热力管网工程水力计算
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水力计算的基本步骤
一.水力计算的基本步骤;
1.确定热用户的设计流量
2.确定热水网路各管段的流量
3.确定热水网路的主干线和沿程比摩阻
4.确定主干线各管段的管径和实际比摩阻
5.确定各管段局部阻力当量长度
6.计算主干线各管段的压力损失及主干线的总压力降
7.支干线、支线水力计算及估算比摩阻的确定
8.支干线、支线管段的实际比摩阻和管径的确定
9.确定支干线、支线管段的局部阻力当量长度
10.计算支干线、支线管段的实际压力降
11.环路压力降的平衡
二.水力计算应遵循的基本原则;
1.供热管网干管的管径不应小于50mm,通往各单体建筑物的分支管管径一般不宜小于32mm。
2.在供热管网设计中,有的点出现静压值超过允许值时,应分开设置独立的供热系统。
第8章建筑内部热水供应系统8.4热水管网的水力计算8.4 热水管网的水力计算8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算是在完成热水供应系统布置,绘出热水管网系统图及选定加热设备后进行的。
水力计算的目的是:计算第一循环管网(热媒管网)的管径和相应的水头损失;计算第二循环管网(配水管网和回水管网)的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失;确定循环方式,选用热水管网所需的各种设备及附件,如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。
以热水为热媒时,热媒流量G按公式(8-8)计算。
热媒循环管路中的配、回水管道,其管径应根据热媒流量G、热水管道允许流速,通过查热水管道水力计算表确定,并据此计算出管路的总水头损失Hh 。
热水管道的流速,宜按表8-45选用。
8.4.1 第一循环管网的水力计算1.热媒为热水热水管道的流速表8-12当锅炉与水加热器或贮水器连接时,如图8-12所示,热媒管网的热水自然循环压力值H zr 按式(8-35)计算:)(8.921ρρ-∆=h H zr 图8-128.4热水管网的水力计算8.4.1 第一循环管网的水力计算式中H zr —热水自然循环压力,Pa ;Δh —锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度,m ;ρ1—锅炉出水的密度,kg/m 3;ρ2—水加热器或贮水器的出水密度,kg/m 3。
当H zr >H h 时,可形成自然循环,为保证运行可靠一般要求(8-36):h H 当H zr 不满足上式的要求时,则应采用机械循环方式,依靠循环水泵强制循环。
循环水泵的流量和扬程应比理论计算值略大一些,以确保可靠循环。
zr H ≥(1.1~1.15)hH2.热媒为高压蒸汽以高压蒸汽为热媒时,热媒流量G按公式(8-6)或(8-7)确定。
热媒蒸汽管道一般按管道的允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失。
高压蒸汽管道的常用流速见表8-13。
高压蒸气管道常用流速表8-13 确定热媒蒸汽管道管径后,还应合理确定凝水管管径。
供热管网水力平衡计算及分析1 问题的提出中南建筑设计院西区(生活区)集中低温热水采暖系统于1991年完成设计及施工,并于当年年底投入运行。
系统运行至今已有十年,大大改善了我院职工的生活条件。
但该热水采暖系统自运行之初起,就存在着热力失衡问题。
后随着用户的增加,管网作用半径的增大,随着燃煤蒸汽锅炉、汽-水换热器、热水循环泵运行效率的降低,也随着采暖系统阀件及沿程管道性能的弱化,采暖系统运行效率降低,热力失衡问题越来越严重,具体表现在管网末端用户的采暖效果越来越差。
为配合我院沿街开发的形势,院西区两栋临街多层住宅拆除,由于采暖用户(以下均指单栋或单元建筑)减少采暖外网须相应调整,此举可部分程度缓解采暖系统效果恶化情况,但热力管网水力失衡问题尚未得到解决。
2 管网水力计算及平衡分析基于上述原因,我们对院西区采暖热网进行水力计算及分析,拟采取水力平衡阀等技术措施对该采暖热网进行水力平衡,以期改善西区整体采暖效果。
2.1 计算条件已知条件(1)外网各环路管段管径及沿程长度,各单位采暖设计热负荷及总设计热负荷。
各环路用户采暖热负荷说“表1”表一1,34,7北大28单29单幼儿幼儿用户名称单元单元单元单元单元板元元园南园北热负荷126.1 126.1 160.0 51.0 33.6 44.1 38.0 70.7 70.7 78.2 (kw) 续表一3334357,1011,14中南海15,21用户名称 23户中单单元单元单元单元单元单元热负荷(kw) 55.7 60.9 60.9 155.8 184.7 184.7 527.6 115.0(2)各环路用户室采暖水系统所需资用压头,由各单体采暖设计图纸及资料获得,参见“表四”及“表五”中“用户所需资用压头”项。
假定条件:(1)由于锅炉及换热器效率的降低,根据该系统运行经验采暖供水最高温度为80?,最大供回水温差15,18?。
采暖供回水温度取80/60?。
(2)由于系统运行多年外管内壁粗糙度增大,外管内壁粗糙度取K=0.5mm。
热水热力管网的水力计算热水管网的水力计算是在完成热水供应系统布置,绘出热水管网系统图及选定加热设备后进行的。
水力计算的目的是:计算第一循环管网(热媒管网)的管径和相应的水头损失;计算第二循环管网(配水管网和回水管网)的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失;确定循环方式,选用热水管网所需的各种设备及附件,如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。
第一循环管网的水力计算:1.热媒为热水:以热水为热媒时,热媒流量G按公式(8-8)计算。
热媒循环管路中的配、回水管道,其管径应根据热媒流量G、热水管道允许流速,通过查热水管道水力计算表确定,并据此计算出管路的总水头损失Hh。
热水管道的流速,宜按表8-45选用。
当锅炉与水加热器或贮水器连接时,如图8-12所示:热媒管网的热水自然循环压力值Hzr按式(8-35)计算:式中:Hzr—热水自然循环压力,Pa;Δh—锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度,m;p1—锅炉出水的密度,kg/m3;p2—水加热器或贮水器的出水密度,kg/m3。
当Hzr>Hh时,可形成自然循环,为保证运行可靠一般要求(8-36):当Hzr不满足上式的要求时,则应采用机械循环方式,依靠循环水泵强制循环。
循环水泵的流量和扬程应比理论计算值略大一些,以确保可靠循环。
2.热媒为高压蒸汽:以高压蒸汽为热媒时,热媒流量G按公式(8-6)或(8-7)确定。
热媒蒸汽管道一般按管道的允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失。
高压蒸汽管道的常用流速见表8-13。
确定热媒蒸汽管道管径后,还应合理确定凝水管管径。
第二循环管网的水力计算:1.配水管网的水力计算配水管网水力计算的目的主要是根据各配水管段的设计秒流量和允许流速值来确定配水管网的管径,并计算其水头损失值。
(1)热水配水管网的设计秒流量可按生活给水(冷水系统)设计秒流量公式计算。
(2)卫生器具热水给水额定流量、当量、支管管径和最低工作压力同给水规定。
(3)热水管道的流速,宜按表8-12选用。
热力管道水力计算表(一)
K d= r=m3
热力管道水力计算表(二)
3
热力管道水力计算表(三)
3
热力管道水力计算表(四)
3
热力管道水力计算表(五)
3
热力管道水力计算表(六)
3
热力管道水力计算表(七)
3
热力管道水力计算表(八)
3
热力管道水力计算表(九)
3
热力管道水力计算表(十)
3
热力管道水力计算表(十一)
3
热力管道水力计算表(十二)
3
热力管道水力计算表(十三)
3
热力管道水力计算表(十四)
3
热力管道水力计算表(十五)
3
热力管道水力计算表(十六)
3
热力管道水力计算表(十七)
3
热力管道水力计算表(十八)
3。
热力管网工程水力计算
一、水力计算
5.1 计算条件与计算参数
5.1.1 依据热用户对蒸汽参数的要求,确定管网水力计算参数如下:
(1)中压负荷:
最大蒸汽流量 171.2t/h;
最小蒸汽流量 144t/h。
(2)低压负荷:
最大蒸汽流量 193.8t/h;
最小蒸汽流量 150.8t/h。
5.1.2 计算中需要控制的参数如下:
末端低压用户参数:P:~0.5MPa,T:150~180℃;
末端中压用户参数:P:2.3~2.4MPa,T:230~240℃。
5.2 热网工程系统水力计算
5.2.1 水力计算依据
本项目设计根据近期最大负荷确定管径,综合投资比较,确定最优管径方案。
至用户的管径是根据用户的参数要求、负荷情况确定的。
5.2.2 水力计算结果
最小负荷144t/h 时,从电厂以3.3MPa,365℃外供,主管管径DN700,能够满足各用户的参数需求。
最大负荷193.8t/h 时,从电厂以1.6MPa,285℃外供,主管管径DN800,能够满足各用户的参数需求。
最大负荷150.8t/h 时,从电厂以1.35MPa,305℃外供,主管管径DN800,能够满足各用户的参数需求。
5.2.3 水力计算结果汇总
表5.2.3-1 水力计算结果汇总表
5.2.4 安全运行负荷
管道在超低负荷运行时,管道沿途和用户末端会产生大量冷凝水,为避免水击撞管造成管道系统破坏,适当位置设大流量连续疏水,保证冷凝水及时排出同时加强沿途管网安全巡视,保障管网疏排水的畅通和对周围环境的安全防护。
此外,管道在超低负荷运行状态下管损十分突出,对管道实际运行的经济性将大大折扣。
根据管网设计计算要求,通过水力计算模拟结果确定管网运行的安全负荷临界位置;结合本项目热网布置特点,运行热负荷流量主要集中在管网中后段金峰镇的风阳工业园区范围内(图F 、G 点附近),该处集中分布中压约50%的热负荷和低压约40%的热负荷,通过计算该位置在最低负荷运行状态下介质过热程度可作为衡量项目管网的安全运行状态的重要依据;
通过水力计算得出低压运行负荷在最大设计负荷50%状态下(流量约97t/h ),末端参考点(F 、G 点)的介质参数近似饱和状态;中压运行负荷在最大设计负荷45%状态下(流量约77t/h ),末端参考点(
F 、
G 点)的介质参数近似饱和状态;考虑风阳工业园区内介质参数为理论计算的末端参数,实际运行需要对此处及后段管网沿途设置大流量连续疏水,加强运行巡视等工作;此状态下低压流量设定为低压参数管网最低安全运行负荷。
具体计算结果如下:
表 5.2.4-1 最低安全运行负荷下水力计算结果表(低压)
同上水力计算出中压的最低安全运行负荷为:
表 5.2.4-2 最低安全运行负荷下水力计算结果表(中压)
5.2.5 管网工程量
管网工程量详见《第二册图纸、主要设备材料表》中外管专业“材料综合明细表”2022314-26-101-7、8;。