第九章 水力計算和水壓圖

供熱工程河北工業(yè)大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備工程系第九章熱水網(wǎng)路的水力計算和水壓圖熱水網(wǎng)路水力計算的主要任務(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，計算管道的壓力損失，3．按已知管道直徑和允許壓力損失，計算或校核管道中的流量。根據(jù)熱水網(wǎng)路水力計算成果，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)水泵的流量和揚程。在網(wǎng)路水力計算基礎(chǔ)上繪出水壓圖，可以確定管網(wǎng)與用戶的連接方式，選擇網(wǎng)路和用戶的自控措施，還可進一步對網(wǎng)路工況，亦即對網(wǎng)路熱媒的流量和壓力狀況進行分析，從而掌握網(wǎng)路中熱媒流動的變化規(guī)律。第九章熱水網(wǎng)路的水力計算和水壓圖第二節(jié)熱水網(wǎng)路水力計算方法和例題第三節(jié)水壓圖的基本概念第四節(jié)熱水網(wǎng)路的水壓圖第五節(jié)補給水泵定壓方式第六節(jié)其他定壓方式第七節(jié)中繼加壓泵站第一節(jié)熱水網(wǎng)路水力計算的基本功能第一節(jié)熱水網(wǎng)路水力計算的基本公式第四章第一節(jié)所闡述的室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)管路水力計算的基本原理，對熱水網(wǎng)路是完全適用的。

如前所述，熱水網(wǎng)路的水流速常大于0.5m/s，它的流動狀況大多處于阻力平方區(qū)。并且絕大多數(shù)都是≥40mm采用希弗林松推薦的公式可以根據(jù)查表來計算相關(guān)的數(shù)值，附錄9-1水力計算圖表是在一定的管壁粗糙度和一定的熱媒密度下編制而成的，如果使用條件與制表條件不符時，應(yīng)對流速、管徑、比摩阻進行相應(yīng)的修正。（1）管道的實際當(dāng)量絕對粗糙度與制表的絕對粗糙度不符，應(yīng)對比摩阻進行修正。式中、——按附錄9-1查出的比摩阻和規(guī)定的值（表中=0.5mm），mm；表9-3值修正系數(shù)和值

——水力計算時采用的實際當(dāng)量絕對粗糙度，mm；

——相應(yīng)情況下的實際比摩阻，Pa/m；——修正系數(shù)。（2）如果熱媒的實際密度與制表的密度不同，但質(zhì)量流量相同，則應(yīng)對表中查出的速度和比摩阻進行修正。、、——附錄9-1中采用的熱媒密度(kg/m3)和在表中查出的比摩阻(Pa/m)和流速(m/s)值；

——水力計算中熱媒的實際密度，kg/m3；、——相應(yīng)于實際條件下的實際比摩阻(Pa/m)和流速(m/s)值。（3）如欲保持表中的質(zhì)量流量和比摩阻不變，而熱媒密度不是而是時，則應(yīng)對管徑進行修正。

——根據(jù)水力計算表的條件下查出的管徑值，m；

——實際密度條件下的管徑值，m。在熱水管網(wǎng)的水力計算中，由于水的密度隨溫度變化很小，實際溫度與編制圖表時的溫度值偏差不大時，可以不必考慮密度不同時的修正。但在蒸汽管網(wǎng)和余壓凝結(jié)水管網(wǎng)中，流體在管中流動，沿程密度變化很大，需按上述公式進行不同密度的修正計算。更為方便的方法是直接按照公式來確定利用計算機來編寫簡單程序?qū)τ诰植孔枇Φ挠嬎?，?jīng)常采用當(dāng)量長度法，即將局部阻力損失折合成相當(dāng)?shù)难爻虛p失。附錄9-2給出了局部阻力系數(shù)和K＝0.5mm時候的局部阻力當(dāng)量長度值。一般來說，管網(wǎng)的設(shè)計常常采用估算法進行估算。當(dāng)量長度可以按照實際長度的百分?jǐn)?shù)來計算：見附錄9-3第二節(jié)熱水網(wǎng)路水力計算方法和例題在進行熱水網(wǎng)路水力計算之前，通常應(yīng)有下列已知資料。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)，熱用戶熱負(fù)荷的大小，熱源的位置以及熱媒的計算溫度等。熱水網(wǎng)路水力計算的方法及步驟如下。

1．確定熱水網(wǎng)路中各個管段的計算流量管段的計算流量就是該管段所負(fù)擔(dān)的各個用戶的計算流量之和，以此計算流量確定管段的管徑和壓力損失。對只有供暖熱負(fù)荷的熱水供暖系統(tǒng)，用戶的計算流量可用下式確定

t/ht/h在按式(9-14)確定計算管段的總設(shè)計流量時，由于整個系統(tǒng)的所有熱水供應(yīng)用戶不可能同時使用，用戶越多，熱水供應(yīng)的全天最大小時用水量越接近于全天的平均小時用水量。因此：對熱水網(wǎng)路的干線。式(9-14)的熱水供應(yīng)設(shè)計熱負(fù)荷Qr’可按熱水供應(yīng)的平均小時熱負(fù)荷Qrp’計算，對熱水網(wǎng)路的支線，當(dāng)用戶有儲水箱時，按平均小時熱負(fù)荷Qrp’計算，對無儲水箱的用戶，按最大小時熱負(fù)荷Qrmax’計算。對具有多種熱用戶的閉式熱水供熱系統(tǒng)，當(dāng)供熱調(diào)節(jié)不按供暖熱負(fù)荷進行質(zhì)調(diào)節(jié)，而采用其它調(diào)節(jié)方式----如在間接連接供暖系統(tǒng)中采用質(zhì)量--流量調(diào)節(jié)，或采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，或采用兩級串聯(lián)或混聯(lián)閉式系統(tǒng)時，熱水網(wǎng)路計算管段的總設(shè)計流量，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)路水流量曲線相疊加，得出某一室外溫度tw下的最大流量值，以此作為計算管段的總設(shè)計流量2．確定熱水網(wǎng)路的主干線及其沿程比摩阻熱水網(wǎng)路水力計算是從主干線開始計算。網(wǎng)路中平均比摩阻最小的一條管線，稱為主干線。在一般情況下，熱水網(wǎng)路備用戶要求預(yù)留的作用壓差是基本相等的，所以通常從熱源到最遠用戶的管線是主干線。根據(jù)《熱網(wǎng)規(guī)范》，在一般的情況下，熱水網(wǎng)路主干線的設(shè)計平均比摩阻，可取30—70Pa／m進行計算。《熱網(wǎng)規(guī)范》建議的數(shù)值，主要是根據(jù)多年來采用直接連接的熱水網(wǎng)路系統(tǒng)而規(guī)定的．對于采用間接連接的熱水網(wǎng)路系統(tǒng)，根據(jù)北歐國家的設(shè)計與運行經(jīng)驗，采用主干線的平均比摩阻值比上述規(guī)定的值高，有達到100Pa／m的。間接連接的熱網(wǎng)主干線的合理平均比摩阻值，有待通過技術(shù)經(jīng)濟分析和運行經(jīng)驗進一步確定。3．確定管徑和比摩阻根據(jù)網(wǎng)路主干線各管段的計算流量和初步選用的平均比摩阻R值利用附錄9-1的水力計算表，確定主干線各管段的標(biāo)準(zhǔn)管徑和相應(yīng)的實際比摩阻。或者利用公式進行計算.4.確定沿程阻力和局部阻力根據(jù)選用的標(biāo)準(zhǔn)管徑和管段中局部阻力的形式，查附錄9—2，確定備管段局部阻力的當(dāng)量長度ld的總和，以及管段的折算長度lzh?；蛘呃酶潘阒笜?biāo)計算局部阻力5．根據(jù)管段的折算長度lzh以及由附錄9—1查到的比摩阻（或計算出來），利用式(9—11)，計算主干線各管段的總壓降。6．主干線水力計算完成后，便可進行熱水網(wǎng)路支干線，支線等水力計算。應(yīng)按支干線、支線的資用壓力確定其管徑，但熱水流速不應(yīng)大于3.5m/s，同時比摩阻不應(yīng)火于300Pa/m(見《熱網(wǎng)規(guī)范》規(guī)定)。規(guī)范中采用了兩個控制指標(biāo)，實質(zhì)上是對管徑DN≥400mm的管道，控制其流速不得超過3.5m/s(尚未達到300Pa／m)，而對管徑DN<400mm的管道，控制其比摩阻不得超過300Pa/m(如對DN50的管子，當(dāng)月=300Pa/m時，流速僅約為0.9m/s)。為消除剩余壓頭，通常在用戶引入口或熱力站處安裝調(diào)壓板、調(diào)壓閥門或流量調(diào)節(jié)器。用于熱水網(wǎng)路的調(diào)壓板，一般用不銹鋼或鉛合金制成。不銹鋼制的調(diào)壓板的厚度，一般為2～3mm。調(diào)壓板通常安裝在供水管上，也可裝在回水管上。這取決于熱水網(wǎng)路的水壓圖狀況。調(diào)壓板的孔徑較小時，易于堵塞，而且調(diào)壓板不能隨意調(diào)節(jié)。近年來，國內(nèi)一些廠家和科研單位生產(chǎn)手動式調(diào)節(jié)閥門，運行效果較好。手動調(diào)節(jié)閥門閥桿的啟升程度，能調(diào)節(jié)要求消除的剩余壓頭值，并對流量進行控制。此外，裝設(shè)自控型的流量調(diào)節(jié)器，自動消除剩余壓頭，保證用戶流量的裝置，目前在國內(nèi)也開始得到應(yīng)用．[例9-1]

某工廠熱水供熱管網(wǎng)平面布置如圖9-1所示。管網(wǎng)中各管段長度、閥門的位置、方形補償器的個數(shù)均已標(biāo)注在圖中。已知管網(wǎng)設(shè)計供、回水溫度=130℃，=70℃。用戶E、F、D的設(shè)計熱負(fù)荷分別為1200kW、1000kW、1300kW。各熱用戶內(nèi)部的阻力損失為=50kPa。試進行該熱水管網(wǎng)的水力計算。某工廠熱水供熱管網(wǎng)平面布置圖[解]：(1)確定各用戶和管網(wǎng)各管段的計算流量熱用戶E，由式(9-27)得用同樣的方法確定熱用戶F、D的計算流量分別為：=14.33t/h，=18.63t/h。(t/h)水力計算表

(2)確定管網(wǎng)主干線并計算

因為各熱用戶內(nèi)部的阻力損失相等，各熱用戶入口要求的壓力差均為50kPa，所以從熱源到最遠用戶D的管線為主干線。管網(wǎng)各管段編號及閥門、補償器設(shè)置見圖。首先，取主干線的平均比摩阻在

=30~70Pa/m范圍內(nèi)，確定主干線各管段的管徑。如管段AB，計算流量=14.33+17.20+18.63=50.16(t/h)，根據(jù)管段AB的計算流量和值的范圍，查附錄9-1可確定管段AB的管徑和相應(yīng)的比摩阻值以及流速得：

d=150mm，=58.19Pa/m，=0.82m/s

管段AB中局部阻力的當(dāng)量長度，可由附錄9-2查得：閘閥1×2.24=2.24(m)

方形補償器4×15.4=61.6(m)

局部阻力當(dāng)量長度之和=2.24+61.6=63.84(m)

管段AB的折算長度=230+63.84=293.84m

管段AB的壓力損失=58.19×293.84=17098.55(Pa)

用相同的方法計算BC段和CD段，計算結(jié)果列于表9-4中。管段BC的局部阻力當(dāng)量長度值如下：管段BCDN=125mm

直流三通1×4.4=4.4m

異徑接頭1×0.44=0.44m

方形補償器3×12.5=37.5m

總當(dāng)量長度=42.34m

管段CD的局部阻力當(dāng)量長度=44.48m，過程略。通過計算可知，主干線的總壓力損失為

=++=17098.55+13362.53+16834.89=47295.97(Pa)(3)各分支線的計算分支線BE與主干線BD并聯(lián)，依據(jù)節(jié)點平衡原理，管段BE的資用壓差為

=+=13362.53+16834.89=30197.42Pa

局部損失與沿程損失的估算比值=0.6（見附錄9-3），則管線平均比摩阻大致可控制為根據(jù)和=17.20t/h，由附錄9-1查得

=80mm，=168.68Pa/m，=0.95m/s管段BE中局部阻力的當(dāng)量長度，由附錄9-2查得:=222.04Pa/m

(3)各分支線的計算分支線BE與主干線BD并聯(lián)，依據(jù)節(jié)點平衡原理，管段BE的資用壓差為

=+=13362.53+16834.89=30197.42Pa

局部損失與沿程損失的估算比值=0.6（見附錄9-3），則管線平均比摩阻大致可控制為根據(jù)和=17.20t/h，由附錄9-1查得

=80mm，=168.68Pa/m，=0.95m/s管段BE中局部阻力的當(dāng)量長度，由附錄9-2查得:=222.04Pa/m

分流三通1×3.82=3.82m

方形補償器2×7.9=15.8m

閘閥2×1.28=2.56m

總當(dāng)量長度=22.18m

管段BE的折算長度=85+22.18=107.18m

管段BE的壓力損失=168.68×107.18=18079.12(Pa)

剩余壓差=－=30197.42－18079.12=12118.3(Pa)，剩余壓力過大，可在用戶入口處安裝調(diào)壓板、調(diào)壓閥門等進行調(diào)節(jié)。用同樣的方法計算管段CF，計算結(jié)果見表9-4。第三節(jié)水壓圖的基本概念通過室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)和熱水網(wǎng)路水力計算的闡述，可以看出：水力計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的壓力(壓頭)值。通過繪制水壓圖的方法，可以清晰地表示出熱水管路中各點的壓力。流體力學(xué)中的伯努和能量方程式是繪制水壓圖的理論基礎(chǔ)。式中——斷面1、2處管中心至基準(zhǔn)面0—0的垂直距離，m；

——斷面1、2處的壓強，Pa；

——斷面1、2處的斷面平均流速，m/s；

——水的密度，Kg/m3；

——重力加速度，m/s2；

——斷面1、2間的水頭損失，mH2O；

——斷面1、2處的動能修正系數(shù)，取（式10-1）

設(shè)有一機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)(圖9-4)，膨脹水箱1連接在循環(huán)水泵2進口側(cè)O點處。如設(shè)其基準(zhǔn)面為O一O，并以縱坐標(biāo)代表供暖系統(tǒng)的高度和測壓管水頭的高度，橫坐標(biāo)代表供暖系統(tǒng)水平干線的管路計算長度，利用前述方法，可在此坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)繪出供暖系統(tǒng)供、回水管的水壓曲線和縱斷面圖。這個圖組成了室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水壓圖。設(shè)膨脹水箱的水位高度為j一j。如系統(tǒng)中不考慮漏水或加熱時水膨脹的影響，即認(rèn)為系統(tǒng)已處于穩(wěn)定狀況，不再發(fā)生變化，因而在循環(huán)水泵運行時，膨脹水箱的水位是不變的。O點處的壓頭(壓力)就等于Hj。(mH2O)。當(dāng)系統(tǒng)工作時，由于循環(huán)水泵驅(qū)動水在系統(tǒng)中循環(huán)流動，A點的測壓管水頭必然高于O點的測壓管水頭，其差值應(yīng)為管段OA的壓力損失值。根據(jù)系統(tǒng)水力計算結(jié)果或運行時的實際壓力損失，同理就可確定B、C、D和E各點的測壓管水頭高度，亦即B’、C’、D’和E’各點在縱坐標(biāo)上的位置。

如順次連連各點的測壓管水頭的頂端，就可組成熱水供暖系統(tǒng)的水壓圖。其中，線JA’代表回水干線的水壓曲線，線B’C’D’代表供水干線的水壓曲線。系統(tǒng)工作時的水壓曲線，稱為動水壓曲線。如以HA’j代表動水壓曲線圖上O、A兩點的測壓管水頭的高度差，亦即水從A點流到O點的壓力損失，同理HB’A’——水流經(jīng)立管BA的壓力損失HD’C’B’——水流經(jīng)供水管的壓力損失；HE’D’——從循環(huán)水泵出口側(cè)到鍋爐出水管段的壓力損失，HjE’——循環(huán)水泵的揚程。利用動水壓曲線，可清晰地看出系統(tǒng)工作對各點的壓力大小。當(dāng)系統(tǒng)循環(huán)水泵停止工作時，整個系統(tǒng)的水壓曲線呈一條水平線。各點的測壓管水頭都相等，其值為HjO。系統(tǒng)中A、B、C、D、E和O點的壓頭分別為HiA、HjB、Hjc、HJD和HjO(mH2O)。系統(tǒng)停止工作時的水壓曲線，稱為靜水壓曲線。

通過上述分析可見，當(dāng)膨脹水箱的安裝高度超過用戶系統(tǒng)的充水高度，而膨脹水箱的膨脹管又連接在靠近循環(huán)水泵進口側(cè)時，就可以保證整個系統(tǒng)，無論在運行或停運時，各點的壓力都超過大氣壓力。這樣，系統(tǒng)中不會出現(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)可靠地運行。由此可見，在機械循環(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，還起著對系統(tǒng)定壓的作用。對熱水供熱(暖)系統(tǒng)起定壓作用的設(shè)備，稱為定壓裝置。膨脹水箱是最簡單的一種定壓裝置。熱水供熱(暖)系統(tǒng)水壓曲線的位置，取決于定壓裝置對系統(tǒng)施加壓力的大小和定壓點的位置。采用膨脹水箱定壓的系統(tǒng)各點壓力，取決于膨脹水箱安裝高度和膨脹管與系統(tǒng)的連接位置。

如將膨脹水箱連接在熱水供暖系統(tǒng)的供水干管上(見圖9—5)，則系統(tǒng)的水壓曲線位置與圖9—4不同，而成為圖9—5所示的位置。此時，整個系統(tǒng)各點的壓力都降低了。同時，如供暖系統(tǒng)的水平供水干管過長，阻力損失較大，則有可能在千管上出現(xiàn)負(fù)壓由于這個原因，從安全運行角度出發(fā)，在機械循環(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)的回水千管上。

對于自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)，由于系統(tǒng)的循環(huán)作用壓頭小，水平供水干管的壓力損失只占一部分，膨脹水箱水位與水平供水干線的標(biāo)高差，往往足以克服水平供水千管的壓力損失，不會出現(xiàn)負(fù)壓現(xiàn)象，所以可將膨脹水箱連接在供水千管上。

利用膨脹水箱安裝在用戶系統(tǒng)的最高處來對系統(tǒng)定壓的方式，稱為高位水箱定壓方式。高位水箱定壓方式的設(shè)備簡單，工作安全可靠。它是機械循環(huán)低溫水供暖系統(tǒng)最常用的定壓方式。對于工廠或街區(qū)的集中供熱系統(tǒng)，特別是采用高溫水的供熱系統(tǒng)，由于系統(tǒng)要求的壓力高，以及往往難以在熱源或靠近熱源處安裝比所有用戶都高并保證高溫水不汽化的膨脹水箱來對系統(tǒng)定壓，因此往往需要采用其它的定壓方式。最常用的方式是利用壓頭較高的補給水泵來代替膨脹水箱定壓。

首頁第四節(jié)熱水網(wǎng)路的水壓圖水壓圖的作用：在設(shè)計階段必須對整個網(wǎng)路的壓力狀況有個整體的考慮。因此，通過繪制熱水網(wǎng)路的水壓圖，用以全面地反映熱網(wǎng)和各熱用戶的壓力狀況，并確定保證使它實現(xiàn)的技術(shù)措施。在運行中，通過網(wǎng)路的實際水壓圖，可以全面地了解整個系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中或出現(xiàn)故障時的壓力狀況，從而揭露關(guān)鍵性的矛盾和采取必要的技術(shù)措施，保正安全運行。此外，各個用戶的連接方式以及整個供熱系統(tǒng)的自控調(diào)節(jié)裝置，都要根據(jù)網(wǎng)路的壓力分布或其波動情況來選定，即需要以水壓圖作為這些工作的決策依據(jù)。一、熱水網(wǎng)路壓力狀況的基本技術(shù)要求

熱水供熱系統(tǒng)在運行或停止運行時，系統(tǒng)內(nèi)熱媒的壓力必須滿足下列基本技術(shù)要求：1.不超壓2.不倒空3.不汽化4.網(wǎng)路回水管內(nèi)任何一點的壓力，都應(yīng)比大氣壓力至少高出5mH2O，以免吸入空氣5.在熱水網(wǎng)路的熱力站或用戶引入口處，供、回水管的資用壓差，應(yīng)滿足熱力站或用戶所需的作用壓頭二.繪制熱水網(wǎng)路水壓圖的步驟和方法

根據(jù)上面對水壓圖的基本要求，下面以一個連接著四個供暖熱用戶的高溫水供熱系統(tǒng)為例，闡明繪制水壓圖的步驟和方法。1.建立坐標(biāo)軸：以網(wǎng)路循環(huán)水泵的中心線的高度(或其它方便的高度)為基準(zhǔn)面，在縱坐標(biāo)上按一定的比例尺作出標(biāo)高的刻度(如圖9-6上的0-y)。沿基準(zhǔn)面在橫坐標(biāo)上按一定的比例尺作出距離的刻度(如圖9-6上的0-x)。按照網(wǎng)路上的各點和各用戶從熱源出口起沿管路計算的距離，在o-x軸上相應(yīng)點標(biāo)出網(wǎng)路相對于基準(zhǔn)面的標(biāo)高和房屋高度。各點網(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。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，網(wǎng)路上各點的測壓管水頭的連接線。它是一條水平的直線。靜水壓曲線的高度必須滿足下列的技術(shù)要求。

(1)與熱水網(wǎng)路直接連接的供暖用戶系統(tǒng)內(nèi)，底層散熱器所承受的靜水壓力應(yīng)不超過散熱器的承壓能力。

(2)熱水網(wǎng)路及與它直接連接的用戶系統(tǒng)內(nèi)，不會出現(xiàn)汽化或倒空。3．選定回水管的動水壓曲線的位置。在網(wǎng)路循環(huán)水泵運轉(zhuǎn)時，網(wǎng)路回水管各點的測壓管水頭的連接線，稱為回水管動水壓曲線。在熱水網(wǎng)路設(shè)計中，如預(yù)先分析在選用不同的主干線比摩阻情況下網(wǎng)路的壓力狀況時，可根據(jù)給定的比摩阻值和局部阻力所占的比例，確定一個平均比壓降(每米管長的沿程損失和局部損失之和)，亦即確定回水管動水壓的坡度，初步繪制回水管動水壓線。如已知熱水網(wǎng)路水力計算結(jié)果，則可按各管段的實際壓力損失，確定回水管動水壓線?；厮艿膭铀畨壕€的位置，應(yīng)滿足下列要求。1.回水管動水壓曲線應(yīng)保證所有直接連接的用戶系統(tǒng)不倒空和網(wǎng)路上任何一點的壓力不應(yīng)低于50kPa(5mH2O)的要求。這是控制回水管動水壓曲線最低位置的要求。2.認(rèn)為用戶系統(tǒng)底層散熱器所承受的壓力就是熱網(wǎng)回水管在用戶引入口的出口處的壓力4．選定供水管動水壓曲線的位置：在網(wǎng)路循環(huán)水泵運轉(zhuǎn)時，網(wǎng)路供水管內(nèi)各點的測壓管水頭連接線，稱為供水管動水壓曲線。同理，供水管動水壓曲線沿著水流方向逐漸下降，它在每米管長上降低的高度反映了供水管的比壓降值。供水管動水壓曲線的位置，應(yīng)滿足下列要求。(1)網(wǎng)路供水干管以及與網(wǎng)路直接連接的用戶系統(tǒng)的供水管中，任何一點都不應(yīng)出現(xiàn)汽化。(2)在網(wǎng)路上任何一處用戶引入口或熱力站的供、回水管之間的資用壓差，應(yīng)能滿足用戶引入口或熱力站所要求的循環(huán)壓力。這兩個要求實質(zhì)上就是限制著供水管動水壓線的最低位置三、用戶系統(tǒng)的壓力狀況和與熱網(wǎng)連接方式的確定當(dāng)熱水網(wǎng)路水壓圖的水壓線位置確定后，就可以確定用戶系統(tǒng)與網(wǎng)路的連接方式及其壓力狀況。用戶系統(tǒng)1：它是一個低溫水供暖的熱用戶(外網(wǎng)110℃水經(jīng)與回水混合后再進入用戶系統(tǒng))。從水壓圖可見，在網(wǎng)路循環(huán)水泵停運時，靜水壓線對用戶1滿足不汽化和不倒空的技術(shù)要求。1)不會出現(xiàn)汽化。在用戶系統(tǒng)1，110℃高溫水可能達到的最高點，在標(biāo)高+2m處。該點壓力，超過該點水溫下的汽化壓力。(2)不會出現(xiàn)倒空。用戶系統(tǒng)的充水高度僅在標(biāo)高19m處，低于靜水壓線。設(shè)用戶1的資用壓頭△H1=10mH2O，而用戶系統(tǒng)1的壓力損失只有1mH2O。在此情況下，可以考慮采用水噴射器的連接方式。這種形式比較適用于單個建筑。如假設(shè)用戶系統(tǒng)1的壓力損失較大，假設(shè)△Hj=3mH20，網(wǎng)路供、回水的資用壓差，不足以保證水噴射器使水混合后提供足夠的作用壓頭，此時就要采用混合水泵的連接方式。這種方式可用于多個建筑。用戶系統(tǒng)2：它是一個高層建筑的低溫水供暖的熱用戶。前已分析，為使作用在其它用戶的散熱器的壓力不超過允許壓力，對用戶2采用間接連接。在本例中，用戶系統(tǒng)2與熱網(wǎng)連接處供、回水的壓差為10mH2O。如水-水換熱器的設(shè)計壓力損失4mH2O，此時只需將進入用戶2的供水管用閥門節(jié)流，使閥門后的水壓線標(biāo)高下降到39m處，即可滿足設(shè)計工況的要求。供暖用戶系統(tǒng)的水壓圖示意圖也在圖9—7(c)示出。在本例給定的水壓圖條件下，如在設(shè)計或運行上采取一些措施，用戶2也可考慮與網(wǎng)路直接連接。在設(shè)計用戶入口時，在用戶2的回水管上安裝一個“閥前”壓力調(diào)節(jié)閥，在供水管上安裝止回閥。當(dāng)回水管的壓力作用在閥瓣上的力超過彈簧的平衡拉力時，閥孔才能開啟。彈簧的選用拉力要大干局部系統(tǒng)靜壓力3—5mH2O。因此，保證用戶系統(tǒng)不會出現(xiàn)倒空。當(dāng)網(wǎng)路循環(huán)水泵停止運行時，彈簧的平衡拉力超過用戶系統(tǒng)的水靜壓力，就將閥瓣拉下，閥孔關(guān)閉，它與安裝在供水管上的止回閥一起將用戶系統(tǒng)2與網(wǎng)路截斷用戶系統(tǒng)3。它位于地勢最低點。在循環(huán)水泵停止工作時，靜水壓線j－j的位置不會使底層散熱器壓壞。底層散熱器承受的壓力為23-(-7)＝30mH2O。但在運行工況時，用戶系統(tǒng)3處的回水管壓力為35-(-7)=42mH2O，超過了一般鑄鐵散熱器所允許承受的壓力。為此，用戶系統(tǒng)3入口的供水管要節(jié)流。如在本例中，從安全角度出發(fā)，進入用戶系統(tǒng)3供水管的測壓管水頭要下降到標(biāo)高33m處。這么一來，用戶系統(tǒng)的作用壓頭不但不足，反而成為負(fù)值了。因此要在用戶入口的回水管上安裝水泵，抽引用戶系統(tǒng)的回水，壓入外網(wǎng)去。用戶系統(tǒng)回水泵加壓的連接方式，主要用在網(wǎng)路提供用戶或熱力站的資用壓頭，小于用戶或熱力站所要求的壓力損失的場合。這種情況常出現(xiàn)在熱水網(wǎng)路末端的一些用戶或熱力站上。因為當(dāng)熱水網(wǎng)路上連接的用戶熱負(fù)荷超過設(shè)計負(fù)荷，或網(wǎng)路沒有很好地進行初調(diào)節(jié)時，末端一些用戶或熱力站很容易出現(xiàn)作用壓頭不足的情況。此外，當(dāng)利用熱水網(wǎng)路再向一些用戶供暖時(例如工廠的回水再向生活區(qū)供暖，這種方式也稱為“回水供暖”)，也多需用回水泵加壓的方式。在實踐中，利用用戶或熱力站的回水泵加壓的方式，往往由于選擇水泵的流量或揚程過大，影響鄰近熱用戶的供熱工況，形成網(wǎng)路的水力失調(diào)(見第十章所述)。因而需要慎重考慮和正確選擇回水加壓泵的流量和揚程。

用戶系統(tǒng)4。它是一個高溫水供暖的用戶。網(wǎng)路提供用戶的資用壓頭如大于用戶所需，則只要在用戶4入口的供水管上節(jié)流，使進入用戶的供水管測壓管水頭標(biāo)高降到35+5=40m處，就可滿足對水壓圖的一切要求，達到正常運行。四、熱水網(wǎng)路循環(huán)水泵的選擇

網(wǎng)路循環(huán)水泵流量的確定。對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)計流量值，作為選擇的依據(jù)。對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)路的總最大設(shè)計流量，亦即網(wǎng)路循環(huán)水泵的流量，選擇循環(huán)水泵時，應(yīng)注意：1．循環(huán)水泵的流量一揚程特性曲線(G－H線)，在水泵工作點附近應(yīng)比較平緩，以便當(dāng)網(wǎng)路水力工況發(fā)生變化時，循環(huán)水泵的揚程變化較小。一般單級水泵特性曲線比較平緩，宜選用單級水泵作為循環(huán)水泵用。2．循環(huán)水泵的承壓、耐溫能力應(yīng)與熱網(wǎng)的設(shè)計參數(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℃。如安裝在熱網(wǎng)供水管上，則必需采用耐高溫的R型熱水循環(huán)水泵。3．循環(huán)水泵的工作點應(yīng)在水泵高效工作范圍內(nèi)。4．循環(huán)水泵的臺數(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)水泵的臺數(shù)不得少于2臺，其中一臺備用。當(dāng)四臺或四臺以上水泵并聯(lián)運行時，可不設(shè)置備用水泵。系統(tǒng)采用中央質(zhì)調(diào)節(jié)時，宜選用相同的水泵型號并聯(lián)工作。當(dāng)熱水供熱系統(tǒng)采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)時．各階段的流量和揚程不同。為更多地節(jié)約電能，宜選用揚程和流量不等的泵組。對具有熱水供應(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)方式供熱，宜選用變速水泵，以適應(yīng)網(wǎng)路流量和揚程的變化。5．當(dāng)多臺水泵并聯(lián)運行時，應(yīng)繪制水泵和熱網(wǎng)水力特性曲線，確定其工作點，進行水泵選擇。第五節(jié)補給水泵定壓方式補給水泵定壓方式是目前國內(nèi)集中供熱系統(tǒng)最常用的一種定壓方式。補給水泵定壓方式主要有三種形式：1．補給水泵連續(xù)補水定壓方式，2．補給水泵間歇補水定壓方式，3．補給水泵補水定壓點設(shè)在旁通管處的定壓方式。圖9—9所示是補給水泵連續(xù)補水定壓方式的示意圖。定壓點設(shè)在網(wǎng)路循環(huán)水泵的吸入端。利用壓力調(diào)節(jié)閥保持定壓點恒定的壓力。目前壓力調(diào)節(jié)閥多采用直接作用式壓力調(diào)節(jié)閥。圖9一10所示是由薄膜杠桿、重錘和調(diào)節(jié)閥組成的直接作用“閥后式”，壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)網(wǎng)路水加熱膨脹，或網(wǎng)路漏水量小于補給水量以及其它原因使定壓點的壓力升高時，作用在調(diào)節(jié)閥膜室上的壓力增大，克服重錘所產(chǎn)生的壓力后，閥芯向下移動，閥孔流動截面減小，補給水量減少，直到閥后壓力等于定壓點控制的壓力值為止。相反過程的作用原理相同，同樣可使閥孔流動截面增大，增加補給水量，以維持定壓點的壓力。圖9-11所示是補給水泵間歇補水定壓方式的示意圖。補給水泵2的啟動和停止運行是由電接點式壓力表6的表盤上的觸點開關(guān)控制的。壓力表6的指針到達相當(dāng)于HA的壓力時，補給水泵停止運行，當(dāng)網(wǎng)路循環(huán)水泵的吸入口壓力下降到HA’的壓力時，補給水泵就重新啟動補水。這樣，網(wǎng)路循環(huán)水泵吸入口處壓力保持在HA和HA’之間的范圍內(nèi)。間歇補水定壓方式要比連續(xù)補水定壓方式少耗一些電能，設(shè)備簡單。但其動水壓曲線上下波動，不如連續(xù)補水方式穩(wěn)定。通常取HA和HA’之間的波動范圍為5mH2O左右，不宜過小，否則觸點開關(guān)動作過于頻繁而易于損壞。間歇補水定壓方式宜使用在系統(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I對于系統(tǒng)規(guī)模較大、供水溫度較高的供熱系統(tǒng)，應(yīng)采用連續(xù)補水定壓方式。上述兩種補水定壓方式，其定壓點都設(shè)在網(wǎng)路循環(huán)水泵的吸入端。從圖9—6的水壓圖可見，網(wǎng)路運行時，動水壓曲線都比靜水壓曲線高。對大型的熱水供熱系統(tǒng)，為了適當(dāng)?shù)亟档途W(wǎng)路的運行壓力和便于調(diào)節(jié)網(wǎng)路的壓力工況，可采用定壓點設(shè)在旁通管的連續(xù)補水定壓方式1.適當(dāng)?shù)亟档瓦\行時的動水壓曲線，網(wǎng)路循環(huán)水泵吸入端么點的壓力低于定壓J的靜壓力。2.靠調(diào)節(jié)旁通管上的兩個閥門m和n的開啟度，可控制網(wǎng)路的動水壓曲線升高或降低3.改變所要求的靜壓力線的高度，可通過調(diào)整壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)的彈簧彈性力或重錘平衡力來實現(xiàn)利用旁通管定壓點連續(xù)補水定壓方式，對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行壓力，具有較大的靈活性。但旁通管不斷通過網(wǎng)路水，網(wǎng)路循環(huán)水泵的計算流量，要包括這一部分流量。循環(huán)水泵流量的增加將多消耗些電能。補水水泵的流量

在閉式熱水供熱系統(tǒng)中，采用上述的補給水泵定壓時，補給水泵的流量，主要取決于整個系統(tǒng)的滲漏水量。系統(tǒng)的滲漏水量與供熱系統(tǒng)的規(guī)模、施工安裝質(zhì)量和運行管理水平有關(guān)，難以有準(zhǔn)確的定量數(shù)據(jù)。目前《熱網(wǎng)規(guī)范》規(guī)定t閉式熱水網(wǎng)路的補水率，不宜大于總循環(huán)水量的l％。但在選擇補給水泵時，整個補水裝置和補給水泵的流量，應(yīng)根據(jù)供熱系統(tǒng)的正常補水量和事故補水量來確定，一般取正常補水量的4倍計算。對開式熱水供熱系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)熱水供應(yīng)最大設(shè)計流量和系統(tǒng)正常補水量之和確定。補給水泵的揚程根據(jù)保證水壓圖水靜壓線的壓力要求來確定。閉式熱水供熱系統(tǒng)的補給水泵的臺數(shù)，宜選用兩臺，可不設(shè)備用泵，正常時一臺工作，事故時兩臺全開。綜上所述，利用補給水泵定壓方式，設(shè)備簡單，容易實現(xiàn)，是目前國內(nèi)集中供熱系統(tǒng)中最普遍的一種定壓方式。但補給水泵定壓方式的可靠性完全依賴于電源，所以在工程實踐中，還有采用蒸汽或惰性氣體定壓的方式。第六節(jié)中繼加壓泵站當(dāng)供熱區(qū)域地形復(fù)雜、供熱距離很長．或因原有熱水網(wǎng)路擴建等原因，如只在熱源處設(shè)置網(wǎng)路循環(huán)水泵和補給水泵，往往準(zhǔn)以滿足網(wǎng)路和大多數(shù)用戶壓力工況的要求時。在此情況下，就需要在網(wǎng)路供水或回水管上設(shè)置中繼加壓泵站，甚至需要設(shè)置兩個或兩個以上的補水定壓點，才能使其壓力工況滿足要求。圖9－13(a)是一個供熱距離很長的網(wǎng)路。由于供熱距離過遠，網(wǎng)路后部的回水千管的動水壓曲線過高(見圖中虛線所示)，會使后部的用戶承受超過散熱器所能承受的壓力。如在網(wǎng)路回水干管上設(shè)置回水加壓泵站，就可使后部用戶承受的壓力降低到允許范圍內(nèi)

圖9—13(6)是原有熱水網(wǎng)路擴建的例子。由于擴建按入了許多用戶，網(wǎng)路流量增大，在管徑不改變情況下，網(wǎng)路的動水壓曲線坡度增大，后部網(wǎng)路的用戶的資用壓頭和流量就顯得不足了。這可根據(jù)具體情況，在供水干管、回水干管、或者在供，回水干管上設(shè)置加壓水泵來解決圖9一14是一個地形高差懸殊，熱源位于高處的例子。如果不在網(wǎng)路回水干管上設(shè)置加壓水泵，網(wǎng)路的動水壓曲線將如圖中虛線所示。在網(wǎng)路后部、位于低處的用戶，將承受很高的壓力，甚至超過散熱設(shè)備的承壓能力。圖中實線表示在網(wǎng)路回水干管上設(shè)置了加壓水泵的動水壓曲線。圖9－15是一個地形高差懸殊、熱源位于低處的例子。圖中虛線表示沒有在供水干管設(shè)置加壓水泵的水壓圖。此時，供水干管出口處壓力高，前面網(wǎng)路回水管動水壓曲線也很高，有可能使前面網(wǎng)路的用戶超壓。如在供水于管上設(shè)置加壓水泵，同時，順著地勢特點，在回水干管上設(shè)置“閥前”壓力調(diào)節(jié)器8，則其動水座曲線將如圖上實線所示。HotTipHowdoIincorporatemylogotoaslidethatwillapplytoalltheotherslides?Onthe[View]menu,pointto[Master],andthenclick[SlideMaster]or[NotesMaster].Changeimagestotheoneyoulike,thenitwillapplytoalltheotherslides.

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