第三章--热水供热系统的水力工况分析课件

第三章第三章 热水供热系统的水力工况分析热水供热系统的水力工况分析5/17/20241第三章 热水供热系统的水力工况分析8/3/20231第一节第一节 概概 述述 l在网路水力计算的基础上绘制水压图，可以了解热水网路的压力状况，确定管网与用户的连接方式，选择网路和用户的自控措施，分析供热系统的水力工况。1.水力工况？水力工况？供热系统中流量、压力的分布状况称为系统的水力供热系统中流量、压力的分布状况称为系统的水力工况。工况。2.为什么要研究水力工况为什么要研究水力工况 供热系统供热质量的好、坏，与系统的水力工况有供热系统供热质量的好、坏，与系统的水力工况有着密切联系。供热系统普遍存在的冷热不均现象，主着密切联系。供热系统普遍存在的冷热不均现象，主要原因就是系统水力工况失调所致，即要原因就是系统水力工况失调所致，即 。5/17/20242第一节 概 述 在网路水力计算的基础上绘制水压图，可3实现稳定运行和均衡供热的基本条件保证管网的水力工况平衡4.目前供热系统存在的问题o系统工作压力不能满足正常工作需要o热力站不能获得需要的压差o用户普遍不热o近端用户过热，远端用户不热。5/17/202433实现稳定运行和均衡供热的基本条件8/3/202335产生水力工况不均的原因产生水力工况不均的原因o设计、施工、改建、扩建和调节等原因，使热用户的 ，造成各热用户的 ，使热用户或供暖房间出现冷热不均的热力失调现象。5/17/202445产生水力工况不均的原因8/3/20234造成系统水力工况不平衡原因是多方面的，主要有：o热源供水压力不足o系统循环水量超过设计值，使循环水泵的供给压力o管网设计不合理o管网堵塞，压力损失，超出热源设备所提供的压力o热网失水严重，超过补水装置的补水能力，系统不能维持需要的压力o为解决末端用户不热的问题，加大循环水量，管网的压力损失，造成系统压力不足。5/17/20245造成系统水力工况不平衡原因是多方面的，主要有：8/3/202第二节第二节 热水网路的阻力特性热水网路的阻力特性o基本公式o串联管段阻力特性系数o并联管段阻力特性系数5/17/20246第二节 热水网路的阻力特性基本公式8/3/20236o管网阻力特性曲线 按基本公式+串并联管路特性绘制o水泵工作点确定 图解法：管网阻力特性曲线+水泵特性曲线o水泵运行工况分析 串联水泵综合特性曲线，如图3-8 并联水泵综合特性曲线，如图3-95/17/20247管网阻力特性曲线8/3/20237串联水泵综合特性曲线V(m3/h)P(Pa)12V(m3/h)P(Pa)12并联水泵综合特性曲线5/17/20248串联水泵综合特性曲线V(m3/h)P(Pa)12V(m3/BCA321P(Pa)V(m3/h)VCVBVAPCPBPA4并联水泵的工作点5/17/20249BCA321P(Pa)V(m3/h)VCVBVAPCP5/17/2024108/3/202310第三节第三节 水力工况的计算水力工况的计算一、基本概念一、基本概念在热水供热系统中，供热管网的任一管段或任在热水供热系统中，供热管网的任一管段或任一用户系统阻力数（如阀门开度改变）发生变一用户系统阻力数（如阀门开度改变）发生变化时，系统总阻力数将随发生改变。引起系统化时，系统总阻力数将随发生改变。引起系统的总流量和总压力降发生变化，各用户系统的的总流量和总压力降发生变化，各用户系统的流量也将重新分配，用户系统的实际流量与计流量也将重新分配，用户系统的实际流量与计算流量不一致，产生水力失调。算流量不一致，产生水力失调。5/17/202411第三节 水力工况的计算一、基本概念8/3/2023111.水力失调热水供热系统中各热用户的实际流量与要求流量的不一致性，称为该热用户的水力失调。其失调程度 可用热用户的实际流量 与规定（设计）流量 的比值来衡量，即当 时，供热系统处于正常水力工况；当 1或 1时，供热系统水力工况严重失调。5/17/2024121.水力失调8/3/2023122.水力失调的种类一致失调各热用户的水力失调度都 1或都 1。当 时，一致的等比失调；当 时，为不等比的一致失调。不一致失调各热用户的水力失调度有的1，有的1。5/17/2024132.水力失调的种类8/3/2023133引起水力失调的主要原因在设计上，由于管径规格所限，其压力损失未能在设计流量下达到平衡；开始运行时，没有很好地进行初调整；运行过程中，热用户的实际流量发生变化。5/17/2024143引起水力失调的主要原因8/3/202314o水力工况变化的基本规律（定量计算的基础）干线各管段的阻力数为S,S SSN支线与用户的阻力系数为S1，S2,S3 Sn 5/17/202415水力工况变化的基本规律（定量计算的基础）8/3/202315o用户1o用户2 5/17/202416用户1 8/3/202316第m个用户的相对流量比任意两用户（d和m，且md）的流量比5/17/202417第m个用户的相对流量比8/3/202317o结论1.各用户的相对流量比仅取决于网路各管段和用户的阻力数，与网路流量无关2.第d个用户与第m个用户（md）之间的流量比，仅取决于用户d和用户d以后各管段的阻力数，与用户d以前的各管段和用户的阻力数无关3.某一用户或管段的阻力数发生变化，后面用户的水力失调度变化相同，为等比一致失调5/17/202418结论8/3/202318第四节第四节 水力工况分析水力工况分析o利用水压图进行水力工况分析（定性分析）5/17/202419第四节 水力工况分析利用水压图进行水力工况分析（定性分析）8o阀门A节流（阀门关小）假定网路循环水泵扬程P不变，总阻力数，总流量，S,S SSV未变，S1，S2,S3 S5未变，各用户流量按同一比例减小5/17/202420阀门A节流（阀门关小）8/3/202320o阀门B节流（干管阀门关小）P不变，总阻力数，总流量，供、回水管水压线变得平缓，供水管水压线在b点出现急剧下降；用户3、4、5，本区段阻力数未变，总作用压力，流量按相同比例，出现一致的等比失调；用户1、2，作用压力按不同比例，流量也按不同比例，出现不等比的一致失调5/17/202421阀门B节流（干管阀门关小）8/3/202321o阀门C开大（用户阀门开大）P不变，总阻力数，总流量，用户3处供回水管之间的压差，用户3流量；1、2用户流量按不同比例，不等比的一致失调；4、5用户按相同比例，一致的等比失调5/17/202422阀门C开大（用户阀门开大）8/3/202322o阀门C关闭 P不变，总阻力数，总流量 ；1、2用户流量按不同比例，不等比的一致失调；4、5用户按相同比例，一致的等比失调5/17/202423阀门C关闭 8/3/202323o热水网路未进行初调节 P不变，前端热用户S实际S设计，网路S实际S设计，总流量；前端用户流量；网路后部用户流量5/17/202424热水网路未进行初调节 8/3/202324o干管泄漏（回水管）干管发生泄漏时，系统总阻力数，系统总流量，各用户流量均。泄漏点上游段水压线变陡，其下游段水压线变平缓漏点在供水干管漏点在供水干管上，水压图如何上，水压图如何画？画？5/17/202425干管泄漏（回水管）漏点在供水干管上，水压图如何画？8o用户增设加压泵 用户3回水管增设加压泵，可视为在热用户3上增加了一个负的阻力数，用户3的阻力数，总阻力数，总流量；1、2用户流量，不等比的一致失调；4、5用户流量，等比失调5/17/202426用户增设加压泵 8/3/202326第五节第五节 热水网路的水力稳定性热水网路的水力稳定性1研究水力稳定性的目的研究水力稳定性的目的寻求改善热水网路水力失调的途径和方法。寻求改善热水网路水力失调的途径和方法。2定义定义水力稳定性水力稳定性是指网路中各个热用户在其它热用是指网路中各个热用户在其它热用户流量改变时，保持本身流量不变的能力。通常户流量改变时，保持本身流量不变的能力。通常用下式表示：用下式表示：-工况变化后，热用户可能出现的最大水力失调度，工况变化后，热用户可能出现的最大水力失调度，5/17/202427第五节 热水网路的水力稳定性1研究水力稳定性的目的8/3近似认为等于网路正常工况下网路干管的压力损失和用户压力损失之和 +结论：由上式可见，水力稳定性系数的极限值是1和0。5/17/202428近似认为等于网路正常工况下网路干管的压力损失和用户压力损失之3提高热水网路水力稳定性的主要方法：，或 。干管d，。加水喷射器、调压板、安装高阻力小管径阀门等，。运行时，尽可能将网管干管上的阀门开大，把剩余的作用压差消耗在用户系统上。在用户入口安装自动调节装置（如流量调节器），以保证各用户的流量恒定，不受其它用户的影响。实质是 ，以适应 ，从而保证流量G恒定，即 (不变)5/17/2024293提高热水网路水力稳定性的主要方法：8/3/2023293.为什么要提高热力网路水力稳定性？提高热力网路水力稳定性，可节约无效的热能和电能消耗，便于系统初调和运行调节。因此，在热水供热系统设计中，必须是节省投资和提高水力稳定性二者并重。5/17/2024303.为什么要提高热力网路水力稳定性？8/3/202330