水压图的作用及画法.docx

水压图在液体管网设计中的重要作用在液体管网系统中连接着很多用户这些用户对流体的流量，压力及温度〔如热水管网〕的要求，可能各有不同，且所处的地势凹凸不一在管网的设计阶段必需对整个管网的压力状况有个整体的考虑因此，通过绘制流体网络的压力分布图〔水压图〕，用以全面地反映管网和各用户的压力状况，并确定使它实现的技术措施在运行中，通过网路的水压图，可以全面了解整个系统在调整过程中或消灭故障时的压力状况，从而提醒关键性的影响因素和实行必要的技术措施， 保证安全运行此外，各个用户与管网的连接方式以及整个管网系统的自控调整装置，都要依据网路的压力分布或其波动状况来选定，即需要通过对水压图的分析作为决策依据综上所述，水压图是流体管网设计和运行工况分析的重要工具，应把握绘制水压图的根本要求、步骤和方法，以及会利用水压图分析系统压力状况在各种流体管网中，热水网路由于温度较高而对压力分布要求相对较为简单，所以下面以热水管网为例，介绍其水压图绘制及其水压分析的方法1. 热水网路压力状况的根本技术要求热水供热系统在运行或停顿运行时，系统内热水的压力必需满足以下根本技术要求1） 在与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过该用户系统用热设备及其管道构件的承压力量。

如供暖用户系统一般常用的柱形铸铁散热器，其承压力量为 4×105Pa因此，作用在该用户系统最底层散热器的表压力，无论在网路运行或停顿运行时都不得超过 4bar常用换热器与散热器的工作压力见表 7-1-1常用换热器与散热器的工作压力表 7-1-1换热器类型管壳式 波浪管式板式半即热式工作压力〔Mpa〕≤10 ≤8≤2.5≤1.6换热器类型铸铁式 钢制铝制金属复合工作压力〔Mpa〕0.4～0.8 0.6～1.20.8～1.21.0（2） 在高温水网路和用户系统内，水温超过100℃的地点，热媒压力应不低于该水温下的汽化压力不同水温下的汽化压力见表 7-1-2高温水汽化压力〔表压〕 表 7-1-2水温〔℃〕100110120130140150汽化压力〔MH2O〕04.610.317.626.932.62从运行安全角度考虑，还应留有 30~50kPa〔3~5mH O〕的富有压力3） 与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵运转或停顿工作时，其用户系统回水管出口处的压力，必需高于用户系统的充水高度，以防止系统倒空吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道4） 〕网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出 50kPa2〔5mH O〕，以免吸入空气。

5） 在热水网路是热力站或用户引入口处，供、回水管的资用压差，应满足热力站或用户所需的作用压头2. 绘制热水网路水压图的步骤和方法2依据对水压图的根本要求，下面以一个连接四个供暖用户〔用户散热器的承压力量为 40 mH O〕的高温水供热系统为例，说明绘制水压图的步骤和方法在图 7-1-6 中，下部是网路的平面图，上部是它的水压图1） 以网路循环水泵的中心线的高度〔或其他便利的高度〕为基准面，在纵坐标上按肯定的比例尺作出标高的刻度〔如图 7-1-6 上的 O-y〕沿基准面在横坐标上按肯定的比例尺作出距离的刻度〔如图 7-1-6 上的 O-x〕依据网路上的各点和各用户从热源出口起沿管路计算的距离，在 O-x 轴上相应点标出网路相对于基准面的标高和房屋高度各点地面高度的连接线就是图7-1-6 上带有阴影的线，表示沿管线的纵剖面2） 选定静水压线的位置静水压线是网路循环水泵停顿工作时，网路上各点的测压管水头的连接线它是一条水平的直线静水压线的高度必需满足以下的技术要求1） 与热水网路直接连接的供暖用户系统内，底层散热器所承受的静水压力应不超过散热器的承压力量2） 热水网路及与它直接连接的供暖用户系统内，不会消灭汽化或倒空。

以图 7-1-6 为例，设网路设计供、回水温度为 110℃/70℃用户 1、3、4 楼高为 17m，用户2 为一高层建筑，楼高为30m如全部承受直接连接，并保证全部用户都不会消灭汽化或倒空，静水压线的高度需要定在不低于 43.6m 处〔用户2 顶标高再加上 110℃水的汽化压力 4.6m 和 3m 的安全裕度〕由图可见，静水压线定得这样高，将使用户 1、3、4 底层散热器承受的压力都超过其承压力量〔40mH2O〕这样使大多数用户必需承受间接连接方式，从而增加了基建投资费用如在设计中期望承受直接连接方案，可以考虑除对用户 2 承受间接连接方式外，按保证其他用户不汽化、不倒空和不超压的技术要求，选定静水压线的高度当用户 2 承受间接连接后，系统的高温水可能到达的最高点是在用户系统 4 的顶部4 `点的标高是15m，加上110℃水的汽化压力4.6 mH2O，再加上3~5mH2O的富有值，由此可定出静水压线的高度如下图将静水压线定在 23m 的高度上这样，当网络循环水泵停顿运行时，全部用户都不会消灭汽化，而且它们的底层散热器也不会超过 40mH2O 允许压力了除用户 2 外，其他用户系统都可承受比较简洁而造价低的直接连接方案。

选定的静水压线位置靠系统所承受的定压方式来保证目前在国内的热水供热系统中，最常用的定压方式是承受高位水箱或承受补给水泵定压同时，定压点的位置通常设置在网路循环水泵的吸入端3） 选定回水管的动水压线的位置在网路循环水泵运转时，网路回水管各点的测压管水头线的连接线，称为回水管动水压线在热水网路设计中，如预先分析在选用不同的主干线比摩阻状况下网路的压力状况时，可依据给定的比摩阻值和局部阻力所占的比例，确定一个平均比压降〔每米管长的沿程损失和局部损失之和〕，亦即确定回水管动水压的坡度，初步绘制回水管动水压线如热水网路水力计算结果，则可按各管段的实际压力损失，确定回水管动水压线回水管的动水压线的位置，应满足以下要求1） 依据网路热媒压力必需满足的技术要求中的第三条和第四条的规定，回水管动水压曲线应保证全部直接连接的用户系统都不倒空和网路上任何一点的压力不应低于 50kPa(5mH2O)的要求这是掌握回水管动水压曲线最低位置的要求2） 要满足上述根本技术要求的第一条规定这是掌握回水管动水压线最高位置的要求如承受一般的铸铁散热器的供暖用户系统，当与热水网路直接连接时，回水管的压力不能超过 4bar实际上，底层散热器处所承受的压力比用户系统供暖回水管出口处的压力还要高一些〔一般不超过用户系统的压力损失 1~1.5 mH2O〕，它应等于底层散热器供水支管的压力。

但由于这两者的差值与用户系统热媒压力确实定值相比较，其值最小为分析便利，可认为用户系统底层散热器所承受的压力就是热网回水管在用户引入口的出口压力现仍以图 7-1-6 为例，假设热水网路承受高位水箱或补给水泵定压方式，定压点设在网路循环水泵的吸入端承受高位水箱定压时，为了保证静水压线 j-j 的高度，高位水箱的水面高度应比循环水泵中心线高出 23m这往往难以实现假设承受补给水泵定压，只要补给水泵加在定压点处的压力维持在 23mH2O 的压力，就能保证系统循环水泵在停顿运行时对压力的要求了如定压点设在网路循环水泵的吸入端，在网络循环水泵运行时，定压点〔图7-1-6 中的 A 点〕的压力不变，设计的回水管动水压线在 A 点的标高上，仍是23m，而回水主干线末端 B 点的动水压线的水位高度应高于 A 点，其高度差应等于回水主干线的总压降如本例回水主干线的总压降，通过水力计算为 12mH2O，则 B 点的水位高度为 23＋12=35m这就可初步确定回水主干线的动水压线的末端位置4） 选定供水管动水压线的位置在网络循环水泵运转时，网路供水管内各点的测压管水头连接线，称为供水管动水压线同理，供水管动水压线沿着水流方向渐渐下降，它在每米管长上降低的高度反映了供水管的比压降值。

供水管动水压线的位置，应满足以下要求：1） 网路供水干管以及与网路直接连接的用户系统的供水管中，任何一点都不应消灭汽化2） 在网路上任何一处用户引入口或热力站的供、回水管之间的资用压差， 应能满足用户引入口或热力站所要求的循环压力这两个要求实质上就是限制供水管动水压线的最低位置在本例中，由于假定定压点位置在网路循环水泵吸入端，前面确定的回水管动水压线全部高出静水压线 j-j，所以在供水管上不会消灭汽化现象网路供、回水管之间的资用压差，在网路末端最小因此，只要选定网路末端用户引入口或热力站处所要求的作用压头，就可确定网路供水主干线末端的动水压线的水位高度依据给定的供水主干管的平均比压降或依据供水主干管的水力计算结果，可绘制出供水主干线的动水压线在本例中，假设末端用户4 预留的资用压差为 10mH2O在供水管主干线末端C 点的水位高度应为 35＋10=45m设供水主干线的总压力损失与回水管相等， 即 12mH2O，在热源出口处供水管动水压线的水位高度，即 D 点的标高应为 45＋12=57m最终，水压图中 E 点与 D 点的高差等于热源内部的压力损失〔在本例中假设为 15mH2O〕，则 E 点的水头应为 57＋15=72m，由此可得出网路循环水泵的扬程应为 72-23=49mH2O。

这样绘出的动水压曲线 ABCDE 以及静水压曲线 j-j 线，组成了该网路主干线的水压图各分支线的动水压线，可依据各分支线在分支点处的供回水管的测压管水头高度和分支线的水力计算结果，按上述同样的方法和要求绘制3. 用户系统的压力状况和与热网连接方式确实定当热水网路水压图的水压线位置确定后，就可以确定用户系统与网路的连接方式及其压力状况用户系统 1它是一个低温水供暖的热用户〔外网 110℃水经过与回水混合后再进入用户系统〕从水压图可见，在网路循环水泵停运时，静水压线对用户1 满足不汽化和不倒空的技术要求1） 不会消灭汽化在用户系统 1,110℃高温水可能到达的最高点在标高＋ 2m 处该点压力，超过该点水温下的汽化压力2） 不会消灭倒空用户系统的充水高度仅在标高 19m 处，低于静水压线用户系统 1 位于网路的前端热水网路供给应前端热用户的资用压头ΔH，1往往超过用户系统的设计压力损失ΔH 如在本例中，设用户 1 的资用压头Δ1 2 2H =10mH O，而用户系统 1 的压力损失只有 1mH O在此状况下，可以考虑承受水喷射器连接方式这种连接方式示意图和其相应的水压图可见图 7-1-7〔a〕。

图中ΔHP 是表示水喷射器为抽引回水本身消耗的能量在运行时，作用在用户系统的供水管压力，仅比回水管的压力高出ΔH〔mHO〕因此，正如前述，我们可将回水管的压力j 2近似地视为用户系统所承受的压力由图 7-1-6 可见，回水管动水压曲线的位置，不致使系统 1 底层散热器压坏〔图 7-1-6 中点 1 处的压力为 35-2=33mH2O该用户系统满足与网路直接连接的全部要求〕如假设用户系统 1 的压力损失较大，为ΔHj=3mH2O，网路供、回水的资用压。