第三章热水供热系统的水力工况分析

12:03:33
4
造成系统水力工况不平衡原因是多方面的，主要有： 热源供水压力不足 系统循环水量超过设计值，使循环水泵的供给压力↓ 管网设计不合理 管网堵塞，压力损失↑，超出热源设备所提供的压力 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 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。
2．定义
水力稳定性—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 Vg 1 用下式表示： y
Vmax x max
x max --工况变化后，热用户可能出现的最大水力失调度，
x max Vmax / V g
12:03:33 27
近似认为等于网路正常Βιβλιοθήκη Baidu况下网路干管的压力损失和用户 压力损失之和
21
12:03:33
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
12:03:33
22
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
12:03:33 29
3. 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。
12:03:33
30
12:03:33 5
第二节 热水网路的阻力特性
基本公式
P RL Ld SV 串联管段阻力特性系数
2
0.25 K S 6.88 109 5.25 L Ld f 管段 d
s s1 s2 s3
1 s 1 s1 1 s2 1 s3
V2 V
S1 n .S 2 n S 2 .SⅡ n
16
12:03:33
第m个用户的相对流量比
Vm Vm V
S1 n .S 2 n .S3 n S m n S m .SⅡ n .SⅢ n S M n
任意两用户（d和m，且m>d）的流量比
Vm Vd
S( d 1) n .S( d 2) n ..S m n .S d S( D 1) n .S( D 2) n ..S M n .S m
12:03:33 7
ΔP(Pa)
ΔP(Pa)
2
2 1
1
V(m3/h)
V(m3/h)
串联水泵综合特性曲线
并联水泵综合特性曲线
ΔP(Pa) 4 C ΔPC ΔPB 1 ΔPA A
2
B 3
VA
VB
VC
V(m3/h)
并联水泵的工作点
第三节 水力工况的计算
一、基本概念 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 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 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。
12:03:33 13
3．引起水力失调的主要原因 ⑴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； ⑵开始运行时，没有很好地进行初调整； ⑶运行过程中，热用户的实际流量发生变化。
12:03:33
14
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SⅠ ,SⅡ SⅢ…SN 支线与用户的阻力系数为S1 ，S2 ,S3… Sn
第三章 热水供热系统的水力工况分析
12:03:33
1
第一节 概
述
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？ 供热系统中流量、压力的分布状况称为系统的水力 工况。 2.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 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 G实际 G设计 。
12:03:33 12
2.水力失调的种类 ⑴一致失调 各热用户的水力失调度都 ＞1或都 ＜1。 当 1 2 3 n 时，一致的等比失调； 当 1 2 3 n 时，为不等比的一致失调。 ⑵不一致失调 各热用户的水力失调度有的＞1，有的＜1。
12:03:33
25
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
12:03:33
26
第五节 热水网路的水力稳定性
1．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。
Pr ≈ Pw + Py
y Vg Vmax Py Pw Py 1 P 1 w Py
结论：由上式可见，水力稳定性系数的极限值是1 和0。
12:03:33 28
3．提高热水网路水力稳定性的主要方法： Pw ，或↑Py 。 ↓ Pw↓。 ①干管d↑， ②加水喷射器、调压板、安装高阻力小管径阀门等， ↑Py 。 ③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。 ④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 S y，以适应 Py ，从而保证流量G恒定，即 (不变) Py S y G 2
12:03:33 2
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 系统工作压力不能满足正常工作需要 热力站不能获得需要的压差 用户普遍不热 近端用户过热，远端用户不热。
12:03:33
3
5．产生水力工况不均的原因 设计、施工、改建、扩建和调节等原因，使热用户 的 G实际 G设计 ，造成各热用户的Q实际 Q设计，使热用户 或供暖房间出现冷热不均的热力失调现象。
12:03:33 18
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）
12:03:33
19
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↓， SⅠ ,SⅡ SⅢ…SV未 变， S1 ，S2 ,S3… S5未 变，各用户流量按同一比 例减小
12:03:33
12:03:33
11
1.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 V s 与规定（设计）流量 V g 的比 值来衡量，即
Vs / V g
当 Vs V g 时， 1，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。
20
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
并联管段阻力特性系数
V1 : V2 : V3 :
1 1 1 : : : s1 s 2 s3
6
12:03:33
管网阻力特性曲线
按基本公式+串并联管路特性绘制
水泵工作点确定
图解法：管网阻力特性曲线+水泵特性曲线
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3-9
12:03:33
23
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↓
12:03:33
24
漏点在供水干管 上，水压图如何 画？
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
12:03:33
17
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（m>d）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
12:03:33 15
用户1
PAA S1V1 S1 nV 2 V1 V1 / V
2
S1 n S1
PAA S1 nV 2 = SⅡ S 2 n V V1
2
用户2
PBB S 2V2 S 2 n V V1
2 2
V2