十热水供热系统的定压方式.ppt

第十章第十章热水供热系统的定压方式热水供热系统的定压方式及循环水泵的选择及循环水泵的选择（第十三章第六、七节）（第十三章第六、七节） 第一节第一节第一节第一节 补给水泵定压方式补给水泵定压方式补给水泵定压方式补给水泵定压方式欲使热网按水压图给定的压力状况运行，要靠所采用的欲使热网按水压图给定的压力状况运行，要靠所采用的定压方式，定压点的位置和控制好定压点所要求的压力定压方式，定压点的位置和控制好定压点所要求的压力常用的定压方式有：常用的定压方式有：一一一一. . . .补给水泵连续补水定压方式补给水泵连续补水定压方式补给水泵连续补水定压方式补给水泵连续补水定压方式 定压点设在循环水泵定压点设在循环水泵6 6的入口，利用压力调节阀的入口，利用压力调节阀3 3保持定压点保持定压点O O的压的压力恒定当系统压力增加时，力恒定当系统压力增加时，O O点压力增加，压力调节阀关小，补点压力增加，压力调节阀关小，补给水泵给水泵1 1的补水量减少，使系统内压力降低到设定水平；当的补水量减少，使系统内压力降低到设定水平；当O O点压点压力减小时，压力调节阀力减小时，压力调节阀3 3开大，补给水泵开大，补给水泵1 1补水量增加，系统压力补水量增加，系统压力回升到设定水平。

回升到设定水平特点：补水方式连续，水压曲线稳定，多耗电能特点：补水方式连续，水压曲线稳定，多耗电能适用场合：适用于系统规模较大，供水温度较高（如适用场合：适用于系统规模较大，供水温度较高（如130℃130℃以上）的供热系统以上）的供热系统二二二二. . . .补给水泵间歇补水定压方式补给水泵间歇补水定压方式补给水泵间歇补水定压方式补给水泵间歇补水定压方式 补给水泵补给水泵1 1的启动和停止是由电接点式压力表的启动和停止是由电接点式压力表4 4表盘上的触点开关表盘上的触点开关控制的O O点压力下降到某一设定数值时，电接点压力表触点接通，点压力下降到某一设定数值时，电接点压力表触点接通，补给水泵补给水泵1 1启动，向系统补水，启动，向系统补水，O O点压力升高当压力升高到某一点压力升高当压力升高到某一设定数值时，电接点压力表触点断开，补给水泵停止补水停止设定数值时，电接点压力表触点断开，补给水泵停止补水停止补水后系统压力逐渐下降到压力下限，水泵再启动补水，如此反补水后系统压力逐渐下降到压力下限，水泵再启动补水，如此反复，使定压点复，使定压点O O点压力在上、下限之间波动点压力在上、下限之间波动。

特点：比连续补水定压节省电能，设备简单，但其动水压曲线上下波特点：比连续补水定压节省电能，设备简单，但其动水压曲线上下波动，不如连续补水方式稳定动，不如连续补水方式稳定通常取（通常取H HA A和和H HA A’ ’之间的波动范围为之间的波动范围为5 5mHmH2 2O O左右，不宜过小，否则触点开关动作过于频繁而易损坏左右，不宜过小，否则触点开关动作过于频繁而易损坏适用场合：适用于系统规模不大、供水温度不高、系统漏水量较小的适用场合：适用于系统规模不大、供水温度不高、系统漏水量较小的供热系统中供热系统中三三三三. . . .补水定压点设在旁通管的连续补水定压方式补水定压点设在旁通管的连续补水定压方式补水定压点设在旁通管的连续补水定压方式补水定压点设在旁通管的连续补水定压方式 上述两种补水定压方式，运行时动水压曲线都比静水压曲线高对于大型上述两种补水定压方式，运行时动水压曲线都比静水压曲线高对于大型的热水供热系统，为了适当的降低网路的运行压力和便于调节网路的压力的热水供热系统，为了适当的降低网路的运行压力和便于调节网路的压力工况，可采用定压点设在旁通管的连续补水定压方式。

工况，可采用定压点设在旁通管的连续补水定压方式在热源的供、回水干管之间，连接一根旁通管，利用补给水泵使旁通管上在热源的供、回水干管之间，连接一根旁通管，利用补给水泵使旁通管上J J点点保持符合静水压线要求的压力在网路循环水泵运行中，当定压点保持符合静水压线要求的压力在网路循环水泵运行中，当定压点J J的压的压力低于控制值时，压力调节阀力低于控制值时，压力调节阀4 4的阀孔开大，补水量增加；当定压点的阀孔开大，补水量增加；当定压点J J的压的压力高于控制值时，压力调节阀关小，补水量减少如由于某种原因（如水力高于控制值时，压力调节阀关小，补水量减少如由于某种原因（如水温不断急骤升高等原因），即使压力调节阀完全关闭，压力仍不断地升高，温不断急骤升高等原因），即使压力调节阀完全关闭，压力仍不断地升高，则泻水调节阀则泻水调节阀3 3开启，泻放网路中的水，一直到定压点的压力恢复到正常开启，泻放网路中的水，一直到定压点的压力恢复到正常为止当网路循环水泵停止运行时，整个网路压力先达到运行时的平均值为止当网路循环水泵停止运行时，整个网路压力先达到运行时的平均值然后下降，通过补给水泵的补水作用，使整个系统压力维持在定压点然后下降，通过补给水泵的补水作用，使整个系统压力维持在定压点J J的的静压力。

静压力• •利用旁通管定压力点连续补水定压方式，可以适当地降低运行时利用旁通管定压力点连续补水定压方式，可以适当地降低运行时的动水压曲线，网路循环泵吸入端的动水压曲线，网路循环泵吸入端AA点的压力低于定压点点的压力低于定压点J J的静压的静压力同时，靠调节旁通管上的两个阀门力同时，靠调节旁通管上的两个阀门mm和和n n的开启度，可控制网的开启度，可控制网路的动水压曲线升高或降低如将旁通管上阀门路的动水压曲线升高或降低如将旁通管上阀门mm关小，旁通管关小，旁通管段段BJBJ的压降增大，的压降增大，J J点的压力通过脉冲管传递到压力调节阀点的压力通过脉冲管传递到压力调节阀4 4的膜的膜室上压力降低，调节阀的阀孔开大，作用在室上压力降低，调节阀的阀孔开大，作用在AA点的压力升高，从而点的压力升高，从而整个网路的动水压曲线升高到如图虚线的位置如将阀门整个网路的动水压曲线升高到如图虚线的位置如将阀门mm完全完全关死，则关死，则J J点的压力与点的压力与AA点的压力相等，网路整个动水压曲线位置点的压力相等，网路整个动水压曲线位置都高于静压力线反之，如将旁通管上的阀门都高于静压力线反之，如将旁通管上的阀门n n关小，网路的动水关小，网路的动水压曲线则可降低。

另外，如要改变所要求的静水压线的高度，可压曲线则可降低另外，如要改变所要求的静水压线的高度，可通过调整压力调节器内的弹簧或重锤平衡力实现通过调整压力调节器内的弹簧或重锤平衡力实现 四四. .补水泵的选择计算补水泵的选择计算特点：利用旁通管定压点连续补水定压方式，可以灵活的调节系统的特点：利用旁通管定压点连续补水定压方式，可以灵活的调节系统的运行压力，但旁通管内的水流量，也要计入网路循环水泵的计算运行压力，但旁通管内的水流量，也要计入网路循环水泵的计算流量，使循环水泵多消耗电能流量，使循环水泵多消耗电能适用场合：大型的热水供热系统适用场合：大型的热水供热系统四四四四. . . .补水泵的选择计算补水泵的选择计算补水泵的选择计算补水泵的选择计算 a. a. 在闭式热水供热管网中，在闭式热水供热管网中，补给水泵的正常补水量取决于系补给水泵的正常补水量取决于系统的渗漏水量目前《热网规范》规定，热水网路的补水率不宜统的渗漏水量目前《热网规范》规定，热水网路的补水率不宜大于总循环水量的大于总循环水量的1%1%，但选择补水泵时，整个补水装置与补给水，但选择补水泵时，整个补水装置与补给水泵的流量，应根据供热系统的正常补水量和事故补水量来确定。

泵的流量，应根据供热系统的正常补水量和事故补水量来确定一般取正常补水量的一般取正常补水量的4 4倍计算一般热水供暖系统，按循环水量的一般热水供暖系统，按循环水量的3%~5%3%~5%计算（大型系计算（大型系统按统按2%~4%2%~4%）b.b.开式热水供热系统，补给水泵的流量应根据热水供热系统的最大设开式热水供热系统，补给水泵的流量应根据热水供热系统的最大设计用水量和系统正常补水量之和确定计用水量和系统正常补水量之和确定 应根据保证静水压曲线的压力要求来确定，其扬程应小应根据保证静水压曲线的压力要求来确定，其扬程应小于建筑物高度，与地形和建筑物高度有关于建筑物高度，与地形和建筑物高度有关按下式确定：按下式确定：3. 3. 台数选择台数选择台数选择台数选择闭式热水供热系统，补给水泵宜选二台，可不设备用泵，闭式热水供热系统，补给水泵宜选二台，可不设备用泵，正常时一台工作；事故时，两台全开正常时一台工作；事故时，两台全开开式系统，补给水泵宜设开式系统，补给水泵宜设3 3台或台或3 3台以上，其中一台备用台以上，其中一台备用第二节第二节第二节第二节 惰性气体定压方式惰性气体定压方式惰性气体定压方式惰性气体定压方式 补给水泵定压方式的可靠性完全依赖于电源。

在电力供应紧张的地区常会补给水泵定压方式的可靠性完全依赖于电源在电力供应紧张的地区常会出现突然停电补给水泵循环水泵停止工作在大型高温水供热系统中可出现突然停电补给水泵循环水泵停止工作在大型高温水供热系统中可安装柴油发电机组自用，或由内燃机带动备用循环水泵和补给水泵但一安装柴油发电机组自用，或由内燃机带动备用循环水泵和补给水泵但一般供热系统可改用气体定压方式维持系统压力，并采取缓解系统出现汽化般供热系统可改用气体定压方式维持系统压力，并采取缓解系统出现汽化的措施采用气体定压，大都采用惰性气体（氮气）定压采用气体定压，大都采用惰性气体（氮气）定压• •下图为热水供热系统采用氮气定压（变压式）的原则性系统图，供热系统下图为热水供热系统采用氮气定压（变压式）的原则性系统图，供热系统的压力状况靠连接在循环水泵进口侧的氮气罐的压力状况靠连接在循环水泵进口侧的氮气罐5 5的氮气压力来控制的氮气压力来控制• •氮气从氮气瓶经减压后进入氮气罐，充满氮气罐氮气从氮气瓶经减压后进入氮气罐，充满氮气罐ⅠⅠ- -ⅠⅠ水位之上的空间，水位之上的空间，保持保持ⅠⅠ- -ⅠⅠ水位时罐内压力水位时罐内压力p p1 1一定。

当热水供热系统内水受热膨胀，氮气一定当热水供热系统内水受热膨胀，氮气罐内水位升高，气体空间减小，气体压力升高，水位超过罐内水位升高，气体空间减小，气体压力升高，水位超过ⅡⅡ- -ⅡⅡ，压力达，压力达到到p p2 2值后，氮气罐顶部设置的安全阀排气泄压值后，氮气罐顶部设置的安全阀排气泄压• •当系统漏水或冷却时，氮气罐内水位降到当系统漏水或冷却时，氮气罐内水位降到ⅠⅠ- -ⅠⅠ水位之下，氮气罐上的水水位之下，氮气罐上的水位控制器自动控制补给水泵启动补水水位升高到位控制器自动控制补给水泵启动补水水位升高到ⅡⅡ- -ⅡⅡ水位后，补给水水位后，补给水泵停止工作泵停止工作• •罐内氮气如果溶解或漏失，当水位降到罐内氮气如果溶解或漏失，当水位降到ⅠⅠ- -ⅠⅠ附近时，罐内氮气压力将低附近时，罐内氮气压力将低于规定值于规定值p p1 1 ，氮气瓶向罐内补气，保持，氮气瓶向罐内补气，保持p p1 1压力不变压力不变• •为防止氮气罐出现不正常水位，尚需设高水位为防止氮气罐出现不正常水位，尚需设高水位ⅡⅡ´ ´- -ⅡⅡ´ ´警报和低水警报和低水位位ⅠⅠ´- ´-ⅠⅠ´ ´警报警报. .• •为氮气定压方式的热水供热系统的水压图。

其中虚线代表热水供为氮气定压方式的热水供热系统的水压图其中虚线代表热水供热系统的最低动水压曲线（氮气罐最低水位时的工况）实线代热系统的最低动水压曲线（氮气罐最低水位时的工况）实线代表热水供热系统的最高动水压曲线（相应于氮气罐最高水位时的表热水供热系统的最高动水压曲线（相应于氮气罐最高水位时的工况）j—jj—j线表示最低的静水压曲线氮气罐的压力表示最低的静水压曲线氮气罐的压力在P~PP~P之之间波动，因而称为变压式的氮气定压方式间波动，因而称为变压式的氮气定压方式• •氮气加压罐既起定压作用，又起容纳系统膨胀水量、补氮气加压罐既起定压作用，又起容纳系统膨胀水量、补充系统循环水的作用充系统循环水的作用 相当于一个闭式的膨胀水箱相当于一个闭式的膨胀水箱2.2.特点：特点： 采用氮气定压方式，系统运行安全可靠，由于罐内压力采用氮气定压方式，系统运行安全可靠，由于罐内压力随系统水温升高而增加，罐内气体可起到缓冲压力传播随系统水温升高而增加，罐内气体可起到缓冲压力传播的作用，能较好地防止系统出现汽化和水击现象但这的作用，能较好地防止系统出现汽化和水击现象但这种方式需要消耗氮气，设备较复杂，罐体体积较大。

种方式需要消耗氮气，设备较复杂，罐体体积较大3.3.适用场合：适用场合： 主要适用于高温热水供热系统主要适用于高温热水供热系统4.4.气压罐的选用：气压罐的选用：a.a.稳定压力的介质稳定压力的介质低温水供暖、空调水系统，罐内可用空气定压（它要求空低温水供暖、空调水系统，罐内可用空气定压（它要求空气与水必须采用弹性密封材料（如橡胶）隔离，以免增加气与水必须采用弹性密封材料（如橡胶）隔离，以免增加水中的溶氧量）；如为高温水，可用氮气定压水中的溶氧量）；如为高温水，可用氮气定压b.b.气压罐压力上、下限的确定气压罐压力上、下限的确定当气压罐连接在循环水泵入口时，气压罐压力下限压力当气压罐连接在循环水泵入口时，气压罐压力下限压力P P1 1根据下式确定：根据下式确定： 压力上限压力上限P P2 2严格应根据热力学原理严格应根据热力学原理PV=constPV=const来确定，来确定，简化起见可取简化起见可取P P2121C.C.气压罐的调节容积：气压罐的调节容积： 是其压力上下限之间所对应的容积，应保证水温在正常是其压力上下限之间所对应的容积，应保证水温在正常温度波动范围内能有效地调节系统热胀冷缩时水量的变温度波动范围内能有效地调节系统热胀冷缩时水量的变化。

具体计算可参考《简明供热设计手册》具体计算可参考《简明供热设计手册》第三节第三节第三节第三节 蒸汽定压方式蒸汽定压方式蒸汽定压方式蒸汽定压方式 蒸汽定压方式，在国外比氮气定压方式应用要早些蒸蒸汽定压方式，在国外比氮气定压方式应用要早些蒸汽定压比较简单，目前在工程实践上，有下面几种型式：汽定压比较简单，目前在工程实践上，有下面几种型式：• •热水锅炉采用非满水运行，其锅筒上部留作蒸汽空间热水锅炉采用非满水运行，其锅筒上部留作蒸汽空间利用蒸汽空间的蒸汽压力来保证热水供热系统的定压利用蒸汽空间的蒸汽压力来保证热水供热系统的定压• •这种方式经济简单，在供水的同时，也可以供蒸汽，这种方式经济简单，在供水的同时，也可以供蒸汽，常常用于同时需要蒸汽和热水的一般中小型工厂、医院和饭用于同时需要蒸汽和热水的一般中小型工厂、医院和饭店等单位店等单位• •其缺点是蒸汽压力取决于锅炉的燃烧状况，如燃烧状况其缺点是蒸汽压力取决于锅炉的燃烧状况，如燃烧状况不稳定会影响系统的压力状况，另外，操作不当，锅炉不稳定会影响系统的压力状况，另外，操作不当，锅炉出现低水位时，蒸汽易窜入网路，引起严重的汽水冲击。

出现低水位时，蒸汽易窜入网路，引起严重的汽水冲击• •图图a a是外置蒸汽膨胀罐的蒸汽定压示意图热水锅炉并联满水运行，是外置蒸汽膨胀罐的蒸汽定压示意图热水锅炉并联满水运行，其高温水经阀门其高温水经阀门1111减压后进入置于高处的膨胀罐减压后进入置于高处的膨胀罐3 3内，因减压产内，因减压产生的少量蒸汽积聚在罐上部，使其上部蒸汽空间具有一定的压力，生的少量蒸汽积聚在罐上部，使其上部蒸汽空间具有一定的压力，达到定压的目的达到定压的目的• •这种方式系统压力取决于膨胀罐内高温水层的水温，不随蒸汽空这种方式系统压力取决于膨胀罐内高温水层的水温，不随蒸汽空间的大小而改变间的大小而改变因此膨胀罐的水容量越大、罐体保温性能越好，因此膨胀罐的水容量越大、罐体保温性能越好，对蒸汽压力的稳定越为有利对蒸汽压力的稳定越为有利• •图图b b是蒸汽加压罐定压方式来自蒸汽锅炉的蒸汽由减压阀是蒸汽加压罐定压方式来自蒸汽锅炉的蒸汽由减压阀1010进进入蒸汽加压罐入蒸汽加压罐3 3内，使加压罐上部蒸汽空间保持稳定的蒸汽压力，内，使加压罐上部蒸汽空间保持稳定的蒸汽压力，达到定压的目的蒸汽罐内的水位可通过水位调节器达到定压的目的。

蒸汽罐内的水位可通过水位调节器2 2自动控制补自动控制补给水泵给水泵8 8的启闭来保持的启闭来保持 采用淋水式换热器进行汽水热交换的热水供热系统，其采用淋水式换热器进行汽水热交换的热水供热系统，其淋水式换热器是具有一定容积的罐体，它的下部可蓄存淋水式换热器是具有一定容积的罐体，它的下部可蓄存系统膨胀水，起到膨胀水箱的作用，罐体内部具有一定系统膨胀水，起到膨胀水箱的作用，罐体内部具有一定的蒸汽压力，利用空间中的蒸汽压力对热水供暖系统进的蒸汽压力，利用空间中的蒸汽压力对热水供暖系统进行定压第四节第四节第四节第四节 循环水泵的选择循环水泵的选择循环水泵的选择循环水泵的选择1.1.循环水泵的作用：循环水泵的作用：循环水泵的作用：循环水泵的作用：• •循环水泵设置于热力站（热力中心）、热源或冷源循环水泵设置于热力站（热力中心）、热源或冷源• •在采暖系统或空调水系统的闭合环路内，循环水泵使水在采暖系统或空调水系统的闭合环路内，循环水泵使水在系统内周而复始地循环，克服环路的阻力损失，其扬在系统内周而复始地循环，克服环路的阻力损失，其扬程与建筑物的高度和地形无直接关系程与建筑物的高度和地形无直接关系。

循环水泵的总流量应不小于管网的计算流量，即：循环水泵的总流量应不小于管网的计算流量，即：GGbj bj t/h t/hGGb b------循环水泵的总流量，循环水泵的总流量， t/h;t/h;GGj j--------管网的计算流量，管网的计算流量，t/h;t/h;安全裕量（考虑到各种不利因素而增加的贮备量）安全裕量（考虑到各种不利因素而增加的贮备量）GGj j的确定：的确定：•对具有多种热用户的闭式热水供热系统，原则对具有多种热用户的闭式热水供热系统，原则上应首先绘制供热综合调节曲线，将各种热负上应首先绘制供热综合调节曲线，将各种热负荷的网路总水流量曲线相叠加，得出相应某一荷的网路总水流量曲线相叠加，得出相应某一室外温度下的网路最大设计流量值，作为选择室外温度下的网路最大设计流量值，作为选择的依据•对目前常见的只有单一供暖热负荷，或采用集对目前常见的只有单一供暖热负荷，或采用集中质调节的具有多种热用户的并联闭式热水供中质调节的具有多种热用户的并联闭式热水供热系统，网路的最大设计流量，可按《供热工热系统，网路的最大设计流量，可按《供热工程》中式（程》中式（9-139-13）和（）和（9-149-14）确定。

确定循环水泵的扬程应不小于设计流量条件下热源、热网和最循环水泵的扬程应不小于设计流量条件下热源、热网和最不利用户环路的压力损失之和并增加不利用户环路的压力损失之和并增加20%20%的贮备量的贮备量即即• •用户系统的压力损失与用户的连接方式及用户入口设备用户系统的压力损失与用户的连接方式及用户入口设备有关在设计中可采用如下的参考数据在设计中可采用如下的参考数据• •对与网路直接连接的供暖系统，约为（对与网路直接连接的供暖系统，约为（1~21~2））mHmH2 2O;O;• •对于网路直接连接的暖风机供暖系统或大型的散热器供对于网路直接连接的暖风机供暖系统或大型的散热器供暖系统，约为（暖系统，约为（2~52~5））mHmH2 2O;O;• •对采用水喷射器的供暖系统，约为（对采用水喷射器的供暖系统，约为（8~128~12）） mHmH2 2O;O;• •对于设置混合水泵的热力站，网路供回水管的预留资用对于设置混合水泵的热力站，网路供回水管的预留资用压差值，应等于热力站后二级网路及其用户系统的设计压差值，应等于热力站后二级网路及其用户系统的设计压力损失值压力损失值1 1））））循环水泵的台数，在任何情况下都不应少于两台，其循环水泵的台数，在任何情况下都不应少于两台，其中一台备用。

最多不宜超过中一台备用最多不宜超过4 4台建议当循环水量大于建议当循环水量大于180180t/ht/h时，宜设时，宜设3 3台或更多的水泵当循环水量小于台或更多的水泵当循环水量小于180180t/ht/h时，只设两台，一台备用时，只设两台，一台备用当供热系统采用阶段式变流量的质调节时，循环水泵的选当供热系统采用阶段式变流量的质调节时，循环水泵的选择，应考虑择，应考虑以下原则：以下原则： 对于中小型供热系统，可采用两阶段式变流量，两台对于中小型供热系统，可采用两阶段式变流量，两台循环水泵的流量分别为计算值的循环水泵的流量分别为计算值的100%100%和和75%75%，扬程，扬程分别为计算值的分别为计算值的100%100%和和56%56% 对于大型供热系统可采用三阶段式变流量，三台循环对于大型供热系统可采用三阶段式变流量，三台循环水泵的流量分别为计算值的水泵的流量分别为计算值的100%100%、、80%80%和和60%60%，扬，扬程分别为计算值的程分别为计算值的100%100%、、64%64%和和36%36%对具有热水供应热负荷的热水供热系统，在非供暖期间网路流量大大对具有热水供应热负荷的热水供热系统，在非供暖期间网路流量大大小于供暖期流量，可考虑增设专为供应热水供应热负荷用的循环水泵。

小于供暖期流量，可考虑增设专为供应热水供应热负荷用的循环水泵对具有多种热负荷的热水供热系统，如欲采用质量对具有多种热负荷的热水供热系统，如欲采用质量-- --流量调节方式供流量调节方式供热，宜选用变速水泵，以适应网路流量和扬程的变化热，宜选用变速水泵，以适应网路流量和扬程的变化2 2）如选两台水泵，一用一备，应选用工作特性曲线为平）如选两台水泵，一用一备，应选用工作特性曲线为平坦型水泵坦型水泵 （使采暖或空调水系统运行工况变化而导致流量变化时，泵的扬程（使采暖或空调水系统运行工况变化而导致流量变化时，泵的扬程变化较小，系统水力稳定性好变化较小，系统水力稳定性好• •如选多台泵并联，则选陡降型水泵如选多台泵并联，则选陡降型水泵由于水泵并联运行（由于水泵并联运行主要是为了增加流量平坦型水泵并联时流量增加有限而且改主要是为了增加流量平坦型水泵并联时流量增加有限而且改变并联泵的运行台数，陡降型水泵泵组的流量调节范围大变并联泵的运行台数，陡降型水泵泵组的流量调节范围大3 3）循环水泵的承压和耐温能力应与热网的设计参数相适）循环水泵的承压和耐温能力应与热网的设计参数相适应4 4）循环水泵的工作点应处于循环水泵性能的高效区范围）循环水泵的工作点应处于循环水泵性能的高效区范围内。