CN103175243A - 一种双水泵补水定压系统及定压方法 - Google Patents

Abstract

一种双水泵补水定压系统及定压方法，属于供热系统领域，其特征在于是一种采用静压补水泵和动压补水泵两种补水泵，使得在供热系统静止状态和供热系统运行状态下恒压点压力值波动在一定范围，定压点的压力值能够保证系统在所有停运和运行工况下，均不出现倒空、汽化和超压现象的双水泵补水定压系统。该系统定压点具有不同的压力，可降低热网循环泵运行时的定压点压力，使热网系统运行时的动水压曲线降低，而不必以系统静压曲线作为系统运行时的定压点压力。因此，增加了系统设备和管路的使用寿命、降低初投资和事故发生的概率，系统运行管理方便，且补水泵运行效率高，可有效减小补水运行能耗。

Description

一种双水泵补水定压系统及定压方法

技术领域

本发明为一种双水泵补水定压系统及定压方法，属于供热系统领域，具体来讲特别涉及一种采用静压补水泵和动压补水泵两种补水泵，使得在供热系统静止状态和供热系统运行状态下恒压点压力值波动在一定范围，定压点的压力值能够保证系统在所有停运和运行工况下，均不出现倒空、汽化和超压现象的双水泵补水定压系统及补水定压方法的技术方案。 

背景技术

在供热系统的运行中，为了维持由于供热管网跑、冒、滴、漏或人为放水引起来的供热管网的压力降低，需要补水系统不断的向供热管网中补水，以免影响供热系统的正常运行。 

定压补水系统一般做法是将定压点设在循环泵入口，使整个供热系统动水压线高于静水压线，因此增加了供热系统的运行压力。为了降低供热系统的运行压力，目前有三种定压方式，两级泵中间定压系统、可调压补水泵定压系统、旁通管连续补水定压系统。此三种定压系统虽然起到了降低动水压线的目的，但由于其系统复杂，运行调节繁琐，管理难度大，存在一定的安全隐患，很难达到理想的运行状态，且增加了运行能耗，在一定程度上存在能耗大的问题。 

发明内容

本发明为一种双水泵补水定压系统及定压方法的目的在于：克服上述现有技术缺点，提供一种能够降低动水压线，使系统运行安全、调节运行简单的一种节能补水定压系统及定压方法的技术方案。 

本发明一种双水泵补水定压系统，其特征在于是一种采用静压补水泵和动压补水泵两种补水泵，使得在供热系统静止状态和供热系统运行状态下恒压点压力值波动在一定范围，定压点的压力值能够保证系统在所有停运和运行工况下，均不出现倒空、汽化和超压现象的双水泵补水定压系统，该系统由循环系统和补水系统组成，该系统的具体结构为：系统由静压补水泵1、动压补水泵2、补水泵电控柜3、动压压力变送器4、静压压力变送器5、循环水泵电控柜6、静压安全阀7、动压安全阀8、电磁泄水阀9、循环水泵10、热源11和软水箱12组成，其中循环水泵电控柜6、静压安全阀7、动压安全阀8、循环泵10与热源11再加热网回水管与热网供水管构成循环系统；软水箱12、静压补水泵1、动压补水泵2、补水泵电控柜3、动压压力变送器4、静压压力变送器5和电磁泄水阀9构成补水系统；热源11设置在循环泵10出口处，储存软化水设备的软水箱12设置在静压补水泵1和动压补水泵2入口处，静压补水泵1和动压补水泵2出口与循环泵10入口相连，控制静压补水泵1启停的静压压力变送器5设置在循环泵10入口处或者循环泵10出口处，控制动压补水泵2的启停的动压压力变送器4设置在循环泵10入口处，静压安全阀7、动压安全阀8、和电磁泄水阀9为超压保护装置都位于循环泵10入口处。 

上述的一种双水泵补水定压系统的定压方法，其特征在于： 

（1）静压补水泵1和动压补水泵2的启停有两种控制方式，一种是由静压压力变送器5和动压压力变送器4将压力信号传输到补水泵电控柜3，再由补水泵电控柜3控制静压补水泵1和动压补水泵2的启停；或者是由循环水泵电控柜6根据循环水泵10的启停，把信号传输给输到补水泵电控柜3，再由补水泵电控柜3控制静压补水泵1和动压补水泵2的启停；

（2）根据各种运行工况的水力分析，保证系统不倒空、不汽化和不超压满足的最低压力值，取各种运行工况下满足要求的各最低压力值的最大值，确定出动压定压点的合理压力波动范围，并将其设定为动压补水泵2启停的动作区间，能保证系统均不出现倒空和汽化现象的值域为动压压力变送器4和静压压力变送器5动作压力下限值，能保证系统均不出现超压现象的值域为动压压力变送器4和静压压力变送器5的动作压力上限值；

（3）电磁泄水阀9作为第一级超压泄水保护装置，循环泵10停止时，根据静压定压值启停电磁泄水阀9；循环泵10运行时，根据动压定压值启停电磁泄水阀9；

（4）静压安全阀7和动压安全阀8作为第二级超压泄水保护装置，当电磁泄水阀9打开后压力仍然继续增加或者电磁泄水阀9打不开时，静压安全阀7和动压安全阀8启动泄水，循环泵10停止时，静压安全阀7起作用；循环泵10运行时，动压安全阀8起作用；静压安全阀7的启动压力为静水压上限值加5mH₂O，动压安全阀8的启动压力为动水压上限值加5mH₂O，在此循环系统中热网回水经循环泵10送至热源11加热后，再送入热网供水管；在此补水系统中软水箱12的软化水经静压补水泵1和动压补水泵2送至循环泵10入口。

本发明为一种双水泵补水定压系统及定压方法的优点在于： 

（1）由于双水泵补水定压系统，有效的降低了动水压线和压力等级，可以降低初投资，提高设备和管网的使用寿命，减小因压力引起的安全隐患；

（2）由于双水泵补水定压系统，静水压线和动水压线分开控制，两者不再相互影响和干扰，运行管理简单化，运行的可靠性提高；

（3）电磁泄水阀和安全阀两级超压泄水保护系统，确保供热运行的安全性；

（4）补水泵工作点始终处于水泵运行的高效区，提高了补水运行的节能性。

附图说明

图1是本发明的双水泵补水定压系统图 

1-静压补水泵；2-动压补水泵；3-补水泵电控柜；4-动压压力变送器；

5-静压压力变送器；6-循环水泵电控柜；7-静压安全阀；8-动压安全阀；9-电磁泄水阀；10-循环水泵；11-热源；12-软水箱

图2是本发明的双水泵补水定压系统图

1-静压补水泵；2-动压补水泵；3-补水泵电控柜；4-动压压力变送器；

5-静压压力变送器；6-循环水泵电控柜；7-静压安全阀；8-动压安全阀；9-电磁泄水阀；10-循环水泵；11-热源；12-软水箱

图3是本发明的双水泵补水定压系统图的水压图；

1-静水压图；2-动水压图；

具体实施方式    

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明是由补水及控制装置由静压补水泵1、动压补水泵2、循环水泵10、补水泵电控柜3和循环水泵电控柜6组成，信号检测是动压压力变送器4和静压压力变送器5安装在循环泵10吸入口，安全装置由静压安全阀7、动压安全阀8、电磁泄水阀9、热源11和软水箱12组成组成。 

本发明补水定压系统的定压确定如下： 

静压定压点的值必须满足供热系统不倒空、不汽化、不超压的技术要求，静水压线可通过公式（1）～（3）分析计算确定： 

H_ji=Z_i+H_gi+H_qi(i=0,1,2,……m)            （1） 

$H_{j\min }\≥{\{H_{j0},H_{j1},\·\·\·\·\·\·\·\·\·,H_{\mathrm{jm}}\}}_{\max }---\left(2\right)$

${\{(P_{S0}+Z_0),(P_{S1}+Z_1),\·\·\·\·\·\·\·,(P_{\mathrm{Sm}}+Z_m)\}}_{\min }---\left(3\right)$

式中H_ji—满足第i个热用户顶层末端装置不发生倒空、汽化的静水压线绝对高程，m； 

Z_i—第i个热用户所在处地理位置的绝对标高（地形标高）,m； 

H_gi—第i个热用户的建筑高度，m； 

H_qi—第i个热用户不发生汽化所要求的压力，mH₂O； 

H_jmin—满足供热系统所有热用户不汽化、不倒空的静水压线下限，mH₂O； 

H_jmax—供热系统中所有热用户末端装置能够承受的静水压线上限，mH₂O； 

P_Si—第i个热用户末端装置的承压能力，mH₂O； 

P_Si+Z_i—第i个热用户能够承受的最高测压管水头线，mH₂O。 

上述角标i中包含了热源参数的计算即i= 0时的计算值。根据上述公式得出H_jmin和H_jmax值，取留有安全余量的下限（这样可以降低整个系统的运行压力），同时应由定压设备的控制方式来决定安全余量的取值。当控制方式选用间歇补水定压时，系统压力波动在5m左右；当选用连续补水定压时，系统压力波动小于1m。 

     动压定压点的值根据各种运行工况的水力分析结果，分别确定出每个运行工况下动水压线定压点的最小值H_di，保证供热系统不倒空、不汽化、不超压的压力值。故动压定压点的值为下式： 

     H _d≥{H _di}_max +（3~5）mH₂O    (i=1,2,……n)             （4）

式中 H _d—满足供热系统各种工况不发生倒空、汽化和超压的最小动  

         压定压点的值， m；

     H _di—满足供热系统第i种工况不发生倒空、汽化和超压的最小

         动压定压点的值， m；

   （3~5）mH₂O — 富裕余量。

参考图1，其工作原理简述如下：定压点的压力值，事先在电控箱内用专用旋钮设定，当热网定压点压力波动时，压力变送器4和5把压力信号传到电控箱3，箱内变频器会自动改变补水泵电动机的转速，使补水泵流量变化，从而维持系统定压点压力。与变频调速补水泵的定压原理不同之处是该系统有两个压力设定端和两个不同的补水泵，两个压力设定端可分别设定两个不同的压力值、这两个值以及静压补水泵1和动压补水泵2的启停都是由循环水泵10的启动或停止状态信号进行选择。当热网循环水泵10停止时，静压补水泵1启动，动压补水泵2停止，选定第一给定值H _j（为热网系统的设计静压值）；当热网循环水泵10运行时，静压补水泵1停止，动压补水泵2启动，选定第二给定值H _d（为热网系统运行时定压点的压力）。这样供热系统在热网循环水泵运行和停止两种状态，定压点具有不同的压力，可降低热网循环泵运行时的定压点压力，使热网系统运行时的动水压曲线降低，而不必以系统静压曲线作为系统运行时的定压点压力，这对于供热工程具有重大的实际意义。同时，本发明使补水泵处于高效区工作，从而降低了补水能耗。从图3中可以看出：在运行时双补水泵定压系统比其他补水泵定压系统可降低运行压力△P(△P=H _j-H _d). 

为了防止供热系统的超压事故，在定压点附近，装设两个安全阀作为安全措施。静压安全阀7在第一给定值H _j状态下工作，动压安全阀8在第二给定值H _d状态下工作。

电磁阀泄水阀开启压力由相关的补水泵控制，当静压补水泵开启时，电磁阀泄水阀开启压力根据静压定压值H _j加一定安全余量确定；当动压补水泵开启时，电磁阀泄水阀开启压力根据压定点压值H _d加一定安全余量确定；电磁阀泄水阀为常闭阀。 

Claims (2)

1.一种双水泵补水定压系统，其特征在于是一种采用静压补水泵和动压补水泵两种补水泵，使得在供热系统静止状态和供热系统运行状态下恒压点压力值波动在一定范围，定压点的压力值能够保证系统在所有停运和运行工况下，均不出现倒空、汽化和超压现象的双水泵补水定压系统，该系统由循环系统和补水系统组成，该系统的具体结构为：系统由静压补水泵（1）、动压补水泵（2）、补水泵电控柜（3）、动压压力变送器（4）、静压压力变送器（5）、循环水泵电控柜（6）、静压安全阀（7）、动压安全阀（8）、电磁泄水阀（9）、循环水泵（10）、热源（11）和软水箱（12）组成，其中循环水泵电控柜（6）、静压安全阀（7）、动压安全阀（8）、循环泵（10）与热源（11）再加热网回水管与热网供水管构成循环系统；软水箱（12）、静压补水泵（1）、动压补水泵（2）、补水泵电控柜（3）、动压压力变送器（4）、静压压力变送器（5）和电磁泄水阀（9）构成补水系统；热源（11）设置在循环泵（10）出口处，储存软化水设备的软水箱（12）设置在静压补水泵（1）和动压补水泵（2）入口处，静压补水泵（1）和动压补水泵（2）出口与循环泵（10）入口相连，控制静压补水泵（1）启停的静压压力变送器（5）设置在循环泵（10）入口处或者循环泵（10）出口处，控制动压补水泵（2）的启停的动压压力变送器（4）设置在循环泵（10）入口处，静压安全阀（7）、动压安全阀（8）、和电磁泄水阀（9）为超压保护装置都位于循环泵（10）入口处。

2.权利要求1所述的一种双水泵补水定压系统的定压方法，其特征在于：

1）静压补水泵（1）和动压补水泵（2）的启停有两种控制方式，一种是由静压压力变送器（5）和动压压力变送器（4）将压力信号传输到补水泵电控柜（3），再由补水泵电控柜（3）控制静压补水泵（1）和动压补水泵（2）的启停；或者是由循环水泵电控柜（6）根据循环水泵（10）的启停，把信号传输给输到补水泵电控柜（3），再由补水泵电控柜（3）控制静压补水泵（1）和动压补水泵（2）的启停；

2）根据各种运行工况的水力分析，保证系统不倒空、不汽化和不超压满足的最低压力值，取各种运行工况下满足要求的各最低压力值的最大值，确定出动压定压点的合理压力波动范围，并将其设定为动压补水泵（2）启停的动作区间，能保证系统均不出现倒空和汽化现象的值域为动压压力变送器（4）和静压压力变送器（5）动作压力下限值，能保证系统均不出现超压现象的域为值动压压力变送器（4）和静压压力变送器（5）的动作压力上限值；

3）电磁泄水阀（9）作为第一级超压泄水保护装置，循环泵（10）停止时，根据静压定压值启停电磁泄水阀（9）；循环泵（10）运行时，根据动压定压值启停电磁泄水阀（9）；

4）静压安全阀（7）和动压安全阀（8）作为第二级超压泄水保护装置，当电磁泄水阀（9）打开后压力仍然继续增加或者电磁泄水阀（9）打不开时，静压安全阀（7）和动压安全阀（8）启动泄水，循环泵（10）停止时，静压安全阀（7）起作用；循环泵（10）运行时，动压安全阀（8）起作用；静压安全阀（7）的启动压力为静水压上限值加5mH₂O，动压安全阀（8）的启动压力为动水压上限值加5mH₂O，在此循环系统中热网回水经循环泵（10）送至热源（11）加热后，再送入热网供水管；在此补水系统中软水箱（12）的软化水经静压补水泵（1）和动压补水泵（2）送至循环泵（10）入口。

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