浅谈开式膨胀水箱热水供暖系统补水崩片和补水缓慢的原因及措施.doc

浅谈开式膨胀水箱热水供暖系统补水崩片和补水缓慢的原因及措施浅谈开式膨胀水箱热水供暖系统补水崩片和补水缓慢的原因及措施浅谈开式膨胀水箱热水供暖系统补水崩片和补水缓慢的原因及措施 摘 要：探讨了开式膨胀水箱热水供暖系统补水崩片和补水缓慢的原因，提出了控制措施，并以工程实例介绍了控制效果 关键词：热水供暖系统 ； 开式膨胀水箱 ； 补水 ； 散热器崩片 定压点 控制措施 1、补水崩片和补水缓慢现状 福利区换热站有两个相互独立的热水供暖系统，规模较大，每个系统供热面积平均在 10 万平方米左右运行过程中，这诸多系统长期存在补水缓慢现象并频频发生补水崩片事故所谓补水崩片是指启动补水泵后大约 5～10min ,膨胀水箱未满水，系统中的铸铁散热器却突然崩裂；所谓补水缓慢是指补水时间很长，超过了预计的时间，水箱依然缺水，而系统并无大泄露关于其原因，长期以来，该中心总认为是个别散热器质量不好和补水泵配置得过小对策是片崩就换和改用大补水泵，但“缓慢” 、 “崩片”仍未解决当膨胀水箱缺水时，启动补水泵（循环泵照常运转） ，随着补水不断进入系统，系统各点（包括补水点）压力逐渐升高，水箱水满后停补水泵这是一般的补水过程。

此时若还补水，所补的水将从水箱溢出，系统各点压力不再升高本文寻求此时不崩片的控制方法 2、补水时供水总管和回水总管的流量 设热水供暖系统 Gs 为未补水时设计工况流量而Gx、Gg、 、Gh 分别为补水时的流量分析表明，补水时Gs＜Gg＜Gs+Gx (1) ；Gs- Gx＜Gh＜Gs (2)；由于补水流量 Gx 不大，可视 Gh≈Gs-0.5Gx 3、与补水安全有关的主要因素分析和管径的确定 设图 1 中，PDS、VDS、ΣSiG2is 分别为未补水时补水点的压力、总回水管水流速和 O 到 D 的阻力损失；设补水时补水点的压力、总回水管的水流速和 O 到 D 阻力损失分别为 PD、VD、ΣSiG2i，由伯努利方程分析可得出 PD- PDS+1/2（VD2- VDs2）+ΣSiG2i-ΣSiG2Ds=SxG2x (3)；因 Gx 不大，Gi 与 Gis 极接近，从寻求控制方法的角度而言，可认为 ΣSiG2i=ΣSiG2is；同理可视 VD=VDs再令 PD-PDS=ΔPD 并称其为补水点压差，则（3）式可表为：ΔPD=SXG2x (4)；式中是膨胀管的阻力特征系数ΔPD 由补水泵提供又受系统的限制（GX 也如此） ，所以应根据系统的承压能力确定补水点压差。

若补水点在设计工况下的压力本来就很高了，其压差就不能取得过大 《工业锅炉房设计规范》 （GBJ41-79）第 44 条指出，“补给水泵的扬程，不应小于补水点压力加 3-5 米水柱” 这是指补水管路的阻力损失不小于该值，以节省管材，还是指补水点压差不应小于该值以确保补水畅通所需的压力下限？若是指后者，上限值也指出，不然会使人误解为选用大补水泵，除了多耗电外对补水安全关系不大；若是指下限，它又未考虑补水点压差和膨胀管、补水量间的制约关系 将（4）式展开为 ΔP=SG2 ；S=6.88×10-9K0.25/ d5.25(L+ξd/λ)ρ (5)； λ=0.11（K/d）0.25 式中 d-------管内径,m；ξ-------局部阻力吸收系数；L--------管实长,m；ρ-------管内水的密度，取其值为 977.81Kg/m3；ΔP------压差,Pa；K--------管内壁粗糙度,K=0.0005m；G--------流量,m3/h根据上述取值，可将（5）式绘制成图 2 所示的线算图，由该图可查出膨胀管管径因前上述原因，用图 2 求膨胀管管径时，应根据查图结果和管材规格酌情将查得的管径放大。

由于水的密度对图形影响很小，该图还可用于后述求补水管管径 （图形略） 4、定压点位置 定压点位置除满足水压图的规定外，通过对补水模型的分析，定压点的位置还应满足补水流量的要求，否则有可能造成补水缓慢，并由此引发不良的作法从补水角度而言，定压点应设在该处，流进定压点的设计工况流量应大于、等于膨胀水箱要求的进水量 5、补水泵及补水管管径的确定 合理选取补水泵及补水管管径，是顺利补水的保证我们认为，按下述方法选取较妥以补水泵低于补水点的情况为例补水泵的扬程由四部分组成（图 3、图 4） Hb=9.81×104h+PD+ΔP+ΔHb 或者 ΔHb=Hb-（9.81×104h +ΔP+PD） (5)；式中 PD-----------补水点在设计工况时的压力，Pa；ΔP---- 补水点压差，Pa；h-----补水箱最低水位低于补水点的高度；ΔHb----补水管路 AD 的阻力，Pa；Hb----补水泵扬程，mH2O对已定的供热系统而言，式中9.81×104h+PD+ΔP 以及补水流量 Gx 已知，由图 4 箭头所示找出Hb，进而算出 ΔHb 之值，该值不大（过大耗电） ，该泵即可作为补水泵补水管实长一般已知，且可视为等径，其局部阻力系数也可查出（高等教育《供热工程》第二版第 334 页。

）ΔHb 相当于前述的 ΔPD，查图 2 可选出补水管管径实际情形并非像所需那样吻合，为了调节方便，建议在补水泵出水管上设手动调节阀 6、工程实例 某医院热水供暖系统，供热面积 10 万平方米，多年来次数不断地补水崩片1998 年用前述方法进行了改造根据系统能承受的补水点压差、补水流量和膨胀管实长及局部阻力系数，用图 2 初估，膨胀管管径在 DN50 与 DN70 之间，选取 DN70；原流进定压点的设计工况流量远小于膨胀水箱要求的进水量；因资金有限，原补水泵虽然偏大但未换改进后进行了小区测试对比：未改造前，补水15min,压力（限于条件，测的是供水总管上的压力）升至4.5×105Pa,水箱还未水，司炉人员只好停补水泵，因超过4.5×105Pa 后极可能崩片；改造后，在同样情况下补水，补水 5min后，水箱满水，而上述压力只达 3.5×105Pa我们还对该区有的系统也进行了相应的改造，均收到了预期效果，即使水箱水满外溢，也不崩片了。