【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 長(zhǎng)度為 Ld=管段支2的折算長(zhǎng)度 Lzh=+=管段支2的壓力損失 =9236Pa由于9236Pa35839Pa，為保證管線正常壓力，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)閥分壓。用同樣的方法，可計(jì)算支線線的其余管段。確定其管徑和壓力損失。 一級(jí)網(wǎng)支線局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)算表管段編號(hào)彎頭（單縫焊接）三通閥門(mén)異徑接頭套筒（管）補(bǔ)償器支11直通1113支2分支12表44 一級(jí)網(wǎng)支線管段水力計(jì)算表管段編號(hào)計(jì)算負(fù)荷 Q（kW）計(jì)算流量 G（t/h）管段長(zhǎng)度 L（m）公稱直徑 DN（mm）流速 v（m/s）比摩阻R（Pa/m）當(dāng)量長(zhǎng)度Ld（m）折算長(zhǎng)度Lzh（m）壓力損失 ΔP（Pa）一級(jí)網(wǎng)支管計(jì)算表支130050247支22009236 二級(jí)網(wǎng)水力計(jì)算實(shí)例二級(jí)網(wǎng)的水力計(jì)算與一級(jí)網(wǎng)基本相同，主要區(qū)別為：二級(jí)網(wǎng)隸屬于街區(qū)，其經(jīng)濟(jì)比摩阻為60～100Pa/m；局部阻力折算長(zhǎng)度用局延比（局部阻力損失與沿程阻力損失的估算比值）進(jìn)行計(jì)算。 二級(jí)網(wǎng)3號(hào)熱力站水力計(jì)算草圖最不利線的計(jì)算主干1：計(jì)算流量為各個(gè)熱用戶流量的總和t/h使用鴻業(yè)水力計(jì)算器求得二級(jí)網(wǎng)主干1對(duì)應(yīng)的管徑、比摩阻及流速。DN=350mm；R=；v=。管段主干1的折算長(zhǎng)度 =（1+）=管段主干1的壓力損失 =12401Pa同樣的算法可以確定二級(jí)網(wǎng)各個(gè)主干線的管徑與壓力損失。 3號(hào)熱力站二級(jí)網(wǎng)水力計(jì)算表管段編號(hào)計(jì)算負(fù)荷 Q（kW）計(jì)算流量 G（t/h）管段長(zhǎng)度 L（m）公稱直徑 DN（mm）流速 v（m/s）比摩阻R（Pa/m）當(dāng)量長(zhǎng)度Ld（m）折算長(zhǎng)度Lzh（m）壓力損失 ΔP（Pa）累計(jì)損失 ΣP（Pa）二級(jí)網(wǎng)三號(hào)熱力站計(jì)算表（經(jīng)濟(jì)比摩阻為60~100Pa/m）主干13501240175039主干23001642062638主干33001168646218主干4250792034532主干52501039626612主干62001108416216主干720051325132支線的水力計(jì)算對(duì)支1（62號(hào)）線為例進(jìn)行二級(jí)網(wǎng)支線計(jì)算。支1的資用壓力為： Pa設(shè)局部阻力損失與沿程損失估算比值=，則比摩阻大致應(yīng)控制為：Pa/m400。根據(jù)和=，通過(guò)鴻業(yè)水力計(jì)算器得支2對(duì)應(yīng)的管徑、比摩阻及流速DN=100mm；R=；v=。依次計(jì)算二級(jí)網(wǎng)各支線管段；水力計(jì)算見(jiàn)表 。 二級(jí)網(wǎng)3號(hào)換熱站支線水力計(jì)算表管段編號(hào)計(jì)算負(fù)荷 Q（kW）計(jì)算流量 G（t/h）管段長(zhǎng)度 L（m）公稱直徑 DN（mm）流速 v（m/s）比摩阻R（Pa/m）當(dāng)量長(zhǎng)度Ld（m）折算長(zhǎng)度Lzh（m）壓力損失 ΔP（Pa）支11003447支21252970支310030356支41258984支512519948支620023639其他換熱站下的二級(jí)網(wǎng)水力計(jì)算表參見(jiàn)附錄1。 水壓圖熱水網(wǎng)路設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，常常以水壓圖的形式表示出系統(tǒng)各點(diǎn)壓力大小和分布情況。如供暖區(qū)域的地形，室外熱力管網(wǎng)連接的各用戶室內(nèi)系統(tǒng)的高度、循環(huán)輸泵的揚(yáng)程以及全部管網(wǎng)、用戶系統(tǒng)的壓力損失等，都直接影響水壓圖的變化。 水壓圖的作用繪制水壓圖可以較為全面地反映熱網(wǎng)和各熱用戶的壓力狀況，并確定使其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)措施。在運(yùn)行中，通過(guò)熱水管路的實(shí)際水壓圖，可以全面地了解整個(gè)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中或出現(xiàn)故障時(shí)的壓力狀況，從而發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵性的矛盾和采取必要的技術(shù)措施，保證管網(wǎng)的安全運(yùn)行。 水壓圖繪制滿足的基本技術(shù)要求熱水全年供熱系統(tǒng)在運(yùn)行或停止運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)熱媒的壓力必須滿足下列基本技術(shù)要求：管網(wǎng)最高點(diǎn)的水不會(huì)被汽化，并應(yīng)有30~50kPa的富裕壓力[6]。當(dāng)水溫超過(guò)100℃時(shí)，壓力不應(yīng)低于該水溫下的汽化壓力和富裕壓力之和。水溫在100~150℃。 不同水溫下的汽化壓力水溫/℃100110120130140150汽化壓力/kPa0不應(yīng)使低點(diǎn)的用熱設(shè)備破裂。目前國(guó)內(nèi)散熱器允許壓力如下：鑄鐵散熱器 ；鋼排管散熱器 ；鋼制板式換熱器 ~。當(dāng)循環(huán)水泵工作時(shí)，供水管網(wǎng)任何一點(diǎn)的壓力都應(yīng)滿足上述要求。當(dāng)循環(huán)水泵工作時(shí)，回水管網(wǎng)任何一點(diǎn)的壓力，不應(yīng)低于50kPa，且不應(yīng)超過(guò)直接連接用戶的系統(tǒng)的允許壓力值。供、回水管網(wǎng)的壓差，應(yīng)滿足用戶系統(tǒng)所需要的壓頭或設(shè)備阻力損失。常用設(shè)備所需的壓頭推薦值為[2]：水水加熱器系統(tǒng) 100kPa；供暖系統(tǒng) ≤20kPa；除污器阻力 10~150kPa。 水壓圖繪制實(shí)例本例以二級(jí)網(wǎng)3號(hào)熱力站為例。有兩種繪制方法：根據(jù)給定的比摩阻值和局部阻力所占的比例，確定一個(gè)平均比壓降，亦即確定回水管動(dòng)水壓的坡度，初步繪制回水管動(dòng)水壓線；已知熱水網(wǎng)路水力計(jì)算結(jié)果，可按各管段的實(shí)際壓力損失，確定回水管動(dòng)水壓線。本例采用第二種。先畫(huà)出OX、OY坐標(biāo)軸，OX橫坐標(biāo)表示距離m，OY縱坐標(biāo)表示高度m、O點(diǎn)為循環(huán)水泵的入口高度。隨后將建筑物同換熱站的直線段、分值段的距離，地面標(biāo)高和建筑物高度標(biāo)示在圖上，詳細(xì)圖見(jiàn)圖紙RS07。靜水壓線≥（地面標(biāo)高+最高建筑物標(biāo)高+汽化壓力+富裕壓力）max。地面設(shè)為平坦，標(biāo)高為0；最高建筑物為用戶56號(hào)（圖書(shū)館）標(biāo)高30m；二級(jí)網(wǎng)供水溫度為80℃，汽化壓力為0；富裕壓力為3～5m。所以靜水壓線為35m?；厮軇?dòng)水壓線，為n段管線的壓力損失；為第n段管線的壓力損失；取靜水壓線的高度。，所以主干1和支6的交點(diǎn)高度為35+=；，+=。其余以此類推。最不利用戶的資用壓差（用戶的內(nèi)部阻力）為5～10 m，本設(shè)計(jì)最不利用戶為59號(hào)（醫(yī)學(xué)教學(xué)樓）的資用壓差取6m。供水管動(dòng)水壓線計(jì)算方法同回水管的一樣（設(shè)定供回水壓降相等）。最后累加。站內(nèi)損失在本次設(shè)計(jì)只包括水一水加熱器（10m）和供暖系統(tǒng)（2m）共計(jì)12m。 3號(hào)熱力站水壓圖示意 本章小結(jié)水力計(jì)算是完美體現(xiàn)自然科學(xué)通過(guò)數(shù)學(xué)規(guī)律對(duì)現(xiàn)實(shí)生活進(jìn)行規(guī)劃的工具。水力計(jì)算是一切供熱工程后續(xù)工作的科學(xué)依據(jù)。所以合理科學(xué)的水力計(jì)算是值得每一位建環(huán)人不懈追求。具體的枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)的計(jì)算程序是不太一樣的。本次設(shè)計(jì)僅體現(xiàn)了枝狀管網(wǎng)的設(shè)計(jì)方法。這在實(shí)際工程中是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，為此還要加大對(duì)環(huán)狀管網(wǎng)的學(xué)習(xí)。第5章 水力工況 水力工況基本原理 管網(wǎng)特性曲線在供熱管網(wǎng)中，水流狀態(tài)大多處于阻力平方區(qū)。于是，流體的壓力損失與相關(guān)流量遵從二次冪的關(guān)系。 （）式中 ——網(wǎng)路計(jì)算管道的壓降，Pa； ——網(wǎng)路計(jì)算管道水流量，m179。/h； ——網(wǎng)路計(jì)算管道的阻抗，Pa/(m179。/h)2； ——網(wǎng)路計(jì)算管道的比摩阻，Pa/m； 、——網(wǎng)路計(jì)算管道的長(zhǎng)度和局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度，m。熱水網(wǎng)路可以想象成電路一樣，有許多的串聯(lián)管段和并聯(lián)管段組成的。串聯(lián)管線，總阻抗為串聯(lián)管線阻抗之和，如公式（）。 （）式中 ——串聯(lián)管線的總阻抗； ——各串聯(lián)管線的阻抗。并聯(lián)管線，總阻抗的平方根倒數(shù)為并聯(lián)管線阻抗平方根倒數(shù)之和，如公式（）。 （）式中 ——并聯(lián)管線的總阻抗； ——各并聯(lián)管線的阻抗。根據(jù)上述計(jì)算方法，可以逐次的計(jì)算整個(gè)熱水網(wǎng)路最不利環(huán)路的總阻抗值。所以供熱管網(wǎng)最不利環(huán)路的總阻力為。 循環(huán)水泵流量揚(yáng)程特性曲線及其方程熱網(wǎng)循環(huán)水泵的流量與揚(yáng)程遵從的函數(shù)關(guān)系可表示為，一般水泵的實(shí)際特性曲線有水泵廠家來(lái)提供。出于定量分析供熱系統(tǒng)水力工況的變化，可以用代數(shù)方法來(lái)描述，本次采用插入法建立特性曲線方程。從廠家樣本中讀取若干組流量與揚(yáng)程的數(shù)據(jù)。流量數(shù)據(jù)為：對(duì)應(yīng)流量的揚(yáng)程為：根據(jù)上述數(shù)組，采取差值方法得出流量和揚(yáng)程的代數(shù)方程如公式（）： （）式中 ——循環(huán)水泵的流量； ——循環(huán)水泵的揚(yáng)程；——性能曲線的相關(guān)系數(shù)。當(dāng)樣本數(shù)據(jù)數(shù)n=3，由拉格朗日二次插值公式得出式（）的系數(shù)： 水力工況的分析與計(jì)算 管網(wǎng)特性曲線的確定本次以3號(hào)換熱站（熱力站）的二級(jí)網(wǎng)為例進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的流量與壓降求得網(wǎng)路干管（包括供回水管）和個(gè)熱用戶（支線）的阻抗S。對(duì)59用戶（主干7）。179。/h（熱水密度設(shè)定為1000kg/m179。），壓力損失為5132Pa，根據(jù)式（）= Pa/(m179。/h)178。 3號(hào)熱力站用戶流量圖同理能夠求出管路干管和各熱用戶的阻抗S。 網(wǎng)路阻抗計(jì)算表網(wǎng)路干管主干1主干2主干3主干4主干5主干6主干7壓力損失ΔP(Pa)124011642011686792010396110845132流量V（m179。/h）160阻抗S[Pa/(m179。/h)178。]熱用戶56（支6）58（支5）57（支4）60（支3）61（支2）62（支1）59壓力損失ΔP(Pa)2363919948898430356297034475132流量V（m179。/h）阻抗S[Pa/(m179。/h)178。]計(jì)算管線的總阻抗S。先計(jì)算最遠(yuǎn)點(diǎn)，再逐次先前計(jì)算最后得到總阻抗。用戶59和用戶62并聯(lián)，根據(jù)，所以S=。用戶59和用戶62總阻抗與主干6為串聯(lián)，根據(jù)。所以=。反復(fù)應(yīng)用式（）和（）求出管線的總阻抗S=。管網(wǎng)特性曲線為 Pa 或者 m。 循環(huán)水泵的性能曲線的確定。選取沈陽(yáng)第一工業(yè)泵廠的12Sh13的樣本數(shù)據(jù)。流量數(shù)據(jù)為：對(duì)應(yīng)流量的揚(yáng)程為： 水泵標(biāo)準(zhǔn)性能數(shù)據(jù)圖代入式（）得到循環(huán)水泵性能曲線性 m 水泵與管網(wǎng)聯(lián)合特性曲線。 聯(lián)合特性曲線A、C點(diǎn)為單臺(tái)循環(huán)水泵在管網(wǎng)中的狀態(tài)點(diǎn)，B、D點(diǎn)為兩臺(tái)并聯(lián)水泵在管網(wǎng)中的狀態(tài)點(diǎn)。A點(diǎn)所處狀態(tài)點(diǎn)為（,），B點(diǎn)所處狀態(tài)點(diǎn)為（,），C點(diǎn)所處狀態(tài)點(diǎn)為（,），D點(diǎn)所處狀態(tài)點(diǎn)為（,）。經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)管網(wǎng)阻抗及水泵運(yùn)行狀態(tài)的最佳工作點(diǎn)（,）可以處在ABCD之間。用來(lái)滿足運(yùn)行需要。 水力工況的穩(wěn)定性提高供熱管網(wǎng)水力穩(wěn)定性的方法：相對(duì)的減少網(wǎng)路干管的壓力損失。所謂的減少干管的壓力損失，就是要適當(dāng)?shù)氖垢晒艿墓軓阶兇?，即選用較小的比摩阻。增大熱源附近的干管管徑，對(duì)提高水力穩(wěn)定性的作用非常明顯。相對(duì)的增大用戶系統(tǒng)的壓力損失。增大用戶系統(tǒng)的壓力損失的方法主要為安裝高阻力小管徑的閥門(mén)、調(diào)節(jié)閥等。 本章小結(jié)本次的創(chuàng)新想法，也體現(xiàn)在將水力工況單獨(dú)以章的形式提出。水力工況的分析會(huì)為我們及時(shí)的將管網(wǎng)反饋的信息進(jìn)行處理，大大提高管網(wǎng)與泵問(wèn)題處理的效率。也為實(shí)際運(yùn)行監(jiān)控設(shè)置提供了依據(jù)。在涉及到確定網(wǎng)—泵聯(lián)合運(yùn)行的最佳工作點(diǎn)的選擇，提供了解決辦法。這也是理論與實(shí)際相連接的重要內(nèi)容。這對(duì)熱水供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理?yè)碛兄笇?dǎo)意義。第6章 運(yùn)行調(diào)節(jié)運(yùn)行調(diào)節(jié)就是為了匹配熱負(fù)荷的變化而及時(shí)地對(duì)供熱系統(tǒng)的流量、供回水溫度等進(jìn)行的調(diào)節(jié)。 運(yùn)行調(diào)節(jié)形式本次設(shè)計(jì)僅涉及到供暖熱負(fù)荷。通常大體分為集中調(diào)節(jié)、局部調(diào)節(jié)和個(gè)體調(diào)節(jié)這三種地點(diǎn)式的調(diào)節(jié)方式。然而本次設(shè)計(jì)的是集中供熱，再次細(xì)分：量調(diào)節(jié)——改變網(wǎng)路的循環(huán)水量（很少單獨(dú)使用）；質(zhì)調(diào)節(jié)——改變網(wǎng)路的供水溫度；分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)；間歇調(diào)節(jié)——改變每天供暖小時(shí)數(shù)；質(zhì)量一流量調(diào)節(jié)——同時(shí)改變網(wǎng)路供水溫度和流量。由于本次設(shè)計(jì)地點(diǎn)在山西省太原市，故而采用質(zhì)調(diào)節(jié)的方式。 運(yùn)行調(diào)節(jié)原理熱平衡方程式： （）供熱量： （）放熱量： （）熱負(fù)荷： （）式中 ——建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W；——在供暖室外計(jì)算溫度下，散熱器放出的熱量，W；——在供暖室外計(jì)算溫度下，熱水網(wǎng)路輸送給供暖熱用戶的熱量，W；——建筑物的體積供暖熱指標(biāo)，即建筑物每m179。外部體積在室內(nèi)外溫度差為1℃時(shí)的耗熱量， W/ m179?！妫弧ㄖ锏耐獠矿w積，m179。；——供暖室外計(jì)算溫度，℃；——供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；——進(jìn)入供暖熱用戶的供水溫度，℃；——供暖熱用戶的回水溫度，℃；——散熱器內(nèi)的熱煤平均溫度， ℃；——供暖用戶的循環(huán)水量，kg/h；——熱水的質(zhì)量比熱， =4187J/kg℃；——散熱器在設(shè)計(jì)工況下的傳熱系數(shù)，W/ ㎡℃；——