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                              供热热水管网的系统定压方式的确定办法

                              时间:2014-10-22 09:02来源:未知阅读:

                                  供热热水管网的系统定压是热源系统设计方案中最为重要的内容。所谓定压点就是热网系统压力恒定不变的点,也就是定压装置与热水网的连接点。定压点的具体位置一般设在热网循环水泵的吸入侧,可在除污器前或后,也可以在集水器上。定压点的压力值应根据热水网的水压图要求确定,一般情况下可按下式求出:
                              P=10H+Ps+20
                              式中 P-定压点压力值,KPa
                                   H-最高用户允许高度,MH20
                                   Ps-与热网供水温度对应的汽化压力,KPa
                                   20-安全余量,KPa
                                  热水供热系统的定压多在热源处实施。热水锅炉房的集中供热系统常用的定压方式有:1、开式高位水箱定压;2、补给水泵补水定压;3、利用自动补水定压装置;4、利用气体加压罐定压;5、蒸汽定压方式;6、自来水定压;7、溢水定压。

                              1、开式高位水箱定压
                                  用开式高位水箱以保持系统的静压,此方式一般用于供暖范围不大的低温水系统。其优点是装置简单,压力稳定,工作安全可靠,省电,能同时满足系统溢水及补水的要求,它是机械循环低温水供暖系统常用的定压方式。但开式膨胀水箱的最低水位应高于热水系统的最高点1m以上,并需要在循环水泵停止运行时系统补汽化,故必须高位布置,应安装在系统最高建筑的屋顶上,但是对于工厂或街区的集中供热系统,特别是采用高温水的供热系统,由于系统压力较高,以及往往难以在热源或靠近热源处安装比所有用户都高并保证高温水补汽化的膨胀水箱系统来对系统定压,而且需要在锅炉房设有补水和溢水的声光信号装置,这样就限制了它的使用场合。且膨胀水箱投资不一定小,尤其对大的系统,水箱体积大,占用空间大,还会增加建筑物的负荷,所以此时须采取其他方式定压,最常用的定压方式是利用压头较高的补给水泵来代替膨胀水箱。
                              2、补给水泵补水定压
                                  补给水泵定压方式是目前国内集中供热系统最常用的一种定压方式,补给水泵定压方式主要有三种形式:(1)补给水泵连续补水定压:(2)补给水泵间歇补水定压:(3)补给水泵补水定压点设在旁通管处的定压。
                              (1)补给水泵连续补水定压
                              对于规模较大,供水温度较高的供热系统,应采用连续补水定压方式。连续补水定压方式分为压力调节阀控制定压和变频补水连续补水定压。
                              ① 利用压力调节阀维持定压:当系统正常运行时,通过阀后压力调节阀的作用,使补水泵连续补给的水量与系统的泄漏水量相适应。从而维持系统动水压线的位置。如果系统的压力过高,则通过安全阀泻水降压,此方式的补水箱不用高架且供,回水管水压线的位置可以不受静压线高度的限制,但一旦停电,就不能保持静压线的高度,因而会产生用户系统顶部汽化和倒空的问题。故需要利用水泵变频调速通过压力变送器将循环水泵入口的频调速定压。
                              ② 压力信号(供暖系统定压点的压力信号)反馈给调速器,与给定压力比较后,其差值经调速器运算送出结果,改变补水泵电机输入电路的频率,以调整水泵电机的转速,从而改变补给水泵的流量,保证定压点的设定压力不变,实现了自动定压补水。采用微机控制自动调速,其自动化程度高,运行可靠,无需专人管理,但其造价较高。
                              其工作原理如下:
                                  安装在定压点处的压力传感器感受到补水泵出口压力值后,反馈回变频控制柜,与给定压力比较后,控制变频器调节电动机转速,使补水泵流量随之变化。当补水泵出口压力低于给定压力值时,供电频率增加,电动机转速提高,水泵流量增大;反之,流量减小。如果超过给定压力值,则自动停机。这样,通过变化水泵流量的方法可保证系统压力不变,自动定压补水。若系统超压,则靠安全阀泄水,安全阀开阀压力为定压点压力加0.05MPa。
                              该定压系统有如下特点:
                              ① 运行管理方便:达到压力自动停机,低于设定压力自动开机补水,不需专人管理。
                              ② 与常用补水泵相比节省电能:具有过流,过压,欠压,过载,短路,过热保护和故障影响以及灯光报警信号。
                              ③ 具有手动,自动两种控制方式:自动控制时,有备用泵连锁和变频电源。发生故障时,可自动切换为人工运行。
                                  变频调速补水泵定压系统时一种很有发展前途的定压方式,必将在集中供热系统中得到广泛应用。
                              (2)补给水泵间歇补水定压
                                  补给水泵的启动和停止运行是由电接点式压力表控制的。当压力表的压力值达到相当于设定压力的上限时,补给水泵停止运行。而当循环水泵入口压力下降到设定压力的下限时,补给水泵就从新启动补水。此种定压方式的水压线是在上限和下限之间变化的。补给水泵就则是间歇运行的。通常取上下限的波动范围为50KPa左右,不宜过小,否则电接点压力表接触电开关动作过于频繁,而易于损坏。
                                  间歇补水定压方式要比连续补水定压方式设备简单,能耗少,但其动水压上下波动不稳定,故一般间歇补水定压方式宜用在系统规模不大,供水温度不高,系统漏水量较小的供热系统中。对于规模较大,供水温度较高的供热系统,应采用联系补水定压方式。
                              (3)补给水泵补水定压点在旁通管处的定压
                                  对于大型的供热系统,为了适应当地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,这种定压方式对调节系统的运行压力,具有较大的灵活性。但旁通管不断通过网路循环水,网路循环水泵的计算流量要包括这一部分流量,循环水泵流量的增加将提高电能消耗。
                              3、自动稳压补水设备定压
                                  利用自动稳压补水设备安装在系统的回水管上,其补水管与软水箱连接,采用此套设备定压,不需要设补水泵,且此种定压方式结构简单,紧凑,占地面积小,基建投资低,补水稳定无噪音,但其一般用于低温水的小系统上。循环水泵扬程必须高于系统的静水压,并且要求该设备的补水控制阀排泄控制阀灵活耐用。为减轻停电造成的水击对这两个控制阀门的破坏,宜在自动稳压补水设备的入口和循环水泵的出口之间设置带止回阀的旁通管。
                              4、气体加压罐定压
                                  采用气体定压,一般都采用惰性气体(氮气)定压。根据所用气体的不同,由氮气定压和空气定压。氮气定压热水供热系统运行安全可靠,由于氮气罐内的压力随系统的水温升高而增加,同时,罐内气体起着缓冲压力传播的作用,因而能较好的防止系统出现汽化及水击现象。但它需要消耗氮气,设备复杂,罐体体积也较大。这种定压方式目前用于高温水供热系统。
                              目前也有采用空气定压的方式,但空气与水必须采用弹性密封材料(如橡胶等)相隔离,以免增加水中的溶氧量,它的工作原理和设计方法大致与氮气定压方式相同。
                                  气体定压方式比补给水泵定压安全可靠,它能有效的防止因突发停电,停泵所引起的汽化和水击事故。其他气体加压罐一般设置在循环水泵入口,这样加压罐的压力较低,因而所需的补给水泵的扬程及功率都较小;当突然停电,停泵时,气体加压罐可以有效的吸收回水压力突然升高。
                              5、蒸汽定压方式
                                  蒸汽定压方式比较简单,目前工程上,由下面几种形式:(1)蒸汽锅筒定压;(2)外置蒸汽罐的蒸汽定压;(3)采用淋水式换热器的蒸汽定压。
                              蒸汽锅筒定压的热水系统有如下优点:
                                ① 系统定压采用锅炉加热过程伴生的蒸汽定压,经济简单,不像氮气定压那样需要氮气和复杂设备;
                                ② 在系统漏水量不大或装有蒸汽给水泵时,因突然停电而产生的系统定压和补水问题,比较容易解决,同时,它的运行方式与蒸汽锅炉相同,锅炉内部即使出现汽化也不致于出现锅炉内局部汽水冲击现象;
                                ③ 蒸汽锅筒定压的热水锅炉,可以一炉两用,在供水的同时,可以供蒸汽,或完全供应蒸汽或热水。因而这种系统适宜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。
                              但其也有不少缺点:
                                ① 用来定压的蒸汽高低,取决于锅炉的燃烧情况,如锅炉燃烧不好或不稳定,会影响系统的压力状况;
                                ②如运行管理不善,操作不当,锅炉出现低水位时,蒸汽窜入网络,引起严重的汽水冲击。
                              当区域锅炉房只设置高温热水锅炉而又考虑采用蒸汽定压方式时,可采用外置蒸汽膨胀罐的蒸汽定压方式。外置蒸汽膨胀罐内蒸汽压力时不随它的蒸汽空间大小而改变的,它只取决于罐内高温水层的水温。因此膨胀罐的水容量越大,罐体保温性能越好,则对蒸汽压力的稳定性越有利;反之,蒸汽压力容易波动。外置蒸汽罐定压方式通常宜用在大型而又连续供热的系统中。
                              6、自来水定压
                              自来水在供热期间其压力满足供热系统定压值而且压力稳定。可把自来水直接接在供热系统回水管上,补水定压。这种方法的优点是显而易见的,简单、投资和运行费最少;其缺点是:适用范围窄,且水质不处理直接供热会使供热系统结垢。
                              7、溢水定压
                              溢水定压形式有:定压阀定压、高位水箱溢水定压及倒U型管定压等。运行中,系统的最高点必然充满水且有一定的压头余量,一般取4m左右。由于系统大都是上供下回,且供程阻力远小于回程阻力,因此,运行时,最高点的压头高于静止时压头。因此,静态定压值可适当低一些,一般为1-4m为宜。
                              定压点的选取:如果将定压点选在供水干管上,则系统的水压曲线位置将降低,此时整个系统各点的压力都降低了,同时如果供暖系统的水平干管过长,阻力损失较大,则有可能在干管上出现负压,吸入空气会发生汽化,从安全角度出发,应将定压点设在循环水泵的吸入口侧的回水干管上,高位水箱定压方式设备简单,工作安全可靠,它是机械循环低温水供暖系统最常用的定压方式。对于工厂或街区的集中供热系统,特别是采用高温水的供热系统,由于系统要求压力高,以及往往难以在热源或靠近热源的所有用户处安装并保证高温水不汽化的膨胀水箱定压.
                                  经过以上各种定压方式的比较,本设计采用变频补水泵连续补水定压。

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