熱水供熱系統(tǒng)的定壓方式

熱水供熱系統(tǒng)的定壓方式第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日

第一節(jié)補給水泵定壓方式欲使熱網(wǎng)按水壓圖給定的壓力狀況運行，要靠所采用的定壓方式，定壓點的位置和控制好定壓點所要求的壓力。常用的定壓方式有：1.膨脹水箱定壓2.補給水泵定壓3.惰性氣體定壓4.蒸汽定壓一.補給水泵連續(xù)補水定壓方式第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日

定壓點設在循環(huán)水泵6的入口，利用壓力調節(jié)閥3保持定壓點O的壓力恒定。當系統(tǒng)壓力增加時，O點壓力增加，壓力調節(jié)閥關小，補給水泵1的補水量減少，使系統(tǒng)內壓力降低到設定水平；當O點壓力減小時，壓力調節(jié)閥3開大，補給水泵1補水量增加，系統(tǒng)壓力回升到設定水平。特點：補水方式連續(xù)，水壓曲線穩(wěn)定，多耗電能。適用場合：適用于系統(tǒng)規(guī)模較大，供水溫度較高（如130℃以上）的供熱系統(tǒng)。二.補給水泵間歇補水定壓方式補給水泵1的啟動和停止是由電接點式壓力表4表盤上的觸點開關控制的。O點壓力下降到某一設定數(shù)值時，電接點壓力表觸點接通，補給水泵1啟動，向系統(tǒng)補水，O點壓力升高。當壓力升高到某一設定數(shù)值時，電接點壓力表觸點斷開，補給水泵停止補水。停止補水后系統(tǒng)壓力逐漸下降到壓力下限，水泵再啟動補水，如此反復，使定壓點O點壓力在上、下限之間波動。第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日特點：比連續(xù)補水定壓節(jié)省電能，設備簡單，但其動水壓曲線上下波動，不如連續(xù)補水方式穩(wěn)定。（通常取HA和HA’之間的波動范圍為5mH2O左右，不宜過小，否則觸點開關動作過于頻繁而易損壞。）適用場合：適用于系統(tǒng)規(guī)模不大、供水溫度不高、系統(tǒng)漏水量較小的供熱系統(tǒng)中。三.補水定壓點設在旁通管的連續(xù)補水定壓方式上述兩種補水定壓方式，運行時動水壓曲線都比靜水壓曲線高。對于大型的熱水供熱系統(tǒng)，為了適當?shù)慕档途W(wǎng)路的運行壓力和便于調節(jié)網(wǎng)路的壓力工況，可采用定壓點設在旁通管的連續(xù)補水定壓方式。在熱源的供、回水干管之間，連接一根旁通管，利用補給水泵使旁通管上J點保持符合靜水壓線要求的壓力。在網(wǎng)路循環(huán)水泵運行中，當定壓點J的壓力低于控制值時，壓力調節(jié)閥4的閥孔開大，補水量增加；當定壓點J的壓力高于控制值時，壓力調節(jié)閥關小，補水量減少。如由于某種原因（如水溫不斷急驟升高等原因），即使壓力調節(jié)閥完全關閉，壓力仍不斷地升高，則瀉水調節(jié)閥3開啟，瀉放網(wǎng)路中的水，一直到定壓點的壓力恢復到正常為止。當網(wǎng)路循環(huán)水泵停止運行時，整個網(wǎng)路壓力先達到運行時的平均值然后下降，通過補給水泵的補水作用，使整個系統(tǒng)壓力維持在定壓點J的靜壓力。第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日利用旁通管定壓力點連續(xù)補水定壓方式，可以適當?shù)亟档瓦\行時的動水壓曲線，網(wǎng)路循環(huán)泵吸入端A點的壓力低于定壓點J的靜壓力。同時，靠調節(jié)旁通管上的兩個閥門m和n的開啟度，可控制網(wǎng)路的動水壓曲線升高或降低。如將旁通管上閥門m關小，旁通管段BJ的壓降增大，J點的壓力通過脈沖管傳遞到壓力調節(jié)閥4的膜室上壓力降低，調節(jié)閥的閥孔開大，作用在A點的壓力升高，從而整個網(wǎng)路的動水壓曲線升高到如圖虛線的位置。如將閥門m完全關死，則J點的壓力與A點的壓力相等，網(wǎng)路整個動水壓曲線位置都高于靜壓力線。反之，如將旁通管上的閥門n關小，網(wǎng)路的動水壓曲線則可降低。另外，如要改變所要求的靜水壓線的高度，可通過調整壓力調節(jié)器內的彈簧或重錘平衡力實現(xiàn)。

第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日四.補水泵的選擇計算特點：利用旁通管定壓點連續(xù)補水定壓方式，可以靈活的調節(jié)系統(tǒng)的運行壓力，但旁通管內的水流量，也要計入網(wǎng)路循環(huán)水泵的計算流量，使循環(huán)水泵多消耗電能。適用場合：大型的熱水供熱系統(tǒng)四.補水泵的選擇計算1.流量的確定

a.在閉式熱水供熱管網(wǎng)中，補給水泵的正常補水量取決于系統(tǒng)的滲漏水量。目前《熱網(wǎng)規(guī)范》規(guī)定，熱水網(wǎng)路的補水率不宜大于總循環(huán)水量的1%，但選擇補水泵時，整個補水裝置與補給水泵的流量，應根據(jù)供熱系統(tǒng)的正常補水量和事故補水量來確定。一般取正常補水量的4倍計算。一般熱水供暖系統(tǒng)，按循環(huán)水量的3%~5%計算（大型系統(tǒng)按2%~4%）。b.開式熱水供熱系統(tǒng)，補給水泵的流量應根據(jù)熱水供熱系統(tǒng)的最大設計用水量和系統(tǒng)正常補水量之和確定。第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日2.揚程的確定應根據(jù)保證靜水壓曲線的壓力要求來確定，其揚程應小于建筑物高度，與地形和建筑物高度有關。按下式確定：第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日3.臺數(shù)選擇閉式熱水供熱系統(tǒng)，補給水泵宜選二臺，可不設備用泵，正常時一臺工作；事故時，兩臺全開。開式系統(tǒng)，補給水泵宜設3臺或3臺以上，其中一臺備用。第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)惰性氣體定壓方式

補給水泵定壓方式的可靠性完全依賴于電源。在電力供應緊張的地區(qū)常會出現(xiàn)突然停電。補給水泵循環(huán)水泵停止工作。在大型高溫水供熱系統(tǒng)中可安裝柴油發(fā)電機組自用，或由內燃機帶動備用循環(huán)水泵和補給水泵。但一般供熱系統(tǒng)可改用氣體定壓方式維持系統(tǒng)壓力，并采取緩解系統(tǒng)出現(xiàn)汽化的措施。采用氣體定壓，大都采用惰性氣體（氮氣）定壓。1.工作原理下圖為熱水供熱系統(tǒng)采用氮氣定壓（變壓式）的原則性系統(tǒng)圖，供熱系統(tǒng)的壓力狀況靠連接在循環(huán)水泵進口側的氮氣罐5的氮氣壓力來控制。氮氣從氮氣瓶經(jīng)減壓后進入氮氣罐，充滿氮氣罐Ⅰ-Ⅰ水位之上的空間，保持Ⅰ-Ⅰ水位時罐內壓力p1一定。當熱水供熱系統(tǒng)內水受熱膨脹，氮氣罐內水位升高，氣體空間減小，氣體壓力升高，水位超過Ⅱ-Ⅱ，壓力達到p2值后，氮氣罐頂部設置的安全閥排氣泄壓。當系統(tǒng)漏水或冷卻時，氮氣罐內水位降到Ⅰ-Ⅰ水位之下，氮氣罐上的水位控制器自動控制補給水泵啟動補水。水位升高到Ⅱ-Ⅱ水位后，補給水泵停止工作。罐內氮氣如果溶解或漏失，當水位降到Ⅰ-Ⅰ附近時，罐內氮氣壓力將低于規(guī)定值p1

，氮氣瓶向罐內補氣，保持p1壓力不變。第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日為防止氮氣罐出現(xiàn)不正常水位，尚需設高水位Ⅱ′-Ⅱ′警報和低水位Ⅰ′-Ⅰ′警報.為氮氣定壓方式的熱水供熱系統(tǒng)的水壓圖。其中虛線代表熱水供熱系統(tǒng)的最低動水壓曲線（氮氣罐最低水位時的工況）。實線代表熱水供熱系統(tǒng)的最高動水壓曲線（相應于氮氣罐最高水位時的工況）。j—j線表示最低的靜水壓曲線。氮氣罐的壓力在P~P之間波動，因而稱為變壓式的氮氣定壓方式。氮氣加壓罐既起定壓作用，又起容納系統(tǒng)膨脹水量、補充系統(tǒng)循環(huán)水的作用。相當于一個閉式的膨脹水箱。2.特點：采用氮氣定壓方式，系統(tǒng)運行安全可靠，由于罐內壓力隨系統(tǒng)水溫升高而增加，罐內氣體可起到緩沖壓力傳播的作用，能較好地防止系統(tǒng)出現(xiàn)汽化和水擊現(xiàn)象。但這種方式需要消耗氮氣，設備較復雜，罐體體積較大。3.適用場合：主要適用于高溫熱水供熱系統(tǒng)。第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日4.氣壓罐的選用：a.穩(wěn)定壓力的介質低溫水供暖、空調水系統(tǒng)，罐內可用空氣定壓（它要求空氣與水必須采用彈性密封材料（如橡膠）隔離，以免增加水中的溶氧量）；如為高溫水，可用氮氣定壓。b.氣壓罐壓力上、下限的確定當氣壓罐連接在循環(huán)水泵入口時，氣壓罐壓力下限壓力P1根據(jù)下式確定：第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日

壓力上限P2嚴格應根據(jù)熱力學原理PV=const來確定，簡化起見可取P2=1.2~1.3P1。C.氣壓罐的調節(jié)容積：是其壓力上下限之間所對應的容積，應保證水溫在正常溫度波動范圍內能有效地調節(jié)系統(tǒng)熱脹冷縮時水量的變化。具體計算可參考《簡明供熱設計手冊》。第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第三節(jié)蒸汽定壓方式蒸汽定壓方式，在國外比氮氣定壓方式應用要早些。蒸汽定壓比較簡單，目前在工程實踐上，有下面幾種型式：1.蒸汽鍋筒定壓方式熱水鍋爐采用非滿水運行，其鍋筒上部留作蒸汽空間。利用蒸汽空間的蒸汽壓力來保證熱水供熱系統(tǒng)的定壓。這種方式經(jīng)濟簡單，在供水的同時，也可以供蒸汽，常用于同時需要蒸汽和熱水的一般中小型工廠、醫(yī)院和飯店等單位。其缺點是蒸汽壓力取決于鍋爐的燃燒狀況，如燃燒狀況不穩(wěn)定會影響系統(tǒng)的壓力狀況，另外，操作不當，鍋爐出現(xiàn)低水位時，蒸汽易竄入網(wǎng)路，引起嚴重的汽水沖擊。2.外置蒸汽罐定壓方式第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日2.外置蒸汽罐定壓方式

3.淋水式換熱器定壓方式圖a是外置蒸汽膨脹罐的蒸汽定壓示意圖。熱水鍋爐并聯(lián)滿水運行，其高溫水經(jīng)閥門11減壓后進入置于高處的膨脹罐3內，因減壓產(chǎn)生的少量蒸汽積聚在罐上部，使其上部蒸汽空間具有一定的壓力，達到定壓的目的。這種方式系統(tǒng)壓力取決于膨脹罐內高溫水層的水溫，不隨蒸汽空間的大小而改變。因此膨脹罐的水容量越大、罐體保溫性能越好，對蒸汽壓力的穩(wěn)定越為有利。圖b是蒸汽加壓罐定壓方式。來自蒸汽鍋爐的蒸汽由減壓閥10進入蒸汽加壓罐3內，使加壓罐上部蒸汽空間保持穩(wěn)定的蒸汽壓力，達到定壓的目的。蒸汽罐內的水位可通過水位調節(jié)器2自動控制補給水泵8的啟閉來保持。3.淋水式換熱器定壓方式采用淋水式換熱器進行汽水熱交換的熱水供熱系統(tǒng)，其淋水式換熱器是具有一定容積的罐體，它的下部可蓄存系統(tǒng)膨脹水，起到膨脹水箱的作用，罐體內部具有一定的蒸汽壓力，利用空間中的蒸汽壓力對熱水供暖系統(tǒng)進行定壓。第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日第四節(jié)循環(huán)水泵的選擇1.循環(huán)水泵的作用：循環(huán)水泵設置于熱力站（熱力中心）、熱源或冷源。在采暖系統(tǒng)或空調水系統(tǒng)的閉合環(huán)路內，循環(huán)水泵使水在系統(tǒng)內周而復始地循環(huán)，克服環(huán)路的阻力損失，其揚程與建筑物的高度和地形無直接關系。2.循環(huán)水泵的流量循環(huán)水泵的總流量應不小于管網(wǎng)的計算流量，即：Gb=1.1Gjt/hGb---循環(huán)水泵的總流量，t/h;Gj----管網(wǎng)的計算流量，t/h;1.1----安全裕量（考慮到各種不利因素而增加的貯備量）。Gj的確定：第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日對具有多種熱用戶的閉式熱水供熱系統(tǒng)，原則上應首先繪制供熱綜合調節(jié)曲線，將各種熱負荷的網(wǎng)路總水流量曲線相疊加，得出相應某一室外溫度下的網(wǎng)路最大設計流量值，作為選擇的依據(jù)。對目前常見的只有單一供暖熱負荷，或采用集中質調節(jié)的具有多種熱用戶的并聯(lián)閉式熱水供熱系統(tǒng)，網(wǎng)路的最大設計流量，可按《供熱工程》中式（9-13）和（9-14）確定。第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日3.循環(huán)水泵的揚程循環(huán)水泵的揚程應不小于設計流量條件下熱源、熱網(wǎng)和最不利用戶環(huán)路的壓力損失之和并增加20%的貯備量。即第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日用戶系統(tǒng)的壓力損失與用戶的連接方式及用戶入口設備有關。在設計中可采用如下的參考數(shù)據(jù)。對與網(wǎng)路直接連接的供暖系統(tǒng)，約為（1~2）mH2O;對于網(wǎng)路直接連接的暖風機供暖系統(tǒng)或大型的散熱器供暖系統(tǒng)，約為（2~5）mH2O;對采用水噴射器的供暖系統(tǒng)，約為（8~12）mH2O;對于設置混合水泵的熱力站，網(wǎng)路供回水管的預留資用壓差值，應等于熱力站后二級網(wǎng)路及其用戶系統(tǒng)的設計壓力損失值。第26頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日4.循環(huán)水泵的選擇4.循環(huán)水泵的選擇1）循環(huán)水泵的臺數(shù)，在任何情況下都不應少于兩臺，其中一臺備用。最多不宜超過4臺。建議當循環(huán)水量大于180t/h時，宜設3臺或更多的水泵。當循環(huán)水量小于180t/h時，只設兩臺，一臺備用。當供熱系統(tǒng)采用階段式變流量的質調節(jié)時，循環(huán)水泵的選擇，應考慮以下原則：對于中小型供熱系統(tǒng)，可采用兩階段式變流量，兩臺循環(huán)水泵的流量分別為計算值的100%和75%，揚程分別為計算值的100%和56%。對于大型供熱系統(tǒng)可采用三階段式變流量，三臺循環(huán)水泵的流量分別為計算值的100%、80%和60%，揚程分別為計算值的100%、64%和36%。第27頁，共28頁，2023年，2月20日，星期日對具有熱水供應熱負荷的熱水供熱系統(tǒng)，在非供暖期間網(wǎng)路流量大大小于供暖期流量，可考慮增設專為供應熱水供應熱負荷用的循環(huán)水泵。對具有多種熱負荷的