基于动态水压图的供热管网运行工况分析研究
热网水力工况实验报告
热网水力工况实验报告实验一热网水力工况实验一、了解不同水力工况下供热管网水压图的变化，巩固热水管网水力工况计算的基本原理。
2. 2. 能够绘制各种工况下的水压图。
3．了解和掌握热网水力工况分析方法，验证热网水压图和水力工况的理论。
二、实验原理在室外热水管网中，水的流动状态主要在阻力广场区域。
流体压降与流量和阻抗之间的关系如下：流体压降与流量的关系?p?sv2?h?shv2平行管道流量分配关系V1:V2:V3？液压不平衡x？V变为V正常？1s1？P变压器：1S2？：1s3?h变?h正常?p正常式中?p――管网计算管段的压力降，pa；? H——管网计算管段水头损失，mh2o；3V——管网计算的管段水流量，M/h；s――管路计算管段的阻力数，pa/(m3/h)2；sh――管路计算管段的阻力数，mh2o/(m3/h)2；V——改变工况后每个用户的流量，m3/h；v正常―正常工况下各用户的流量m3/h；?p变?h变，―工况变化后各用户资用压力；?p正常?h正常，―正常工况下各用户的资用压力；三、实验设备和仪器1、测压玻璃管2、阀门3、管网（以细水管代替暖气片）4、锅炉（模型）5、循环水泵6、补给水箱7、稳压罐8、膨胀水箱9、转子流量计图1热网水力工况试验台示意图1四、实验步骤1。
运行初始调整先打开系统中的手动放气阀，然后启动水泵。
待系统充满水，膨胀水箱水位到达所需的定压高度后，关闭阀门l，保持水箱水位稳定。
调节供水干管和各支管（代表用户）的阀门，使各节点之间有适当的压差，待系统稳定后记录各点的压力和流量，并依此绘制正常工况水压图。
2．节流总阀门慢慢关闭主供应管上的主阀a。
系统稳定后，记录新工况下各点的压力和水流量，绘制新的水压图，并与正常水压图进行比较。
3.节流给水干管中间阀将总阀a恢复原状，使水压图变回正常工况，不一定强求与原来的正常水压图完全吻合，待系统稳定后，记录下各点的压力和水流量。
慢慢关闭中间阀C。
热网水力工况实验供热工程
谢谢大家！
实验设备
数据回放 界面图
实验设备工作原理
阀门4 阀门3
阀门5
系统管路图
阀门1 阀门2
由压力变送器、流 量变器、温度变送 器、差压变送器感 受各测点的压力、 流量、温度、经电 流环传出线转化为 电压信号，送入 A/D采集卡，经PC 软件处理后以图像 和数据形式给出结 果。
实验步骤
正常工况时的水压图 用改变供回水干管上调节阀开启度的方法，调节干管段阻力，
由前至后一条拉，从上到下一条心。 2020年 10月 下午2时 3分20 .10.41 4:03 Octobe r 4, 2020
创名牌、夺优质，全厂员工齐努力。 2020年 10月4 日星期 日2时 3分39 秒14:0 3:394 October 2020
质量放松,劳而无功.安全发展，国泰 民安。 下午2时 3分39 秒下午 2时3分 14:03 :3920 .10.4
人民消防人民办，办好消防为人民。 14:03: 3914: 03:39 14:03 10/4/ 2020 2:03:39 PM
做好安全工作，树立企业形象。20.1 0.414 :03:3 914:0 3Oct-2 04-Oc t-20
绊人的桩不在高，违章的事不在小。 14:03: 3914: 03:39 14:03 Sund ay, October 04, 2020
热网水力工况实验（供热工程）
指导教师：杨全
实验目的
巩固和验证有关供热管网理论；
掌握实验条件下水力工况变化时、水压图的变化情况； 从理论上分析水力工况变化时水压图是如何变化的，然
后用实验予以验证。
实验原理
伯努力方程
p1
g
Z1
供热系统变动水力工况分析及应用
供热系统变动水力工况分析及应用作者：杨泰洲来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2012年第01期摘要：供热系统水力工况变动或失调的分析以及在实际供暖系统中如何应用。
关键词：水力工况变动分析及应用1 水力失调概况设供热系统的设计流量为G(m3/h)，实际流量为GS(m3/h)，其比值x称为供热系统的水力失调度：X=GS/Gg在供热系统中，一定的流量总是与一定的压力相对应，所以对水力工矿的变化进行分析时，流量的变化是首要考虑的因素。
由此，供热系统水力失调的程度可通过水利失调x来表示。
若X=1，也就是设计流量Gg与实际流量GS相同，则供热系统的水利工矿比较稳定；若X≥1或X≤1，则可判定供热系统的水力工况非常不稳定。
2 变动水力工况分析2.1 水力工况变动的基本规律2.1.1 管网阻力特性系数的大小往往决定着供热系统各用户流量的比值。
如果管網阻力特性数不变，各用户流量的比值也不会变动。
2.1.2 如果任何一个供热系统的用户或区段的阻力特性发生变化，位于这个区段之后（以热源为前）的所有区段（不含该区段）流量成一致等比失调。
2.2 定性变动水力工况分析（定性分析法）2.2.1 恒压点压力变动水泵的规格及型号、管网阻力系数都没变，按上文阐述的基本规律可判定系统流量也未发生任何变动，也没有出现水力失调的问题，所以水压图的形状是固定的，如果恒压点压力出现变动，其会沿纵坐标轴上下平移。
在这种情况下，流量不变，但系统压力会发生较大的变动，水压将无法达到系统运行的基本要求，应力求防止。
2.2.2 循环水泵出口阀门关小ΔH3当水泵出口阀门关小时，系统S值必然增大，根据水泵工作点的变动，水泵扬程将略有增加，与此同时，系统流量G必有减少趋势。
其变动水压为：水压线陡降部分，表示因出口阀门节流引起的压力损失。
动水压线斜率较原水压图平缓，表示由于水流量减少，管网压力损失也减小。
又因除水泵出口阀门关小外，系统用户阀门均未调节，根据上述基本规律可知各用户流量将成比例地减小。
基于动态水力平衡的集中供热系统二次管网节能优化调节方法研究
第50卷第1期中南大学学报(自然科学版) V ol.50No.1 2019年1月Journal of Central South University (Science and Technology)Jan. 2019 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2019.01.028基于动态水力平衡的集中供热系统二次管网节能优化调节方法研究周璇1，刘国强2，王晓佩1，闫军威1(1. 华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州，510640；2. 广州远正智能科技股份有限公司，广东广州，510000)摘要：针对二次管网各支路之间相互耦合、流量难以精确控制、输配系统各设备的动态调节容易造成水力失衡的情况，利用电网图论原理建立二次管网多元非线性水力工况模型，并利用实测数据建立二次管网输配系统能耗模型，以输配系统能耗最小为目标，以各支路动态水力平衡为主要约束条件，建立基于遗传算法的二次管网输配系统节能优化调节模型，用于在线优化二次管网输配系统各设备的运行参数。
利用某高校集中供热系统二次管网进行建模和仿真。
研究结果表明：动态调节方法相对变压差变流量调节方式可使输配系统运行能耗进一步降低约12.27%，为多执行机构二次管网水力平衡的动态优化调节提供参考。
关键词：集中供热系统；二次管网；动态水力平衡；图论；遗传算法中图分类号：TU833 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2019)01−0220−14Study on optimal adjustment method of second pipe network incentral heating system based on dynamic hydraulic balanceZHOU Xuan1, LIU Guoqiang2, WANG Xiaopei1, YAN Junwei1(1. School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology,Guangzhou 510640, China;2. Guang Zhou Yuan Zheng Intelligent Technology Co. Ltd, Guangzhou 510000, China)Abstract: In view of the problems involved in controlling the branch pipe flow accurately due to hydraulic imbalance during the dynamic adjustment process of coupled branches for water secondary distribution system, a multivariate nonlinear hydraulic model of the secondary pipeline network was established according to the principle of power network graph theory. And the energy consumption model of the equipment for water distribution system was also established by using the actual measured data. Then with the constraints of dynamic hydraulic balance of each branch, these two models were combined to be solved to optimize the operational parameters of the distribution system based on genetic algorithm for minimum energy consumption. Effectiveness of the proposed method was verified by simulation in the case of the secondary pipeline network of central heating system in a university. The results show that the dynamic regulation method can further reduce the energy consumption of the distribution system by 12.27% compared with the variable pressure and flow regulation method, which can also provide a new idea for the dynamic optimal regulation of the hydraulic balance of the secondary pipeline network with multiple actuators.Key words: central heating system; second network; dynamic hydraulic balance; graph theory; genetic algorithm收稿日期：2018−02−23；修回日期：2018−05−14基金项目(Foundation item)：广东省级科技计划项目(2016B090918105)；广东省自然科学基金资助项目(2017A030310162，2018A030313352) (Project(2016B090918105) supported by the Science and Technology Plan Program of Guangdong Province; Projects(2017A030310162, 2018A030313352) supported by the Natural Science Foundation of Guangdong Province)通信作者：刘国强，硕士，工程师，从事暖通空调系统节能优化与高效运行研究；E-mail:*****************第1期周璇，等：基于动态水力平衡的集中供热系统二次管网节能优化调节方法研究221集中供热系统是我国北方城市建筑用能大户，占建筑总能耗的40%~60%，与相似气候条件下的发达国家相比，我国集中供热系统单位建筑面积能耗高 3 倍[1]，集中供热系统的节能优化运行是北方供热建筑节能工作重点。
供热管网水力计算的仿真与优化研究
供热管网水力计算的仿真与优化研究第一章引言供热系统是城市基础设施的重要组成部分，其中的供热管网承担着输送热能的主要任务。
供热管网的水力计算是保证供热系统正常运行的重要依据。
传统的水力计算方法存在精度低、计算量大等问题，而仿真与优化技术的应用则能够有效地解决这些问题。
本文将从仿真与优化两个方面，探讨供热管网水力计算的研究现状与未来发展趋势。
第二章供热管网水力计算方法2.1 传统的手算方法传统的手算方法采用经验公式或者理论公式，对供热管网进行水力计算。
这种方法计算精度低、计算量大、更新维护困难，很难适应现代供热系统的需求。
2.2 数值计算方法数值计算方法采用数学模型对供热管网进行建模，并利用计算机程序进行求解。
数值计算方法计算精度高，能够考虑供热管网的流体力学特性，但是需要较长的计算时间。
2.3 仿真与优化方法仿真与优化方法是采用计算机模拟与优化算法相结合，对供热管网进行优化设计的方法。
这种方法既能够考虑供热管网的水力特性，又能够实现优化设计，计算效率高、精度高、更新维护方便，是现代供热系统中，水力计算的主要方法。
第三章仿真技术在供热管网水力计算中的应用3.1 数值模拟方法供热管网中的流动问题是一个复杂的物理过程，需要采用数值模拟方法才能得到准确的结果。
数值模拟方法采用数学和计算机技术对供热管网进行建模，用流体力学模型来计算管路内的流场信息和流动受力，计算过程中要考虑到流体的运动和物质的热传递，这可以帮助人们确定供热系统的最优设计方案。
3.2 稳态仿真稳态仿真是指在供热管网的运行过程中，管网内流体、热量等物理量的变化达到稳定状态时的仿真。
这种仿真方法适用于长周期稳定运行的供热系统，用于确定管网内各个部位的压力、流量、温度等参数。
稳态仿真可以为供热系统的优化设计提供依据，需对管网中的各个参量进行比较、分析和优化设计，让供热系统运行更为稳定、节能效果更佳。
3.3 非稳态仿真非稳态仿真是指管网内的流体状态随时间变化的仿真。
热水网路的水压图与水力工况
0
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【例题10-1】已知某室外高温水供热管网，供、回水温度 为130℃/70℃，用户Ⅰ、Ⅱ为高温水采暖用户，用户Ⅲ、 Ⅳ为低温水采暖用户，如图10-2所示，各用户均采用柱型 铸铁散热器，供、回水干线通过水力计算可知压降均为12 mH2O。 绘制热水网路水压图的步骤和方法大致如下： （1）选择确定连接方式。 （2）确定静水压线。 (3)确定恒压点，选择定压方式。 (4)绘制动水压线。
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课题2 绘制水压图的基本技术要求、步骤和方法
(1) 保证热用户足够的资用压力。在用户的引入口处，供、回 水管之间应有足够的作用压力，否则系统不能正常运行。用户 引入口的资用压力与连接方式有关，以下数值可供选用参考： 1）与网路直接连接的暖风机采暖系统或大型的散热器采暖系 统，约为20～50kPa（2～5mH2O）； 2）与网路采用水喷射器、喷射泵的直接连接采暖系统，约为 80～120kPa（8～12mH2O）； 3）与网路直接连接的热计量采暖系统约为50kPa（5mH2O）； 4）与网路采用热交换器的间接连接系统，约为30～100kPa （3～10mH2O）； 5）设置混合水泵的热力站，网路供、回水管的预留资用压差 值，应等于热力站后二级网路及用户系统的设计压力损失值之 和。
位置水头 Z 与压强水头 P 之和表示断面1、2间任意一点 g
的测压管水头。管网中任意一点的测压管水头高度，就是 该点离基准面0-0的位置高度Z与该点的测压管水柱高度之 和。连接1、2两点间各点的测压管水头高度可得到1、2断 面的测压管水头线CD；在热水管路中，将管路各节点测压 管水头高度顺次连接起来的曲线，称为热水管路的水压曲 线。绘制水压图的实质就是获得热水网路的水压曲线。 通过分析热水网路的水压图可以得到： (1)利用水压曲线，可以确定管网中任意一点的压力值。 管网中任意一点的压力值等于该点的测压管水头高度与该 点位置高度之差，如图10-1中任一点的压力为： P =Hp-Z g
热水供热系统的水力工况分析
y Vg Vm ax
Py
Pw Py
1 1 Pw
Py
结论：由上式可见，水力稳定性系数的极限值是1 和0。
11:25:53
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3．提高热水网路水力稳定性的主要方法：
↓ Pw，或↑ P。y
①干管d↑， P↓w。 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。
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3
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。
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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
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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。
1: s2
1 :L s3
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5
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
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水压试验中的管道流动与压力波动分析
水压试验中的管道流动与压力波动分析在水压试验中，管道流动与压力波动是非常重要和常见的问题。
本文将对水压试验中的管道流动和压力波动进行分析，以便更好地理解和掌握这一问题。
一、管道流动分析管道流动是指水在管道内流动的过程。
在水压试验中，为确保管道的质量和安全性能，需要对管道的流动情况进行分析和评估。
1. 流速分布在管道中，由于摩擦和阻力的影响，水的流速会随着管道长度的增加而发生变化。
一般情况下，管道的入口处流速较高，逐渐向出口处减小。
通过测量不同位置的流速，可以得到管道内的流速分布情况。
2. 流量计算水压试验中，对于管道流动的分析离不开流量的计算。
流量是指单位时间内通过管道的水量。
通常使用流量计来测量流量，根据测得的数据可以计算出管道的流量，并进一步分析流量与压力的关系。
3. 流动模式管道流动可以分为层流和紊流两种模式。
层流是指流体以相对固定的层状流动，流速分布均匀，流体之间无明显的交换和混合。
紊流则是指流体以混乱的形式流动，流速分布不均匀，存在旋涡和涡流等现象。
通过观察流动的模式，可以了解管道内的流动情况。
二、压力波动分析在水压试验中，压力波动是指管道内压力出现的瞬时波动现象。
这种波动可能对管道的安全性和稳定性产生影响，因此需要进行分析和评估。
1. 压力传递压力波动在管道内的传递过程中会发生反射和干扰，从而影响管道内压力的分布和变化。
通过研究压力的传递规律，可以了解不同位置的压力变化情况，为管道的设计和运行提供依据。
2. 阻力和压力损失在管道流动过程中，由于阻力和摩擦的作用，水流经过管道内壁面时会产生压力损失。
这种压力损失对于管道内压力波动的产生和传播具有重要影响。
通过分析阻力和压力损失的大小和分布情况，可以进一步理解压力波动的形成机制。
3. 压力泄漏在水压试验中，管道内可能存在压力泄漏的情况。
当管道发生泄漏时，泄漏处的压力会瞬间下降，从而引起管道内的压力波动。
通过观察和分析压力波动的特征，可以判断和定位管道的泄漏点，为后续的维修和处理提供指导。
动态水力分析用于防止供热输送干线水击事故
动态水力分析用于防止供热输送干线水击事故1 概述在长距离的热网中，经常会碰到高差较大的起伏地形，为保证用户资用压力，通常会提高热网运行压力，或者在中途设置中继泵站。
长距离热水热网是一个安装有泵、阀门、补偿器等装置的十分复杂的相对密闭的循环系统，易出现事故，如循环泵断电、管子、阀门损坏、阀门误操作等。
在事故工况下，热网易出现剧烈的压力波动，甚至发生水击，严重时会产生巨大损失，因此应采取必要的水击防护措施[1]。
CJJ 34—2002《城市热力网设计规范》第7.2.8条规定：“一般供热系统可仅进行静态水力分析，具有下列情况之一的供热系统宜进行动态水力分析：具有长距离输送干线；供热范围内地形高差大；系统工作压力高；系统工作温度高；系统可靠性要求高。
”动态水力分析是针对管道中的特殊情况(如事故工况)进行的瞬态压力工况分析。
例如，长距离输送干线由于沿途没有用户，一旦干线上的阀门误关闭，则运行会突然完全中断；地形高差大的热网，低处热网承压较大；系统工作压力高时往往管道强度储备小；系统工作温度高时易汽化等。
在这些情况下供热系统极易发生水击事故。
水击发生时压力瞬变会造成巨大破坏，而且是突发事故，应引起高度重视。
因此，有条件时应进行动态水力分析，根据分析结果采取相应措施，有利于提高供热系统的可靠性。
CJJ 34—2002《城市热力网设计规范》第7.2.9、7.2.10条规定：“动态水力分析应对循环泵或中继泵跳闸、输送干线主阀门非正常关闭、热源换热器停止加热等非正常操作发生时的压力瞬变进行分析。
动态水力分析后，应根据分析结果采取下列相应的主要安全保护措施：设置氮气定压罐；设置静压分区阀；设置紧急泄水阀；延长主阀关闭时间；循环泵、中继泵与输送干线的分段阀连锁控制；提高管道和设备的承压等级；适当提高定压或静压水平；增加事故补水能力。
”上述防止压力瞬变破坏的安全保护措施供设计参考，在具体的工程中应用哪种措施是有效的，应由动态水力分析结果确定。
供热系统变动水力工况分析及应用
关键词 ： 力工况变动ຫໍສະໝຸດ 水１ 水 力 失 调 概 况 值 Ｘ称 为 供 热 系 统 的水 力 失调 度 ：
Ｘ＝ＧＳ Ｇｇ ／
２２２ 循 环 水 泵 出 口阀 门 关 小 ＿＿ △Ｈ ３当 水 泵 出 口 阀门 关 小 时 ， 统 Ｓ值 必 然 增 大 ， 据 水 泵 工 系 根
（ 接 第 ２ １页 ） 上 ２
蚋 ∞ 古 ～ ｔ 瑚 ； 挪 一 一 。ｎ 帅 细 。 加—椭 蛳一。加 ● —如 ～一加一 ｑ 加 加 相 ０ ， Ｏ
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压 力 损 失 。 动 水 压 线 斜 率 较原 水压 图平 缓 ， 示 由 于水 流 量 减 少 ， 表 管 在 供 热 系 统 中 ， 定 的流 量 总是 与 一 定 的压 力 相 对 应 ， 以对 水 网压 力 损 失 也 减 小 。 因 除水 泵 出 口 阀门 关 小 外 ， 一 所 又 系统 用 户 阀 门 均 未 力 工 矿 的 变 化 进 行 分析 时 ， 量 的 变化 是 首 要 考 虑 的 因 素 。 由 此 ， 流 供 调 节 ， 据 上 述 基 本 规 律 可 知 各 用 户 流 量 将 成 比例 地 减 小 。 了 改 善 根 为 热 系 统 水 力 失 调 的 程 度 可 通 过 水 利 失 调 Ｘ来 表 示 。 若 Ｘ １ 也 就 是 这 种 情 况 ， ＝， 我们 除加 强 了 对 这 些 阀 门 的维 修 保 养 力 度 外 ， 制 定 了阀 还 设计流量 Ｇｇ与 实际流量 Ｇ Ｓ相 同，则供 热系统 的水 利工矿 比较稳 门 的操 作 程 序 ： 定 ； Ｘ≥１或 ×≤１ 则 可 判定 供 热 系 统 的水 力 工 况 非 常 不 稳 定 。 若 ， ① 起动前要检查水泵及 电机是否完好。 ２ 变 动 水 力 工 况 分 析 操 作 顺 序 ： 闭水 泵 出水 阀 ： 启进 水 阀 ， 开 动 电动机 ， 关 开 再 当压 力 ２１ 水 力 工 况 变 动 的基 本规 律 ． ② 表指针指到规定压力值 时 ， 缓慢开启出水阀 ， 并逐渐调 至所需 ２１１ 管 网 阻力 特 性 系 数 的 大 小 往 往 决 定 着 供 热 系 统 各 用 户 流 的水 量 ： 止 水 泵 运 转 时 ， 缓 慢 关 闭 出 水 阀后 ， 即 停 止 电 动 机 再 ．． 停 在 立 量 的 比值 。 如 果 管 网阻 力 特 性 数 不 变 ，各 用户 流 量 的 比值 也 不 会 变 关 进 水 阀。
浅析基于状态空间法的供热管网动态热力工况
浅析基于状态空间法的供热管网动态热力工况作者：姜坤来源：《科学与财富》2020年第32期摘要：供热管网及其构成的管网系统是连接热源与热用户的重要组成部分，同时也是供热系统可靠性的薄弱环节。
本文为了分析供热管网系统故障响应滞后时间，完善基于热用户室内温度动态响应的故障判定标准，提出基于状态空间法的供热管网动态热力工况的问题。
根据本文建立的供热管网动态热力工况求解方法，得出管网正常运行和故障时的系统的水力工况及水压图。
并对供热管道热力工况模型与建设，从而验证了方法的可行性与准确性。
关键词：状态空间;供热管网;动态;热力工况北京一超高层办公楼—中建财富中心，位于北京北四环，总建筑面积147017.80㎡，其中地上建筑面积95437㎡，建筑高度173m，该办公楼地上共37层（其中11层、21层为避难层），地下4层，标准层办公空调面积1750㎡，层高4.2m。
办公标准层的供热管网动态按照空调内、外区分区设置，距建筑外围护结构2m进深范围内为外区，其余为内区，内区为单供热管网动态系统，外区为四管制风机盘管系统。
准动态热力工况假设是供热系统故障热力工况研究的主要方法，也是解祸水力工况与热力工况的重要手段。
供热管道内流体压力波变化的传递速度约是温度变化传递速度的4001200倍。
准动态热力工况是假设在热力工况的一个计算周期内水力工况不变，且水力工况是稳态的。
1、基于状态空间法的供热管网动态热力工况的问题由于热源及水泵设有备用，可靠性较高，相比之下供热管道及其附件构成的室外管网是供热系统的薄弱环节，在供热可靠性研究中通常与热源和泵站剥离，单独研究。
因此本文供热管网元件故障指的是室外供热管网管道和管路附件的故障，包括干管、支干管和支管管道，以及管路附件的故障。
正是由于供热管道和其他附件的故障导致供热系统的正常运行被迫中断而进入故障状态甚至停运阶段。
供热管网上的元件发生故障之后，通过隔离故障元件也切断了部分管网与热源的连通，系统的供给热量与在网和停供热用户的需热量的平衡被破坏，热用户室内温度和回水温度的变化与正常工况的预期不一致，并随着故障时间的延续而逐渐恶化。
供热管网水力优化运行的研究与应用
供热管网水力优化运行的研究与应用随着城市人口增加和经济发展，供热管网的规模和运行复杂性也不断增加。
如何实现供热管网的高效运行，保障居民生活的供暖需求，降低能源消耗和环境污染，成为供热行业亟待解决的问题。
供热管网水力优化运行的研究与应用，针对供热管网系统的水力特性和运行需求，通过优化管网结构、控制策略和技术手段等方面的探索，旨在实现供热管网运行的最佳效果。
一、供热管网水力优化运行的意义供热管网水力优化运行对于提高供热系统的运行效率和节能降耗具有重要作用。
首先，优化管网结构可以提高热力学性能，并合理分配供热工作负荷，避免部分管网过载或运行不平衡的问题。
其次，优化控制策略可以提高供热系统的调节能力，使其能够快速适应不同气候和供热负荷条件下的工作要求。
再次，应用先进的技术手段，如智能监测与调控系统、在线水力优化软件等，可以实现供热管网的远程监控和智能化管理，提高系统的运行可靠性。
二、供热管网水力优化运行的研究内容1. 管网结构优化供热管网的结构设计对于热力学性能的影响至关重要。
通过合理的管道布局、管径选择和阀门设置等手段，可以减少管网的压力损失和水力不平衡，提高供热效果和热能利用率。
在结构优化的研究中，需要考虑供热负荷分布、管网长度、压力等级等因素，并通过相关模型和仿真软件进行分析和优化。
2. 控制策略优化供热管网的控制策略是保证供热系统正常运行的关键。
通过优化控制策略，可以实现供热负荷的平衡分配、管网压力的稳定调节、泵站的合理运行等目标。
此外，应考虑气温、风速等外部因素的变化，建立动态调节模型，实现对供热系统的自适应控制。
3. 技术手段应用现代技术手段的应用可以提高供热管网的运行效率和管理水平。
例如，智能监测与调控系统可以实时监测供热管网的温度、压力、流量等参数，并通过远程操作实现对设备的智能调节。
在线水力优化软件可以根据实时数据和用户需求，进行水力计算和优化分析，指导供热管网运行的调整和管理。
三、供热管网水力优化运行的应用案例1. 北京某供热管网的优化案例以北京某供热管网为例，通过管网结构优化、控制策略调整和技术手段应用等综合措施，成功提高了供热管网的运行效率和节能效果。
供热管道热网的动态监测与效能分析
供热管道热网的动态监测与效能分析供热管道热网是城市供暖的重要组成部分，对于提供高效的供热服务至关重要。
然而，由于长期使用和环境因素的影响，供热管道热网存在一些问题，如泄漏、热量损失和水质变差等。
为了确保供热系统的正常运行和提高供热效能，动态监测与效能分析成为必要的工作。
首先，我们需要进行供热管道热网的动态监测。
动态监测主要包括对供热管道的泄漏情况进行监测和分析，以及对热网的热量分布进行监测和评估。
泄漏监测可通过安装压力传感器和温度传感器等设备，实时监测管道的压力和温度变化，一旦发现泄漏情况，能够及时采取措施进行修复。
同时，热量分布监测可通过在关键位置安装热量计来实现，以确保热量传输的均匀性和高效性。
其次，我们需要进行供热管道热网的效能分析。
效能分析主要包括对供热管道的热损失进行评估和分析，以及对热网系统的整体效能进行评估。
热损失评估可通过对供热管道的绝热性能进行测试和分析来实现，从而找出热损失的原因并采取措施进行修复和改进。
整体效能评估可通过对供热系统的能耗、运行稳定性和供热效果等方面进行综合评估，以找出系统存在的问题并提出优化建议。
在进行动态监测和效能分析时，我们还需要结合实际情况和数据分析，采用适当的方法和工具。
比如，利用数学模型和计算机仿真技术，可以对管道的流动和传热情况进行模拟和分析，以预测和优化供热系统的运行效果。
同时，我们还可以借助数据采集和管理系统，对供热管道热网的运行数据进行实时监测和管理，以便及时发现和解决问题。
通过动态监测和效能分析，我们能够及时掌握供热管道热网的运行情况，发现问题并采取措施解决，提高供热系统的运行效能。
这不仅能够提高供热质量和用户满意度，还能够节约能源和减少能源消耗，实现可持续发展。
因此，动态监测与效能分析在供热管道热网的建设和运行中具有重要意义，应得到充分重视和应用。
热网水力工况实验(供热工程)
天才只意味着终身不懈的努力。21.5.265.26.202108:3008:30:57May-2108:30
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年五月二十六日2021年5月26 日星期三
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。下 午11时 52分5 9秒下 午11时 52分2 3:52: 5921.6 .29
June 2021
1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist)
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行
5.26.20215.26.202108:3008:3008:30:5708:30:57
热网水力工况实验（供热工程）
指导教师：杨全
实验目的
巩固和验证有关供热管网理论；
掌握实验条件下水力工况变化时、水压图的变化情况； 从理论上分析水力工况变化时水压图是如何变化的，然
后用实验予以验证。
实验原理
伯努力方程
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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供热管网水压图实验
供热管网水压图实验一、实验目的1、了解在热网运行中，随着各种工况的变化，管路各点以及用户的压力变化情况及水压图显示。
2、了解在热网运行中，各用户的流量调节对系统总压力及其它用户的影响。
二、实验装置供热管网水压图实验台示意图如图1所示。
图1的下部代表管网，由Φ20黄铜管件及阀门组成，平放在实验平台上，各管段的阻力由阀门调节，水由稳压箱送入管网，沿供水管A1一H1及回水管H2一A2流入水箱，稳压箱由循环水泵供水，过量水溢流至水箱，供水管之间有7个用户。
编号15—21，上部设置一排14根测量各点压力的有机玻璃管，顶部与大气相通，各管长约 1.0m，每对有机玻璃管之间装有标尺，以便读出压力值，排管固定在塑面版上，垂直安装。
有机玻璃管分别与各测点三通出口连接，例如用户21的进口压力由H1代表，热网起点压力A1由稳压水箱固定为10.0×103Pa，终点压力A2固定为0，稳压水箱挂在塑面板上方。
图1 实验装置示意图图1 实验装置示意图本装置可作多种水力工况的实验，现用三种最基本的工况以验证教学内容。
三、实验方法启动水泵，打开水管阀门，引水入水箱，并使水流入系统，排除系统中空气，保持水箱内水位稳定。
(一) 正常运行状况时的水压图调节各管段的阻力，使各测点之间有一定压差，并使水压图接近图2所示的正常水压图形。
情况稳定后，记录各点的压力。
(二) 关小供水管中阀门3时的水压图将阀门3稍许关小一些，这时热网水流速降低，单位长度的压力降减少，因此供水管水压线和回水管水压线都比正常情况时平坦些，在阀3处压力突然降低。
阀3以前的用户、由于压头增加，流量都有所增加，接近阀4的用户增加越多，阀4以后各用户流量则越少，减少的比例相同，即所谓等比失调，记录各点压力，并绘制正常情况与新情况下的水压图，进行对比，并计算各用户的水量变化程度。
图2 热网三种基本工况的水压图(三)关闭用户17时的水压图把阀3恢复原状，各点压力一般不会绝对恢复到原来的读数，为了节省时间，不必强求符合，可重新记录各点压力作为新的正常水压图，关闭阀17，记录新水压图的各点压力。
热网水压图综合实验
《流体输配管网实验》教学大纲实验一热网水压图综合实验实验名称：热网水压图综合实验实验类型: 综合性实验学时：2适用对象: 建筑环境与设备工程专业一、实验目的在热网运行过程中，各种水力工作情况的变化，会引起管路各点及用户的压力发生变化，水压图可清晰地表示出上述压力的变化情况。
利用双管热网水压图实验装置进行若干种工况变化的实验，学生能够直观地了解水压图随水力工况改变的变化情况，可以熟悉热网水力工况的分析和计算，进而巩固和验证课堂所学水压图的相关知识，加深课堂理论教学的效果。
同时，通过本实验，学生能够更好地掌握水力工况分析方法和使用理论知识指导热网的水力工况调整。
二、实验要求采用不同的实验设备掌握热水供暖系统中各热用户水流量与水压头的概念，通过改变实验工况，掌握热水供暖系统中水流量与水压的变化规律，以及绘制热水网络水力工况实验水压图；对实验的结果进行分析，从而巩固课堂所学的知识。
三、实验原理图2-1为实验装置示意图，图中设置了5个采暖用户并联在一个供热系统的供回水干管上，同时配有测定各用户前后压力的测压管，设备均采用了可微量调节各部分水流量的调节阀，使局部阻力微小变化就可影响到整个系统水压曲线的变化。
四、实验仪器实验仪器为热网水压测试仪。
五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤1．实验前的工作⑴水压图定义在液体管路中，将管路各节点的测压管水头高度顺次连接起来形成的线，称为水压曲线，它可以直观地表示出液体管路中各点的压力，因而也称其为水压图。
通过绘制流体网路的水压图，可以全面地反映管网和各用户的压力状况及了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况，从而揭示关键性的影响因素和采取必要的技术措施，保证管网安全运行。
⑵水力失调度定义正确理解水力失调度的概念，并能定性分析何种情况下出现何种水力失调，以便能够对热用户水力失调状况作出正确的分析，有助于实验之前定性画出各种情况下的热网水压图。
⑶热网水力工况的理论分析当网路各管段和各热用户的流量、压降已知时，可以求出网路干管和各热用户的阻力数，阻力数已知，则可以用求出各用户流量占总流量的比例方法，分析和计算热水网路的流量分配，研究它的水力失调状况，即：2ii i P s V ∆=ch 123i S s s s s =+++2b 1S s ⎡⎤⎛⎫=++⎢⎥⎪⎪⎢⎥⎭⎣⎦123::::::::::i V V V V V s s s s S=i i V V V == 式中 i s ——某管段或热用户的阻力数，()23Pa /m /h；i P ∆——某管段或热用户的压降，Pa ； i V ——某管段或热用户的水流量，m 3/h ；ch S ——串联管段总阻力数，()23Pa /m /h；b S ——并联管段的总阻力数，()23Pa /m /h；V ——管段总流量，m 3/h ； i V ——第i 个用户的相对流量比；i n S -——热用户i 分支点的网路总阻力数，()23Pa /m /h；I n S -——热用户i 之后的网路总阻力数（不包括用户i 及其分支管线），()23Pa /m /h；举例说明，如分析关小供水干管中途球阀4时的水力失调状况。
集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制
集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制简介：介绍了利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件确定系统水力工况调节控制值的新方法，并对实际投入运行供热系统，在不同气候条件，不同用户特点条件下的运行控制策略进行了模拟分析，提出了系统的控制方案。
设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，使用系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，实现系统的远程自动控制。
关键字：集中供热管网水力工况动态模拟目前，我国很多城市的集中供热和空调系统的规模正不断地扩大。
如热、电、冷产，区域集中供热、供冷系统等。
但随着供热、供冷规模的扩大，管网的水力工况将变得十分复杂，其水力失调问题将变得十分突出。
从而使其供热、供冷质量下降，出现不能满足用户要求的情况。
对于一个设计合理的系统，一般可以通过初调节，使各用户的流量达到设计值。
但对于一个规模大管网复杂的系统，使用目前常用的方法（如阻力系数法、正常流量法、回水温度法和经验试凑法），由于受到各种条件的制约，存在准确度不高，需反复调试，工作量过大等问题。
其效果不是很理想。
因此有必要寻找一种准确有效的调节控制方法。
实际运行的供热空调系统是一个十分复杂的网络，系统中任何一个调节装置的工作参数发生变化，必然引起管网之间流量的重新分配。
而且在系统运行过程中，随着气候变化和用户使用情况的变化，其用户所需的热（冷）量是动态变化的，因此系统调节控制应适应这种变化。
笔者设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，利用水力管网系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，进而使用分析的数据对系统运行工况进行远程自动控制，这不仅可以提高调节的精度，避免人工调节的工作量，而且可以实现系统水力工况的动态控制。
十分有利于系统的节能。
要实现自动控制，首先必须计算出控制值的大小即调节阀的开度。
本文重点介绍利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件确定系统调节控制值的新方法，并通过对实际投入运行供热系统，在不同气候条件，不同用户特点条件下的运行控制策略进行模拟分析，提出系统的控制方案。
利用水压图降低供热管网工程造价探讨
利用水压图降低供热管网工程造价探讨
缪文;聂勇;胡翠华
【期刊名称】《供热制冷》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】供热管道内压力产生的作用力是固定支架的主要推力。
由于供热管道内
的水压力是不断变化的,在计算内压力产生的推力时,大多按供热管网的最高工作压
力来计算,这样计算的固定支架安全余量比较大,无形中增加了供热管网的工程造价。
供热管网的水压图可以很方便的计算出供回水管总的水压力,很好的解决了这个问题,不但计算方便、准确,还降低了供热管网的工程造价。
【总页数】3页(P60-62)
【作者】缪文;聂勇;胡翠华
【作者单位】新疆石油工程设计有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU995
【相关文献】
1.利用水压图降低工程造价实例分析 [J], 杨海礁
2.关于供热管网静压力(补水压力)对管网水循环的阻碍作用——"用降低补水压力
的方法实现节能降耗"的尝试 [J], 李锋
3.集中供热工程利用一级管网回水向二级管网补水定压方案分析 [J], 汤延庆;王宇清
4.直供式供热管网系统在集中供热项目上的应用与探讨 [J], 赵飞
5.基于动态水压图的供热管网运行工况分析研究 [J], 朱铁军
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基于动态水压图的供热管网运行工况分析研究朱铁军(胜利油田热电联供中心,山东东营257000)摘要：供热管网水压图是直观反映管网在运行阶段的水力工况的一种重要工具，基于计算机及网络技术在供热领域的大规模普及应用，本文提出了一种基于SCADA 数据采集系统的动态水力平衡监控的新模式，该模式通过对利用管网模型对设计水进行仿真计算的基础上，创造性地运用实时动态水压图实现对管网水力工况的及时监控，运用历史动态水压图对管网运行中的故障进行诊断,从而保证热网系统的正常运行。
关键词：水压图；水力平衡；热网监控；工况分析中图分类号：TU995文献标识码：A文章编号：1001-7119（2015）12-0223-03Analysis and Research of Heat-supply Network ’s Performance Based onDynamic Water Pressure DiagramZhu Tiejun(cogeneration Center of Shengli oil field,Dongying 257000,China)Abstract:The water pressure diagram is an important tool in hydraulic analysis of heat supply network.Under the back⁃ground of large-scale applications of automation control system and SACADA system in the field of heat supply area,this paper designedthe method to create pipe network model for simulation calculation and create a new mode to monitor the performance of dynamic hydraulicbased on automatic data acquisition pare withtraditional pressure diagram,it⁃realized a tool called Real-time Dynamic Pressure Diagram and its application in monitoring of the pipe network hydraulic condition,combine with another tool called Historical Dynamic Pressure Diagram todo effective analysis,so as to ensure the safe and steady operation of heating system.Keywords:pressure diagram;hydraulic balance;SCADA;performance analysis随着我国城市化进程的加速及房地产规模的扩张，接入管网的居民和企业用户逐年增加，许多热力公司在原有的管网系统上不断延伸管线长度，建设新的换热站，更换旧的设备,以满足更高的热负荷需求。
管网的改造及复杂化，导致原有的设计水压图难以实现，给热网运行人员合理调度和故障诊断带来很大的难度，也使得系统的安全运行缺乏足够的保障。
水压图是表示供热管网中各换热站一次水侧供水、回水压力大小以及分布状况的压力曲线。
在设计过程中，它是综合考虑了换热站的标高、管线长度、管道承压能力、用户最小资用压头等因素后的优化设计结果。
为了防止用户系统压力过高将散热器压破或压力过低时用户系统汽化，或倒空等事故发生，在热水网路设计或运行时，必须分析和表示热水网路的压力分布情况，即要用水压图来对热网系统进行分析。
在管网投入运行初期，同样需要根据实际运行工况绘制实际水压图以计算系统各节点压力与设计压力的偏离程度，并通过各种手段来修正、调节，最终实现设计工况。
水压图作为一种直观的压力图形可以十分清楚地表示管网和换热站各点压力的大小和变化情况，是分析研究管网运行工况的有力工具。
本文提出并实现了一种基于西门子PVSS 软件平台热网SCADA 系统的动态水压图工况分析系统，包含管网水压仿真计算模型、实时动态水压图和历史动态收稿日期：2015-04-17作者简介：朱铁军（1977-），男，山东东营人，硕士，胜利油田热电联供中心技术首席，高级工程师，研究方向：区域供暖规划与设计、锅炉安全。
第31卷第12期2015年12月科技通报BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol.31No.12Dec.2015第31卷科技通报水压图功能。
1管网水压仿真计算模型设计在使用动态水压图之前，需要知道管网在满足全网用户设计负荷的情况下各关键节点应该达到的压力数值，根据这些压力值绘制出对应的水压图，即设计水压图。
在运行过程中将实际水压图与设计水压图进行对比，可以了解当前系统水力工况与设计工况之间的偏离程度，为全网统一调节提供指导依据。
而使用计算机对设计工况进行仿真计算，利用计算结果生成设计水压图，是一种十分便捷、高效的方法。
为实现这一目标，需要结合图论知识、管道流体学知识，创建热水管网的数学模型[1]。
1.1模型仿真算法本文采用了基于“负荷-流量-压降”的算法原理来实现管网水力工况的仿真计算，大致过程如下：(1)将管网划分热源、管段、换热站以及节点组成的基本网络模型，如图1：图1供热网拓扑Fig.1Topological graph of Heating network模型中节点的作用是确定其他各组件（主干管道、分支管道、换热站、热源等）之间的物理连接关系。
在计算过程中，它将所连接各分支的流量叠加到主干管道上[3-5]。
(2)确定各管网中各换热站的所覆盖的供热面积S 、设计单耗P 、设计温差ΔT ，计算设计热负荷W 与设计流量Q ：热负荷公式：W =S *P流量公式：Q =3600*W /()ρ*C *ΔT 其中C 为水的比热容，ρ为水的密度。
根据各换热站的供回水压力数据,生成相应的水压图。
1.2模型数据结构为了实现模型在计算机中的自动运算，需要为管网模型中的各基本组件（管道、换热站、节点等）建立合理的数据结构。
(1)管道属性：代号、直径、长度、粗糙度、供水压力、出水压力、压差；方法：截面积计算、流速计算、沿程阻力系数计算、压降计算等；(2)换热站属性：代号、面积、单位热指标、设计负荷、设计温差、最小压降、供水压力、回水压力、压差；方法：质量流量计算，体积流量计算，压差计算；(3)节点属性：代号、入口压力、出口压力、入口所连分支代号、出口所连分支代号；方法：分支流量和计算、压力值传递；(4)热源属性：代号、出水压力、回水压力、定压值。
主程序负责执行管网模型组件数据库的初始化、顺序计算、计算结果的存储。
具体流程如下：图2程序逻辑结构图Fig.2Logical diagram of program本系统的实现基于PVSS 热网监控平台，由于西门子PVSS 软件对面向对象的脚本编程具有良好的支持特性，因此实现和调试过程相对比较容易。
模型的计算结果存储在数据库中，作为以后生成设计水压图的数据来源。
2动态水压图2.1标高处理由于现场压力传感器反馈的压力数据为管道内绝对压力，为了简化图形，需要将标高产生的压力影响从中剔除，这样水压图所反映的便是各个站点相对于同一基准水平面的净压头。
对于标高产生的压头可以根据伯努利流体方程计算得出：P 1ρg +Z 1+v 212g =p 2ρg +Z 2+v 222g +ΔH 1-2(1)式中：P 1，P 2一断面1、2的压力，Pa ；Z 1，Z 2一断面1、2的管中心线离某一基准面的位置高度，m ；v 1，v 2一断面1、2的水流平均速度，m/s ；ρ一水的密度，kg/m 3；ΔH 1-2一水流经管段1—2的压头损失，m H 2O 。
上述公式可以简化为：P '=P -ρgH(2)224第12期2.2增压泵扬程处理对于安装了离心式增压泵的换热站，系统检测的出口压力由于得到了提升，水压图中的曲线无法真实反映站内资用压力，需要对增压泵的扬程对供回水压力数据予以处理。
根据流量公式：H /H 0=()N N 02(3)其中，H 和N 分别为实际扬程和实际转速，H 0和N 0转速为设计转速N 0时的扬程，增压泵的实际扬程有公式计算得出：H =H 0()N 1N 02(4)换热站的实际资用压差为：ΔP =P 1-P 2+ρgH(5)3动态水压图图形分析结合实际运行和经验分析,对常见工况动态水压图图形分析：当所有换热站的供水流量全部依靠调节阀来控制时，管网的全部压头由热源出水口的循环泵来提供，见图3。
图3单阀体控制时水压图Fig.3Pressure diagram of Electric valve control图中，站与站之间的供水管侧压降由近及远逐渐递减，而回水侧则逐渐递增。
(2)在实际管网中，由于一次管道沿程阻力使得末端站点供水压力不足，通常会安装增压泵，增压泵的安装位置一般在换热器一次水出口处，这将导致该站点的回水压力高于供水压力，如图4中6#站点。
增压泵的使用在一定程度上会提高一次回水管道内的整体压力，并使得其他站点的资用压差减少，距离越近的换热站受影响越大（如图4）；如果增压泵的扬程过高或者投用增压泵的站点数量过多，以至于回水压力提升太多，将有可能造成其他未投入增压泵的站点出水量大幅减少，甚至无法正常出水（如图4中5#站点）。
因此在分析此类水压图形时，需要知道各换热站的增压泵工作状态。
当无法确切解读某时刻的水压图形时，利用历史水压图功能读取历史存档数据生成历史水压图，观察一段时期内其形状渐变的过程，再结合以上对水压图图形的分析方法，便可以确定该时刻管网运行工况正常与否。
图4增压泵控制时水压图Fig.4Pressure diagram of Boost pump control4结论基于动态水压图的热网水力工况分析模型是对热网SCADA 监控系统的功能的一种扩展，其主要功能在于：对管网理想压力工况的仿真计算和真实水压图形的实时追踪和动态展示。
相较于静态水压图运用的单一性和局限性，动态水压图可以帮助运行人员更为灵活的掌握系统整个系统的压力状况，及时发现水力失衡或管网异常状态，从而有效地对管网进行合理的调度和优化管理，减少换热站在缺乏指导和协调的情况下无序调节造成的系统紊乱。
利用计算机联网监控系统实时监测管网压力,自动生成并显示水压图在目前来说是一种十分直观和理想的监测方式。