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(转)循环泵的流量和扬程计算 2011-12-07 16:25 事例见最后
1、先计算出建筑的热负荷 然后 0.86*Q/(Tg-Th)=G 这是流量
2、我设计的题目是沧州市某生活管理处采暖系统的节能改造工程。这个集中供热系统的采暖面积是33.8万平方米 。通过计算可知,该系统每年至少可节煤5000吨。换句话说,30%多的能量被浪费了。如果我的设计被采纳,这个管理处每年可以节约大约一百万元的经费(如果煤价是200元/吨)。而我所做的仅仅是装调节阀,平衡并联管路阻力;安装温度计,压力表,对采暖系统进行监控;换掉了过大的循环水泵和补给水泵;编制了锅炉运行参数表。
原始资料
1.供热系统平面图,包括管道走向、管径、建筑物用途、层高、面积等。 2.锅炉容量、台数、循环水泵型号及台数等。本系统原有15吨锅炉三台,启用两台;10吨锅炉三台,启用一台;配有12SH-9A型160KW循环水泵三台,启用两台。
3.煤发热量为23027KJ/kg(5500kcal/kg)。
4.煤耗量及耗煤指标,由各系统资料给出。采暖面积:33.8万m2;单位面积煤耗量:39.54kg/m2?年。
5.气象条件:沧州地区的室外供热计算温度是-9℃,供热天数122天,采暖起的平均温度-0.9℃。
6.锅炉运行平均效率按70%计算。
7.散热器以四柱为主,散热器相对面积取1.5。 8.系统要求采用自动补水定压。
设计内容
1.热负荷的校核计算 《节能技术》设计属集中供热系统的校核与改造。鉴于设计任务书所提供的原始资料有限,拟采用面积热指标法进行热负荷的概算。
面积热指标法估算热负荷的公式如下: Qnˊ= qf × F / 1000 kW
其中:Qnˊ—— 建筑物的供暖设计热负荷,kW; F —— 建筑物的建筑面积,㎡;
qf —— 建筑物供暖面积热指标,W/㎡;它表示每1㎡建筑面积的供暖设计热负荷。
因此,为求得建筑物的供暖设计热负荷Qnˊ,需分别先求出建筑物供暖面积热指标qf 和建筑物的建筑面积F。 1.1 热指标的选择
由《节能技术》附表查得:住宅的热指标为46~70W/㎡。
我们知道,热指标与建筑物所在地的气候条件和建筑类型等因素有关。根据建筑物的实际尺寸,假定一建筑模型,使用当地的气象资料,计算出所需热指标。这样可以使热指标接近单位面积的实耗热量,以减小概算误差。
建筑模型:长30米,宽10米,高3.6米。普通内抹灰三七砖墙;普通地面;普通平屋顶。东、西及北面均无窗,南面的窗墙面积比按三比七。不考虑门的耗热量。
注:考虑到简化计算热指标时,选用的建筑模型忽略了门的耗热量,东窗、西窗和北窗的耗热量,且业主有安装单层窗户的可能性,还考虑到室外管网热损失及漏损,为使概算热指标接近实际情况,楼层高度取值适当加大;本设计若无特殊说明,资料即来源于《供热工程》;若无沧州的数据,则取与之毗邻的天津市的资料进行计算。
1.1.1 冷风渗透耗热量Q′2的计算
根据附录1-6,沧州市的冷风朝向修正系数:南向n = 0.15。
按表1-7,在冬季室外平均风速vpj = 2.8 m/s下,双层木窗冷风渗透量L = 3.58 m3/m·h。窗墙面积比按三比七,若采用尺寸(宽×高)为1.5×2.0,带上亮的三扇两开窗,应有窗户11个。而每个窗户可开启部分的缝隙总长为13米。那么南向的窗户缝隙总长度为11×13 = 143 m。 V = L×l×n = 2.2×143×0.15 = 42.04 m3/ h 冷风渗透耗热量Q′2等于: Q′2= 0.278Vρwcp( tn- t′w)
= 0.278×42.04×1.34×1×[18-(-9)] = 423 W
1.1.2 围护各部分耗热量Q′的计算
将所选建筑模型分成顶棚,墙体及窗,地面三部分,分别求其耗热量。 有关计算请参见“耗热量计算表”。 Q′顶棚 = 6885 W
Q′墙体及窗 = 12340 W Q′地面 = 2701 W
1.1.3 不同层高的热指标:
一层:q1 =(2701+12340+6885)/ 300 = 73 W/㎡ 二层:q2 =(2701+12340×2+6885)/ 600 = 57 W/㎡ 三层:q3 =(2701+12340×3+6885)/ 900 = 52 W/㎡ 四层:q4 =(2701+12340×4+6885)/ 1200 = 49 W/㎡
说明:四层以上的建筑物,为保险起见,其热指标按四层的取值。
1.1.4 各用户的计算流量
流量计算公式:
GL = 0.86×∑Q /(tg-th) Kg /h 其中:GL —— 流量,Kg /h; ∑Q —— 热负荷,W;
tg、th —— 供回水温度,℃。 说明:在选择概算热指标时已经考虑室外管网热损失及漏损,故在此不再考虑此系数
2.外网水力平衡的计算与较核
这部分的计算已经列于水力计算表中,在此只给出扼要的计算说明。
2.1 外网的编号
由于本工程的管段较多,若从1开始,顺次递增编完所有的管段,其最后的一个管段编号会很大。而且,从锅炉房出来的是六根管,如此编号,各管始末段不直观,不利于水力计算。
因此,从锅炉房出来的六根管,各个均由1开始顺次递增编号,分别用圆形、斜三角形、三角形、菱形、方形和多边形圈住管段编号并命名为圆形环路、斜三角形环路、三角形环路、菱形环路、方形环路和多边形。
2.2 比摩阻的计算
《节能技术》中给出了计算公式为:
R = 0.00688×0.00050.25×G2 /(U1×D0.25) 其中:R —— 比摩阻,Pa/m; G —— 流量,Kg /h;
U1 —— 水的密度。近似取100℃时的值:958.38Kg /m3; D —— 管径,m。 2.3 沿程阻力的计算
《节能技术》中给出的计算公式为: R = H×L
其中:R —— 沿程阻力,Pa; H —— 比摩阻,Pa/m; L —— 管段长度,m。
2.4 管段阻力公式:
《节能技术》中给出了计算公式为: R = H×L(1+α)
其中:R —— 沿程阻力,Pa; H —— 比摩阻,Pa/m; L —— 管段长度,m。
α —— 局部阻力系数。局部阻力与沿程损失的比例百分数,一般取α = 0.3 。
对比2.2和2.3 中的两个公式,可得出以下关系式: R管段 = 1.3×R沿程
2.5 用户阻力的确定
按照指导老师给出的经验值(采暖面积为4000㎡的用户压头取2m水柱,2000㎡的取1m),结合实际情况稍做扩展,用户压力按以下原则选取: 采暖面积/㎡ 用户压头/ Pa 2500 3000 3500 4000 4500 采暖面积/㎡ 用户压头/Pa F≤500 2500 500 1000 1500 2000 个别采暖面积大于5000㎡的,其用户压头按以上表格类推。末端用户的用户压头按上表的1.5倍选取。 实际流量计算事例: 供水温度95度回水温度70度 取暖面积10000平方米 每平方米供暖面积每小时耗能70W 流量计算公式:0.86×Q/(Tg-Th)=G(Kg/h) Q=10000×70W 将实际参数带入公式得:G=0.86×70×10000/(95-70)=24080(Kg/h)=24.08(t/h) 在一个封闭循环热水系统中,循环泵扬程为32米,膨胀(补)水箱设于相对水泵高45米的屋面。 定压的真正意义是为了保证整个采暖系统为正压,不会使系统局部产生负压(尤其是循环泵入口及最高点),导致热水汽化、腐蚀管线及设备,定压压力为热源与最高用户高差再加3~5米水柱。而设循环泵是为了克服系统水力损失,跟建筑物高度没有直接关系(系统越长越远水力损失越大)。 一般定压方式有3种: 1、膨胀水箱定压,用于中小型采暖系统且最高用户离热源比较近。 2、气压罐定压,用于中小型采暖系统且最高用户离热源比较远。 3、变频泵定压,用于大型采暖系统。 理论上 只要泵够大,多远都可以,只不过不太经济.有很多种说法:1.锁定供热站规模20万平米,供热半径的大小就和小区建设的容积率有关。2.楼内系统损失+二次网阻力损失+站内系统损失来决定循环泵扬程。与楼高无关。楼的高度,确切的说是楼房的高程与换热占高程的差决定补水泵的扬程。 机械循环采暖的作用半径一般为七、八百米,热水管网的经济比摩阻,在设计供回水温度小于40度时,一般取60Pa/m,假设供暖半径八百米,乘以60Pa/m,供水压力损失48000Pa,近半公斤,这样整个外网压损1.2公斤左右(这里加上用户内部压损0.2),这样循环水泵至少要提供1.5公斤以上的压差才可以。 你想一步步算就看供热工程,你想估算没那么麻烦,循环水泵扬程和楼高没关系,保守点估,量出最不利环路总长,乘以120PA/M算出沿成阻力,加上25%的局部阻力。最后加上换热器5米压降 你的换热器是多少平米呀 一般一平方米板换带建筑面积不超过700平方米 二次管径DN150 偏小 会增加阻力 至少应选DN200的管径 因为当供回水的温差在20℃时 最大流量在140吨/小时(标准流量) 至于散热器的阻力 你可以参照你选择的散热器的说明书 可能有所说明 因为散热器有很多种 阻力是不一样的热水锅炉循环泵扬程的选用: 扬程H大于等于(1.1-1.2)(H1+H2+H3) H1锅炉房(泵房)内阻力损失:5-13米; H2干路阻力损失:(1.2-1.3)X0.02XL; H3系统可用阻力损失:5-12米。 注意:干管不计算立管。 (北京世纪安泰建筑设计有限公司 张永素)问:采暖循环泵的扬程应该选多少?如果按照阻力损失计算的话,即使走很远的外线,阻力损失最大也不过十几m,可是选十几m扬程的循环泵显然不合适。但是具体应该怎么办呢?我通常都是选个25m左右的,但是心里总感觉没底。特意向您请教一下。 (北京市建筑设计研究院 张锡虎教授级高工)答: 1)采暖循环泵的扬程,当然应该根据最不利环路的阻力损失,并按照《采暖通风与空气调节设计规范》4.8.10条规定:“采暖系统计算压力损失的附加值宜采用10%”。另外,应该关注各种调节和计量装置的阻力。 2)“心里总感觉没底”,主要是因为在许多实际工程中,由于水力平衡没有解决好,致使最不利环路流量不足。因此,应该特别重视系统的水力平衡。按照新的《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(报批稿)5.9.11条的说法:“室内热水供暖系统的设计应进行水力平衡计算,并应采取措施使设计工况时各并联环路之间(不包括共用段)的压力损失相对差额不大于15%”。所谓“应采取措施”,包括对众多供回水压差过剩环路的节流。