關(guān)于城市熱水集中供熱系統(tǒng)中間加壓泵設(shè)置位置的研究

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1、關(guān) 于 城 市 熱 水 集 中 供 熱 系 統(tǒng)中 間 加 壓 泵 設(shè) 置 位 置 的 研 究 摘 要 本 文 針 對(duì) 新 建 、 改 擴(kuò) 建 大 型 城 市 集 中 供 熱 管 網(wǎng) 在 設(shè) 計(jì) 、 運(yùn)行 過 程 中 ， 為 降 低 工 程 造 價(jià) 和 運(yùn) 行 費(fèi) 用 而 增 設(shè) 中 間 加 壓 水 泵 這 一業(yè) 內(nèi) 普 遍 關(guān) 心 的 問 題 ， 在 分 析 、 比 較 工 程 實(shí) 例 的 基 礎(chǔ) 上 ， 通 過 對(duì)管 網(wǎng) 水 力 工 況 和 能 耗 狀 況 的 分 析 ， 建 立 并 求 解 影 響 變 量 與 中 間 加壓 泵 位 置 之 間 的 數(shù) 學(xué) 模 型 ， 得 到 了 設(shè) 置 中

2、 間 加 壓 水 泵 最 佳 位 置 的結(jié) 論 。本 文 的 研 究 結(jié) 論 ， 通 過 工 程 實(shí) 例 對(duì) 其 正 確 性 和 準(zhǔn) 確 性 的 檢 驗(yàn) ， 說明 對(duì) 指 導(dǎo) 城 市 集 中 供 熱 工 程 新 建 、 改 擴(kuò) 建 的 設(shè) 計(jì) 、 運(yùn) 行 具 有 良 好的 實(shí) 用 性 和 經(jīng) 濟(jì) 價(jià) 值 。關(guān) 鍵 詞 ： 供 熱 管 網(wǎng) 中 間 加 壓 泵 水 力 工 況 能 耗 狀 況 最 佳 位 置 目 錄第 一 章 概 述1.1 城 市 集 中 供 熱 的 發(fā) 展 概 況1.2 課 題 的 由 來1.3 研 究 的 內(nèi) 容 與 意 義第 二 章 中 間 加 壓 泵 設(shè) 置 實(shí) 例 分 析

3、2.1 工 程 實(shí) 例2.2 工 程 實(shí) 例 分 析 、 研 究2.3 工 程 實(shí) 例 分 析 、 研 究 結(jié) 論第 三 章 中 間 加 壓 泵 位 置 優(yōu) 化 研 究3.1 水 力 工 況 對(duì) 中 間 加 壓 泵 位 置 的 要 求3.2 降 低 能 耗 對(duì) 中 間 加 壓 泵 位 置 的 要 求 第 四 章 結(jié) 論4.1 研 究 結(jié) 論4.2 應(yīng) 用 說 明4.3 工 程 實(shí) 例 檢 驗(yàn) 退 出 第 一 章 概 述1.1城市集中供熱的發(fā)展概況集 中 供 熱 理 論 的 提 出 可 追 溯 到 一 百 五 十 多 年 以 前 ， 早 在 1845年 ， 偉 大 的 導(dǎo) 師 恩 格 斯就 預(yù)

4、見 到 分 散 取 暖 形 式 必 然 被 集 中 供 熱 取 代 。 他 說 ： “ 就 拿 取 暖 來 說 吧 ， 不 知 浪 費(fèi) 了 多少 勞 動(dòng) 和 物 質(zhì) ， 每 個(gè) 房 間 必 須 有 一 個(gè) 大 火 爐 ， 每 個(gè) 火 爐 必 須 分 別 生 火 、 添 煤 和 照 顧 ； 必須 把 燃 料 送 每 一 個(gè) 房 間 ， 而 爐 灰 還 得 加 以 清 除 ， 可 是 像 目 前 的 一 些 大 的 公 共 建 筑 物 ， 如工 廠 、 教 堂 等 ， 裝 置 一 個(gè) 巨 大 的 總 的 取 暖 設(shè) 備 ， 比 如 用 一 個(gè) 發(fā) 熱 中 心 和 一 些 蒸 汽 管 子 來代 替

5、這 些 單 獨(dú) 的 火 爐 ， 那 是 多 么 簡(jiǎn) 單 和 便 宜 。 ” 而 我 們 現(xiàn) 在 就 是 采 用 這 樣 一 種 供 暖 形 式 ，即 通 過 管 道 把 熱 能 輸 送 到 每 一 個(gè) 建 筑 物 、 每 個(gè) 用 戶 中 ， 減 少 了 室 內(nèi) 空 氣 的 污 染 ， 降 低 了人 力 浪 費(fèi) ， 提 高 了 室 內(nèi) 的 舒 適 程 度 ， 這 是 人 類 的 一 個(gè) 巨 大 進(jìn) 步 。 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 最 早 是 在 18世 紀(jì) 的 美 國(guó) 費(fèi) 城 發(fā) 展 起 來 的 ， 當(dāng) 時(shí) 由 本 杰 明 富 蘭 克 林（ BenjaminFranklin） 開 發(fā) 成 功 ，

6、 這 個(gè) 系 統(tǒng) 從 一 個(gè) 中 心 熱 源 向 附 近 的 一 些 居 民 進(jìn) 行 供 熱 。 1877年 ， 世 界 上 第 一 個(gè) 商 業(yè) 化 運(yùn) 行 的 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 在 紐 約 的 洛 克 港 （ Lockport）成 功 建 成 ， 該 系 統(tǒng) 由 博 德 希 爾 霍 利 (BirdsillHolly)設(shè) 計(jì) ， 從 一 個(gè) 中 央 鍋 爐 房 向 臨 近的 一 些 居 民 和 其 他 用 戶 供 應(yīng) 蒸 汽 。 這 種 供 熱 形 式 很 快 在 西 方 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 得 到 普 及 ， 但由 于 當(dāng) 時(shí) 科 技 水 平 和 制 造 技 術(shù) 的 限 制 ， 鍋 爐 容

7、 量 小 、 效 率 低 、 污 染 物 排 放 量 大 、 供熱 范 圍 及 為 有 限 。自 上 個(gè) 世 紀(jì) 三 十 年 代 以 來 ， 一 些 西 方 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 （ 如 比 利 時(shí) 、 美 國(guó) 、 英 國(guó) 等 ） 先后 發(fā) 生 的 煙 霧 事 件 ， 使 大 規(guī) 模 的 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 被 逐 步 推 廣 和 普 及 ， 特 別 是 1952年 12月 5日 8日 發(fā) 生 在 英 國(guó) 倫 敦 的 “ 煤 煙 型 ” 煙 霧 事 件 造 成 4000多 人 死 亡 后 ， 城 市集 中 供 熱 發(fā) 展 很 快 ， 但 由 于 受 當(dāng) 時(shí) 設(shè) 備 、 材 料 和 技 術(shù)

8、 條 件 的 限 制 ， 供 熱 系 統(tǒng) 的 規(guī) 模較 小 、 供 熱 距 離 較 短 、 供 熱 參 數(shù) 較 低 ， 因 此 絕 大 多 數(shù) 熱 源 廠 建 在 城 市 人 口 稠 密 區(qū) ，盡 管 對(duì) 緩 解 城 市 大 氣 環(huán) 境 污 染 起 到 了 一 定 的 作 用 ， 但 仍 未 得 到 根 本 解 決 。 隨 著 經(jīng) 濟(jì)的 快 速 發(fā) 展 、 科 學(xué) 技 術(shù) 的 進(jìn) 步 、 新 型 設(shè) 備 材 料 的 發(fā) 明 ， 這 些 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 以 其 雄 厚 的 經(jīng)濟(jì) 實(shí) 力 在 較 短 的 時(shí) 間 內(nèi) ， 將 設(shè) 在 城 市 人 口 稠 密 區(qū) 的 小 鍋 爐 房 拆 除 ， 取 而

9、 代 之 的 是 遠(yuǎn)離 城 市 人 口 稠 密 區(qū) 的 大 型 、 高 效 、 環(huán) 保 的 熱 源 廠 ， 使 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 逐 步 向 大 規(guī)模 、 長(zhǎng) 距 離 、 高 參 數(shù) 方 向 發(fā) 展 。 我 國(guó) 的 城 市 集 中 供 熱 事 業(yè) 起 步 較 晚 ， 且 曾 一 度 停 滯 發(fā) 展 ， 使 我 國(guó) 北 方 的 絕 大 多數(shù) 城 市 居 民 在 “ 煙 霧 繚 繞 ” 的 空 氣 中 度 過 漫 長(zhǎng) 的 嚴(yán) 冬 。 近 年 來 ， 隨 著 城 市 化 進(jìn) 程 的加 快 及 保 護(hù) 環(huán) 境 、 節(jié) 約 能 源 觀 念 的 增 強(qiáng) ， 在 借 鑒 國(guó) 內(nèi) 外 城 市 集

10、 中 供 熱 系 統(tǒng) 規(guī) 劃 、 設(shè)計(jì) 、 施 工 、 運(yùn) 行 成 功 經(jīng) 驗(yàn) 和 失 敗 教 訓(xùn) 的 基 礎(chǔ) 上 ， 城 市 集 中 供 熱 在 “ 三 北 ” 地 區(qū) 發(fā) 展很 快 ， 尤 其 在 國(guó) 家 實(shí) 施 西 部 開 發(fā) 戰(zhàn) 略 以 來 ， 西 部 的 很 多 城 市 相 繼 新 建 、 改 建 或 擴(kuò) 建了 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) ， 使 我 國(guó) 的 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 逐 步 向 大 規(guī) 模 、 長(zhǎng) 距 離 、 高 參 數(shù)方 向 發(fā) 展 。 目 前 ， 我 國(guó) 集 中 供 熱 熱 水 管 網(wǎng) 的 設(shè) 計(jì) 溫 度 已 達(dá) 到 150 ， 設(shè) 計(jì) 壓 力 為 2

11、.51.6Mpa， 最 大 供 熱 半 徑 達(dá) 19.5km， 最 大 管 徑 達(dá) 到 1400mm； 蒸 汽 管 網(wǎng) 最 高 溫 度 已 達(dá)300 ， 壓 力 一 般 為 1.0Mpa， 最 大 供 熱 半 徑 為 6 7km， 最 大 管 徑 達(dá) 到 1000mm； 截 止到 2001年 底 ， 全 國(guó) 663個(gè) 城 市 中 有 294個(gè) 城 市 建 有 集 中 供 熱 系 統(tǒng) ， 供 熱 總 面 積 已 達(dá) 到146328 104m2(其 中 ： 住 宅 為 95799.33 104m2)； 年 供 熱 量 為 137847 104GJ（ 其 中 ：蒸 汽 37655 10 4GJ， 熱

12、 水 100192 104GJ） ； 在 年 供 熱 量 中 ， 鍋 爐 房 供 熱 量 為74209 104GJ， 約 占 74.2%， 其 余 由 熱 電 聯(lián) 產(chǎn) 工 程 承 擔(dān) ； 供 熱 管 道 總 長(zhǎng) 度 達(dá) 到53109km（ 其 中 ： 蒸 汽 管 道 9183km， 熱 水 管 道 43926km） ， 從 業(yè) 人 數(shù) 達(dá) 到22.094 104人 ； 嚴(yán) 寒 地 區(qū) 的 熱 化 率 一 般 為 60 90%， 對(duì) 緩 解 日 趨 嚴(yán) 重 的 城 市 大 氣 污染 、 改 善 城 市 居 民 的 生 活 質(zhì) 量 和 提 高 能 源 的 綜 合 利 用 率 起 到 了 重 要 的

13、 作 用 。 此 外 ， 對(duì) 于 投 入 運(yùn) 行 多 年 的 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) ， 由 于 城 市 化 進(jìn) 程 的 加 快使 城 市 的 人 口 迅 速 增 加 和 城 市 的 規(guī) 模 不 斷 擴(kuò) 大 ， 在 原 有 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 供 熱 范圍 內(nèi) 其 熱 負(fù) 荷 增 加 很 快 ， 為 了 滿 足 熱 負(fù) 荷 增 加 的 需 要 ， 就 必 須 對(duì) 原 有 的 城 市集 中 供 熱 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 適 當(dāng) 的 挖 潛 和 改 造 。 但 由 于 國(guó) 家 和 地 區(qū) 經(jīng) 濟(jì) 的 相 對(duì) 落 后 及城 市 集 中 供 熱 工 程 涉 及 面 廣 、 投 資 較 大 、 建

14、 設(shè) 周 期 較 長(zhǎng) 等 因 素 不 可 能 大 量 地?cái)U(kuò) 建 、 更 新 原 有 管 道 。 這 樣 ， 只 能 依 靠 提 高 供 水 溫 度 或 者 增 加 循 環(huán) 水 泵 的 流量 和 揚(yáng) 程 加 以 解 決 ， 致 使 原 有 城 市 供 熱 系 統(tǒng) 的 供 熱 規(guī) 模 和 熱 媒 參 數(shù) 不 斷 提 高 ，輸 送 距 離 不 斷 加 長(zhǎng) 。高 效 、 環(huán) 保 的 熱 源 廠 ， 使 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 逐 步 向 大 規(guī) 模 、 長(zhǎng) 距 離 、 高參 數(shù) 方 向 發(fā) 展 。我 國(guó) 的 城 市 集 中 供 熱 事 業(yè) 起 步 較 晚 ， 且 曾 一 度 停 滯 發(fā) 展 ，

15、 使 我 國(guó) 北 方 的 絕 大多 數(shù) 城 市 居 民 在 “ 煙 霧 繚 繞 ” 的 空 氣 中 度 過 漫 長(zhǎng) 的 嚴(yán) 冬 。 近 年 來 ， 隨 著 城 市 化 進(jìn) 程 的 加 快 及 保 護(hù) 環(huán) 境 、 節(jié) 約 能 源 觀 念 的增 強(qiáng) ， 在 借 鑒 國(guó) 內(nèi) 外 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 規(guī) 劃 、 設(shè) 計(jì) 、 施 工 、 運(yùn) 行 成功 經(jīng) 驗(yàn) 和 失 敗 教 訓(xùn) 的 基 礎(chǔ) 上 ， 城 市 集 中 供 熱 在 “ 三 北 ” 地 區(qū) 發(fā) 展 很快 ， 尤 其 在 國(guó) 家 實(shí) 施 西 部 開 發(fā) 戰(zhàn) 略 以 來 ， 西 部 的 很 多 城 市 相 繼 新 建 、改 建 或 擴(kuò)

16、建 了 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) ， 使 我 國(guó) 的 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 逐 步向 大 規(guī) 模 、 長(zhǎng) 距 離 、 高 參 數(shù) 方 向 發(fā) 展 。目 前 ， 我 國(guó) 集 中 供 熱 熱 水 管 網(wǎng) 的 設(shè) 計(jì) 溫 度 已 達(dá) 到 150 ， 設(shè) 計(jì)壓 力 為 2.5 1.6Mpa， 最 大 供 熱 半 徑 達(dá) 19.5km， 最 大 管 徑 達(dá) 到1400mm； 蒸 汽 管 網(wǎng) 最 高 溫 度 已 達(dá) 300 ， 壓 力 一 般 為 1.0Mpa， 最 大供 熱 半 徑 為 6 7km， 最 大 管 徑 達(dá) 到 1000mm； 截 止 到 2001年 底 ， 全國(guó) 663個(gè)

17、城 市 中 有 294個(gè) 城 市 建 有 集 中 供 熱 系 統(tǒng) ， 供 熱 總 面 積 已 達(dá) 到146328 10 4m2(其 中 ： 住 宅 為 95799.33 104m2)； 在 年 供 熱 量 中 ， 鍋 爐 房 供 熱 量 為 74209 104GJ， 約 占 74.2%， 其 余 由 熱電 聯(lián) 產(chǎn) 工 程 承 擔(dān) ； 供 熱 管 道 總 長(zhǎng) 度 達(dá) 到 53109km（ 其 中 ： 蒸 汽 管 道 9183km，熱 水 管 道 43926km） ， 從 業(yè) 人 數(shù) 達(dá) 到 22.094 104人 ； 嚴(yán) 寒 地 區(qū) 的 熱 化 率 一 般為 60 90%， 對(duì) 緩 解 日 趨

18、嚴(yán) 重 的 城 市 大 氣 污 染 、 改 善 城 市 居 民 的 生 活 質(zhì) 量 和提 高 能 源 的 綜 合 利 用 率 起 到 了 重 要 的 作 用 。此 外 ， 對(duì) 于 投 入 運(yùn) 行 多 年 的 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) ， 由 于 城 市 化 進(jìn) 程 的 加 快使 城 市 的 人 口 迅 速 增 加 和 城 市 的 規(guī) 模 不 斷 擴(kuò) 大 ， 在 原 有 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 供 熱范 圍 內(nèi) 其 熱 負(fù) 荷 增 加 很 快 ， 為 了 滿 足 熱 負(fù) 荷 增 加 的 需 要 ， 就 必 須 對(duì) 原 有 的城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 適 當(dāng) 的 挖 潛 和 改

19、 造 。 但 由 于 國(guó) 家 和 地 區(qū) 經(jīng) 濟(jì) 的 相 對(duì)落 后 及 城 市 集 中 供 熱 工 程 涉 及 面 廣 、 投 資 較 大 、 建 設(shè) 周 期 較 長(zhǎng) 等 因 素 不 可能 大 量 地 擴(kuò) 建 、 更 新 原 有 管 道 。 這 樣 ， 只 能 依 靠 提 高 供 水 溫 度 或 者 增 加 循環(huán) 水 泵 的 流 量 和 揚(yáng) 程 加 以 解 決 ， 致 使 原 有 城 市 供 熱 系 統(tǒng) 的 供 熱 規(guī) 模 和 熱 媒參 數(shù) 不 斷 提 高 ， 輸 送 距 離 不 斷 加 長(zhǎng) 。 年 供 熱 量 為 137847 10 4GJ（ 其 中 ： 蒸汽 37655 104GJ， 熱

20、水 100192 104GJ） ； 1.2課題的由來由 于 供 熱 規(guī) 模 的 擴(kuò) 大 、 熱 媒 參 數(shù) 的 提 高 、 輸 送 距 離 加長(zhǎng) ， 對(duì) 熱 網(wǎng) 循 環(huán) 水 泵 和 管 道 及 其 附 件 的 材 質(zhì) 提 出 了 更 高的 要 求 ， 而 熱 網(wǎng) 循 環(huán) 水 泵 的 揚(yáng) 程 和 管 道 及 其 附 件 的 材 質(zhì)直 接 關(guān) 系 到 工 程 的 造 價(jià) 和 運(yùn) 行 費(fèi) 用 。 如 何 在 滿 足 供 熱 要求 的 前 提 下 盡 量 降 低 熱 網(wǎng) 造 價(jià) 和 運(yùn) 行 費(fèi) 用 就 成 為 目 前 供熱 行 業(yè) 科 研 人 員 關(guān) 注 的 焦 點(diǎn) ， 有 關(guān) 這 一 問 題 盡 管

21、 有 些 論文 進(jìn) 行 了 定 性 的 探 討 ， 但 始 終 未 對(duì) 其 進(jìn) 行 定 量 的 分 析 、比 較 和 論 證 。 1.3研究的內(nèi)容與意義 1.3.1研究?jī)?nèi)容通 過 工 程 實(shí) 例 的 對(duì) 比 、 分 析 ， 篩 選 出 設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 站 的 主 要影 響 因 素 ， 將 這 些 影 響 因 素 間 的 內(nèi) 在 關(guān) 系 通 過 建 立 數(shù) 學(xué) 模 型 進(jìn) 行 表達(dá) ， 求 解 這 些 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 中 間 加 壓 泵 站 設(shè) 置 的 最 佳 方 案 。1.3.2研究意義近 年 來 ， 我 國(guó) 城 市 集 中 供 熱 事 業(yè) 發(fā) 展 十 分 迅 猛 ， 集 中

22、供 熱 的 規(guī)模 越 來 越 大 、 熱 媒 參 數(shù) 越 來 越 高 、 輸 送 距 離 越 來 越 長(zhǎng) 。 為 了 降 低 新建 、 改 擴(kuò) 建 熱 網(wǎng) 工 程 造 價(jià) 及 減 少 熱 網(wǎng) 主 循 環(huán) 水 泵 容 量 、 降 低 運(yùn) 行 費(fèi)用 ， 國(guó) 內(nèi) 外 的 通 行 做 法 是 在 熱 網(wǎng) 的 適 當(dāng) 位 置 增 設(shè) 中 間 加 壓 泵 站 可 得到 較 為 圓 滿 的 解 決 ， 而 適 當(dāng) 位 置 究 竟 設(shè) 在 何 處 最 為 適 當(dāng) ， 成 為 本 課題 所 要 解 決 的 問 題 ， 這 一 問 題 的 解 決 對(duì) 于 指 導(dǎo) 城 市 集 中 供 熱 工 程 新建 、 改 擴(kuò)

23、建 的 設(shè) 計(jì) 、 運(yùn) 行 具 有 重 要 的 現(xiàn) 實(shí) 意 義 和 經(jīng) 濟(jì) 意 義 。 第 二 章 中 間 加 壓 泵 位 置 實(shí) 例 分 析2.1工程實(shí)例我 國(guó) 北 方 某 城 市 大 型 熱 電 聯(lián) 產(chǎn) 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 的 管 道 平 面布 置 圖 及 管 道 水 力 計(jì) 算 圖 詳 見 附 圖 1和 附 圖 2。 該 供 熱 系 統(tǒng) 的供 熱 面 積 為 861 104m2， 供 熱 面 積 熱 指 標(biāo) 為 65W/m2， 設(shè) 計(jì) 熱負(fù) 荷 為 2015GJ/h， 年 供 熱 時(shí) 間 為 4320小 時(shí) ， 年 供 熱 量 為4559940GJ， 供 回 水 溫 度 為 130/

24、70 ， 循 環(huán) 流 量 8021t/h； 定 壓點(diǎn) 設(shè) 在 熱 電 廠 中 央 換 熱 站 主 循 環(huán) 水 泵 入 口 處 ， 定 壓 值 為370kPa； 該 工 程 設(shè) 置 熱 力 站 49座 （ 其 中 ： 新 建 熱 力 站 17座 ，利 用 舊 鍋 爐 房 進(jìn) 行 改 造 32座 ） ， 各 熱 力 站 的 供 熱 面 積 及 一 次網(wǎng) 流 量 見 表 2.1， 一 、 二 次 管 網(wǎng) 全 部 采 用 間 接 連 接 。 表 2.1 熱 力 站 匯 總 表 (1)編 號(hào) 熱 力 站 位 置 供 熱 面 積 （ 104m2） 熱 負(fù) 荷 （ GJ/h） 一 次 網(wǎng) 流 量 （ t/h

25、）所 在 位 置 供 熱 范 圍 近 期 遠(yuǎn) 期 近 期 遠(yuǎn) 期 近 期 遠(yuǎn) 期101 J10 J10 12.26 19.00 28.69 44.46 114.24 177.04102 H 12 H12 14.08 17.96 32.95 42.03 131.20 167.35103 G12 G12 18.32 19.32 42.87 45.21 170.70 180.02104 G11 G11 12.83 13.97 30.02 32.69 119.55 130.17105 H11 H11、 J8 13.78 17.13 32.25 40.08 128.40 159.62106 G10 G1

26、0 13.61 14.00 31.85 32.76 126.82 130.45107 G 10 G9、 G10 17.37 17.92 40.65 41.93 161.85 166.98108 H10 H9、 H11、 J8 14.31 19.76 33.49 46.24 133.34 184.12109 G9 G9 18.21 19.00 42.61 44.46 169.68 177.04110 H9 H9、 J7 17.52 21.40 41.00 50.08 163.25 199.40111 G9 G9 17.73 18.50 41.49 43.29 165.21 172.38112 G

27、 8 G7、 G8 15.75 19.32 36.86 45.21 146.76 180.02113 H7 H7、 H8、 J6 9.89 18.52 23.14 43.34 92.15 172.57114 G6 G5、 G6 7.44 17.47 17.41 40.88 69.33 162.78115 H5 H5、 H6、 J4、 J5 10.28 19.95 24.06 46.68 95.79 185.89 表 2.1 熱 力 站 匯 總 表 (2)編 號(hào) 熱 力 站 位 置 供 熱 面 積 （ 104m2） 熱 負(fù) 荷 （ GJ/h） 一 次 網(wǎng) 流 量 （ t/h） 16.57 44.

28、72 65.97 178.06所 在 位 置 供 熱 范 圍 近 期 遠(yuǎn) 期 近 期 遠(yuǎn) 期 近 期 遠(yuǎn) 期118 D1 D1 9.47 19.50 22.16 45.63 88.24 181.70119 C 0 C0、 C1 9.22 19.00 21.57 44.46 85.91 177.04120 J10 J9、 J10 13.62 18.68 31.87 43.71 126.91 174.06121 J9 J9 16.93 19.00 39.62 44.46 157.75 177.04122 K8 K8 10.54 16.31 24.66 38.17 98.21 151.97123 K

29、8 K8 10.53 16.30 24.64 38.14 98.12 151.88124 K 7 K6、 K7 11.47 19.21 26.84 44.95 106.88 179.00125 D5 D5 17.80 18.85 41.65 44.11 165.86 175.64126 D4 D4 8.05 12.57 18.84 29.41 75.01 117.13127 E7 E7、 E8 14.33 21.11 33.53 49.40 133.53 196.70128 F6 F5、 F6、 G7 5.68 14.08 13.29 32.95 52.93 131.20129 E 6 D3、

30、 E6 6.18 11.78 14.46 27.57 57.58 109.76130 E5 D2、 E5 7.41 16.77 17.34 39.24 69.05 156.26131 F3 F3、 F4 5.77 17.17 13.50 40.18 53.76 159.99132 G3 G3、 H3 6.76 17.13 15.82 40.08 62.99 159.62133 F2 F2 3.07 11.11 7.18 26.00 28.61 103.52 表 2.1 熱 力 站 匯 總 表 (3)編 號(hào) 熱 力 站 位 置 供 熱 面 積 （ 104m2） 熱 負(fù) 荷 （ GJ/h） 一 次

31、 網(wǎng) 流 量 （ t/h） 15.02 49.47 59.82 196.98所 在 位 置 供 熱 范 圍 近 期 遠(yuǎn) 期 近 期 遠(yuǎn) 期 近 期 遠(yuǎn) 期136 E3 E3、 E4 5.30 15.94 12.40 37.30 49.38 148.53137 E 2 E2 6.58 19.38 15.40 45.35 61.31 180.58138 C8 C8 3.89 12.54 9.10 29.34 36.25 116.85139 C7 C7 8.29 18.43 19.40 43.13 77.25 171.73140 A4 A4 6.69 18.04 15.65 42.21 62.34

32、168.09141 C6 C6 11.42 17.62 26.72 41.23 106.41 164.18142 C 5 C4、 C5 17.26 18.60 40.39 43.52 160.83 173.31143 A3 A3 5.81 15.22 13.60 35.61 54.14 141.82144 B4 B4、 C4 13.80 19.96 32.29 46.71 128.59 185.98145 A2 A2 6.08 18.62 14.23 43.57 56.65 173.50146 B3 B3、 C3 12.29 20.01 28.76 46.82 114.52 186.45147

33、 A 1 A1 3.68 10.61 8.61 24.83 34.29 98.86148 C2 B2、 C2 6.94 21.26 16.24 49.75 64.67 198.10149 B1 B1、 B2、 C1 8.74 18.00 20.45 42.12 81.44 167.72合 計(jì) 511.99 860.84 1198.05 2014.37 4770.67 8021.21 該 供 熱 系 統(tǒng) 的 熱 源 為 距 離 市 區(qū) 中 心 6.3km處 的 東 郊 熱 電 廠 ， 廠內(nèi) 裝 設(shè) 2臺(tái) 300MW抽 汽 凝 汽 機(jī) 組 ， 其 機(jī) 爐 配 置 情 況 見 表 2.2表2.3。

34、廠 區(qū) 的 中 央 換 熱 站 出 口 管 管 徑 為 DN1200mm， 主 干 線 總 長(zhǎng)度 為 13630m， 其 中 ： 從 熱 電 廠 出 口 至 A1節(jié) 點(diǎn) 段 為 架 空 敷 設(shè) ， 其余 管 道 均 采 用 有 補(bǔ) 償 直 埋 敷 設(shè) 。為 降 低 熱 電 廠 主 循 環(huán) 水 泵 的 揚(yáng) 程 和 管 道 及 其 附 件 的 壓 力 等 級(jí) ，該 工 程 在 節(jié) 點(diǎn) A1前 設(shè) 置 了 回 水 加 壓 泵 站 。 表 2.2 鍋 爐 技 術(shù) 條 件 表項(xiàng) 目 鍋 爐型 號(hào) DG-1025/17.6-540/540-YM型 式 亞 臨 界 、 一 次 再 熱 、 自 然 循 環(huán) 汽

35、 包 鍋 爐 、 固 態(tài) 排 渣最 大 蒸 發(fā) 量 1025t/h額 定 過 熱 蒸 汽 出 口 壓 力 17.5Mpa(g)（ 表 壓 ）額 定 過 熱 蒸 汽 出 口 溫 度 540再 熱 蒸 汽 進(jìn) 口 流 量 840.256t/h 再 熱 蒸 汽 進(jìn) 出 口 壓 力 3.899/3.510Mpa再 熱 蒸 汽 進(jìn) 出 口 溫 度 327.3/540給 水 溫 度 280.5排 煙 溫 度 131效 率 92.8%結(jié) 構(gòu) 全 鋼 結(jié) 構(gòu) 表 2.3 汽 輪 機(jī) 技 術(shù) 條 件 表項(xiàng) 目 汽 輪 機(jī)型 號(hào) C300/220-16.67/537/537型 式 亞 臨 界 、 中 間 再 熱

36、、 單 抽 汽 、 冷 凝 式轉(zhuǎn) 速 3000r/min主 汽 門 前 蒸 汽 壓 力 16.67Mpa 主 汽 門 前 蒸 汽 溫 度 537再 熱 冷 /熱 段 蒸 汽 壓 力 3.899/3.510Mpa再 熱 冷 /熱 段 蒸 汽 溫 度 327.3/537進(jìn) 汽 量 （ 純 凝 /額 定 抽 汽 /最 大 抽 汽 ） 944.5/894.8/1025t/h發(fā) 電 功 率 （ 純 凝 /抽 汽 ） 300/232.197MW低 壓 缸 排 汽 壓 力 （ 純 凝 /抽 汽 ） 4.9/3.43Kpa采 暖 抽 汽 壓 力 0.35Mpa 采 暖 抽 汽 量 （ 額 定 /最 大 ） 4

37、30/620t/h抽 汽 焓 （ 額 定 /最 大 ） 2959/2934.7KJ/Kg采 暖 供 熱 量 （ 額 定 /最 大 ） 1019.53/1454.95GJ/h 2.2 工程實(shí)例分析、研究為 了 全 面 分 析 、 比 較 循 環(huán) 水 泵 的 設(shè) 置 對(duì) 熱 網(wǎng) 建 設(shè) 及 其 運(yùn)行 的 影 響 ， 本 課 題 針 對(duì) 中 間 加 壓 泵 可 能 出 現(xiàn) 的 四 種 情 況 （ 即 ：不 設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 、 在 供 水 管 上 設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 、 在 回 水 管上 設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 、 在 供 回 水 管 上 均 設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 ） 并

38、 按靠 近 （ 在 節(jié) 點(diǎn) A1前 距 熱 電 廠 4360米 處 位 置 一 ） 和 遠(yuǎn) 離（ 在 節(jié) 點(diǎn) A16A17之 間 距 熱 電 廠 8990米 處 位 置 二 ） 熱 電廠 分 別 設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 共 七 個(gè) 方 案 進(jìn) 行 分 析 、 研 究 。 根 據(jù) 實(shí) 例 工 程 管 網(wǎng) 各 管 段 的 設(shè) 計(jì) 流 量 、 管 徑 、 長(zhǎng) 度 按 下 式 1對(duì) 管 道 沿 程 阻 力 、局 部 阻 力 和 總 阻 力 進(jìn) 行 計(jì) 算 。P=Py+Pj=Py+Py=Py(1+)=RL (1+) 103(2-1)式 中 P管 道 阻 力 （ KPa）Py管 道 沿 程 阻 力 （

39、 KPa） ，Py=RL 103(2-2)Pj管 道 局 部 阻 力 （ KPa） ，P j=Py(2-3)局 部 阻 力 與 沿 程 阻 力 的 比 值 ， DN400mm的 管 道 取 0.3， DN400mm的 管 道 取0.41。R管 道 實(shí) 際 比 摩 阻 （ Pa/m）L計(jì) 算 管 段 長(zhǎng) 度 （ m）按 式 （ 2-1） （ 2-3） 對(duì) 管 網(wǎng) 主 干 線 進(jìn) 行 水 力 計(jì) 算 ， 各 個(gè) 方 案 的 計(jì) 算 結(jié) 果 詳 見 附 表14， 其 主 要 結(jié) 果 數(shù) 據(jù) 見 表 2.4。 2.2.1水力計(jì)算 方案 說 明 中 間 泵 位置 始 端 壓 力 與 壓 差 （ KPa）

40、 末 端 壓 力 與 壓 差 （ KPa）供 水 回 水 壓 差 供 水 回 水 壓 差一 不 設(shè) 中 間 泵 1924.0 370.0 1554.0 1197.0 1097.0 100.0二 在 供 水 管 上 設(shè) 中間 泵 X=4360 888.6 370.0 518.6 1197.0 1097.0 100.0X=8990 1448.8 370.0 1078.8 1197.0 1097.0 100.0 三 在 回 水 管 上 設(shè) 中間 泵 X=4360 1394.7 370.0 1024.7 667.7 567.7 100.0X=8990 1448.8 370.0 1078.8 721.8

41、 621.8 100.0四 在 供 回 水 管 上 均設(shè) 中 間 泵 X=4360 888.6 370.0 518.6 667.7 567.7 100.0X=8990 1448.8 370.0 1078.8 959.4 859.4 100.0注 ： X表 示 距 熱 電 廠 中 換 熱 站 的 管 線 長(zhǎng) 度 （ m） 表 2.4 各 方 案 水 力 計(jì) 算 主 要 結(jié) 果 數(shù) 據(jù) 2.2.2水壓圖 根 據(jù) 定 壓 點(diǎn) 壓 力 （ 370KPa） 、 供 回 水 管 末 端 壓 差 （ 100KPa） 以 及 水 力 計(jì) 算 成 果 繪 制 的 各 方案 主 干 線 的 水 壓 圖 見 圖 2

42、.1、 圖 2.2、 圖 2.3、 圖 2.4、 圖 2.5、 圖 2.6、 圖 2.7。 圖 2.1不 設(shè) 中 間 加 壓 水 泵 主 干 線 水 壓 圖 (方 案 一 ) 1197.0 1924.0 1097.0 370.0 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 管 線 長(zhǎng) 度 （ m） 壓 力 (KPa) 圖 2.2在 供 水 管 上 設(shè) 中 間 加 壓 水 泵 主 干 線 水 壓 圖 (X=4360m) 888.6 679.3 1197.0 370.0 1097.0 5

43、79.3 1714.7 0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 1800.0 2000.0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 管 線 長(zhǎng) 度 （ m） 壓 力 (KPa) 圖 2.3在 供 水 管 上 設(shè) 中 間 加 壓 水 泵 主 干 線 水 壓 圖 (X=8990m) 1448.8 1197.0 1434.6 959.4 370.0 1097.0 859.4 0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 0

44、2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 管 線 長(zhǎng) 度 （ m） 壓 力 (KPa) 圖 2.4在 回 水 管 上 設(shè) 中 間 加 壓 泵 主 干 線 水 壓 圖 (X=4360m) 1185.4 667.7 1394.7 50.0 567.7 370.0 579.3 0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 管 線 長(zhǎng) 度 （ m） 壓 力 (KPa) 圖 2.5在 回 水 管 上 設(shè) 中 間 加 壓 泵 主

45、 干 線 水 壓 圖 (X=8990m) 959.4 721.8 1448.8 859.4 384.2 621.8 370.0 0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 管 線 長(zhǎng) 度 （ m） 壓 力 (KPa) 圖 2.6在 供 回 水 管 上 均 設(shè) 中 間 加 壓 泵 主 干 線 水 壓 圖 (X=4360m) 888.6 679.3 667.7 1185.4 370.0 567.7 50.0 579.3 0.0 200.0 400.0

46、600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 管 線 長(zhǎng) 度 （ m） 壓 力 (KPa) 圖 2.7在 供 回 水 管 上 均 設(shè) 中 間 加 壓 泵 主 干 線 水 壓 圖 (X=8990m) 959.4 1197.0 959.4 1448.8 859.4 621.8 859.4 370.0 0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 管 線 長(zhǎng)

47、 度 （ m） 壓 力 (KPa) 通 過 對(duì) 以 上 各 圖 的 分 析 ， 當(dāng) 管 網(wǎng) 規(guī) 模 和 定 壓 點(diǎn) 一 定 時(shí) ， 在 滿 足 整 個(gè) 管網(wǎng) 以 及 各 熱 用 戶 水 力 工 況 的 前 提 下 ， 可 以 得 到 如 下 結(jié) 論 ：1.在 供 熱 管 網(wǎng) 上 增 設(shè) 中 間 加 壓 水 泵 可 有 效 地 降 低 管 網(wǎng) 的 運(yùn) 行 壓 力 ， 使 管 道 及其 附 件 的 選 擇 更 加 容 易 、 造 價(jià) 更 為 低 廉 。 如 圖 2.1不 設(shè) 中 間 水 泵 的 情 況 下 ，管 道 及 其 附 件 必 須 采 用 2.5Mpa壓 力 等 級(jí) 的 產(chǎn) 品 ； 增 設(shè)

48、 中 間 加 壓 泵 后 ， 除 圖2.2反 映 的 情 況 外 ， 其 余 均 可 采 用 1.6Mpa壓 力 等 級(jí) 的 管 道 及 其 附 件 ， 使 管 網(wǎng)的 建 設(shè) 投 資 得 以 有 效 降 低 。2.當(dāng) 位 置 一 定 的 情 況 下 ， 在 供 水 管 和 回 水 管 上 同 時(shí) 設(shè) 置 中 間 加 壓 水 泵 對(duì) 降 低管 網(wǎng) 運(yùn) 行 壓 力 最 為 有 效 。 但 在 供 水 管 上 設(shè) 置 中 間 加 壓 水 泵 需 采 用 耐 高 溫 產(chǎn)品 ， 對(duì) 水 泵 生 產(chǎn) 企 業(yè) 的 要 求 較 高 ， 目 前 在 工 程 實(shí) 踐 中 沒 有 應(yīng) 用 的 先 例 ， 可采 取

49、在 回 水 管 上 設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 站 。 1、水泵的流量G與揚(yáng)程H：按 照 下 面 公 式 16進(jìn) 行 計(jì) 算 。G = 1.1Q0 m3/s (2-4)tc式 中 G循 環(huán) 水 泵 的 流 量 （ m3/s） ；Q0水 泵 負(fù) 擔(dān) 的 總 供 熱 量 （ W） ；t供 回 水 溫 度 差 （ ） ；C水 的 比 熱 （ J/kg ） ；水 的 密 度 （ kg/m3） ；2.2.3水泵軸功率 1.1安 全 裕 量 。H = 1.11.2P mH 2O (2-5)g式 中 H水 泵 的 揚(yáng) 程 （ mH2O）P管 道 阻 力 （ KPa） ；g重 力 加 速 度 （ m/s 2）

50、 ；1.11.2安 全 裕 量 ， 本 課 題 取 1.15。 根 據(jù) 公 式 （ 2-4） 和 （ 2-5） 以 及 水 力 計(jì) 算 成 果 計(jì) 算 得 到 各 個(gè) 方案 的 中 央 主 循 環(huán) 泵 和 中 間 加 壓 循 環(huán) 泵 的 流 量 和 揚(yáng) 程 數(shù) 據(jù) 見 表 2.5。2、水泵的軸功率：按 照 下 面 公 式 16進(jìn) 行 計(jì) 算 。N = K AG H K W (2-6)102 式 中 N水 泵 的 軸 功 率 （ KW） ；KA電 機(jī) 容 量 安 全 系 數(shù) ， N100KW時(shí) ，KA=1.051.08， 本 課 題 取 1.06；水 泵 總 效 率 ， 為 研 究 方 便 ，

51、本 課 題 不 考 慮 水 泵構(gòu) 造 產(chǎn) 生 的 影 響 ， 故 將 其 值 取 為 1.0；其 它 符 號(hào) 意 義 同 前 。根 據(jù) 公 式 （ 2-6） 以 及 各 個(gè) 方 案 的 中 央 主 循 環(huán) 泵 和 中 間加 壓 循 環(huán) 泵 的 流 量 和 揚(yáng) 程 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算 得 到 的 各 方 案 中 央主 循 環(huán) 泵 和 中 間 加 壓 循 環(huán) 泵 的 軸 功 率 見 表 2.5。 方案 位 置 揚(yáng) 程 （ mHO2） 流 量 （ t/h） 軸 功 率 （ KW） 工 作 溫 度 （ ）主 泵 中 間 泵 主 泵 中 間 泵 主 泵 中 間 泵 合 計(jì) 主 泵 中 間 泵一 193.9

52、8822 4938.0 4938.0 70 二 X=4360 72.5 121.4 8822 7710 1846.8 2701.6 4548.4 70 130X=8990 138.2 55.7 8822 3068 3519.3 493.4 4012.7 70 130三 X=4360 131.8 62.0 8822 7710 3357.8 1381.1 4738.9 70 70X=8990 138.2 55.7 8822 3068 3519.3 493.4 4012.7 70 70 四 X=4360 72.5 59.3 8822 7710 1846.8 1320.5 4548.4 70 1306

53、2.1 7710 1381.1 70X=8990 138.2 27.9 8822 3068 3519.3 246.7 4012.7 70 13027.9 3068 246.7 70注 ： 表 中 水 泵 揚(yáng) 程 已 考 慮 1.15的 安 全 系 數(shù) 。 表 2.5 水 泵 流 量 、 揚(yáng) 程 、 計(jì) 算 軸 功 率 對(duì) 比 表 通 過 對(duì) 各 個(gè) 方 案 水 泵 的 流 量 、 揚(yáng) 程 、 軸 功 率 的 分 析 、 計(jì) 算 和 對(duì) 比 ， 可 以 得 出以 下 結(jié) 論 ：1、 在 滿 足 水 力 工 況 要 求 的 前 提 下 ， 不 設(shè) 中 間 加 壓 水 泵 時(shí) ， 即 只 在 熱 源

54、 廠 中央 換 熱 站 設(shè) 置 主 循 環(huán) 水 泵 時(shí) ， 供 熱 管 網(wǎng) 水 循 環(huán) 所 需 總 軸 功 率 最 大 ， 達(dá) 到4938KW， 中 央 換 熱 站 主 循 環(huán) 水 泵 的 揚(yáng) 程 最 高 ， 達(dá) 194mHO2。 這 樣 高 揚(yáng) 程 、大 容 量 的 熱 水 循 環(huán) 水 泵 ， 目 前 國(guó) 內(nèi) 外 還 沒 有 連 續(xù) 、 穩(wěn) 定 、 可 靠 運(yùn) 行 的 成 功 先例 。2、 在 滿 足 水 力 工 況 要 求 的 前 提 下 ， 在 供 回 水 管 上 增 設(shè) 中 間 加 壓 水 泵 可 以 有效 地 降 低 供 熱 管 網(wǎng) 水 循 環(huán) 所 需 的 總 軸 功 率 （ 主 循

55、 環(huán) 泵 與 中 間 加 壓 泵 軸 功 率 之和 ） ， 且 中 間 加 壓 泵 離 熱 源 廠 越 遠(yuǎn) ， 管 網(wǎng) 水 循 環(huán) 所 需 的 總 軸 功 率 越 小 。3、 在 其 它 條 件 不 變 的 情 況 下 ， 管 網(wǎng) 水 循 環(huán) 所 需 的 總 軸 功 率 與 中 間 加 壓 水 泵的 設(shè) 置 位 置 有 關(guān) ， 而 與 設(shè) 在 供 水 管 還 是 回 水 管 上 關(guān) 系 不 大 。 通 過 對(duì) 以 上 四 種 方 案 七 種 情 況 下 管 網(wǎng) 的 水 力 工 況 、 水 泵 能 耗 的 分 析 、 比 較 和研 究 后 可 以 定 性 結(jié) 論 如 下 ：1.在供水管和回水管上

56、增設(shè)中間加壓泵均可以有效地降低管網(wǎng)的壓力水平，但其工作條件和水力工況差別較大。在 供 水 管 上 設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 ， 管 網(wǎng) 的 壓 力 水平 盡 管 有 所 降 低 ， 但 仍 高 于 在 回 水 管 上 設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 的 壓 力 水 平 ， 而 且 其 熱媒 的 工 作 溫 度 高 達(dá) 130 ， 遠(yuǎn) 高 于 回 水 溫 度 70 ， 這 種 大 容 量 的 耐 高 溫 水 泵 不僅 難 以 選 擇 ， 而 且 難 以 保 證 安 全 、 可 靠 、 經(jīng) 濟(jì) 有 效 地 運(yùn) 行 ， 目 前 還 沒 有 成 功 的設(shè) 計(jì) 和 運(yùn) 行 實(shí) 例 。 因 此 ， 在 大

57、型 高 溫 水 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 中 ， 為 使 水 泵安 全 、 可 靠 、 經(jīng) 濟(jì) 有 效 地 運(yùn) 行 ， 同 時(shí) 在 滿 足 供 熱 要 求 的 前 提 下 盡 可 能 降 低 管 網(wǎng)的 壓 力 水 平 ， 將 中 間 加 壓 泵 設(shè) 在 回 水 管 上 是 經(jīng) 濟(jì) 、 合 理 的 選 擇 。2.在滿足水力工況和供熱要求的前提下，盡可能使中間加壓泵遠(yuǎn)離熱源廠，使管網(wǎng)水循環(huán)所需總軸功率盡可能減小。2.3工程實(shí)例分析、研究結(jié)論 通 過 對(duì) 工 程 實(shí) 例 的 分 析 和 比 較 可 以 看 出 ， 對(duì) 于 大 型 高 溫 水 城 市 集 中 供 熱 系 統(tǒng)而 言 ，

58、 從 技 術(shù) 、 經(jīng) 濟(jì) 及 安 全 可 靠 性 考 慮 ， 在 供 水 管 上 設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 是 不 科學(xué) 和 不 可 行 的 ， 且 實(shí) 用 意 義 和 價(jià) 值 不 大 。 因 此 本 課 題 只 對(duì) 回 水 管 上 設(shè) 置 中 間加 壓 泵 進(jìn) 行 優(yōu) 化 研 究 和 探 討 。3.1水力工況對(duì)中間加壓泵位置的要求3.1.1水力工況要求對(duì) 于 一 、 二 次 管 網(wǎng) 全 部 采 用 間 接 連 接 且 地 勢(shì) 相 對(duì) 平 坦 的 城 市 供 熱 管 網(wǎng) ， 其 回水 加 壓 泵 站 的 設(shè) 置 需 滿 足 的 主 要 條 件 為 ：1、 在 回 水 加 壓 泵 站 進(jìn) 口

59、處 ， 應(yīng) 保 證 其 回 水 管 動(dòng) 水 壓 不 低 于 50kPa， 以 防 該 處回 水 管 吸 入 空 氣 。2、 在 回 水 加 壓 泵 站 出 口 處 ， 應(yīng) 保 證 其 回 水 管 動(dòng) 水 壓 與 該 處 供 水 管 動(dòng) 水 壓 之差 不 低 于 該 處 熱 力 站 的 資 用 壓 頭 。第三章 中間加壓泵位置優(yōu)化研究 圖 3.1 50.0 XXmin Hj Hg 管 線 長(zhǎng) 度 （ km） 壓 力 (KPa) Hmin Hmin HZB 3.1.2中間加壓泵的位置按 照 上 述 第 一 條 要 求 ， 是 中 間 加 壓 泵 站 沿 管 道 敷 設(shè) 中心 線 至 熱 源 廠 的

60、 最 近 位 置 ， 此 時(shí) 由 圖 3.1可 以 得 到 ：HZB= Hmin+Hj-50(3-1)式 中 HZB中 間 加 壓 泵 的 揚(yáng) 程 （ kPa） ； Hmin中 間 加 壓 泵 站 沿 管 道 敷 設(shè) 中 心 線 至 熱 源 廠的 最 小 水 平 距 離 Xmin對(duì) 應(yīng) 的 加 壓 泵 站 至 熱 源 廠 供 水 管或 回 水 管 阻 力 損 失 （ kPa） ， Hmin=XminR(1+)；H j管 網(wǎng) 的 靜 壓 值 （ kPa） ；Xmin滿 足 水 力 工 況 要 求 的 情 況 下 ， 中 間 加 壓 泵 站沿 管 道 敷 設(shè) 中 心 線 至 熱 源 廠 的 最 小

61、 距 離 （ km） ；其 它 符 號(hào) 意 義 同 前 。 Xmin= HZB-Hj+50 km (3-2)R(1+ )將 Hmin=XminR(1+ )代 入 式 (3-1)經(jīng) 整 理 后 得 到 ： 圖 3.2 Hj Hgmax Xmax X Hg 管 線 長(zhǎng) 度 （ km） 壓 力 (KPa) Hmax Hmax Hy Hy HZB 按 照 上 述 第 二 條 要 求 ， 是 中 間 加 壓 泵 站 沿 管 道 敷 設(shè)中 心 線 至 熱 源 廠 的 最 遠(yuǎn) 位 置 ， 此 時(shí) 由 圖 3.2可 以 得 到在 最 大 距 離 Xmax時(shí) ： Hy=Hgmax- Hmax- Hj （ 3-3

62、） n而 Hgmax=Hg- Hmax （ 3-4）n且 Hg-Hj=2 Hw+ Hy- HZB （ 3-5 ）n式 中 : Hy主 干 線 末 端 熱 力 站 資 用 壓 頭 （ kPa） Hgmax中 間 加 壓 泵 站 沿 管 道 敷 設(shè) 中 心 線 至 熱 源 廠 的 最 大 距 離 Xmax對(duì) 應(yīng)的 加 壓 泵 站 處 供 水 管 的 壓 力 （ kPa） ； n Hmax中 間 加 壓 泵 站 沿 管 道 敷 設(shè) 中 心 線 至 熱源 廠 的 最 大 距 離 Xmax對(duì) 應(yīng) 的 加 壓 泵 站 至 熱 源 廠 供 水管 或 回 水 管 阻 力 損 失 （ kPa） ；n Hj管 網(wǎng)

63、 的 靜 壓 值 （ kPa） ；nHg熱 源 廠 出 口 供 水 管 壓 力 （ kPa） ；n Hw外 網(wǎng) 主 干 線 供 水 或 回 水 管 總 阻 力（ kPa） ；nHZB中 間 加 壓 泵 的 揚(yáng) 程 （ kPa） 。 n將 式 （ 3-3） 、 （ 3-4） 和 （ 3-5） 經(jīng) 整 理 后 得 到 ： Xmax= 2 Hw-H ZB km (3-6)2R(1+ ) 式 中 R主 干 線 平 均 比 摩 阻 （ Pa/m） ； 局 部 阻 力 當(dāng) 量 長(zhǎng) 度 百 分 比 ， 一 般 為 0.20.4；其 它 符 號(hào) 意 義 同 前 。由 公 式 （ 3-2） 和 （ 3-6） 可

64、 以 得 出中間加壓泵站沿管道敷設(shè)中心線至熱源廠的距離X（中間加壓泵站的位置）應(yīng)滿足下式：X minXXmax（ 3-7） 3.1.3中間加壓泵的揚(yáng)程由 公 式 （ 3-2） 和 （ 3-6） 可 以 看 出 ， 中 間 加 壓 泵 的揚(yáng) 程 HZB越 大 ， 則 Xmin越 大 而 Xmax越 小 ， 因 而 一 定 存 在一 個(gè) 臨 界 值 HL， 使 得 Xmin=Xmax， 即 ：H L-H j+50 = 2 Hw-H L R(1+ ) 2R(1+ ) 也 就 是 說 ， 只 要 中 間 加 壓 水 泵 的 揚(yáng) 程 不 大 于 臨 界 值 HL， 即可 滿 足 水 力 工 況 對(duì) 其

65、位 置 的 要 求 。 由 此 可 以 得 到按水力工況要求，中間加壓泵的揚(yáng)程為：H L= 2 Hw+Hj-100 （ kPa） (3-8)3H ZB 2H w+H j-100 （ kPa） (3-9)3 3.2降低能耗對(duì)中間加壓泵位置的要求設(shè) 置 中 間 加 壓 泵 站 目 的 ， 不 僅 是 為 了 降 低 管 道 及 其 附 件 的 工 作 壓 力 等 級(jí) ，使 管 網(wǎng) 建 設(shè) 費(fèi) 用 降 低 ， 而 且 在 滿 足 供 熱 要 求 的 前 提 下 盡 可 能 使 管 網(wǎng) 動(dòng) 力 消耗 最 少 。 為 此 ， 必 須 建 立 熱 網(wǎng) 主 循 環(huán) 泵 、 中 間 加 壓 泵 的 計(jì) 算 軸

66、 功 率 與 中 間加 壓 泵 站 位 置 之 間 的 函 數(shù) 關(guān) 系 式 。3.2.1主干線流量分布的簡(jiǎn)化為 了 建 立 熱 網(wǎng) 主 循 環(huán) 泵 、 中 間 加 壓 泵 的 計(jì) 算 軸 功 率 與 中 間 加 壓 泵 站 位 置 之間 的 函 數(shù) 關(guān) 系 式 ， 現(xiàn) 將 主 干 線 流 量 分 布 進(jìn) 行 如 下 簡(jiǎn) 化 處 理 ：如 圖 3.3， 在 實(shí) 際 工 程 中 ， 管 網(wǎng) 主 干 線 輸 送 的 熱 水 流 量 從 熱 源 廠 出 口 （ 節(jié) 點(diǎn)A） 開 始 沿 主 干 線 至 末 端 并 非 均 勻 減 少 ， 而 是 在 節(jié) 點(diǎn) B、 C、 D處 經(jīng) 過 三 次 變化 后 將 剩 余 熱 水 送 往 最 后 一 個(gè) 熱 力 站 。 在 本 課 題 研 究 中 ， 為 建 立 數(shù) 學(xué) 模 型 ，假 設(shè) 主 干 線 輸 送 的 熱 水 流 量 從 熱 源 廠 出 口 開 始 沿 主 干 線 至 末 端 是 連 續(xù) 均 勻 減 少 的 ， 即 主 干 線 上 接 出 的 所 有 支 干 線 和 支 線 （ B熱 力 站 1， C熱 力站 2等 ） 均 可 以 認(rèn) 為 是 由