热水网路上连接着许多热用户。它们对供水温度和压力的要求,可能各有不同,且所处的地势高低不一。在可行性研究阶段必须对整个网路的压力状况有个整体的考虑,通过绘制水压图确定热源管网热力站(用户)等设备的压力等级作为技术经济分析的依据。在设计阶段,通过绘制热水网路的水压图,用以全面地反映热网和各热用户的压力状况,并确定保证使它实现的技术措施。在运行中,通过网路的实际水压图,可以全面地了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况,从而揭露关键性的矛盾和采取必要的技术措施,保证安全运行。
利用水压图分析水力工况时应注意的问题(1)利用水压曲线,可以确定管道中的任何一点的压力(压头)值。管道中任意点的压头就等于该点测压管水头高度和该点所处位置标高之间的高差(m)。
(2)利用水压曲线,可表示出各管段的压力损失值。即管道中任意两点的测压水头高度之差就等于水流过该两点之间的管道压力损失值。
(3)根据水压曲线的坡度,可以确定管段的单位管长的平均压降的大小。水压曲线越陡,管段的单位管长的平均压降就越大。
(4)由于热水管路系统是一个水力连通器,因此,只要已知固定管路上任意一点的压力,则管路中其他各点的压力也就已知固定了。
热水网路压力状况的基本技术要求热水供热系统在运行或停止运行时,系统内热媒的压力必须满足下列基本技术要求:
(1)在与热水网路直接连接的用户系统内,压力不应超过该用户系统用热设备及其管道构件的承压能力。如供暖用户系统一般常用的柱形铸铁散热器,其承压能力为4bar。因此,作用在该用户系统最底层散热器的表压力,无论在网路运行或停止运行时都不得超过4bar(上限要求)。
(2)在高温水网路和用户系统内,水温超过100℃的地点,热媒压力应不低于该水温下的汽化压力(下限要求)。从运行安全角度考虑,《热网规范》规定,除上述要求外还应留有30~50kPa的富裕压力。
(3)与热水网路直接连接的用户系统,无论在网路循环水泵运转或停止工作时,其用户系统回水管出口处的压力,必须高于用户系统的充水高度,以防止系统侧吸入空气,破坏正常运行和腐蚀管道(下限要求)。
(4)网路回水管内任何一点的压力,都应比大气压力至少高出5m,以免吸入空气(下限要求)。
(5)在热水网路的热力站或用户引入口处,供、回水管的资用压差,应满足热力站或所需的作用压头(供回水压差要求)。
绘制热水网路水压图的步骤和方法
据上面对水压图的基本要求,下面以一个连接着四个供暖用户的高温水供热系统为例,明绘制水压图的步骤和方法。在图1中,下部是网路的平面图,上部是它的水压图。
(1)以网路循环水泵中心线的高度(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(如图1上的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(如图1上的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。各点网路高度的连接线就是图1上带有阴影的线,表示沿管线的纵剖面。
(2)选定静水压曲线的位置。静水压曲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。静水压曲线的高度必须满足下列技术要求。
(3)选定回水管的动水压曲线的位置。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,称为回水管动水压曲线。在热水网路设计中,如欲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),亦即确定回水管动水压的坡度,初步绘制回水管动水压线。
(4)选定供水管动水压曲线的位置。在网路循环水泵运转时,网路供水管内各点的测压管水头连接线,称为供水管动水压曲线。同理,供水管动水压曲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。1
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郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学