工学第三章-热水供热系统的水力工况分析课件

第三章热水供热系统的水力工况分析9/12/20231第三章热水供热系统的水力工况分析8/4/20231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。9/12/20232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。9/12/202333．实现稳定运行和均衡供热的基本条件8/4/202335．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，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。9/12/202345．产生水力工况不均的原因8/4/20234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。9/12/20235造成系统水力工况不平衡原因是多方面的，主要有：8/4/202第二节热水网路的阻力特性基本公式串联管段阻力特性系数并联管段阻力特性系数9/12/20236第二节热水网路的阻力特性基本公式8/4/20236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3-99/12/20237管网阻力特性曲线8/4/20237串联水泵综合特性曲线V(m3/h)ΔP(Pa)12V(m3/h)ΔP(Pa)12并联水泵综合特性曲线9/12/20238串联水泵综合特性曲线V(m3/h)ΔP(Pa)12V(m3/BCA321ΔP(Pa)V(m3/h)VCVBVAΔPCΔPBΔPA4并联水泵的工作点9/12/20239BCA321ΔP(Pa)V(m3/h)VCVBVAΔPCΔP9/12/2023108/4/202310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。9/12/202311第三节水力工况的计算一、基本概念8/4/2023111.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。9/12/2023121.水力失调8/4/2023122.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。当时，一致的等比失调；当时，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。9/12/2023132.水力失调的种类8/4/2023133．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。9/12/2023143．引起水力失调的主要原因8/4/202314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,SⅡSⅢ…SN支线与用户的阻力系数为S1，S2,S3…Sn

9/12/202315水力工况变化的基本规律（定量计算的基础）8/4/202315用户1用户2

9/12/202316用户18/4/202316第m个用户的相对流量比任意两用户（d和m，且m>d）的流量比9/12/202317第m个用户的相对流量比8/4/202317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9/12/202318结论8/4/202318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）9/12/202319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）8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,SⅡSⅢ…SV未变，S1，S2,S3…S5未变，各用户流量按同一比例减小9/12/202320阀门A节流（阀门关小）8/4/202320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9/12/202321阀门B节流（干管阀门关小）8/4/202321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9/12/202322阀门C开大（用户阀门开大）8/4/202322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9/12/202323阀门C关闭8/4/202323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↓9/12/202324热水网路未进行初调节8/4/202324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上，水压图如何画？9/12/202325干管泄漏（回水管）漏点在供水干管上，水压图如何画？8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9/12/202326用户增设加压泵8/4/202326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。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，

9/12/202327第五节热水网路的水力稳定性1．研究水力稳定性的目的8/4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。9/12/202328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↑。①干管d↑，↓。②加水喷射器、调压板、安装高阻力小管径阀门等，↑。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，以适应，从而保证流量G恒定，即