第9章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖

1、熱水網(wǎng)路水力計(jì)算與水壓圖熱水網(wǎng)路水力計(jì)算與水壓圖第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖熱水網(wǎng)路水力計(jì)算的主要任務(wù)是：1.按已知的熱媒流量和壓力損失，確定管道的直徑； 2.按已知熱媒流量和管道直徑，計(jì)算管道的壓力損失；3.按已知管道直徑和允許壓力損失，計(jì)算或校核管道中的流量。根據(jù)熱水網(wǎng)路水力計(jì)算成果，不僅能確定網(wǎng)路各管段的管徑，而且還可確定網(wǎng)路循環(huán)水泵的流量和揚(yáng)程。 第一節(jié) 熱水網(wǎng)路水力計(jì)算的基本公式2256.25 10tGRd/Pa m （9-1） 式中 R每米管長(zhǎng)沿程損失（比摩阻）， /Pa m； 第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖 熱水網(wǎng)路的水流量通常以噸/小時(shí)（t/h）表示。表達(dá)每米管長(zhǎng)的沿

2、程損失（比摩阻）R、管徑d和水流量G的關(guān)系式，可改寫(xiě)為管段的水流量， 水的密度， 。 tG/ t h； d管子的內(nèi)直徑， m；管道內(nèi)壁的摩擦阻力系數(shù)； 3/kg m230.255.256.88 10tGRKd/Pa m （9-2）0.04760.3810.190.387()tKGdRm （9-3） 0.52.6250.125()12.06tRdGK/ t h（9-4）其中 0.5K mm。 第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖當(dāng)計(jì)算時(shí)可采用附錄9-1，若條件不同時(shí)，則有：（1） 值不同的修正K0.25shshbibibiKRRmRK/Pa m（9-5）（2） 不同的修正（ Gconst） bis

3、hbishvv （9-6）bishbishRR（9-7）第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖,此時(shí)： （9-8）（3） Gconst, Rconst0.19bishbishdd當(dāng)量長(zhǎng)度 dl1.250.259.1dddlKm （9-9） 當(dāng) K值不同時(shí)， dl的修正。0.25.bish dbi dbi dshKlllKm（9-10）第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖此時(shí)， 可按管道實(shí)際長(zhǎng)度 ()dzhPR llRlPa （9-11）在進(jìn)行估算時(shí)，局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度 dll的百分?jǐn)?shù)來(lái)計(jì)算。djla lm （9-12）第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖第二節(jié)第二節(jié) 熱水網(wǎng)絡(luò)水力計(jì)算方法和例題熱水網(wǎng)絡(luò)

4、水力計(jì)算方法和例題熱水網(wǎng)絡(luò)水力計(jì)算所需資料： 1.網(wǎng)路的平面布置圖（平面圖上應(yīng)標(biāo)明管道所有的附件和配件）； 2.熱用戶(hù)熱負(fù)荷的大??； 3.熱源的位置以及熱媒的計(jì)算溫度。熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算方法及步驟：1、確定熱水網(wǎng)路中各個(gè)管段的計(jì)算流量 管段的計(jì)算流量就是該管段所負(fù)擔(dān)的各個(gè)用戶(hù)的計(jì)算流量之和，以此計(jì)算流量確定管段的管徑和壓力損失。第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖 1)對(duì)只有供暖熱負(fù)荷的熱水供暖系統(tǒng)，用戶(hù)的計(jì)算流量可用下式確定： （9-13） 2)對(duì)具有多種熱源用戶(hù)的并聯(lián)閉式熱水供熱系統(tǒng)，采用按供暖熱負(fù)荷進(jìn)行集中質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，網(wǎng)路計(jì)算管道的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按下式計(jì)算： (9-14)1212()()nnnQ

5、QGAc t/h第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖1212.12.()ntrshntrtrQQQGGGGA 2、確定熱水網(wǎng)路的主干線及其沿程比摩阻 熱水網(wǎng)路水力計(jì)算是從主干線開(kāi)始計(jì)算。網(wǎng)路中平均比摩阻最小的一條管線稱(chēng)為主干線。在一般情況下，熱水網(wǎng)路各用戶(hù)要求預(yù)留的作用壓差是基本相等的，所以通常從熱源到最遠(yuǎn)用戶(hù)的管線是主干線。在一般情況下，熱水網(wǎng)路主干線的設(shè)計(jì)平均比摩阻可取3070Pa/m。 3、根據(jù)網(wǎng)路主干線各段的計(jì)算流量和初步選用的平均比摩阻R值，利用附錄9-1的水力計(jì)算表，確定主干線各管段的標(biāo)準(zhǔn)管徑和相應(yīng)的實(shí)際比摩阻。第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖4、根據(jù)選用的標(biāo)準(zhǔn)管徑和管段中局部阻力

6、的形式，查附錄9-2，確定各管段局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度的總和，以及管段的折算長(zhǎng)度。 5、根據(jù)管段的折算長(zhǎng)度以及由附錄9-1查到的比摩阻，利用式（9-11），計(jì)算主干線各管段的總壓降。 6、進(jìn)行熱水網(wǎng)路支干線、支線等水力計(jì)算。第三節(jié)第三節(jié) 水壓圖的基本概念水壓圖的基本概念 水力計(jì)算只能確定熱水管道中各管段的壓力損失（壓差）值，但不能確定熱水管道上各點(diǎn)的壓力（壓頭）值。通過(guò)繪制水壓圖的方法，可以清晰地表示出熱水管路中各點(diǎn)的壓力?？偹^線與測(cè)壓管水頭線：圖9-3第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖在利用水壓圖分析熱水供熱系統(tǒng)中管路的水力工況時(shí)，在利用水壓圖分析熱水供熱系統(tǒng)中管路的水力工況時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)

7、：應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1.利用水壓曲線，可以確定管道中任何一點(diǎn)的壓力（壓頭）值。管道中任意點(diǎn)的壓頭就是等于該點(diǎn)測(cè)壓管水頭高度和該點(diǎn)所處的位置標(biāo)高之間的高差（mH2O）。如1點(diǎn)的水頭就等于 mH2O。 2.利用水壓曲線，可表示出各管段的壓力損失值。由于熱水網(wǎng)路管道中各處的流速差別不大，因而可以認(rèn)為：管道中任意兩點(diǎn)的測(cè)壓管水頭高度之差就等于水流過(guò)該兩點(diǎn)之間的管道壓力損失值。第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖 3.根據(jù)水壓曲線的坡度，可以確定管段的單位管長(zhǎng)的平均壓降的大小。水壓曲線越陡，管段的單位管長(zhǎng)的平均壓降就越大。 4.由于熱水管路系統(tǒng)是一個(gè)水力連通器，因此，只要已知或固定管路上任意一點(diǎn)的壓力，則

8、管路中其它各點(diǎn)的壓力也就已知或固定了。 從圖分析可見(jiàn)，當(dāng)膨脹水箱的安裝高度超過(guò)用戶(hù)系統(tǒng)的充水高度，而膨脹水箱的膨脹管又連接在靠近循環(huán)水泵進(jìn)口側(cè)時(shí)，就可以保證整個(gè)系統(tǒng)，無(wú)論在運(yùn)行或停運(yùn)時(shí)，各點(diǎn)的壓力都超過(guò)大氣壓力。這樣系統(tǒng)中不會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓，以致引起熱水汽化或吸入空氣等，從而保證系統(tǒng)可靠地運(yùn)行。 在機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)中，膨脹水箱不僅起著容納系統(tǒng)水膨脹體積之用，還起著對(duì)系統(tǒng)定壓作用。 注意：熱水供熱系統(tǒng)水壓曲線的位置，取決于定壓裝置對(duì)系統(tǒng)施加壓力的大小和定壓點(diǎn)的位置。采用膨脹水箱定壓的系統(tǒng)各點(diǎn)壓力，取決于膨脹水箱安裝高度和膨脹管與系統(tǒng)的連接位置。 第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖 如供暖系統(tǒng)水平供

9、水干管過(guò)長(zhǎng)，阻力損失較大，則有可能在干管上出現(xiàn)負(fù)壓。 在機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)中，應(yīng)將膨脹水箱的膨脹管連接在循環(huán)水泵吸入口側(cè)的回水干管上。第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖第四節(jié)第四節(jié) 熱水網(wǎng)路的水壓圖熱水網(wǎng)路的水壓圖 通過(guò)繪制熱水網(wǎng)路的水壓圖，用以全面地反映熱網(wǎng)和個(gè)熱用戶(hù)的壓力狀況，并確保使它實(shí)現(xiàn)的技術(shù)措施。水壓圖是熱水網(wǎng)路設(shè)計(jì)和運(yùn)行的重要工具。 一、熱水網(wǎng)路壓力狀況的基本技術(shù)要求 1、在與熱水網(wǎng)路直接連接的用戶(hù)系統(tǒng)內(nèi)，壓力不應(yīng)超過(guò)該用戶(hù)系統(tǒng)用熱設(shè)備及其管道構(gòu)件的承壓能力。 2、在高溫水網(wǎng)路和用戶(hù)系統(tǒng)內(nèi)，水溫超過(guò)100的地點(diǎn)，熱媒壓力應(yīng)不低于該水溫下的汽化壓力（下限要求）。 第九章 熱水網(wǎng)路的

10、水力計(jì)算和水壓圖 從運(yùn)行安全角度考慮，熱網(wǎng)規(guī)范規(guī)定，除上述要求外還應(yīng)留有30-50kPa的富裕壓力。 3、與熱水網(wǎng)路直接連接的用戶(hù)系統(tǒng)，無(wú)論在網(wǎng)路循環(huán)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)或停止工作時(shí)，其用戶(hù)系統(tǒng)會(huì)水管出口處壓力，必須高于用戶(hù)系統(tǒng)地充水高度，以防止系統(tǒng)倒空吸入空氣，破壞正常運(yùn)行和腐蝕管道（下限要求）。 4、網(wǎng)路回水管內(nèi)任何一點(diǎn)的壓力，都應(yīng)比大氣壓力至少高出5mH2O, 一面吸入空氣（下限要求）。 5、在熱水網(wǎng)路的熱力站或用戶(hù)引入口處，供、回水管的資用壓差，應(yīng)滿(mǎn)足熱力站或用戶(hù)所需的作用壓頭（供回水壓差要求）。 第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖二、繪制熱水網(wǎng)路水壓圖的步驟和方法二、繪制熱水網(wǎng)路水壓圖的步驟和方

11、法 1、以往路循環(huán)水泵的中心線的高度（或其他方便的高度）為基準(zhǔn)面， 在縱坐標(biāo)上按一定比例尺作出標(biāo)高的刻度（如圖9-6上的o-y）。沿基準(zhǔn)面在橫坐標(biāo)上按一定比例的比例尺作出距離的刻度（如圖9-6上的o-x）。 按照網(wǎng)路上的各點(diǎn)和各用戶(hù)從熱源出口起沿管路計(jì)算的距離，在o-x軸上相應(yīng)點(diǎn)標(biāo)出網(wǎng)路相對(duì)于基準(zhǔn)面的標(biāo)高和房屋高度。各點(diǎn)網(wǎng)路高度的連接線就是圖9-6上帶有陰影的線，表示沿管線的縱剖面。 第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖2、選定靜水壓曲線的位置。靜水壓曲線是網(wǎng)路循環(huán)水泵停止工作時(shí)，網(wǎng)路上各點(diǎn)的測(cè)壓水頭的連接線。它是一條水平的直線。靜水壓曲線的高度必須滿(mǎn)足下列條件。 1）與熱水網(wǎng)路直接連接的供暖用

12、戶(hù)系統(tǒng)內(nèi)，底層散熱器所承受的靜水壓力應(yīng)不超過(guò)散熱器的承壓能力。 2）熱水網(wǎng)路及與它直接連接的用戶(hù)系統(tǒng)內(nèi)，不出現(xiàn)汽化或倒空（下限要求）。 3、選定回水管的動(dòng)水壓曲線的位置。在網(wǎng)路循環(huán)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，網(wǎng)路回水管各點(diǎn)的測(cè)壓管水頭的連接線，稱(chēng)為回水管動(dòng)水壓曲線。 回水管的動(dòng)壓線的位置，應(yīng)滿(mǎn)足下列要求。 1）回水管動(dòng)水壓曲線應(yīng)保證所有直接連接的用戶(hù)系統(tǒng)不倒空和網(wǎng)路上任何一點(diǎn)的壓力不應(yīng)低于5mH2O的要求。 2）控制回水管動(dòng)壓曲線最高位置的要求。 第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖 4、選定供水管動(dòng)水壓曲線的位置。在網(wǎng)路循環(huán)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，網(wǎng)路供水管各點(diǎn)的測(cè)壓管水頭的連接線，稱(chēng)為供水管動(dòng)水壓曲線。同理，供水管動(dòng)水

13、壓曲線沿著水流方向逐漸下降，它在每米管長(zhǎng)上降低的高度反映了供水管的比壓降值。 供水管的動(dòng)壓線的位置，應(yīng)滿(mǎn)足下列要求。 1）網(wǎng)路供水干管以及與網(wǎng)路直接連接的用戶(hù)系統(tǒng)的供水水管中，任何一點(diǎn)都不應(yīng)出現(xiàn)汽化。 2）在網(wǎng)路上任何一處用戶(hù)引入口或熱力站的供、回水管之間的資用壓差，應(yīng)滿(mǎn)足用戶(hù)引入口或熱力站所要求的循環(huán)壓力。第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖四、循環(huán)水泵性能參數(shù)的確定四、循環(huán)水泵性能參數(shù)的確定 網(wǎng)路循環(huán)水泵是驅(qū)動(dòng)熱水在熱水供熱系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)的機(jī)械設(shè)備。在完成熱水系統(tǒng)管網(wǎng)的水力計(jì)算后，便可以確定網(wǎng)路循環(huán)水泵的流量和揚(yáng)程。 網(wǎng)路循環(huán)水泵流量的確定。對(duì)具有多種熱用戶(hù)的閉式熱水系統(tǒng)，原則上應(yīng)首先繪制供

14、水綜合調(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tw下的網(wǎng)路最大設(shè)計(jì)流量值，作為選擇的依據(jù)。 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(hù)環(huán)路的壓力損失之和。 H=Hr+Hw +Hy Pa (或mH2O) （919）設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)：l對(duì)于網(wǎng)路直接連接的供暖系統(tǒng)，約為（12）mH2O；l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（35）mH2O；l對(duì)于采用水噴射器的供暖系統(tǒng)，約為（812）mH2O；l對(duì)于水水換熱器間接連接的用戶(hù)系統(tǒng)，約為（1015）mH2O。第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖選擇循環(huán)水泵時(shí)，應(yīng)注意：選擇循環(huán)

15、水泵時(shí)，應(yīng)注意： 1、循環(huán)水泵的流量揚(yáng)程特性曲線（GH線），在水泵工作點(diǎn)附近應(yīng)比較平緩，以便當(dāng)網(wǎng)路水力工況發(fā)生變化時(shí)，循環(huán)水泵的揚(yáng)程變化較小。一般單級(jí)水泵特性曲線比較平緩，以選用單級(jí)水泵作為循環(huán)水泵。 2、循環(huán)水泵的承壓、耐溫能力應(yīng)與熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)參數(shù)相適應(yīng)。循環(huán)水泵多安裝在熱網(wǎng)回水管上。循環(huán)水泵允許的工作溫度，一般不應(yīng)低于80。 3、循環(huán)水泵的工作點(diǎn)應(yīng)在水泵高效工作范圍內(nèi)。 4、循環(huán)水泵臺(tái)數(shù)的確定，與熱水供熱系統(tǒng)所采用的供熱調(diào)節(jié)方式有關(guān)。循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)不得少于兩臺(tái)，其中一臺(tái)備用。 5、當(dāng)多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)繪制水泵和熱網(wǎng)水利特性曲線，確定其工作點(diǎn)，進(jìn)形水泵選擇。第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓

16、圖第五節(jié) 補(bǔ)給水泵定壓方式 為使熱網(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)說(shuō)要求的壓力。 補(bǔ)給水泵定壓的三種主要形式 1、補(bǔ)給水泵連續(xù)補(bǔ)水定壓方式； 2、補(bǔ)給水泵間歇補(bǔ)水定壓方式； 3、補(bǔ)給水泵補(bǔ)水定壓點(diǎn)設(shè)在旁通管處的定壓方式。第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖第六節(jié)第六節(jié) 其它定壓方式（氮?dú)夤?、空氣囊定其它定壓方式（氮?dú)夤?、空氣囊定壓；蒸汽定壓）壓；蒸汽定壓）l氣體定壓主要分氮?dú)狻⒖諝夂驼羝▔?。1.氮?dú)舛▔?恒壓式氮?dú)舛▔合到y(tǒng), 工作原理如下:熱水膨脹時(shí),從恒壓膨脹罐所排出的氮?dú)膺M(jìn)入低壓氮?dú)赓A氣罐中,再由壓縮機(jī)壓入高

17、壓氮?dú)夤蕖Ｔ跓崴湛s時(shí), 氮?dú)夤┙o控制閥開(kāi)啟,由高壓氮?dú)赓A氣罐向恒壓膨脹罐送入氮?dú)? 氮?dú)獠蛔銜r(shí)由氮?dú)馄抗┙o.這樣可使恒壓膨脹罐內(nèi)的壓力始終保持一致。第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖 變壓式氮?dú)舛▔合到y(tǒng), 工作原理如下:水受熱膨脹時(shí),罐內(nèi)氮?dú)獗粔嚎s,管路的壓力增加.水收縮時(shí),罐內(nèi)壓力降低,使氮?dú)饬勘３忠欢ǘ试S罐內(nèi)壓力變化.壓力變動(dòng)雖是允許的,但罐內(nèi)壓力始終不能低于高溫水的飽和壓力。 氮?dú)舛▔旱臒崴到y(tǒng)運(yùn)行安全可靠,能夠較好地防止系統(tǒng)出現(xiàn)汽化及水擊現(xiàn)象,但需消耗氮?dú)?設(shè)備較復(fù)雜,設(shè)計(jì)計(jì)算工作量較大。因此,這種定壓方式多用在供水溫度較高的供熱系統(tǒng)中。第九章 熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算和水壓圖2.空氣定壓方式 這種定壓方式與氮?dú)舛▔悍绞较嗤?但采用空氣時(shí),若壓力高,則會(huì)大量溶解空氣中的氧氣而使管道或定壓罐的內(nèi)壁受到腐蝕,所以空氣定壓方式不宜用在高溫水系統(tǒng)上。如果采用,必須調(diào)節(jié)循環(huán)水的pH值或盡可能減少空氣供給量。3.蒸汽定壓方式 定壓膨脹罐上部設(shè)有蒸汽室,貯存由