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发布时间:2014-10-23 17:10:42    浏览量:[news:i]

陕西凌云电器总公司机动能源公司 陕西 宝鸡 721006 )
卢彦玲(宝鸡市热力有限责任公司 陕西 宝鸡 721006 )
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。 


 

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