第4章供熱管網(wǎng)的水力計算

1、1第第4章章 供熱管網(wǎng)的水力計算供熱管網(wǎng)的水力計算24.1 熱水管網(wǎng)水力計算熱水管網(wǎng)水力計算熱水供熱管網(wǎng)水力計算的主要任務是：v1）按已知的熱媒流量和允許壓力降，確定管道的直徑；v2）按已知的熱媒流量和管道直徑，計算管道的壓力損失；v3）按已知的管道直徑和允許壓力損失，計算或校核管道中的流量；v4）根據(jù)管網(wǎng)水力計算結(jié)果，確定管網(wǎng)循環(huán)水泵的流量和揚程。 34.1.1 熱水管網(wǎng)水力計算公式熱水管網(wǎng)水力計算公式v4.1.1.1熱水管網(wǎng)的沿程損失熱水管網(wǎng)的沿程損失 d40mmv水力計算表見附錄水力計算表見附錄4-1。 修正：2256.25 10tmGRd2(1.142lg)dK0.25K0.11d23

2、0.25t5.25G6.88 10dmRK0.25shbiKKshbibiRRmRK值修正系數(shù)m和值 K(mm)0.10.20.51.0m0.6690.7951.001.1891.4951.261.000.8444.1.1 熱水管網(wǎng)水力計算公式熱水管網(wǎng)水力計算公式v4.1.1.2熱水管網(wǎng)局部損失熱水管網(wǎng)局部損失v局部損失的當量長度局部損失的當量長度dv修正修正 ：v估算 ：ld=jl 22jP1.250.25d9.1Kddl0.25sh.biK.Ksh dbi dbilll d 熱網(wǎng)允許比壓降概算時管線當量長度占直管線長度的百分數(shù)j值 熱介質(zhì)管道補償器型式套管及波形補償器光滑的方形補償器焊接的

3、方形補償器蒸汽熱水、凝結(jié)水0.30.40.20.30.50.60.30.40.70.80.50.754.1.1 熱水管網(wǎng)水力計算公式熱水管網(wǎng)水力計算公式v熱水網(wǎng)路DN100mm時，j值可取0.15；當管徑在DN125mmDN200mm之間時，j=0.250.3；DN200mm時按上表內(nèi)數(shù)值選用。 v熱網(wǎng)資用比摩阻估算式為： jP1mRl64.1.2室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法v4.1.2.1熱水網(wǎng)路水力計算的方法及步驟熱水網(wǎng)路水力計算的方法及步驟v（1）確定熱水網(wǎng)路中各管段的計算流量）確定熱水網(wǎng)路中各管段的計算流量 只有供暖熱負荷的熱水供熱系統(tǒng)只有供暖熱負荷的熱水供熱系

4、統(tǒng) ：nn1212cnQQGAtttt nQnQ 采用不同單位計算的系數(shù)采用的計算單位GJ/h=109J/hckJ/(kg)MW=106WckJ/(kg)A238.886074.1.2室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法v具有多種熱用戶的并聯(lián)閉式熱水供熱系統(tǒng) ：tn1212 t12 rrzhntrQQQGGGGAtttttt84.1.2室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法v（2）確定熱水網(wǎng)路的主干線及其沿程比摩阻 管網(wǎng)中平均比摩阻最小的一條管線 v經(jīng)濟比磨阻：可取4080Pa/m v（3）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Rm值，利用附錄4-1

5、的水力計算表，確定主干線各管段的標準管徑和相應的實際比摩阻。室外熱水網(wǎng)路的限定流速 公稱直徑mm152025324050100200以上限定流速(m/s)0.60.81.01.31.52.02.32.503.0094.1.2室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法v（4）根據(jù)選用的標準管徑和管段中局部阻力形式，由附錄4-2查出各管段局部阻力的當量長度d，并求出各管段的折算長度zh。v（5）根據(jù)管段的折算長度zh和實際的比摩阻，計算出各管段的壓力損失及主干線總壓降。v（6）主干線水力計算完成后，進行熱水網(wǎng)路支干線、支線的水力計算。DN400mm，流速不應大于3.5m/s；DN400m

6、m，Rm不應大于300Pa/m104.1.2室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法v節(jié)流孔板：24tG10Hd 114.1.2室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法室外熱水管網(wǎng)水力計算的方法v【例題4-1】某工廠廠區(qū)熱水供熱系統(tǒng)，其網(wǎng)路平面布置圖（各管段的長度、閥門及方形補償器的布置）如圖4-3所示。網(wǎng)路設(shè)計供水溫度=130，設(shè)計回水溫度=70。用戶E、F、D的設(shè)計熱負荷 分別為3.518 GJ/h、2.513 GJ/h和5.025GJ/h。熱用戶內(nèi)部的阻力損失為Pn=5104Pa。試進行該熱水網(wǎng)路的水力計算。nQ124.2 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布v4.2.1管流能量方程及壓頭表達

7、式管流能量方程及壓頭表達式v4.2.2管網(wǎng)的壓力分布圖管網(wǎng)的壓力分布圖221211221 222pZgpZgp221122121 22g2gppHZZHgg總水壓線與測壓管水頭線134.2.2管網(wǎng)的壓力分布圖管網(wǎng)的壓力分布圖v利用水壓圖分析熱水供熱（暖）系統(tǒng)中管路的水力工況時，以下幾方面是很重要的 ：v（1）利用水壓曲線，可以確定管道中任何一點的壓力（壓頭）值。v（2）利用水壓曲線，可表示出各段的壓力損失值。v（3）根據(jù)水壓曲線的坡度，可以確定管段的單位管長的平均壓降的大小v（4）由于熱水管路系統(tǒng)是一個水力連通器，14室內(nèi)熱水供暖管網(wǎng)的水壓圖15164.2.3水壓圖在熱水管網(wǎng)設(shè)計中的重要作用水

8、壓圖在熱水管網(wǎng)設(shè)計中的重要作用v4.2.3.1熱水網(wǎng)路壓力狀況的基本技術(shù)要求熱水網(wǎng)路壓力狀況的基本技術(shù)要求v1）與熱水網(wǎng)路直接連接的各用戶系統(tǒng)內(nèi)的壓力，都不得超）與熱水網(wǎng)路直接連接的各用戶系統(tǒng)內(nèi)的壓力，都不得超過該用戶系統(tǒng)用熱設(shè)備及其管道構(gòu)件的承壓能力過該用戶系統(tǒng)用熱設(shè)備及其管道構(gòu)件的承壓能力v（2）為保證高溫水網(wǎng)路和用戶系統(tǒng)內(nèi)不發(fā)生汽化現(xiàn)象，在）為保證高溫水網(wǎng)路和用戶系統(tǒng)內(nèi)不發(fā)生汽化現(xiàn)象，在水溫超過水溫超過100的地點，熱媒壓力應不低于該水溫下的汽化的地點，熱媒壓力應不低于該水溫下的汽化壓力壓力v（3）為了保證用戶系統(tǒng)不發(fā)生倒空現(xiàn)象，破壞供熱系統(tǒng)正常運行和腐蝕管道v（4）為保證循環(huán)水泵不發(fā)生

9、汽蝕現(xiàn)象，一般循環(huán)水泵吸入口側(cè)的壓力不低于35mH2O，回水高5mH2Ov（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，應滿足熱力站或用戶所需要的作用壓頭。174.2.3.2繪制熱水網(wǎng)路水壓圖的方法與步驟繪制熱水網(wǎng)路水壓圖的方法與步驟v【例題4-2】如圖4-7所示為一個連接著四個供暖熱用戶的高溫水供熱系統(tǒng)。圖中，下部是網(wǎng)路的平面圖，上部是它的水壓圖。網(wǎng)路設(shè)計供、回水溫度為130/70。用戶1、2采用低溫水供暖，用戶3、4直接采用高溫水供暖。用戶樓高分別為15、33、13、12，地面標高分別為+1、+7、-5、+1。試繪制該小區(qū)的熱水網(wǎng)路水壓圖。184.2.3.2繪制熱水網(wǎng)路水壓

10、圖的方法與步驟繪制熱水網(wǎng)路水壓圖的方法與步驟v（1）建立坐標系v（2）選定靜水壓曲線位置：不超壓、不氣化、不到空v（3）選定回水管的動水壓曲線位置 v（4）選定供水管動水壓曲線的位置 194.2.3.3用戶用戶系統(tǒng)系統(tǒng)的壓的壓力狀力狀況和況和與熱與熱網(wǎng)連網(wǎng)連接方接方式的式的確定確定204.2.4管網(wǎng)系統(tǒng)的定壓管網(wǎng)系統(tǒng)的定壓v4.2.4.1補給水泵定壓方式補給水泵定壓方式214.2.4.2氣體定壓氣體定壓224.3蒸汽管網(wǎng)水力計算蒸汽管網(wǎng)水力計算v室外蒸汽管網(wǎng)水力計算的任務:在保證各熱用戶要求的蒸汽流量和用汽參數(shù)前提下，選定蒸汽管網(wǎng)各管段管徑。v散熱、沿程阻力：分段平均密度v4.3.1 蒸汽供熱

11、管網(wǎng)水力計算方法蒸汽供熱管網(wǎng)水力計算方法v4.3.1.1沿程損失計算沿程損失計算v修正：粗糙度、密度（比摩阻、管徑）修正：粗糙度、密度（比摩阻、管徑）v4.3.1.2局部損失計算：常采用當量長度法計算局部損失計算：常采用當量長度法計算 230.25t5.25G6.88 10dmRK234.3.1.3蒸汽在管道內(nèi)的最大允許流速蒸汽在管道內(nèi)的最大允許流速v過熱蒸汽： 公稱直徑DN200mm時，80m/s；公稱直徑DN200mm時，50m/s；v飽和蒸汽： 公稱直徑DN200mm時，60m/s；公稱直徑DN200mm時，35m/s。 限制蒸汽流速表 蒸汽性質(zhì)管徑（mm）200100200100飽和蒸

12、汽304025351530過熱蒸汽406030502030244.3.2 蒸汽供熱管網(wǎng)水力計算步驟與例題蒸汽供熱管網(wǎng)水力計算步驟與例題v【例題4-3】如下圖所示，試進行蒸汽管網(wǎng)水力計算。已知熱源為1MPa表壓的飽和蒸汽，各用戶用汽參數(shù)及管網(wǎng)構(gòu)造注于圖中。25v4.4.1凝結(jié)水回收系統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)v分類：分類：凝結(jié)水回收系統(tǒng)按其是否與大氣相通，可分為開凝結(jié)水回收系統(tǒng)按其是否與大氣相通，可分為開式凝結(jié)水回收系統(tǒng)和閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)。式凝結(jié)水回收系統(tǒng)和閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)。按凝結(jié)水流動形式不同分為，單相凝水滿管流、按凝結(jié)水流動形式不同分為，單相凝水滿管流、非滿管流和蒸汽與凝結(jié)水兩相混合物流動形式非滿

13、管流和蒸汽與凝結(jié)水兩相混合物流動形式按驅(qū)動凝結(jié)水流動的動力不同，可分為機械回水、按驅(qū)動凝結(jié)水流動的動力不同，可分為機械回水、重力回水和余壓回水重力回水和余壓回水4.4凝結(jié)水管網(wǎng)水力計算凝結(jié)水管網(wǎng)水力計算264.4.2凝結(jié)水管網(wǎng)水力計算的基本原則凝結(jié)水管網(wǎng)水力計算的基本原則v（1）單相凝水滿管流動的凝結(jié)水管路，其流動規(guī)律與熱水管路相同，水力計算公式與熱水管路相同。因此，水力計算可按熱水管路的水力計算方法和圖表進行計算。v（2）汽水兩相乳狀混合物滿管流的凝水管路，近似認為流體在管內(nèi)的流動規(guī)律與熱水管路相同。因此，在計算壓力損失時，采用與熱水管網(wǎng)相同的公式，只需將乳狀混合物的密度代入計算式即可。v（3）非滿管流動的管路，流動復雜，較難準確計算，一般不進行水力計算，而是采用根據(jù)經(jīng)驗和實驗結(jié)果制成的管道管徑選用表，直接根據(jù)熱負荷查表確定管徑。如表4-11274.4.3凝結(jié)水管網(wǎng)水力計算方法及例題凝結(jié)水管網(wǎng)水力計算方法及例題v【例題4-4】下圖所示為一閉式滿管流凝結(jié)水