第九章4第五節(jié)補給水泵定壓方式

1、第五節(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,,,,定壓點設(shè)在循環(huán)水泵6的入口，利用壓力調(diào)節(jié)閥3保持定壓點O的壓力恒定。當(dāng)系統(tǒng)壓力增加時，O點壓力增加，壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)小，補給水泵1的補水量減少，使系統(tǒng)內(nèi)壓力降低到設(shè)定水平；當(dāng)O點壓力減小

2、時，壓力調(diào)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(shè)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(guān)控制的。O點壓力下降到某一設(shè)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(dāng)壓力升高到某一設(shè)定數(shù)值時，電接點壓力表觸點斷開，

3、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(fù)，使定壓點O點壓力在上、下限之間波動。,,,,特點：比連續(xù)補水定壓節(jié)省電能，設(shè)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(guān)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(shè)在旁通管的連續(xù)補水定壓方式

4、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(dāng)?shù)慕档途W(wǎng)路的運行壓力和便于調(diào)節(jié)網(wǎng)路的壓力工況，可采用定壓點設(shè)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(dāng)定壓點J的壓力低于控制值時，壓力調(diào)節(jié)閥4的閥孔開大，補水量增加；當(dāng)定壓點J的壓力高于控制值時，壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)小，補水量減少。如由于某種原因（如水

5、溫不斷急驟升高等原因），即使壓力調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉，壓力仍不斷地升高，則瀉水調(diào)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(fù)到正常為止。當(dāng)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。,,,,利用旁通管定壓力點連續(xù)補水定壓方式，可以適當(dāng)?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(diào)節(jié)旁通管上的兩個閥門m和n的開啟度，可

6、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(guān)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(diào)節(jié)閥4的膜室上壓力降低，調(diào)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(guān)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(guān)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(diào)整壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)的彈簧或重錘

7、平衡力實現(xiàn)。,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(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行壓力，但旁通管內(nèi)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(yīng)根據(jù)

8、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(yīng)根據(jù)熱水供熱系統(tǒng)的最大設(shè)計用水量和系統(tǒng)正常補水量之和確定。,,2.揚程的確定 應(yīng)根據(jù)保證靜水壓曲線的壓力要求來確定，其揚程應(yīng)小于建筑物高度，與地形和建筑物高度有關(guān)。按下式確定：,,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(shè)備用泵，正常

9、時一臺工作；事故時，兩臺全開。開式系統(tǒng)，補給水泵宜設(shè)3臺或3臺以上，其中一臺備用。,第六節(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(yīng)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(nèi)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

10、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(cè)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(nèi)壓力p1一定。當(dāng)熱水供熱系統(tǒng)內(nèi)水受熱膨脹，氮氣罐內(nèi)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(shè)置的安全閥排氣泄壓。當(dāng)系統(tǒng)漏水或冷卻時，氮氣罐內(nèi)水位降到Ⅰ-Ⅰ水位之下，氮氣罐上的水位控制器

11、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(nèi)氮氣如果溶解或漏失，當(dāng)水位降到Ⅰ-Ⅰ附近時，罐內(nèi)氮氣壓力將低于規(guī)定值p1 ，氮氣瓶向罐內(nèi)補氣，保持p1壓力不變。,,,,為防止氮氣罐出現(xiàn)不正常水位，尚需設(shè)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)

12、的最高動水壓曲線（相應(yīng)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(dāng)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(nèi)壓力隨系統(tǒng)水溫升高而增加，罐內(nèi)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(shè)備較復(fù)雜，罐體體

13、積較大。3.適用場合： 主要適用于高溫?zé)崴嵯到y(tǒng)。,,4.氣壓罐的選用：a.穩(wěn)定壓力的介質(zhì)低溫水供暖、空調(diào)水系統(tǒng)，罐內(nèi)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(dāng)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：,,壓力上限P2嚴格應(yīng)根據(jù)熱力學(xué)原理PV=const來確定，簡化起見可取P2=1.2~1.3

14、P1。C.氣壓罐的調(diào)節(jié)容積： 是其壓力上下限之間所對應(yīng)的容積，應(yīng)保證水溫在正常溫度波動范圍內(nèi)能有效地調(diào)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(shè)計手冊》。,,,第七節(jié) 蒸汽定壓方式,蒸汽定壓方式，在國外比氮氣定壓方式應(yīng)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

15、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(dāng)，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,,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(nèi)，因減壓產(chǎn)生

16、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(nèi)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(nèi)，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(nèi)的水位可通過水位調(diào)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

17、 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(nèi)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。,,,,,五、 循環(huán)水泵的選擇,1.循環(huán)水泵的作用：循環(huán)水泵設(shè)置于熱力站（熱力中心）、熱源或冷源。在采暖系統(tǒng)或空調(diào)水系統(tǒng)的閉合環(huán)路內(nèi)，循環(huán)水泵使水在系統(tǒng)內(nèi)周而復(fù)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(guān)系

18、。2.循環(huán)水泵的流量循環(huán)水泵的總流量應(yīng)不小于管網(wǎng)的計算流量，即：Gb=1.1Gj t/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：,,對具有多種熱用戶的閉式熱水供熱系統(tǒng)，原則上應(yīng)首先繪制供熱綜合調(diào)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(yīng)某一室外溫度下的網(wǎng)路最大設(shè)計流量值，作為選擇的依據(jù)。對目前常見

19、的只有單一供暖熱負荷，或采用集中質(zhì)調(diào)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(shè)計流量，可按《供熱工程》中式（9-13）和（9-14）確定。,,3.循環(huán)水泵的揚程循環(huán)水泵的揚程應(yīng)不小于設(shè)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,,用戶系統(tǒng)的壓力損失與用戶的連接方式及用戶入口設(shè)備有關(guān)。在設(shè)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(fēng)

20、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(shè)置混合水泵的熱力站，網(wǎng)路供回水管的預(yù)留資用壓差值，應(yīng)等于熱力站后二級網(wǎng)路及其用戶系統(tǒng)的設(shè)計壓力損失值。,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(yīng)少于兩臺，其中一臺備用。最多不宜超過4臺。建議當(dāng)循環(huán)水量大于180t/h時，宜設(shè)3臺或更多的水泵。當(dāng)循環(huán)水量小于180t/h時，只設(shè)兩臺

21、，一臺備用。當(dāng)供熱系統(tǒng)采用階段式變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)時，循環(huán)水泵的選擇，應(yīng)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%。,對具有熱水供應(yīng)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

22、于供暖期流量，可考慮增設(shè)專為供應(yīng)熱水供應(yīng)熱負荷用的循環(huán)水泵。對具有多種熱負荷的熱水供熱系統(tǒng)，如欲采用質(zhì)量--流量調(diào)節(jié)方式供熱，宜選用變速水泵，以適應(yīng)網(wǎng)路流量和揚程的變化。2）如選兩臺水泵，一用一備，應(yīng)選用工作特性曲線為平坦型水泵。 （使采暖或空調(diào)水系統(tǒng)運行工況變化而導(dǎo)致流量變化時，泵的揚程變化較小，系統(tǒng)水力穩(wěn)定性好。）如選多臺泵并聯(lián)，則選陡降型水泵。（由于水泵并聯(lián)運行主要是為了增加流量。平坦型水泵并聯(lián)時流量增加有限。而且改變