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  • 地暖水压图的绘制

  • 来源:  发布时间:2015-02-11  浏览:2331
  • 地暖水压图的绘制

    文章转自 安安 老师文章 感谢好文章分享给各位需要的朋友。

    摘 要:分析大型的供暖管网,我们需要知道系统某个位置所承受的压力及其可用的资用压力。这便需要我们会运用地暖水压图这个工具。本专题就结合实例,讲讲绘制热水网路地暖水压图的步骤和方法。

    关键字:地暖水压图

    根据对地暖水压图的基本要求,下面以一个连接四个供暖用户(用户散热器的承压能力为40mH2O,即表示40米水柱)的高温水供热系统为例,阐明绘制地暖水压图的步骤和方法。在下图中,下部是外网管路的平面图,上部是它对应的地暖水压图。

     

    一、以网路循环水泵的中心线的高度(或其他方便的高度)为基准面,在纵坐标上按一定的比例尺作出标高的刻度(如上图的O-y)。沿基准面在横坐标上按一定的比例尺作出距离的刻度(如上图的O-x)。

    按照网路上的各点和各用户从热源出口起沿管路计算的距离,在O-x轴上相应点标出网路相对于基准面的标高和房屋高度。各点地面高度的连接线就是上图带有阴影的线,表示沿管线的纵剖面。

    二、选定静地暖水压线的位置。静地暖水压线是网路循环水泵停止工作时,网路上各点的测压管水头的连接线。它是一条水平的直线。

    静地暖水压线的高度必须满足下列的技术要求:

    1)与热水网路直接连接的供暖用户系统内,底层散热器所承受的静地暖水压力应不超过散热器的承压能力。

    2)热水网路及与它直接连接的供暖用户系统内,不会出现汽化或倒空。

    以上图为例设网路设计供、回水温度为110℃/70℃。用户1楼高为14.4m,用户3、4楼高为17m,用户2为一高层建筑,楼高为30m(地面标高+6m,建筑标高+36m,余同)。如全部采用直接连接,并保证所有用户都不会出现汽化或倒空,静地暖水压线的高度需要定在不低于43.6m处(用户2顶标高再加上110℃水的汽化压力4.6m和3m的安全裕度,低于这个压力管道或设备内将出现“汽化”现象,导致系统不能正常运行)。由图可见,静地暖水压线定得这样高(不低于43.6m),将使用户1、3、4底层散热器承受的压力都超过其承压能力(40mH2O)。这样使大多数用户必须采用间接连接方式,从而增加了基建投资费用。

    如在设计中希望采用直接连接方案,可以考虑除对用户2采用间接连接方式外,按保证其他用户不汽化、不倒空和不超压的技术要求,选定静地暖水压线的高度。

    系统的高温水可能到达的最高点是在用户系统4的顶部(用户1、3、4中用户4最高,只要用户4不汽化,用户1、3也不会汽化)。4点的标高是15m,加上110℃水的汽化压力4.6mH2O,再加上3~5mH2O的富裕值,由此可定出静地暖水压线的高度。如图所示将静地暖水压线定在23m的高度上。用户3的底层最低,标高最低为-7m,静压30mH2O,不会超压。请注意,如果是水泵定压,系统的稳压点也应该选在这里。只有当补水水泵的扬程高于这个点,水才能打入到系统。实际上为了使得水更容易打入系统,补给水泵的扬程会比定压点高很多。

    这样,当网络循环水泵停止运行时,所有用户都不会出现汽化,而且它们的底层散热器也不会超过40mH2O允许压力了。除用户2外,其他用户系统都可采用比较简单而造价低的直接连接方案。

    选定的静地暖水压线位置靠系统所采用的定压方式来保证。目前在国内的热水供热系统中,最常用的定压方式是采用高位水箱或采用补给水泵定压。同时,定压点的位置通常设置在网路循环水泵的吸入端。

    三、选定回水管的动地暖水压线的位置。在网路循环水泵运转时,网路回水管各点的测压管水头的连接线,称为回水管动地暖水压线。在热水网路设计中,如预先分析在选用不同的主干线比摩阻情况下网路的压力状况时,可根据给定的比摩阻值和局部阻力所占的比例,确定一个平均比压降(每米管长的沿程损失和局部损失之和),亦即确定回水管动地暖水压的坡度,初步绘制回水管动地暖水压线。如已知热水网路水力计算结果,则可按各管段的实际压力损失,确定回水管动地暖水压线。

    回水管的动地暖水压线的位置,应满足下列要求:

    1)按照网路热媒压力必须满足不倒空、不汽化的规定,回水管动地暖水压曲线应保证所有直接连接的用户系统都不倒空和网路上任何一点的压力不应低于50kPa(5mH2O)的要求。这是控制回水管动地暖水压曲线最低位置的要求。

    2)要满足上述不超压的规定:这是控制回水管动地暖水压线最高位置的要求。如采用一般的铸铁散热器的供暖用户系统,当与热水网路直接连接时,回水管的压力不能超过40mH2O。实际上,底层散热器处所承受的压力比用户系统供暖回水管出口处的压力还要高一些(一般不超过用户系统的压力损失1~1.5mH2O),它应等于底层散热器供水支管的压力。但由于这两者的差值与用户系统热媒压力的绝对值相比较,其值最小。为分析方便,可认为用户系统底层散热器所承受的压力就是热网回水管在用户引入口的出口压力。

    现仍以上图为例,假设热水网路采用高位水箱或补给水泵定压方式,定压点设在网路循环水泵的吸入端。采用高位水箱定压时,为了保证静地暖水压线j-j的高度,高位水箱的水面高度应比循环水泵中心线高出23m。这往往难以实现。如果采用补给水泵定压,只要补给水泵加在定压点处的压力维持在23mH2O的压力,就能保证系统循环水泵在停止运行时对压力的要求了。可以采用变频水泵定压或者电接点压力表配合稳压罐实现。

    如定压点设在网路循环水泵的吸入端,在网络循环水泵运行时,定压点(上图中的A点)的压力不变,设计的回水管动地暖水压线在A点的标高上,仍是23m,而回水主干线末端B点的动地暖水压线的水位高度应高于A点,其高度差应等于回水主干线的总压降。

    如本例回水主干线的总压降,通过水力计算已知为12mH2O,则B点的水位高度为23+12=35m。这就可初步确定回水主干线的动地暖水压线的末端位置。

    (4)选定供水管动地暖水压线的位置。在网络循环水泵运转时,网路供水管内各点的测压管水头连接线,称为供水管动地暖水压线。同理,供水管动地暖水压线沿着水流方向逐渐下降,它在每米管长上降低的高度反映了供水管的比压降值。

    供水管动地暖水压线的位置,应满足下列要求:

    1)网路供水干管以及与网路直接连接的用户系统的供水管中,任何一点都不应出现汽化。

    2)在网路上任何一处用户引入口或热力站的供、回水管之间的资用压差,应能满足用户引入口或热力站所要求的循环压力。

    这两个要求实质上就是限制供水管动地暖水压线的最低位置。

    在本例中,由于假定的定压点位置在网路循环水泵吸入端,前面确定的回水管动地暖水压线全部高出静地暖水压线j-j,所以在供水管上不会出现汽化现象。

    网路供、回水管之间的资用压差,在网路末端最小。因此,只要选定网路末端用户引入口或热力站处所要求的作用压头,就可确定网路供水主干线末端的动地暖水压线的水位高度。根据给定的供水主干管的平均比压降或根据供水主干管的水力计算结果,可绘制出供水主干线的动地暖水压线。

    在本例中,假设末端用户4预留的资用压力为10mH2O。在供水管主干线末端C点的水位高度应为35+10=45m。设供水主干线的总压力损失与回水管相等,即12mH2O,在热源出口处供水管动地暖水压线的水位高度,即D点的标高应为45+12=57m。

    最后,地暖水压图中E点与D点的高差等于热源内部的压力损失(在本例中假设为15mH2O),则E点的水头应为57+15=72mH2O,由此可得出网路循环水泵的扬程应为72-23=49m。请注意,严格的说49mH2O只是系统的阻力或者说理论扬程。我们选取水泵实际的扬程时,要留有10%的余量。

    这样绘出的动地暖水压曲线ABCDE以及静地暖水压曲线j-j线,组成了该网路主干线的地暖水压图。各分支线的动地暖水压线,可根据各分支线在分支点处的供回水管的测压管水头高度和分支线的水力计算结果,按上述同样的方法和要求绘制。为了简化,其他用户的供回地暖水压头亦可取45m和35m,如图所示。此时,用户2换热器前静地暖水压力为23mH2O;换热器后静地暖水压力应不低于43.6mH2O(假设温度参数不变)可见如果在定压23m的情况下直接连接,用户2将出现倒空。

    最后请朋友们注意补水定压水泵和循环水泵的扬程区别:补水定压水泵的扬程是用来维持系统定压点的,即静地暖水压线。换句话说就是循环水泵停止运行时,保证系统不超压、不汽化、不倒空时水能到达的那个高度(学名测压管水头);循环水泵的扬程是用来克服最不利环路(阻力最大的环路,并非最长)阻力的,一般等于最大阻力的1.1倍;在闭式系统,二者基本没关系。

    本篇收笔之际,希望朋友们有所收获,最后谢谢你和我一起到最后。欢迎朋友们来信交流,一起交流。

    PS:安安也在不断的学习,本文题材源于《供热工程》及《流体输配管网》,根据相关内容整理并加入自己的理解以方便朋友们理解。

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