水力计算

水力计算<热能工程设计手册>
一。

基础知识及数据：1>. 1W=1J/S=3600J/H; 1GJ=109J; 1CAL=4.2J; kcal（千卡）即大卡；
2>. 热水管道当管径≤DN150时选用直焊缝钢管Q235B；当管径≥DN200时，
选用螺旋焊缝钢管管Q235B
3>. 一吨蒸汽每小时释放6*105KCAL的热量
4>. 确定最不利点:最远点
5>. 热水热网主干线的平均比压降:30---80帕/米
6>. 蒸汽热网单位长度压力损失宜采用100帕/米以下
7>. 采暖用户按每平方米需50W的热量计算KCAL
8>.高温水管网供回水设计温度分别为100度和50度，供回水温差为50度
低温水管网供回水设计温度分别为65度和50度，供回水温差为15度
9>. PMS25意味机组相当于一个2.5MW的用户
10>.蒸汽管道当管径≤DN150时选用无缝钢管20#钢；当管径≥DN200时选用螺旋
焊缝钢管Q235B
11>.20号钢的线膨胀系数取0.01278毫米/米*度
12>.计算温度一般取介质的工作温度
二.热水热网水力计算:
1>. 流量(Q)的计算: ( 假定采暖用户的面积为S平方米) ,则流量为:
50*3600*S
Q=1.05*-------------------(t/h)帕
4.2*供回水温差*106
2>.根据流量及比压降由表4--27查得管道直径
*. 实际应用时，根据外网设计要求中所规定的设计供水量及用户面积计算出高温热水管线（或低温热水
管线）的设计供水量，再根据表4—27查得高温热水管线（或低温热水管线）的管径。

三.蒸汽热网水力计算:
*.电厂外供的蒸汽（气轮机中的一抽蒸汽）压力为1.05兆帕=10.5公斤/平方厘米；，末端选0.7兆帕、
0.8兆帕、... ...（视离开电厂的距离而定）
*.电厂外供的蒸汽（一抽）为饱和蒸汽（1.05兆帕300度），进入气轮机的蒸汽为过热蒸汽（5.0兆
帕450度）。

一定的蒸汽压力对应着一定的温度和密度
*.查《工业锅炉房实用设计手册》P14页饱和蒸汽表（如：压力为0.7兆帕时对应的温度为164.96，对
应的蒸汽比容为0.2727，则，对应的密度应为比容的倒数即1/0.2727
*.已知用户所需的流量（用户给定或按照每1万平方米需1T/H的蒸汽流量计算），查蒸汽管道水利计算表
用相应的各比摩阻乘以上述查得的比容或用相应的各比摩阻除以上述查得的密度，所得的数值在100兆
帕之内的，其对应的管径即为所取。

1>.单位长度压力损失采用100帕/米以下
2>.一兆帕=10公斤/平方厘米
3>.1牛顿/平方米==1怕1公斤/平方米==10牛顿/平方米==10帕
<一>.先从主干线开始计算
1>.确定允许比压降最小的管线
2>.根据管道的实际敷设,由P255页的表4--25中查得管件局部阻力与沿程阻力比值
3>.计算该管线的允许比压降即平均比摩阻(该管线两端点的压力为已知)
4>.从该管线中选出一管段a--b并计算其管径
<1>.(a 点压力为已知)由平均比摩阻求出b点的压力(管段计算长度用直管段的几何展开长度
乘以(1+管件局部阻力与沿程阻力比值)
<2>.(a点温度为已知)假定每一千米温降为20度(温度降要选得高些),根据ab两点间的距离
求出b点温度
<3>.由a点的温度和压力及b点的温度和压力查P274页的表4---36得到ab两点的密度
<4>.计算ab段的平均密度
<5>.(取同时使用系数为0.8)算出ab段的计算流量
<6>.根据计算流量在P258页的表4--28中查得管径
表中对应同一流量有多种管径选择,要依次用各管径对应的比摩阻除以ab段的平均密度,
然后把所得的每个数值同规定的压力损失范围(100帕/米_相比较,取最合适的一个数值
此数值所对应的管径即为所选
<7>.用所选的管径所对应的比摩阻除以已计算出的平均密度得出实际比压降
<8>.用实际比压降乘管段ab的计算长度[直管段的几何展开长度*(1+管件局部阻力与沿程阻力
比值]得出管段ab的压降
<9>.用a点压力减ab段的压降得出b点实际压力
<10>.根据ab两点的压力和温度求ab段的平均压力和温度
<11>.由平均压力和温度查图4--28得出比定压热容
<12>.查表4-37得出保温蒸汽管道单位热损失
<13>.干线架空局部热损失系数取1.2,室外空气温度取12度,
求出ab管段的总热损失(管段长度取计算管段的直线长度)
<14>.计算ab段温降及b点温度
<15>.由b点的实际压力和温度查表4-36得出b点密度
<16>.求ab段实际平均密度
<17>.用ab段的实际平均密度和新算的温降与假定计算所得的平均密度和温降做比较
如果不符,应重新计算,如果相符,即可确定ab段的管径
<二>.用相同的方法可以计算其他管段管径
另例：设定压力为24公斤即2.4兆帕，设定温度为250---300度，管道外径为273（MM），试估算其流量
1>. 单位长度压力损失采用100帕/米
2>.根据压力和温度,查表4---36并通过差值计算法获取相应的密度值为:
250度时为10.99公斤/立方米300度时为9.06公斤/立方米
3>.用选定的比摩阻(100)乘以密度值,即为表4--28中所列的比压降值:
三百度时,有100*9.06=906公斤/立方米
4>.由906公斤/立方米及管道外径为273（MM)查表4--28,估算管道的流量在30--31吨/小时之间
四。

水压图:管道内介质的静压头,对于蒸汽管道其介质密度很小,静压头较小可忽略不计,对于水管道,
其介质密度很大静压头计算中应计入
<1>. 1*104帕=1米水柱
<2>.热源内部的压头损失,根据系统连接的复杂程度，一般可在50——150千帕范围内选取
（一般取较大值150千帕即15米）
<3>.供回水干管在最远用户处的压头差即为热用户内部的阻力（一般取10*10的4次方怕即10
米）
<4>.定压点是根据标高最高的用户确定的｛即为该用户标高＋安全裕度（20～30千帕即2～3米
水柱）＋汽化压力（因高温水温度为100度，所以此项数值为0）｝
<5>.供水管的动水压线:供水管上各点压力头的连接线
<6>.回水管的动水压线:循环水泵运行中回水管上各点的压力连线
<7>.动水压头线及静水压头线即构成热水管网系统的水压头图
水泵停止运行时，*. 当热网循环管网系统尚能保持必要的静态压力，热网中各点压力头的连接线
即为静水压头线（是一条水平线），其值应保证：
不超过底层散热器的承压能力和当水温超过100度时，其压力应高于该水温下的汽化压力（不汽
化）和富裕压力（20--30千帕）及最高点用户的标高（不倒空）之和*. 各种散热器的承压能力：
铸铁散热器：0.4兆帕=40米水柱
钢排管散热器：1.0兆帕
钢制板式散热器：0.5--0.8兆帕
*。

热水热网在运行工况时，供水管网任何一点的压力同样也应符合上述要求
*. 热水热网在运行工况时，回水管网任何一点的压力应符合下列要求：
不超过直接连接用户系统中的允许压力和应高于50千帕
* . 供回水管网的压差，应能满足用户系统所需的作用压头：
间接连接：水---水加热器系统100千帕=10*10的四次幂帕=10米水柱
直接连接：大型供暖系统50千帕=5*10的四次幂帕=5米水柱
1>. 确定循环水泵的参数:见〈工业锅炉房实用设计手册〉Ｐ528
循环水泵安装在换热器的进水侧,一般不少于2台,其中一台备用
计算阻力时，比摩阻要选大一些，一般取100 帕／米
<1>.流量(t/h):循环水的平均比热查〈工业锅炉房实用设计手册〉Ｐ20表1--27
<2>.扬程(M): 可根据各用户点的标高计算扬程(P267)
换热气内部阻力(压降)取1公斤/平方厘米=0.1兆帕=10*10的4次方帕=10米水柱
最不利用户内部系统阻力(末端阻力损失)取50千帕=50000帕=5米水柱
<3>.为防止循环水泵突然停止造成回水对水泵的冲击,在循环水泵的进水母管和回水母管之间
应装设旁通管路,管径应与母管管径相近,并在该旁通管上装设止回阀.
2>. 补给水泵的参数：补水点的位置一般设在循环水泵的吸水侧，系统中补水点的压力即为
定压点的压力。

补给水泵不宜少于２台，其中一台备用
计算阻力时，比摩阻要选大一些，一般取100 帕／米
3>.定压点压力的确定：<1>.因热源循环水泵入口处的压力最低，所以定压点一般设在循环水
泵入口处
<2>.定压点的压力为系统最高层用户安装高度加上热水的汽化压力,
并有2--3米的富裕量
4>.补水泵定压:<1>.对系统规模不大,给水温度不高的热水循环系统,补给水泵可以间断运行
根据定压点的压力,利用压力控制器来控制给水泵的启动和停闭
<2>.对系统规模较大,或给水温度较高的热水循环系统,要求压力波动范围较小补给水泵
应连续运行,根据定压点的压力,利用压力自动调节阀控制给水泵的补水量,以达到
定压的目的。