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        集中供暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵吸入口定壓和旁通管定壓的應(yīng)用探討

        2016-08-02 08:10:30李吉平
        工程建設(shè)與設(shè)計 2016年9期
        關(guān)鍵詞:靜水壓系統(tǒng)

        李吉平

        (西北礦冶研究院,白銀有色建筑設(shè)計院,甘肅 白銀 730900)

        集中供暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵吸入口定壓和旁通管定壓的應(yīng)用探討

        李吉平

        (西北礦冶研究院,白銀有色建筑設(shè)計院,甘肅 白銀 730900)

        通過對集中供暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵吸入口補(bǔ)水泵定壓和旁通管定壓方式的原理分析,將兩種方式在實際工程中的應(yīng)用做對比分析,推薦旁通管定壓方式。

        集中供暖系統(tǒng);循環(huán)水泵吸入口;旁通管;定壓

        1 引言

        熱源、熱網(wǎng)、熱用戶是集中供暖系統(tǒng)的3部分。要使整個系統(tǒng)安全、節(jié)能、合理地正常運(yùn)行,保證每個熱用戶達(dá)到預(yù)定的設(shè)計參數(shù),需要在熱用戶和管網(wǎng)正確的水力計算設(shè)計基礎(chǔ)上,對熱水網(wǎng)路繪制出合理的水壓圖。而要使熱網(wǎng)按照水壓圖中的壓力狀況運(yùn)行,需要在熱源設(shè)計時確定出合理的定壓方式,保證系統(tǒng)不出現(xiàn)倒空、汽化和底層超壓的問題。

        膨脹水箱定壓、補(bǔ)給水泵定壓、氣體定壓罐定壓等方式是集中供熱定壓的主要方式。本文主要從設(shè)計角度針對實際工程應(yīng)用中循環(huán)水泵吸入口定壓方式和定壓點(diǎn)設(shè)在旁通管處的定壓方式做出對比,并探討其使用條件和范圍。

        2 循環(huán)水泵吸入口定壓技術(shù)的原理

        該種定壓方式主要將系統(tǒng)定壓點(diǎn)設(shè)在熱源循環(huán)水泵的吸入口,利用壓力調(diào)節(jié)閥使定壓點(diǎn)壓力保持不變。如圖1,系統(tǒng)補(bǔ)水閥可自動開啟和關(guān)閉,當(dāng)系統(tǒng)壓力低于設(shè)定定壓點(diǎn)壓力時,補(bǔ)水閥開啟,補(bǔ)水泵將從補(bǔ)水軟化水箱里補(bǔ)水,直至循環(huán)水泵吸入口處壓力達(dá)到系統(tǒng)工作壓力;當(dāng)系統(tǒng)壓力高于設(shè)定定壓點(diǎn)壓力時,補(bǔ)水閥自動關(guān)小,同時將多余的水量泄入補(bǔ)水箱,使循環(huán)水泵吸入口處壓力保持恒定。

        3 旁通管定壓技術(shù)的原理

        該種定壓方式是在熱源循環(huán)水泵進(jìn)、出口之間設(shè)1根旁通管,采用補(bǔ)水泵補(bǔ)水管上的壓力調(diào)節(jié)閥使旁通管某點(diǎn)F點(diǎn)保持靜水壓線要求的壓力,即為旁通管定壓點(diǎn)補(bǔ)水定壓方式,如圖2所示。從圖2中可知,在熱網(wǎng)循環(huán)水泵運(yùn)行時,當(dāng)定壓點(diǎn)F的壓力比設(shè)定的控制值高時,補(bǔ)水泵轉(zhuǎn)速降低,壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)小,補(bǔ)水量相應(yīng)減??;當(dāng)定壓點(diǎn)F的壓力比設(shè)定值低時,補(bǔ)水泵轉(zhuǎn)速增加,壓力調(diào)節(jié)閥開大,補(bǔ)水量增大;當(dāng)管網(wǎng)循環(huán)水泵停止運(yùn)行時,整個管網(wǎng)由補(bǔ)水泵補(bǔ)水后,使整個管網(wǎng)系統(tǒng)壓力始終維持在定壓點(diǎn)F靜壓力值。同時,通過調(diào)節(jié)旁通管上閥門a、b,可調(diào)節(jié)系統(tǒng)動水壓線,當(dāng)a閥門關(guān)小時,A點(diǎn)作用壓力增大,動水壓線相應(yīng)的變化為虛線處,整個管網(wǎng)運(yùn)行壓力增大,當(dāng)閥門a關(guān)閉時,動水壓線位于靜水壓線之上。當(dāng)管線閥門b關(guān)閉時,動水壓線在水壓圖中下降。

        圖1 集中供熱系統(tǒng)中采用循環(huán)水泵吸入口定壓原理圖及水壓圖

        從以上的分析可知,采用旁通管定壓點(diǎn)和調(diào)節(jié)旁通管上閥門,在保持靜水壓線不變情況下,可相應(yīng)控制管網(wǎng)動水壓線。

        圖2 集中供熱系統(tǒng)中采用旁通管定壓技術(shù)原理圖及水壓圖

        4 工程應(yīng)用舉例

        以下為實際工程分別采用循環(huán)水泵吸入口前補(bǔ)水泵定壓方式和旁通管定壓技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用舉例分析。

        4.1 工程概況及基礎(chǔ)資料

        某小區(qū)共有11層住宅樓8棟,其中1#~4#樓沿街1層、2層為商鋪,層高4.2m,3~11層為住宅,層高為2.9m,1#樓局部12層為水箱間;其余5#~8#樓為純住宅,層高2.9m。換熱站絕對標(biāo)高1 723.7m為基準(zhǔn)。供回水溫度為60/50℃,樓內(nèi)均采用低溫地板輻射采暖。換熱站內(nèi)阻力損失12m,循環(huán)水泵揚(yáng)程40m,管網(wǎng)平面布置圖見圖3,每棟樓熱用戶參數(shù)見表1。根據(jù)管網(wǎng)水力計算得出,最不利管路供回水干管壓力降為6m。

        圖3 管網(wǎng)平面布置圖

        4.2 靜水壓線的確定

        根據(jù)各單體樓供暖設(shè)計參數(shù)和熱網(wǎng)水力計算,確定熱源(換熱站)對整個小區(qū)的定壓方式,確定原則為:在注意整個小區(qū)地形的同時考慮整個熱網(wǎng)系統(tǒng)不超壓、不汽化、不倒空。由表1數(shù)據(jù),計算出該供暖系統(tǒng)各樓所需最低靜水壓值,見表2。整個小區(qū)設(shè)計地面標(biāo)高呈西北高東南低。

        表1 各樓棟熱用戶參數(shù)表

        表2 各樓棟靜水壓值

        由表1、表2可確定該區(qū)供暖系統(tǒng)的靜水壓線為51m。

        4.3 采用循環(huán)水泵吸入口補(bǔ)水泵定壓方案

        小區(qū)內(nèi)均為低溫地板輻射采暖,將系統(tǒng)定壓點(diǎn)設(shè)置的循環(huán)水泵吸入口,即采用補(bǔ)水泵變頻調(diào)速定壓,繪制出本工程供暖管網(wǎng)水壓圖,見圖4。

        圖4 循環(huán)水泵吸入口前補(bǔ)水泵定壓圖

        從圖4中可知,管網(wǎng)運(yùn)行時4#樓底層熱用戶工作壓力為59.6m(除去換熱站阻力損失12m),根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(GB 50736—2012),熱水地面輻射采暖系統(tǒng)的工作壓力不宜大于0.8MPa,且選用的地暖加熱管管材和壁厚應(yīng)根據(jù)管材性能、工作壓力等條件確定,該種定壓方式能滿足本供暖系統(tǒng)定壓要求。

        4.4 采用旁通管定壓方案

        4.4.1 旁通管定壓動水壓線下限位置、上限位置確定原則

        旁通管定壓動水壓線下限位置確定原則如下:

        1)保證供暖管網(wǎng)中直接連接的熱用戶任意一點(diǎn)不出現(xiàn)汽化,且動水壓線與靜水壓線高度差滿足用戶的資用壓力,防止倒吸入空氣;

        2)滿足循環(huán)水泵吸入口汽蝕余量的要求。

        旁通管定壓動水壓線上限位置確定原則如下:

        1)保證供暖管網(wǎng)中直接連接的熱用戶任意一點(diǎn)不超壓;2)至少有30~50kPa的富裕量。

        4.4.2 旁通管定壓水壓圖

        本工程集中供暖系統(tǒng)根據(jù)旁通管定壓技術(shù)原理,結(jié)合實際工程數(shù)據(jù),動水壓線下限位置需保證4#用戶資用壓力3.2m,繪制出旁通管定壓下限值水壓圖,如圖5。圖中循環(huán)水泵吸入口壓力44.4m,滿足下限位置確定原則,整個供暖系統(tǒng)最高工作壓力66.6m,滿足安全可靠運(yùn)行要求。

        圖5 旁通管定壓下限值水壓圖

        另外,動水壓線上限位置保證4#用戶底層不超壓,留有30kPa富裕量,可繪制出旁通管定壓上限值水壓圖,如圖6。整個供暖系統(tǒng)最高工作壓力為71.5m,也滿足安全可靠運(yùn)行要求。

        圖6 旁通管定壓點(diǎn)上限值水壓圖

        4.4.3 旁通管管徑確定

        根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施暖通空調(diào)·動力》,“鍋爐房水系統(tǒng)設(shè)計中循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)符合下列要求:循環(huán)水泵進(jìn)出口側(cè)的母管之間,應(yīng)設(shè)置帶止回閥的旁通管,旁通管截面積不得小于母管截面積的1/2?!?/p>

        另采用旁通管定壓,主要為選定恒壓點(diǎn)在旁通管上,循環(huán)水泵提供給旁通管消耗的能量,旁通管管徑越大,消耗能量越多,即循環(huán)水泵能耗也越高。

        綜上分析,旁通管管徑越小,循環(huán)水泵越節(jié)能,但若過小時,旁通管宜堵塞。因此,旁通管管徑選用循環(huán)水泵母管管徑的一半較合理。

        5 結(jié)語

        通過以上實際工程的計算分析,以上兩種方案均能滿足設(shè)計要求,可保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。然而目前管材市場上材料型號規(guī)格不齊,在設(shè)計階段,在設(shè)計合理的前提下,另需考慮經(jīng)濟(jì)、節(jié)能等原則。因此,將補(bǔ)給水泵補(bǔ)水定壓點(diǎn)設(shè)在旁通管處的定壓方式作為1種推薦采用的定壓方式,尤其是在新建住宅小區(qū),地形高差大,且主要為10~12層建筑,在保證整個系統(tǒng)不超壓、不倒空、不汽化的條件下,不會因為循環(huán)水泵配置不當(dāng)而出現(xiàn)管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定。該種方式初投資少,便于管理。本文從整體集中供暖系統(tǒng)設(shè)計出發(fā),對循環(huán)水泵吸入口補(bǔ)水泵定壓方式和旁通管定壓方式的應(yīng)用做了探討。對于供暖系統(tǒng)的定壓方式,需要在以后的工作中進(jìn)一步分析和探討。

        【1】程天晏.供熱小區(qū)采用旁通管定壓系統(tǒng)淺析[J].山西建筑,2010,36(25):176-177.

        【2】孫德鋒,朱啟振,等.火力發(fā)電廠煤倉間高區(qū)供暖設(shè)計探討[J].暖通空調(diào),2015(6):20-23.

        【3】李宏濤,王文軍,等.旁通管定壓在大高差集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤氣與熱力,2012,32(7):A08-09.

        【4】賀平,孫剛,王飛,等.供熱工程(第4版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.

        【5】韓艷,王飛.旁通管補(bǔ)水定壓系統(tǒng)調(diào)壓幅度確定方法的探討[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2007,17(5):166-167.

        【6】華東,蔡勇,等.旁通管定壓在大型集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].暖通空調(diào),2011(7):85.

        Application of CirculatingWaterPumpSuctionPressure and BypassPressure for the CentralHeatingSystem

        LI Ji-ping
        (NorthwestResearch InstituteofM ining&Metallurgy,Baiyin 730900,China)

        Throughofcentralizedheatingsystem in thecirculatingpumpsuctionmouth fillingpumppressureand theby-passpipepressure principleanalysis,twowaysin theactualengineeringapplication tomakecomparativeanalysis,recommendbypasspressure fixingmode.

        centralizedheatingsystem;circulatingwaterpumpsuction;bypasspipe;pressurization

        TU833

        A

        1007-9467(2016)08-0077-03

        10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.017

        2015-12-22

        李吉平(1985~),男,甘肅臨洮人,工程師,從事工業(yè)、民用建筑采暖、通風(fēng)除塵設(shè)計與研究,(電子信箱)932678471@qq. com。

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