【正文】 （ Pa/m） 當量長度Ld（ m） 折算長度Lzh（ m） 壓力損失 ΔP（ Pa） 累計損失 ΣP（ Pa） 一級網主干管計算表（經濟比摩阻為 30~70Pa/m） 主干1 1099.8 500.6 500 22911 105608 主干2 359.5 350 30337 82697 主干3 664.6 250 52360 52360 一級網支干管計算表（控制比摩阻為 30~70Pa/m） 支干1 379.5 350 23722 59561 支干2 737.9 300 35839 35839 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 15 支線 計算 對于支 2（ 4號 熱力站） 為例進行各個支線的水力計算。 支 2的資用壓力為： 2 35839P??支 Pa 設局部阻力損失與沿程損失估算比值 ? =，則比摩阻大致應控制為： 2235839 8 5 3 . 3(1 ) 3 5 (1 0 . 2 )PR L ??? ? ? ?? ? ? ?支支Pa/m 由于 300， 所以控制比摩阻 最大 也應小于 300Pa/m。 根據 R? 和 2G支 =， 通過鴻業(yè) 水力計算器 得支 2 對應 的管徑 、 比摩阻 及 流速 DN=500mm； R=； v=。 支 2 的 局部阻力的當量長度 dl ， 可 由 參考文獻 [8]的 表 61 查取 ，得 ： DN300 分支三通 1 個 2 DN300 的閥門 2 個 2 局部當量長度為 Ld= 管段支 2 的折算長度 Lzh=+= 管段支 2 的壓力損失 zhP R L? ? ? =9236Pa 由于 9236Pa35839Pa， 為保證管線正常壓力，應設置調節(jié)閥分壓。 用同樣的方法，可計算支線線的其余管段。確定其管徑和壓力損失。管段的局部阻力如表 所示，管徑和壓力損失計算結果列于表 。 表 一級網支線局部阻力當量長度計算表 管段編號 彎頭（單縫焊接） 三通 閥門 異徑接頭 套筒（管）補償器 支 1 1 直通 1 1 1 3 支 2 分支 1 2 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 16 表 44 一級網支線管段水力計算表 管段編號 計算負荷 Q（ kW） 計算流量 G（ t/h） 管段長度 L（ m） 公稱直徑 DN（ mm） 流速 v（ m/s） 比摩阻 R（ Pa/m） 當量長度 Ld（ m） 折算長度 Lzh（ m） 壓力損失 ΔP（ Pa） 一級網支管計算表 支 1 24491.6 300 50247 支 2 15818.0 200 9236 二級網 水力計算實例 二級網的水力計算與一級網基本相同，主要區(qū)別為 ： 二級網隸屬 于街區(qū) ， 其經濟比摩阻為 60～ 100Pa/m； 局部阻力折算長度 用局延比 （ 局部阻力損失與沿程阻力損失的估算比值）進行計算， 本次設計 局延比 設定為 。 圖 二級網 3 號 熱力站水力計算草圖 最不利 線 的計算 主干 1： 計算流量為各個熱用戶 流量 的 總和 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 17 ? ?39。39。 39。39。12 15818= 8 6 0 = 6 8 0 . 2( ) 8 0 6 0 1 0 0 0nn QGA ??? ? ? ?t/h 使用鴻業(yè) 水力計算器 求得二級網主干 1 對應 的管徑 、 比摩阻 及 流速 。 DN=350mm； R=； v=。 管段 主干 1 的 折算長度 (1 )zhLL ?? ? ? =（ 1+） = 管段 主干 1 的 壓力損失 zhP R L? ? ? =12401Pa 同樣 的 算法 可以確定 二 級網各個主干 線 的 管徑 與 壓力 損失 。 主干 線 的 管徑和壓力損失計算結果列于表 。 表 3 號 熱力站 二級網 水力計算表 管段編號 計算負荷 Q（ kW） 計算流量 G（ t/h） 管段長度 L（ m） 公稱直徑 DN（ mm） 流速 v（ m/s） 比摩阻R（ Pa/m） 當量長度Ld（ m） 折算長度Lzh（ m） 壓力損失 Δ P（ Pa） 累計損失 Σ P（ Pa） 二級網三號熱力站計算表（經濟比摩阻為 60~100Pa/m） 主干1 15818.0 350 12401 75039 主干2 300 16420 62638 主干3 300 11686 46218 主干4 250 7920 34532 主干5 250 10396 26612 主干6 200 11084 16216 主干7 200 5132 5132 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 18 支線的水力計算 對 支 1（ 62 號 ） 線 為例進行二級網支線計算。 支 1的資用壓力為： 5132P??支 1 Pa 設局部阻力損失與沿程損失估算比值 ? =，則比摩阻大致應控制為： 5132 3 8 .7( 1 ) 1 0 2 .1 ( 1 0 .3 )PR L ??? ? ? ?? ? ? ?支 1支 1Pa/m 由于 400， 所以控制比摩阻 只需 在 。 根據 R? 和 G支 1 =， 通過鴻業(yè) 水力計算器 得支 2 對應 的管徑 、 比摩阻 及 流速 DN=100mm； R=； v=。 依次 計算 二級網 各支線管段 ； 水力計算見表 。 表 二級網 3 號 換熱站支線水力計算表 管段編號 計算負荷 Q（ kW） 計算流量 G（ t/h） 管段長度 L（ m） 公稱直徑 DN（ mm） 流速 v（ m/s） 比摩阻 R（ Pa/m） 當量長度 Ld（ m） 折算長度 Lzh（ m） 壓力損失 ΔP（ Pa） 支 1 100 3447 支 2 125 2970 支 3 100 30356 支 4 125 8984 支 5 125 19948 支 6 200 23639 其他 換熱站下的二級網水力計算表參見附錄 1。 水壓圖 熱水 網路設計和運行中，常 常 以水壓圖的形式表示出系統(tǒng)各點壓力大小和分布情況。如 供暖區(qū)域 的地形，室外熱力管網連接的各用戶室內系統(tǒng)的高度、循環(huán)輸泵的揚程以及全部 管網 、 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 網和各熱用戶的壓力狀況，并確定使其實現的技術措施。在運行中，通過熱水管路的實際水壓圖，可以全面地了解整個系統(tǒng)在調節(jié)黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 19 過程中或出現故障時的壓力狀況，從而發(fā)現關鍵性的矛盾和采取必要的技術措施，保證 管網 的安全運行。 水壓圖 繪制 滿足的基本技術要求 熱水全年供熱系統(tǒng) 在運行 或停止 運行 時 ， 系統(tǒng) 內熱媒的壓力必須滿足下列基本技術要求： 管網最高點的水不會被汽化，并應有 30~50kPa 的富裕壓力 [6]。當水溫超過 100℃時，壓力不應低于該水溫下的汽化壓力和富裕壓力之和。水溫在 100~150℃ 時 的 汽化壓力見表 。 表 不同水溫下的汽化壓力 水溫 /℃ 100 110 120 130 140 150 汽化壓力 /kPa 0 不應使低點的用熱設備破裂。目前國內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 ~。 當循環(huán)水泵工作時，供水管網任何一點的壓力都應滿足上述要求。 當循環(huán)水泵工作時，回水管網任何一點的壓力，不應低于 50kPa，且不應超過直接連接用戶的系統(tǒng)的允 許壓力值。 供、回水管網的壓差，應滿足用戶系統(tǒng)所需要的壓頭或設備阻力損失。常用設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 繪制實例 本例 以二級網 3 號 熱力站為例。 有兩種繪制方法 ：根據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 ，亦即確定回水管 動水壓 的坡度 ， 初步繪制回水管動水壓 線 ；已知熱水網路水力計算結果，可按各管段的實際壓力損失，確定 回水管 動水壓線 。本例 采用第二種。 先畫出 OX、 OY 坐 標軸 ， OX 橫坐標 表示距離 m， OY 縱坐標表示高度 m、 O點 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，地面標高和建筑物高度 標示 在圖上，水壓示意 見 圖 ， 詳細圖見圖紙 RS07。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 20 靜水壓線 ≥（地面標高 +最高建筑物標高 +汽化壓力 +富裕壓力 ） max。地面設為平坦 ，標高為 0； 最高建筑物 為 用戶 56 號 （ 圖書館 ）標高 30m； 二級網供水溫度為 80℃，汽化壓力為 0； 富裕壓力為 3～ 5m。 所以 靜水壓線為 35m。 回水管動水壓線 1n n nP P P?? ?? ， nP 為 n 段 管線 的 壓力損失； nP? 為 第 n 段管線的壓力損失； 0P 取 靜水壓線的高度 。 例如 主干 1 管段 的 壓力損失 為 ，所以主干1 和 支 6 的交點 高度為 35+=； 主干 2 管段 的壓力損失為 ，所以主干 2和 支 5 的 交點高度為 +=。 其余以此類推 。 最不利用戶的 資用 壓差（ 用戶 的內部阻力） 為 5～ 10 m， 本設計最不利用戶 為59 號（醫(yī)學教學樓 ） 的 資用 壓 差取 6m。 供水管動水壓線計算方法同回水管的一樣（ 設定 供回水壓降相等） 。 起算基點定位 最不利用戶水壓上 限 。最 后 累加 。 站內損失在本次設計只包括水 一 水加熱器 （ 10m）和供暖系統(tǒng) （ 2m） 共計 12m。 圖 3 號 熱力站 水壓 圖 示意 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 21 本章 小結 水力計算是完美體現 自然科學 通過 數學規(guī)律對現實生活進行規(guī)劃的工具 。水力計算 是一切 供熱 工程 后續(xù)工作 的科學依據。所以 合理科學 的水力計算是 值得每一位 建環(huán)人 不懈追求。 具體 的 枝狀管網和 環(huán)狀 管網 的 計算程序是不太一樣的 。 本次設計 僅 體現了枝狀管網的設計方法 。 這在 實際 工程中是遠遠不夠的 ，為此 還要加大對環(huán)狀管網的學習。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 22 第 5 章 水力工況 水力工況 基本原理 管網 特性曲線 在 供熱管網 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 流量 遵從二次冪的 關系。如 公式 。 2()i i i id i iP R l l S V? ? ? ? （ ） 式中 iP? ——網路計算管 道 的壓降， Pa； iV——網路計算管 道 水 流量， m179。/h； iS ——網路計算管 道 的阻抗， Pa/(m179。/h)2； iR ——網路計算管道 的 比摩阻， Pa/m； il 、 idl ——網路計算管道的長度和局部阻力當量長度， m。 熱水網路 可以想象成電路一樣，有許多的串聯管段和并聯管段組成的 。 串聯 管線，總阻抗為串聯管線阻抗之和，如公式（ ） 。 1nch iiSS??? （ ） 式中 chS ——串聯管線 的總阻抗； iS ——各 串聯 管線的 阻抗。 并聯 管線，總阻抗 的 平方根倒數為 并聯 管線 阻抗 平方根倒數 之和 ，如公式（ ） 。 111nibiSS??? （ ） 式中 bS ——并聯管線的總阻抗； iS ——各 并聯 管線的 阻抗。 根據 上述計算方法 ， 可以逐次的計算整個熱水網路 最不利 環(huán)路的 總阻 抗 zhS 值 。 所黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 23 以 供熱管網最不利環(huán)路的總阻力為