供熱管網(wǎng)水力平衡計算及分析

1、供熱管網(wǎng)水力平衡計算及分析1 問題的提出中南建筑設(shè)計院西區(qū)（生活區(qū)）集中低溫?zé)崴膳到y(tǒng)于1991年完成設(shè)計及施工，并于當(dāng)年年底投入運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行至今已有十年，大大改善了我院職工的生活條件。但該熱水采暖系統(tǒng)自運(yùn)行之初起，就存在著熱力失衡問題。后隨著用戶的增加，管網(wǎng)作用半徑的增大，隨著燃煤蒸汽鍋爐、汽-水換熱器、熱水循環(huán)泵運(yùn)行效率的降低，也隨著采暖系統(tǒng)閥件及沿程管道性能的弱化，采暖系統(tǒng)運(yùn)行效率降低，熱力失衡問題越來越嚴(yán)重，具體表現(xiàn)在管網(wǎng)末端用戶的采暖效果越來越差。為配合我院沿街開發(fā)的形勢，院西區(qū)兩棟臨街多層住宅拆除，由于采暖用戶（以下均指單棟或單元建筑）減少采暖外網(wǎng)須相應(yīng)調(diào)整，此舉可部分程度緩解

2、采暖系統(tǒng)效果惡化情況，但熱力管網(wǎng)水力失衡問題尚未得到解決。2 管網(wǎng)水力計算及平衡分析基于上述原因，我們對院西區(qū)采暖熱網(wǎng)進(jìn)行水力計算及分析，擬采取水力平衡閥等技術(shù)措施對該采暖熱網(wǎng)進(jìn)行水力平衡，以期改善西區(qū)整體采暖效果。2.1 計算條件已知條件（1）外網(wǎng)各環(huán)路管段管徑及沿程長度，各單位采暖設(shè)計熱負(fù)荷及總設(shè)計熱負(fù)荷。各環(huán)路用戶采暖熱負(fù)荷說“表1”表一用戶名稱13單元47單元北大板28單元29單元幼兒園南幼兒園北單元單元單元熱負(fù)荷（kw）126.1126.1160.051.033.644.138.070.770.778.2續(xù)表一用戶名稱33單元34單元35單元23戶710單元1114單元中南海1521

3、單元中單熱負(fù)荷（kw）55.760.960.9155.8184.7184.7527.6115.0（2）各環(huán)路用戶室采暖水系統(tǒng)所需資用壓頭，由各單體采暖設(shè)計圖紙及資料獲得，參見“表四”及“表五”中“用戶所需資用壓頭”項。 假定條件：（1）由于鍋爐及換熱器效率的降低，根據(jù)該系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗采暖供水最高溫度為80，最大供回水溫差1518。采暖供回水溫度取80/60。（2）由于系統(tǒng)運(yùn)行多年外管內(nèi)壁粗糙度增大，外管內(nèi)壁粗糙度取K=0.5mm。2.2環(huán)路外網(wǎng)摩阻計算1#環(huán)路負(fù)擔(dān)總熱負(fù)荷為1219kw，循環(huán)水量為52.8kg/h，其供回水總管管徑為DN125，環(huán)路外網(wǎng)摩阻計算說“表二”表二管段編號流量（t/h）

4、管徑（mm）流速（m/s）單位摩阻（Pa/m）管段長度（m）管段摩阻（Pa/m）累計摩阻（Pa/m）L152.81251.2517115426.3026.3L247.31251.1113513418.1044.4L341.91250.9910712413.3057.7L431.31250.7460100.6058.3L526.31250.6242261.1059.4L623.31250.5533260.8660.3L718.11000.6766543.5663.8L813.41000.5036200.7264.6L910.81000.4125200.5065.1L106.5500.963302

5、47.9073.0L1110.5650.90157203.1460.9L129.07650.70116202.3263.2L136.93650.6280504.0067.22#環(huán)路負(fù)擔(dān)總熱負(fù)荷為897kw，循環(huán)水量為22.9kg/h，其供回水總管管徑為DN125，環(huán)路外網(wǎng)摩阻計算詳“表三”。表三管段編號管段流量（t/h）公稱直徑（mm）管段流速（m/s）單位摩阻（Pa/m）管段長度（m）管段摩阻（Pa/m）累計摩阻（Pa/m）L1438.81250.9292.420018.4818.5L1522.91000.85104.8505.2423.7L1622.9801.26300.420060.08

6、3.7L1715.9800.88145.3507.2731.0L187.94800.4436.41304.7335.72.3 環(huán)路外網(wǎng)水力平衡分析及平衡措施表四用戶名稱用戶流量（t/h）環(huán)路提供壓頭（kpa）用戶所需資用壓頭（kpa）平衡閥用壓頭（kpa）入戶管徑（mm）平衡閥閥徑（mm）平衡閥開度（%）46單元5.4283.73053.750403013單元5.4265.63035.6504038幼兒園南1.9052.32032.340322530單元3.0452.32527.350323531單元30.451.72526.7503237幼兒園北1.6450.62030.640322332單

7、元3.3649.72524.750324218戶2.7546.22521.240323833單元2.4146.22521.250403334單元2.6445.42520.450403835單元2.9644.92519.950404023戶7.7930.0307.050不設(shè)閥28單元1.4449.12524.150322329單元2.1146.82521.8503229北大板6.8842.83012.8504050表五用戶名稱用戶流量（t/h）環(huán)路提供壓頭（kpa）用戶所需資用壓頭（kpa）平衡閥用壓頭（kpa）入戶管徑（mm）平衡閥閥徑（mm）平衡閥開度（%）710單元7.9583.73090

8、5040301114單元7.95665.63085504038中南海1521單元22.930300DN25× 19DN20× 6不設(shè)閥3 供熱管網(wǎng)改造及效果在2000年采暖季之前，中南院西區(qū)集中供熱管網(wǎng)已根據(jù)上述水力平衡方案進(jìn)行了改造。具體做法是：（1）對絕大多數(shù)熱用戶熱力入口處的供水干管均增設(shè)SP型數(shù)字鎖定平衡閥，并將平衡閥設(shè)定在計算所確定的開度，用戶供回水干管上原有手動截止閥或閘閥全部滿開；（2）通過調(diào)節(jié)換熱站內(nèi)集分水器處各環(huán)路供回水管上的主閥，使1#，2#，3#環(huán)路的資用壓頭分別為115 kpa,125 kpa,50 kpa。2000年入冬后，院西區(qū)集中供暖系統(tǒng)投入運(yùn)行，長期以來困繞我院的熱力失衡問題得到了解決。例如，1#環(huán)路原采暖效果最差的用戶“23戶”室內(nèi)采暖系統(tǒng)完全正常，該環(huán)路已實現(xiàn)熱力平衡，其水力平衡已得到體現(xiàn)。2#環(huán)路除“中南海1516單元”個別室內(nèi)立管外，該環(huán)路也基本正常。“中南?！备鲉卧┡到y(tǒng)為水平同程布置，系統(tǒng)投入運(yùn)行的頭幾年各單元屬正常，“1516單元”個別室內(nèi)立管不熱的原因初步分析結(jié)果是，部分住戶近幾年裝修時對室內(nèi)系統(tǒng)改動較大導(dǎo)致水流不暢，部分室內(nèi)立管上回水失靈無法開啟或被雜物堵塞，目前該問題正在整改中。3#環(huán)路“中單公寓”略有過熱現(xiàn)象，后經(jīng)過系統(tǒng)微調(diào)完全正常。4.小結(jié)（1）該供熱和網(wǎng)改造后的運(yùn)行效果證明上述