《流体输配管网》PPT课件.ppt

流体输配管网流体输配管网主讲主讲:田贯三田贯三1w教材：付祥钊等，流体输配管网教材：付祥钊等，流体输配管网w参考书：流体力学参考书：流体力学 泵与风机泵与风机 供热工程供热工程 工业通风工业通风 空气调节空气调节 燃气输配燃气输配2绪论绪论一、本课程的任务一、本课程的任务二、研究对象特点二、研究对象特点三、发展过程三、发展过程四、学习方法四、学习方法五、课程主要内容五、课程主要内容3流体输配管网流体输配管网w用途：用途：采暖供热、燃气供应、通风空调、采暖供热、燃气供应、通风空调、建筑给排水等公用设备，需要将流体输送建筑给排水等公用设备，需要将流体输送的各相关设备，或者从接受点将流体收集的各相关设备，或者从接受点将流体收集起来输送到指定地点。起来输送到指定地点。w组成包括：组成包括：管道系统、动力系统、调节装管道系统、动力系统、调节装置、末端装置及其他附属装置置、末端装置及其他附属装置4输配网络输配网络闭式系统：闭式系统：控制体对外只有能量交换，无质控制体对外只有能量交换，无质量交换。如热网、冷冻水系统量交换。如热网、冷冻水系统开式系统：开式系统：控制体对外既有能量又有质量交控制体对外既有能量又有质量交换。如冷却水系统、空调风系统换。如冷却水系统、空调风系统冷却塔冷却塔冷热源冷热源空调箱空调箱热力站热力站建筑物建筑物开式输配系统开式输配系统闭式输配系统闭式输配系统开式输配系统，风开式输配系统，风闭式输配系统，水闭式输配系统，水5一、本课程的任务一、本课程的任务w了解各种输配网络的特点了解各种输配网络的特点w设计、调节、管理好设计、调节、管理好 水力计算和分析，运行调度与控制水力计算和分析，运行调度与控制w合理、有效、可靠地输配热冷媒等流体合理、有效、可靠地输配热冷媒等流体投资、运行费用的综合经济分析投资、运行费用的综合经济分析61、初投资分析、初投资分析w基建成本：建安、土地各占成本基建成本：建安、土地各占成本50w空调系统：空调系统：AHU+FC，400元元/m2建筑面积建筑面积设备：设备：50，其中冷热源占主要地位，其中冷热源占主要地位施工：施工：50，输配网络占，输配网络占50以上以上w占用空间（含高度）：不计入成本占用空间（含高度）：不计入成本72、运行费用分析、运行费用分析热网热网w仅分析泵、风机能耗，不考虑人工费用仅分析泵、风机能耗，不考虑人工费用w热网热网小型热网：泵小型热网：泵电耗电耗为总为总供热量供热量的的37。如如折合成煤：电终端用户效率折合成煤：电终端用户效率30，1kW电电34kW热热大型热网：输送距离长，大型热网：输送距离长，510设计工况与实际运行工况设计工况与实际运行工况82、运行费用分析、运行费用分析空调空调1设计工况下设计工况下w空调水系统：输送同样能量，冷冻水系统空调水系统：输送同样能量，冷冻水系统比热水系统泵耗大比热水系统泵耗大45倍倍冷冻水系统供回水温差冷冻水系统供回水温差5，热水系统，热水系统25或或更高，流量大；更高，流量大；冷冻水设计流速比热网略大：节省空间，比冷冻水设计流速比热网略大：节省空间，比摩阻大摩阻大空调水系统占供冷量的空调水系统占供冷量的102092、运行费用分析、运行费用分析空调空调2w空调风系统：双风机系统送回风约空调风系统：双风机系统送回风约1000Pa，占供冷量的，占供冷量的1020w冷却塔：占冷却塔：占5w以上三部分占总供冷量的以上三部分占总供冷量的3050，运行，运行费用必须认真考虑费用必须认真考虑102、运行费用分析、运行费用分析空调空调3部分负荷下部分负荷下w定风量、定流量运行定风量、定流量运行：全年泵、风机能：全年泵、风机能耗占总供冷量的耗占总供冷量的50以上以上双安商场：全空气系统，过渡季冷机、水系双安商场：全空气系统，过渡季冷机、水系统停，风机不停。全年能耗：风机统停，风机不停。全年能耗：风机60，水，水泵泵10，冷机，冷机30。系统节能比提高。系统节能比提高COP更更有意义。有意义。京信大厦：新风京信大厦：新风FC，新风机组风机占新风机组风机占10，水泵，水泵33，冷机，冷机57（FC风机能耗未风机能耗未计入计入)112、运行费用分析、运行费用分析w结论：泵、风机运行费用较大，合理、有结论：泵、风机运行费用较大，合理、有效的调节、管理有较大的节约潜力效的调节、管理有较大的节约潜力双安：全年运行费用双安：全年运行费用400万元，约万元，约200元元/m2，按风机、水泵占按风机、水泵占70，即，即280万元万元/年。年。亮马桥饭店：亮马桥饭店：13万平方米，万平方米，1000万元运行费万元运行费/年年123、流量分配不合理、流量分配不合理w供冷（热）品质低，社会效益供冷（热）品质低，社会效益w能量浪费：冬季过热开窗、过冷加电暖能量浪费：冬季过热开窗、过冷加电暖气；夏季过冷开窗。气；夏季过冷开窗。沈海热网：沈海热网：按面积收费，供热面积越多效益按面积收费，供热面积越多效益越好越好。流量分配合理，避免过热，增加供热。流量分配合理，避免过热，增加供热面积。以前供面积。以前供600万万m2，改造后供，改造后供1000万万m2，投资，投资2亿元，以亿元，以20元元/m2计，每年可增收计，每年可增收8000万元，扣除增加面积的热量成本，调节万元，扣除增加面积的热量成本，调节设备（管网除外）设备（管网除外）2年可回收。年可回收。13w空调系统：按面积收费。过冷、过热。空调系统：按面积收费。过冷、过热。水流量分配不合理：水流量分配不合理：AHU相互之间的不平衡相互之间的不平衡风量分配不合理：一个风量分配不合理：一个AHU内的局部不平衡内的局部不平衡最终体现在供冷（热）品质最终体现在供冷（热）品质144、如何节省运行费用、如何节省运行费用w热网：泵耗热网：泵耗VWV，定压、变频，定压、变频w空调：全空气空调：全空气VAV，定压、变频，定压、变频(重点重点)VWV，二次泵，二次泵 分体分体VRV，变频，变频 新风新风FC VWV，二次泵，二次泵w计算机控制：适应变工况计算机控制：适应变工况(季节负荷、瞬季节负荷、瞬态负荷）态负荷）15结论结论w流体网络分析解决：流体网络分析解决：供冷（热）品质供冷（热）品质网络优化：初投资与运行费用的优化（管道网络优化：初投资与运行费用的优化（管道直径、泵）直径、泵）16w系统：闭式泵、风机只承担循环阻力系统：闭式泵、风机只承担循环阻力 开式泵开式泵(补水、循环补水、循环)既承担流既承担流体体循环阻力循环阻力,又承担提升作功又承担提升作功w热媒：水、空气、蒸气热媒：水、空气、蒸气不可压（不可压（）：水水击除外）：水水击除外 风风P10kPa，不可压，不可压空气：在同一地，空气：在同一地，const，在不同海拔，在不同海拔，不同不同二、研究对象特点二、研究对象特点17管道内一维流动，不考虑管道横截面上速度管道内一维流动，不考虑管道横截面上速度分布，以平均流速计算分布，以平均流速计算非线性方程：非线性方程：P=SGn，n=1.82，即阻力，即阻力与流量非线性，过度区与流量非线性，过度区n=1.84,阻力平方区阻力平方区n=2；不同于电路；不同于电路V=RI.网络复杂：热网距离长，用户多，枝状网，网络复杂：热网距离长，用户多，枝状网，环状网环状网多参数调节：热网温度、流量（循环泵变多参数调节：热网温度、流量（循环泵变频用户调阀），混水站频用户调阀），混水站空调水、风系统相互关联，空调水、风系统相互关联，18三、发展过程三、发展过程w计算：大型热网水力计算苏、中计算：大型热网水力计算苏、中w设备：空调系统设备：空调系统VAV美；分体、一拖多美；分体、一拖多VRV日；变频器，美、日、欧日；变频器，美、日、欧w控制：分布式计算机控制系统中、美、控制：分布式计算机控制系统中、美、欧欧19四、学习方法四、学习方法w部件特性与系统相结合：部件特性与系统相结合：必须把部件放到必须把部件放到系统内考虑其工作特性系统内考虑其工作特性w系统设计与系统运行相结合：系统设计与系统运行相结合：设计院基本设计院基本仅考虑设计工况，而仅考虑设计工况，而90以上不会在设计以上不会在设计工况下运行，必须考虑部分负荷下，即运工况下运行，必须考虑部分负荷下，即运行工况行工况w机理研究与工程分析相结合：机理研究与工程分析相结合：以工程实例以工程实例进行机理分析，再指导运行调节进行机理分析，再指导运行调节20五、课程主要内容五、课程主要内容 第第1章章 流体输配管网形式与装置流体输配管网形式与装置1 气体输配管网形式与装置气体输配管网形式与装置2 液体输配管网形式与装置液体输配管网形式与装置3 变相流或多相流管网形式与装置变相流或多相流管网形式与装置第第2章章 气体输配管网水力特征与气体输配管网水力特征与水力计算水力计算1 气体管流水力特征气体管流水力特征2 流体输配管网水力计算的基本原理和方法流体输配管网水力计算的基本原理和方法3 气体输配管网水力计算气体输配管网水力计算21第第3章章 液体输配管网水力特征与液体输配管网水力特征与水力计算水力计算1 液体输配管网水力特征与水力计算液体输配管网水力特征与水力计算2 开式液体输配管网水力特征与水力计算开式液体输配管网水力特征与水力计算第第4章章 多相流管网水力特征与水力计算多相流管网水力特征与水力计算1 液气两相流管网水力特征与水力计算液气两相流管网水力特征与水力计算2 汽液两相流管网水力特征与水力计算汽液两相流管网水力特征与水力计算3 气固两相流管网水力特征与水力计算气固两相流管网水力特征与水力计算22第第5章泵与风机的理论基础章泵与风机的理论基础1离心式泵与风机的基本结构离心式泵与风机的基本结构2离心式泵与风机的工作原理及性能参数离心式泵与风机的工作原理及性能参数3离心式泵与风机的基本方程欧拉方程离心式泵与风机的基本方程欧拉方程4泵与风机的损失与效率泵与风机的损失与效率5性能曲线及叶形对性能曲线的影响性能曲线及叶形对性能曲线的影响6相似律与对比数相似律与对比数7其他常用泵与风机其他常用泵与风机23第第6章章 管网水力工况分析管网水力工况分析1管网系统水力特征管网系统水力特征2管网系统压力分布管网系统压力分布3调节阀调节阀4管网水力工况分析与调整管网水力工况分析与调整24第第7章章 泵、风机与管网系统的匹配泵、风机与管网系统的匹配1管网系统中泵、风机的运行曲线与工作管网系统中泵、风机的运行曲线与工作状态状态2泵、风机的工况调节泵、风机的工况调节3泵与风机的选用泵与风机的选用4泵与风机的安装位置泵与风机的安装位置25第第8章章 流体输配管网的计算机分析流体输配管网的计算机分析1.流体输配管网的网路图及其矩阵表示流体输配管网的网路图及其矩阵表示2.管网系统的特性方程组管网系统的特性方程组3.流体输配管网水力工况的计算机分析流体输配管网水力工况的计算机分析4.流体输配管网的调节概要流体输配管网的调节概要26