熱水供熱系統(tǒng)的定壓方式.ppt

第十章,熱水供熱系統(tǒng)的定壓方式 及循環(huán)水泵的選擇 （第十三章第六、七節(jié)）,第一節(jié) 補(bǔ)給水泵定壓方式,欲使熱網(wǎng)按水壓圖給定的壓力狀況運(yùn)行，要靠所采用的 定壓方式，定壓點(diǎn)的位置和控制好定壓點(diǎn)所要求的壓力。 常用的定壓方式有： 1.膨脹水箱定壓 2.補(bǔ)給水泵定壓 3.惰性氣體定壓 4.蒸汽定壓 一.補(bǔ)給水泵連續(xù)補(bǔ)水定壓方式,定壓點(diǎn)設(shè)在循環(huán)水泵6的入口，利用壓力調(diào)節(jié)閥3保持定壓點(diǎn)O的壓力恒定。當(dāng)系統(tǒng)壓力增加時(shí)，O點(diǎn)壓力增加，壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)小，補(bǔ)給水泵1的補(bǔ)水量減少，使系統(tǒng)內(nèi)壓力降低到設(shè)定水平；當(dāng)O點(diǎn)壓力減小時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥3開大，補(bǔ)給水泵1補(bǔ)水量增加，系統(tǒng)壓力回升到設(shè)定水平。 特點(diǎn)：補(bǔ)水方式連續(xù)，水壓曲線穩(wěn)定，多耗電能。 適用場(chǎng)合：適用于系統(tǒng)規(guī)模較大，供水溫度較高（如130以上）的供熱系統(tǒng)。 二.補(bǔ)給水泵間歇補(bǔ)水定壓方式 補(bǔ)給水泵1的啟動(dòng)和停止是由電接點(diǎn)式壓力表4表盤上的觸點(diǎn)開關(guān)控制的。O點(diǎn)壓力下降到某一設(shè)定數(shù)值時(shí)，電接點(diǎn)壓力表觸點(diǎn)接通，補(bǔ)給水泵1啟動(dòng)，向系統(tǒng)補(bǔ)水，O點(diǎn)壓力升高。當(dāng)壓力升高到某一設(shè)定數(shù)值時(shí)，電接點(diǎn)壓力表觸點(diǎn)斷開，補(bǔ)給水泵停止補(bǔ)水。停止補(bǔ)水后系統(tǒng)壓力逐漸下降到壓力下限，水泵再啟動(dòng)補(bǔ)水，如此反復(fù)，使定壓點(diǎn)O點(diǎn)壓力在上、下限之間波動(dòng)。,特點(diǎn)：比連續(xù)補(bǔ)水定壓節(jié)省電能，設(shè)備簡(jiǎn)單，但其動(dòng)水壓曲線上下波動(dòng)，不如連續(xù)補(bǔ)水方式穩(wěn)定。（通常取HA和HA之間的波動(dòng)范圍為5mH2O左右，不宜過小，否則觸點(diǎn)開關(guān)動(dòng)作過于頻繁而易損壞。） 適用場(chǎng)合：適用于系統(tǒng)規(guī)模不大、供水溫度不高、系統(tǒng)漏水量較小的 供熱系統(tǒng)中。 三.補(bǔ)水定壓點(diǎn)設(shè)在旁通管的連續(xù)補(bǔ)水定壓方式 上述兩種補(bǔ)水定壓方式，運(yùn)行時(shí)動(dòng)水壓曲線都比靜水壓曲線高。對(duì)于大型的熱水供熱系統(tǒng)，為了適當(dāng)?shù)慕档途W(wǎng)路的運(yùn)行壓力和便于調(diào)節(jié)網(wǎng)路的壓力工況，可采用定壓點(diǎn)設(shè)在旁通管的連續(xù)補(bǔ)水定壓方式。 在熱源的供、回水干管之間，連接一根旁通管，利用補(bǔ)給水泵使旁通管上J點(diǎn)保持符合靜水壓線要求的壓力。在網(wǎng)路循環(huán)水泵運(yùn)行中，當(dāng)定壓點(diǎn)J的壓力低于控制值時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥4的閥孔開大，補(bǔ)水量增加；當(dāng)定壓點(diǎn)J的壓力高于控制值時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)小，補(bǔ)水量減少。如由于某種原因（如水溫不斷急驟升高等原因），即使壓力調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉，壓力仍不斷地升高，則瀉水調(diào)節(jié)閥3開啟，瀉放網(wǎng)路中的水，一直到定壓點(diǎn)的壓力恢復(fù)到正常為止。當(dāng)網(wǎng)路循環(huán)水泵停止運(yùn)行時(shí)，整個(gè)網(wǎng)路壓力先達(dá)到運(yùn)行時(shí)的平均值然后下降，通過補(bǔ)給水泵的補(bǔ)水作用，使整個(gè)系統(tǒng)壓力維持在定壓點(diǎn)J的靜壓力。,利用旁通管定壓力點(diǎn)連續(xù)補(bǔ)水定壓方式，可以適當(dāng)?shù)亟档瓦\(yùn)行時(shí)的動(dòng)水壓曲線，網(wǎng)路循環(huán)泵吸入端A點(diǎn)的壓力低于定壓點(diǎn)J的靜壓力。同時(shí)，靠調(diào)節(jié)旁通管上的兩個(gè)閥門m和n的開啟度，可控制網(wǎng)路的動(dòng)水壓曲線升高或降低。如將旁通管上閥門m關(guān)小，旁通管段BJ的壓降增大，J點(diǎn)的壓力通過脈沖管傳遞到壓力調(diào)節(jié)閥4的膜室上壓力降低，調(diào)節(jié)閥的閥孔開大，作用在A點(diǎn)的壓力升高，從而整個(gè)網(wǎng)路的動(dòng)水壓曲線升高到如圖虛線的位置。如將閥門m完全關(guān)死，則J點(diǎn)的壓力與A點(diǎn)的壓力相等，網(wǎng)路整個(gè)動(dòng)水壓曲線位置都高于靜壓力線。反之，如將旁通管上的閥門n關(guān)小，網(wǎng)路的動(dòng)水壓曲線則可降低。另外，如要改變所要求的靜水壓線的高度，可通過調(diào)整壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)的彈簧或重錘平衡力實(shí)現(xiàn)。,四.補(bǔ)水泵的選擇計(jì)算,特點(diǎn)：利用旁通管定壓點(diǎn)連續(xù)補(bǔ)水定壓方式，可以靈活的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行壓力，但旁通管內(nèi)的水流量，也要計(jì)入網(wǎng)路循環(huán)水泵的計(jì)算流量，使循環(huán)水泵多消耗電能。 適用場(chǎng)合：大型的熱水供熱系統(tǒng) 四.補(bǔ)水泵的選擇計(jì)算 1.流量的確定 a. 在閉式熱水供熱管網(wǎng)中，補(bǔ)給水泵的正常補(bǔ)水量取決于系統(tǒng)的滲漏水量。目前熱網(wǎng)規(guī)范規(guī)定，熱水網(wǎng)路的補(bǔ)水率不宜大于總循環(huán)水量的1%，但選擇補(bǔ)水泵時(shí)，整個(gè)補(bǔ)水裝置與補(bǔ)給水泵的流量，應(yīng)根據(jù)供熱系統(tǒng)的正常補(bǔ)水量和事故補(bǔ)水量來確定。一般取正常補(bǔ)水量的4倍計(jì)算。 一般熱水供暖系統(tǒng)，按循環(huán)水量的3%5%計(jì)算（大型系統(tǒng)按2%4%）。 b.開式熱水供熱系統(tǒng)，補(bǔ)給水泵的流量應(yīng)根據(jù)熱水供熱系統(tǒng)的最大設(shè)計(jì)用水量和系統(tǒng)正常補(bǔ)水量之和確定。,2.揚(yáng)程的確定 應(yīng)根據(jù)保證靜水壓曲線的壓力要求來確定，其揚(yáng)程應(yīng)小于建筑物高度，與地形和建筑物高度有關(guān)。 按下式確定：,3. 臺(tái)數(shù)選擇 閉式熱水供熱系統(tǒng)，補(bǔ)給水泵宜選二臺(tái)，可不設(shè)備用泵， 正常時(shí)一臺(tái)工作；事故時(shí)，兩臺(tái)全開。 開式系統(tǒng)，補(bǔ)給水泵宜設(shè)3臺(tái)或3臺(tái)以上，其中一臺(tái)備用。,第二節(jié) 惰性氣體定壓方式,補(bǔ)給水泵定壓方式的可靠性完全依賴于電源。在電力供應(yīng)緊張的地區(qū)常會(huì)出現(xiàn)突然停電。補(bǔ)給水泵循環(huán)水泵停止工作。在大型高溫水供熱系統(tǒng)中可安裝柴油發(fā)電機(jī)組自用，或由內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)備用循環(huán)水泵和補(bǔ)給水泵。但一般供熱系統(tǒng)可改用氣體定壓方式維持系統(tǒng)壓力，并采取緩解系統(tǒng)出現(xiàn)汽化的措施。采用氣體定壓，大都采用惰性氣體（氮?dú)猓┒▔骸?1.工作原理 下圖為熱水供熱系統(tǒng)采用氮?dú)舛▔海ㄗ儔菏剑┑脑瓌t性系統(tǒng)圖，供熱系統(tǒng)的壓力狀況靠連接在循環(huán)水泵進(jìn)口側(cè)的氮?dú)夤?的氮?dú)鈮毫砜刂啤?氮?dú)鈴牡獨(dú)馄拷?jīng)減壓后進(jìn)入氮?dú)夤?，充滿氮?dú)夤?水位之上的空間，保持-水位時(shí)罐內(nèi)壓力p1一定。當(dāng)熱水供熱系統(tǒng)內(nèi)水受熱膨脹，氮?dú)夤迌?nèi)水位升高，氣體空間減小，氣體壓力升高，水位超過-，壓力達(dá)到p2值后，氮?dú)夤揄敳吭O(shè)置的安全閥排氣泄壓。 當(dāng)系統(tǒng)漏水或冷卻時(shí)，氮?dú)夤迌?nèi)水位降到-水位之下，氮?dú)夤奚系乃豢刂破髯詣?dòng)控制補(bǔ)給水泵啟動(dòng)補(bǔ)水。水位升高到-水位后，補(bǔ)給水泵停止工作。 罐內(nèi)氮?dú)馊绻芙饣蚵┦?，?dāng)水位降到-附近時(shí)，罐內(nèi)氮?dú)鈮毫⒌陀谝?guī)定值p1 ，氮?dú)馄肯蚬迌?nèi)補(bǔ)氣，保持p1壓力不變。,為防止氮?dú)夤蕹霈F(xiàn)不正常水位，尚需設(shè)高水位-警報(bào)和低水位-警報(bào). 為氮?dú)舛▔悍绞降臒崴嵯到y(tǒng)的水壓圖。其中虛線代表熱水供熱系統(tǒng)的最低動(dòng)水壓曲線（氮?dú)夤拮畹退粫r(shí)的工況）。實(shí)線代表熱水供熱系統(tǒng)的最高動(dòng)水壓曲線（相應(yīng)于氮?dú)夤拮罡咚粫r(shí)的工況）。jj線表示最低的靜水壓曲線。氮?dú)夤薜膲毫υ赑P之間波動(dòng)，因而稱為變壓式的氮?dú)舛▔悍绞健?氮?dú)饧訅汗藜绕鸲▔鹤饔?，又起容納系統(tǒng)膨脹水量、補(bǔ)充系統(tǒng)循環(huán)水的作用 。相當(dāng)于一個(gè)閉式的膨脹水箱。 2.特點(diǎn)： 采用氮?dú)舛▔悍绞?，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，由于罐內(nèi)壓力隨系統(tǒng)水溫升高而增加，罐內(nèi)氣體可起到緩沖壓力傳播的作用，能較好地防止系統(tǒng)出現(xiàn)汽化和水擊現(xiàn)象。但這種方式需要消耗氮?dú)?，設(shè)備較復(fù)雜，罐體體積較大。 3.適用場(chǎng)合： 主要適用于高溫?zé)崴嵯到y(tǒng)。,4.氣壓罐的選用： a.穩(wěn)定壓力的介質(zhì) 低溫水供暖、空調(diào)水系統(tǒng)，罐內(nèi)可用空氣定壓（它要求空 氣與水必須采用彈性密封材料（如橡膠）隔離，以免增加 水中的溶氧量）；如為高溫水，可用氮?dú)舛▔骸?b.氣壓罐壓力上、下限的確定 當(dāng)氣壓罐連接在循環(huán)水泵入口時(shí)，氣壓罐壓力下限壓力P1根據(jù)下式確定：,壓力上限P2嚴(yán)格應(yīng)根據(jù)熱力學(xué)原理PV=const來確定，簡(jiǎn)化起見可取P2=1.21.3P1。 C.氣壓罐的調(diào)節(jié)容積： 是其壓力上下限之間所對(duì)應(yīng)的容積，應(yīng)保證水溫在正常溫度波動(dòng)范圍內(nèi)能有效地調(diào)節(jié)系統(tǒng)熱脹冷縮時(shí)水量的變化。具體計(jì)算可參考簡(jiǎn)明供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)。,第三節(jié) 蒸汽定壓方式,蒸汽定壓方式，在國外比氮?dú)舛▔悍绞綉?yīng)用要早些。蒸汽定壓比較簡(jiǎn)單，目前在工程實(shí)踐上，有下面幾種型式： 1.蒸汽鍋筒定壓方式 熱水鍋爐采用非滿水運(yùn)行，其鍋筒上部留作蒸汽空間。利用蒸汽空間的蒸汽壓力來保證熱水供熱系統(tǒng)的定壓。 這種方式經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，在供水的同時(shí)，也可以供蒸汽，常用于同時(shí)需要蒸汽和熱水的一般中小型工廠、醫(yī)院和飯店等單位。 其缺點(diǎn)是蒸汽壓力取決于鍋爐的燃燒狀況，如燃燒狀況不穩(wěn)定會(huì)影響系統(tǒng)的壓力狀況，另外，操作不當(dāng)，鍋爐出現(xiàn)低水位時(shí)，蒸汽易竄入網(wǎng)路，引起嚴(yán)重的汽水沖擊。 2.外置蒸汽罐定壓方式,2.外置蒸汽罐定壓方式 3.淋水式換熱器定壓方式,圖a是外置蒸汽膨脹罐的蒸汽定壓示意圖。熱水鍋爐并聯(lián)滿水運(yùn)行，其高溫水經(jīng)閥門11減壓后進(jìn)入置于高處的膨脹罐3內(nèi)，因減壓產(chǎn)生的少量蒸汽積聚在罐上部，使其上部蒸汽空間具有一定的壓力，達(dá)到定壓的目的。 這種方式系統(tǒng)壓力取決于膨脹罐內(nèi)高溫水層的水溫，不隨蒸汽空間的大小而改變。因此膨脹罐的水容量越大、罐體保溫性能越好，對(duì)蒸汽壓力的穩(wěn)定越為有利。 圖b是蒸汽加壓罐定壓方式。來自蒸汽鍋爐的蒸汽由減壓閥10進(jìn)入蒸汽加壓罐3內(nèi)，使加壓罐上部蒸汽空間保持穩(wěn)定的蒸汽壓力，達(dá)到定壓的目的。蒸汽罐內(nèi)的水位可通過水位調(diào)節(jié)器2自動(dòng)控制補(bǔ)給水泵8的啟閉來保持。 3.淋水式換熱器定壓方式 采用淋水式換熱器進(jìn)行汽水熱交換的熱水供熱系統(tǒng)，其淋水式換熱器是具有一定容積的罐體，它的下部可蓄存系統(tǒng)膨脹水，起到膨脹水箱的作用，罐體內(nèi)部具有一定的蒸汽壓力，利用空間中的蒸汽壓力對(duì)熱水供暖系統(tǒng)進(jìn)行定壓。,第四節(jié) 循環(huán)水泵的選擇,1.循環(huán)水泵的作用： 循環(huán)水泵設(shè)置于熱力站（熱力中心）、熱源或冷源。 在采暖系統(tǒng)或空調(diào)水系統(tǒng)的閉合環(huán)路內(nèi)，循環(huán)水泵使水在系統(tǒng)內(nèi)周而復(fù)始地循環(huán)，克服環(huán)路的阻力損失，其揚(yáng)程與建筑物的高度和地形無直接關(guān)系。 2.循環(huán)水泵的流量 循環(huán)水泵的總流量應(yīng)不小于管網(wǎng)的計(jì)算流量，即： Gb=1.1Gj t/h Gb-循環(huán)水泵的總流量， t/h; Gj-管網(wǎng)的計(jì)算流量，t/h; 1.1-安全裕量（考慮到各種不利因素而增加的貯備量）。 Gj的確定：,對(duì)具有多種熱用戶的閉式熱水供熱系統(tǒng)，原則上應(yīng)首先繪制供熱綜合調(diào)節(jié)曲線，將各種熱負(fù)荷的網(wǎng)路總水流量曲線相疊加，得出相應(yīng)某一室外溫度下的網(wǎng)路最大設(shè)計(jì)流量值，作為選擇的依據(jù)。 對(duì)目前常見的只有單一供暖熱負(fù)荷，或采用集中質(zhì)調(diào)節(jié)的具有多種熱用戶的并聯(lián)閉式熱水供熱系統(tǒng)，網(wǎng)路的最大設(shè)計(jì)流量，可按供熱工程中式（9-13）和（9-14）確定。,3.循環(huán)水泵的揚(yáng)程 循環(huán)水泵的揚(yáng)程應(yīng)不小于設(shè)計(jì)流量條件下熱源、熱網(wǎng)和最不利用戶環(huán)路的壓力損失之和并增加20%的貯備量。即,用戶系統(tǒng)的壓力損失與用戶的連接方式及用戶入口設(shè)備有關(guān)。在設(shè)計(jì)中可采用如下的參考數(shù)據(jù)。 對(duì)與網(wǎng)路直接連接的供暖系統(tǒng)，約為（12）mH2O; 對(duì)于網(wǎng)路直接連接的暖風(fēng)機(jī)供暖系統(tǒng)或大型的散熱器供暖系統(tǒng)，約為（25）mH2O; 對(duì)采用水噴射器的供暖系統(tǒng)，約為（812） mH2O; 對(duì)于設(shè)置混合水泵的熱力站，網(wǎng)路供回水管的預(yù)留資用壓差值，應(yīng)等于熱力站后二級(jí)網(wǎng)路及其用戶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力損失值。,4.循環(huán)水泵的選擇,4.循環(huán)水泵的選擇 1）循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)，在任何情況下都不應(yīng)少于兩臺(tái)，其中一臺(tái)備用。最多不宜超過4臺(tái)。建議當(dāng)循環(huán)水量大于180t/h時(shí)，宜設(shè)3臺(tái)或更多的水泵。當(dāng)循環(huán)水量小于180t/h時(shí)，只設(shè)兩臺(tái)，一臺(tái)備用。 當(dāng)供熱系統(tǒng)采用階段式變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，循環(huán)水泵的選擇，應(yīng)考慮 以下原則： 對(duì)于中小型供熱系統(tǒng)，可采用兩階段式變流量，兩臺(tái)循環(huán)水泵的流量分別為計(jì)算值的100%和75%，揚(yáng)程分別為計(jì)算值的100%和56%。 對(duì)于大型供熱系統(tǒng)可采用三階段式變流量，三臺(tái)循環(huán)水泵的流量分別為計(jì)算值的100%、80%和60%，揚(yáng)程分別為計(jì)算值的100%、64%和36%。,對(duì)具有熱水供應(yīng)熱負(fù)荷的熱水供熱系統(tǒng)，在非供暖期間網(wǎng)路流量大大 小于供暖期流量，可考慮增設(shè)專為供應(yīng)熱水供應(yīng)熱負(fù)荷用的循環(huán)水泵。 對(duì)具有多種熱負(fù)荷的熱水供熱系統(tǒng)，如欲采用質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)方式