网路 回水管动水压曲线也很高, 有可能使前面网路的用户 超压。如在供水于管上设 置加压水泵,同时,顺着 地势特点,在回水干管上 设置“阀前”压力调节器 8,则其动水座曲线将如 图上实线所示。

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