哈工大供熱工程 第十章

1、供熱工程 第十章 熱水供熱系統(tǒng)的水力工況熱水供熱系統(tǒng)的水力工況概述概述 工況工況:工作狀況,泛指流量、壓力水力失調(diào)水力失調(diào)：熱水供熱系統(tǒng)中各熱用戶實(shí)際流量與要求流量的不一致性。水力失調(diào)度x表達(dá)式：x=VS/Vg (10-1)式中 vs-實(shí)際流量 vg-規(guī)定流量水力失調(diào)產(chǎn)生原因：水力失調(diào)產(chǎn)生原因： 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 各管段阻力不平衡 初調(diào)節(jié)初調(diào)節(jié) 各分支線閥門調(diào)整不佳 運(yùn)行運(yùn)行 某一用戶工況變化 本章內(nèi)容本章內(nèi)容：論述水力工況計(jì)算方法；分析工況變化規(guī)律及影響；研究改善水力失調(diào)的方法10-1熱水網(wǎng)路水力工況計(jì)算的基本原理熱水網(wǎng)路水力工況計(jì)算的基本原理一、基本公式一、基本公式P=R（L+Ld）=SV2 Pa

2、S=R(L+Ld)/V2 R=6.8810-3K0.25/d5.25代入上式，得出： S=6.8810-3K0.25G2(L+Ld) /d5.25V2 Pa/(m3/h)2 (10-2)式中 P-網(wǎng)路計(jì)算管段的壓降，Pa； V-網(wǎng)路計(jì)算管段的水流量，m3h， S-網(wǎng)路計(jì)算管段的阻力數(shù)，Pa(m3h)2，它代表管 段通過lm3h水流量時(shí)的壓降； R-網(wǎng)路計(jì)算管段的比摩阻，Pam； L、Ld-網(wǎng)路計(jì)算管段的長(zhǎng)度和局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度，m。 )(1088. 625. 525. 09dlldKSo 從（10-2）式可以看到： 在管內(nèi)水溫一定（一定）時(shí)，管段的阻力數(shù)管段的阻力數(shù)S只與只與管道自身?xiàng)l件有關(guān)，而

3、與熱媒流量管道自身?xiàng)l件有關(guān)，而與熱媒流量G和壓降和壓降P無關(guān)無關(guān)。 串聯(lián)管段阻力數(shù)SC Sc=S1+S2+S3 (10-2) 并聯(lián)管段 =a1 +a2 + a3 (10-3)o 并聯(lián)管段的流量比o （10-4）o 式中 a-管段的通導(dǎo)數(shù)3211111SSSSb321321321:1:1:1:aaaSSSVVVSa1二、工況變動(dòng)后流量計(jì)算二、工況變動(dòng)后流量計(jì)算o 1.圖解法圖解法 首先畫出正常工況條件下循環(huán)水泵的 H2 H 特性曲線和網(wǎng)路的特性曲線，其交點(diǎn) H1 應(yīng)是正常工況下水泵的工作點(diǎn)。工況 變化后，畫出變工況的網(wǎng)路特性曲線， 其與水泵特性線的焦點(diǎn)即為新的工作點(diǎn) G2 G1 圖中G2、H2是

4、原始工況下的流量和揚(yáng)程 G1、H1是工況變化后的流量和揚(yáng)程， H =網(wǎng)路閥門的節(jié)流損失？o 2.計(jì)算法（1）依正常工況的G、P求出各管段以及總阻力數(shù)S1 S2 .S。（2）按變工況條件及管段連接方式求出變工況后總阻力數(shù)S（3）求出變工況后總流量V（近似認(rèn)為P 不變）（4）按管段流量分配關(guān)系確定變工況后各管段流量V1、 V2、 V3 321321321:1:1:1:aaaSSSVVVSPV10-2 熱水網(wǎng)路水力工況分析熱水網(wǎng)路水力工況分析一、失調(diào)的幾個(gè)概念一、失調(diào)的幾個(gè)概念一一 致致 失失 調(diào)：調(diào)： 各熱用戶水力失調(diào)度都滿足x1(或x1有的x1的水力失調(diào)（流量有的增加有的減小的水力失調(diào)）二、工況

5、分析二、工況分析 1.閥門閥門A節(jié)流節(jié)流(閥門閥門A關(guān)小關(guān)小) Ld增大,S增大。P 不變，G減小， 干線水壓線變平緩，始端 有一局部陡降。 從圖中可以看出：各用戶P減小而 S不變，用戶流量G均減小，是一致 等比失調(diào)。 變化后的水壓線如圖中紅線所示。23452345234523452.閥門閥門B節(jié)流節(jié)流(閥門閥門B關(guān)小關(guān)小) 閥門B關(guān)小，Ld增大,S增大。P 不 變，G減小，閥門B以前， 干線水壓線變平緩，在B處有一局部 陡降。 從圖中可以看出：B以前各用戶P增 大但不等比，用戶流量不等比增加； B以后各用戶P減小而流量等比減 小，為等比失調(diào)。變化后的水壓線如 圖中紅線所示。 全部用戶為不一致

6、失調(diào)。 3.閥門閥門C關(guān)閉關(guān)閉 閥門c關(guān)閉，Ld增大，S增大。 P 不變，總流量減小，G減小。閥門C 以前，總流量減小，H減小，干線 水壓線變平緩，閥門C以后，所有用 戶P增大而S不變，用戶流量增大 H增大，干線水壓線變陡。C以前 用戶流量不等比增加；C以后用戶流 量等比增加；C用戶G3=0。全部用 戶為不一致失調(diào)。 變化后的水壓線如圖中紅線所示。 o 23452345 熱網(wǎng)未進(jìn)行初調(diào)節(jié)時(shí)，一般近端流 量較大。 H增大，干線水壓線變 陡；而遠(yuǎn)端各用戶P減小而S不 變，流量G均減小，水壓線變平緩 全部用戶為不一致失調(diào) 變化后的水壓線如圖中紅線所示234523454.熱網(wǎng)未進(jìn)行初調(diào)節(jié)熱網(wǎng)未進(jìn)行初調(diào)

7、節(jié)4.用戶設(shè)加壓泵用戶設(shè)加壓泵設(shè)加壓泵后，可認(rèn)為是并聯(lián)了一個(gè)阻力數(shù)為負(fù)值的管段，因此S減小， P不變，總流量增大。前部干線H增大，水壓線變陡；后部由于P減小、流量減小，干線H減小，水壓線變緩。前部用戶為不等比失調(diào)（流量減小，后部用戶等比失調(diào)（流量減?。脩?流量增大，全部用戶為不一致失調(diào)。變化后的水壓線如圖中紅線所示。23452345課后練習(xí)課后練習(xí)5.閥門A節(jié)流6.閥門B節(jié)流7.閥門C關(guān)閉8.閥門B關(guān)閉9.去掉用戶510.增加用戶610-3 熱水網(wǎng)路水力穩(wěn)定性熱水網(wǎng)路水力穩(wěn)定性一、定義一、定義熱水網(wǎng)路中各用戶在其他用戶流量改變時(shí)保持自身流量不變的能力。用水力穩(wěn)定性系數(shù)y表示。二、水力穩(wěn)定性

8、系數(shù)公式二、水力穩(wěn)定性系數(shù)公式 y=Vg/Vmax=1/xmax (10-7)式中Vg 熱用戶規(guī)定流量 Vmax-熱用戶工況變化后可能出現(xiàn)的最大流量 Xmax-熱用戶工況變化后可能出現(xiàn)的最大水力失調(diào) 度 Xmax=Vmax/Vgo 熱用戶規(guī)定流量Vg可以用正常工況下用戶的作用壓差與用戶阻力數(shù)的方根比表示：o 熱用戶可能的最大流量出現(xiàn)在其他用戶全部關(guān)閉時(shí)。此時(shí)網(wǎng)路流量極小，阻力損失接近于0，因此熱源出口作用壓力相當(dāng)于全部作用在該用戶上。于是可得出：yygSPVyrSPVmaxPr可以認(rèn)為網(wǎng)路正常工況下網(wǎng)路干管壓降Pw和用戶壓降Py之和，即：Pr=Pw+Py 因此最大流量Vmax可以寫成： 于是，

9、水力穩(wěn)定性系數(shù)y可以表示為 (10-8）yrwSPPVmaxywywygPPPPPVVy11max三、水力穩(wěn)定性分析三、水力穩(wěn)定性分析1.水力穩(wěn)定性最好時(shí)水力穩(wěn)定性最好時(shí)Vg=Vmax y=1 熱用戶工況變化后可能出現(xiàn)的最大流量 與熱用戶規(guī)定流量相等。由公式（10-8）可知： PW=0,或Py2 2.水力穩(wěn)定性最差時(shí)水力穩(wěn)定性最差時(shí)Vg/Vmax，y=0 熱用戶工況變化后可能出現(xiàn)的最大 流量。由公式（10-8）可知： PW/Py, 即PW或/Py=03.實(shí)際工況實(shí)際工況y=1時(shí)，說明工況變化后用戶流量完全不變，即工況變化后流量完全沒有轉(zhuǎn)移；y=0時(shí)，說明工況變化后用戶流量變化最大，即工況變化后流量全部轉(zhuǎn)移；實(shí)際工程中，y1，y0。即工況變化后流量部分轉(zhuǎn)移。水力穩(wěn)定性系數(shù)y的范圍在（0，1）之間。4.提高水力穩(wěn)定性原則提高水力穩(wěn)定性原則提高水力穩(wěn)定性原則是相對(duì)減小網(wǎng)路阻力或相對(duì)增大用戶阻力四、提高網(wǎng)路水力穩(wěn)定性措施四、提高網(wǎng)路水力穩(wěn)定性措