全自動定壓補水裝置設備選型方法
時間：2013-12-18 來源：揚子江泵業 瀏覽數：2682
在空調及熱水采暖系統運行過程中，存在水量、壓力失調、穩定性不好等問題，易造成膨脹水箱溢水，浪費能源嚴重，難以得到預想的設計效果，特別是在高溫熱水（100℃以上）供熱系統中，由于存在汽化壓力的問題，開式膨脹水箱不適用于高溫熱水采暖的要求。為改善熱水系統中的不足，滿足熱水供熱采暖及供熱水的使用要求，我公司研制生產了NZG 系列全自動供熱定壓補水設備，該設備的技術指標達到國家“民用建筑采暖通風設計技術措施”對壓力式膨脹水罐的技術規定。設備的橡膠膠囊，具有良好的曲撓性和耐溫老化性，抗老化性能在130℃時可達0.82以上。
一、設備性能及主要特點
1、設備可直接放置在鍋爐房內，占地面積小，靈活性大，取消了建筑屋頂的膨脹水箱及水箱間，減少土建及工藝設計的復雜系數，降低工程造價，施工安裝快速簡便。
2、設備工作運行穩定，維護管理簡便，無論水溫變化如何，系統壓力始終保持在壓力傳感器所控制的上、下限壓力，水的流量、壓力永不失調，沒有真空和缺水現象。
3、控制柜采用單片機控制二臺泵自動輪換工作，并采用壓力傳感器取代傳統的電接點壓力表，控制性能更可靠；當系統出現超壓時自動開啟電磁閥將膨脹水量瀉回軟水箱。
4、控制柜選用進口、國產新型名牌電器元件，控制性能可靠，技術先進。
5、設備安全性較強，停電、停泵時可自動消除水錘及噪音，不易發生管路附件、散熱器的爆破事故。
6、罐體內所充的氮氣不會發生物理化學變化，對罐體起保護作用，且一次充氣可保持長期使用，更方便、更可靠、壽命長。
二、適用范圍
1、鍋爐房、熱力站及各類高低溫熱水采暖系統；
2、熱水循環式供應系統；
3、不宜設置屋頂開式膨脹水箱的供暖系統；
4、風機盤管冷、熱水系統。
三、NZG全自動供熱定壓補水設備工作原理
當空調及熱水供熱系統中水的容積因膨脹、收縮而發生變化時，罐體內氣體空間的體積及壓力也相應發生變化，當熱水供熱系統水溫升高體積膨脹時，熱水逐漸進罐體水室、迫使隔膜向外擴張、擴大水室容積、壓縮氣室容積、而增高氣室的壓力。在這個過程中氣室內的溫度變化很小，可忽略不計，氣室容積與壓力的變化過程近似符合波義耳——馬略特定律：“對于一定質量的氣體，若溫度保持不變，則其壓強與其體積的乘積是一個常數”，即PV = C。
根據這個定律，通過隔膈式氣壓膨脹水罐內水位的變化及控制來控制系統的壓力工況，使之保持在安全范圍內運行。
該設備在膨脹水罐內設置了五個控制點，控制項目如下：
S1——低壓力報警；
S2——補水泵啟動補水；
S3——補水泵停止補水；
S4——電磁閥關閉；
S5——電磁閥開啟排水；
通過上述五個壓力控制，即可將供熱系統的壓力控制在P1 — P2之間。
當供熱系統由供熱轉為停止供熱時，系統內的水逐漸冷卻收縮，或由于管網滲漏造成系統虧水，罐內水位降至S2點時，壓力傳感器將信號傳給控制系統，控制系統控制水泵自動啟動補水，當升高到S3點時，補水泵自動停止工作。
當供熱系統開始供熱時，系統內的水受熱膨脹，膨脹水量可由膨脹水罐內S2 — S5點之間調節。
當罐內水位升高S5點時，壓力傳感器將信號傳送給控制系統，控制系統控制電磁閥自動開啟，將罐內多出的水量排泄到軟化水箱中，同時壓力下降，當水位降回至S4點時，電磁閥自動關閉。
當水位再次降至S2點時，補水泵自動啟動補水，為此循環往復，以保證供熱系統在定壓工況下安全運行。
當罐內的壓力超過壓力傳感器設定值的上限P2+0.02Mpa時，安全閥開啟快速排水，以迅速降低膨脹水罐內的壓力，保證供熱系統安全運行。
設備選型方法
1、計算熱水系統的膨脹水量即系統水的凈膨脹容積△V
（1）系統開始運行：水從低溫度t1，升到高的平均溫度t2，此時水的比容從r1至r2；
△V=VC×（r1- r2）×1000（升）
（2）系統運行期間
△V=A•B•△t•VC×1000（升）
式中：VC —— 系統內所有水量之和，包括管道內、暖氣片內、鍋爐或容積式加熱器內的水量之和（管網水容量計算見表2）；
r1——溫度為t1時水的比容（升/公斤）；（見表1）；
r2——溫度為t2時水的比容（升/公斤）；（見表1）；
A——考慮在水罐內應經常儲存足夠水容量以補償系統內水冷卻時體積的收縮安全系數，取A=3；
B——水的單位體積膨脹系數B=0.0006；
△t — 當間歇供熱時，系統內水溫的波動值，低溫水取 △t=25℃，高溫水取 △t=35℃；
系統水的凈膨脹容量△V是與運行工況密切相關的。它與供熱運行方式（間歇或連續供熱），熱水設計溫度差，熱水的溫升和系統漏水率等因素有關。以上兩種運行計算結果選擇△V較大值。
2、確定水系統的低壓力P1和高工作壓力P2；
膨脹水罐連接在回水管上，此段管段水的溫度較低，能更好地保護橡膠隔膜，以延長膜的使用壽命。膨脹水罐設置在循環水泵吸水管一側，其水罐的定壓線較低，所需的補給水泵的揚程低、功率小，P1可由下式計算；
(1) 對高溫熱水（＞100℃以上）
P1≥Hd=H1+H2+H3
(2) 對一般熱水（≤100℃以下）
P1≥Hd=H1+H2
式中：P1—— 定壓點即膨脹水罐正定的小工作壓力；即熱水系統得低工作壓力（Mpa）；
Hd—— 系統補水點的壓力值；
H1—— 高或不利用水點與膨脹水罐低水位的標高差（米）；
H2—— 安全水頭，一般可取5米；
H3—— 供水溫度下的汽化壓力（米） +0.1χ，（見表3）；
(3) 熱水系統高工作壓力P2（Mpa）
P2 = ―0.1 (Map)
式中：χ——工作壓力比一般取0.65~0.85
水溫與水的比較表 表1
|
溫度（℃） |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
比容（L/Kg） |
1.0003 |
1.0018 |
1.0044 |
1.0078 |
1.0121 |
1.0171 |
|
溫度（℃） |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
|
比容（L/Kg） |
1.0227 |
1.0290 |
1.0359 |
1.0434 |
1.0512 |
1.0599 |
|
溫度（℃） |
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
|
比容（L/Kg） |
1.0697 |
1.0798 |
1.0906 |
1.1021 |
1.1144 |
1.1275 |
熱水系統內每米管道中的水容量表 表2
|
管道（mm） |
15 |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
|
水量（L/m） |
0.195 |
0.335 |
0.573 |
1.004 |
1.320 |
2.206 |
|
管道（mm） |
70 |
80 |
100 |
125 |
150 |
200 |
|
水量（L/m） |
3.632 |
5.090 |
8.825 |
13.478 |
19.113 |
33.320 |
飽和水溫度與汽化壓力關系表 表3
|
飽和水溫度（℃） |
汽化壓力 |
飽和水溫度（℃） |
汽化壓力 |
飽和水溫度（℃） |
汽化壓力 |
|
100 |
1.03 |
120 |
2.02 |
140 |
3.68 |
|
105 |
1.23 |
125 |
2.37 |
145 |
4.24 |
|
110 |
1.46 |
130 |
2.75 |
150 |
4.85 |
|
115 |
1.73 |
135 |
3.20 |
160 |
6.30 |
|
壓力為絕對壓力K以Kg/cm2計 |
|||||
立式隔膜式氣壓水罐技術參數及外形尺寸表
|
規格型號 |
罐體高工作壓力 |
罐體公稱直徑 DN |
H |
H1 |
罐體總容積V0 |
罐體內水容積VS |
進出水管直徑 D1 |
重量 |
||||
|
a=0.85 |
a=0.80 |
a=0.75 |
a=0.70 |
a=0.65 |
||||||||
|
MPa |
mm |
mm |
mm |
m3 |
m3 |
m3 |
m3 |
m3 |
m3 |
mm |
Kg |
|
|
SQL600 |
0.6 1.0 1.6 |
600 |
1730 |
140 |
0.32 |
0.048 |
0.064 |
0.080 |
0.096 |
0.112 |
50 |
132 217 262 |
|
SQL800 |
0.6 1.0 1.6 |
800 |
2220 |
140 |
0.76 |
0.114 |
0.152 |
0.190 |
0.228 |
0.266 |
50 |
269 349 504 |
|
SQL1000 |
0.6 1.0 1.6 |
1000 |
2500 |
150 |
1.41 |
0.212 |
0.282 |
0.353 |
0.423 |
0.494 |
80 |
494 617 853 |
|
SQL1200 |
0.6 1.0 1.6 |
1200 |
2870 |
180 |
2.37 |
0.356 |
0.474 |
0.593 |
0.711 |
0.830 |
80 |
653 790 1194 |
|
SQL1400 |
0.6 1.0 1.6 |
1400 |
3000 |
175 |
3.40 |
0.510 |
0.680 |
0.850 |
1.020 |
1.190 |
100 |
823 1206 1033 |
|
SQL1600 |
0.6 1.0 1.6 |
1600 |
3100 |
175 |
4.60 |
0.690 |
0.920 |
1.150 |
1.380 |
1.610 |
100 |
1184 1645 1430 |
|
SQL1800 |
0.6 1.0 1.6 |
1800 |
3300 |
180 |
6.10 |
0.915 |
1.220 |
1.525 |
1.830 |
2.135 |
125 |
1588 1929 2033 |
|
SQL2000 |
0.6 1.0 1.6 |
2000 |
3500 |
170 |
8.12 |
1.218 |
1.624 |
2.030 |
2.436 |
2.842 |
125 |
1905 2535 2535 |
臥式隔膜式氣壓水罐技術參數及外形尺寸表
|
規格型號 |
罐體高工作壓力 |
罐體公稱直徑 DN |
H |
L |
K |
罐體總容積V0 |
罐體內水容積VS |
進出水管直徑 D1 |
重量 |
||||
|
a=0.85 |
a=0.80 |
a=0.75 |
a=0.70 |
a=0.65 |
|||||||||
|
MPa |
mm |
mm |
mm |
mm |
m3 |
m3 |
m3 |
m3 |
m3 |
m3 |
mm |
Kg |
|
|
SQW1000 |
0.6 1.0 1.6 |
1000 |
1712 1716 1724 |
2266 2270 2274 |
600 |
1.636 |
0.245 |
0.327 |
0.409 |
0.491 |
0.573 |
100 |
709 859 1107 |
|
SQW1200 |
0.6 1.0 1.6 |
1200 |
1912 1920 1924 |
2566 2570 2578 |
720 |
2.658 |
0.399 |
0.532 |
0.665 |
0.797 |
0.930 |
100 |
889 990 1476 |
|
SQW1400 |
0.6 1.0 1.6 |
1400 |
2116 2120 2128 |
3016 3024 3028 |
840 |
4.259 |
0.639 |
0.852 |
1.065 |
1.278 |
1.491 |
125 |
1476 1808 2253 |
|
SQW1500 |
0.6 1.0 1.6 |
1500 |
2216 2220 2232 |
3116 3124 3132 |
900 |
5.091 |
0.7637 |
1.081 |
1.273 |
1.527 |
1.782 |
125 |
1617 1974 2739 |
|
SQW1600 |
0.6 1.0 1.6 |
1600 |
2316 2324 2332 |
3220 3224 3232 |
960 |
5.896 |
0.884 |
1.179 |
1.474 |
1.769 |
2.064 |
125 |
1580 2350 2984 |
|
SQW1800 |
0.6 1.0 1.6 |
1800 |
2516 2524 2524 |
4020 4024 4036 |
1120 |
9.417 |
1.413 |
1.883 |
2.354 |
2.825 |
3.296 |
150 |
2367 3065 3265 |
|
SQW2000 |
0.6 1.0 1.6 |
2000 |
2720 2728 2728 |
4920 4928 4928 |
1260 |
14.246 |
2.137 |
2.850 |
3.562 |
4.274 |
4.986 |
150 |
3451 4552 4552 |
|
SQW2200 |
0.6 1.0 1.6 |
2200 |
2920 2928 2932 |
4920 4928 4928 |
1380 |
17.309 |
2.596 |
3.462 |
4.327 |
5.193 |
6.058 |
150 |
4173 5384 6029 |
|
SQW2400 |
0.6 1.0 1.6 |
2400 |
3124 3132 3132 |
5524 5512 5512 |
1520 |
23.074 |
3.461 |
4.461 |
5.769 |
6.922 |
8.076 |
150 |
5656 6803 6871 |
立式隔膜式自動氣壓膨脹水罐穩壓補水設備選用表
|
序號 |
膨脹水罐型號 |
數量 （臺） |
供熱量 W (Kcol/h) |
供熱 面積F (M²) |
熱水系統 水容量Vc （L） |
膨脹水 容量 △V(M³) |
補水流量 Q (m³/h) |
補水泵 型號 |
補水泵揚程（m） |
補水管管徑D（mm） |
||||
|
33.0 |
45.0 |
57.0 |
70.0 |
80.0 |
||||||||||
|
水泵級數n*水泵臺數/功率N |
||||||||||||||
|
1 |
PGL1000*1.0 |
1 |
30*10000 |
5000 |
8400 |
0.378 |
0.336 |
20GR1.6-8*n |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
9*2 |
10*2 |
DN20 |
|
N=0.75 |
N=1.5 |
N=1.5 |
N=1.5 |
N=1.5 |
||||||||||
|
2 |
PGL1200*1.0 |
1 |
60*10000 |
10000 |
16800 |
0.756 |
0.672 |
20GR1.6-8*n |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
9*2 |
10*2 |
DN20 |
|
N=0.75 |
N=1.5 |
N=1.5 |
N=1.5 |
N=1.5 |
||||||||||
|
3 |
PGL1400*1.0 |
1 |
90*10000 |
15000 |
25200 |
1.134 |
1.008 |
20GR1.6-8*n |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
9*2 |
10*2 |
DN20 |
|
N=0.75 |
N=1.5 |
N=1.5 |
N=1.5 |
N=1.5 |
||||||||||
|
4 |
PGL1600*1.0 |
1 |
120*10000 |
20000 |
33600 |
1.512 |
1.344 |
20GR1.6-8*n |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
9*2 |
10*2 |
DN20 |
|
N=0.75 |
N=1.5 |
N=1.5 |
N=1.5 |
N=1.5 |
||||||||||
|
5 |
PGL1800*1.0 |
1 |
150*10000 |
25000 |
42000 |
1.890 |
1.680 |
20GR1.6-8*n |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
9*2 |
10*2 |
DN20 |
|
N=0.75 |
N=1.5 |
N=1.5 |
N=1.5 |
N=1.5 |
||||||||||
|
6 |
PGL2000*1.0 |
1 |
180*10000 |
30000 |
50400 |
2.268 |
2.016 |
25GR3-10*n |
4*2 |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
8*2 |
DN25 |
|
N=1.5 |
N=1.5 |
N=2.2 |
N=2.2 |
N=2.2 |
||||||||||
|
7 |
PGL1600*1.0 |
2 |
210*10000 |
35000 |
58800 |
2.646 |
2.352 |
25GR3-10*n |
4*2 |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
8*2 |
DN25 |
|
N=1.5 |
N=1.5 |
N=2.2 |
N=2.2 |
N=2.2 |
||||||||||
|
8 |
PGL1600*1.0 |
2 |
240*10000 |
40000 |
67200 |
3.024 |
2.688 |
25GR3-10*n |
4*2 |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
8*2 |
DN25 |
|
N=1.5 |
N=1.5 |
N=2.2 |
N=2.2 |
N=2.2 |
||||||||||
|
9 |
PGL1600*1.0 |
2 |
270*10000 |
45000 |
75600 |
3.402 |
3.024 |
25GR3-10*n |
4*2 |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
8*2 |
DN25 |
|
N=1.5 |
N=1.5 |
N=2.2 |
N=2.2 |
N=2.2 |
||||||||||
|
10 |
PGL1800*1.0 |
2 |
300*10000 |
50000 |
84000 |
3.780 |
3.360 |
25GR3-10*n |
4*2 |
6*2 |
7*2 |
10*2 |
10*2 |
DN25 |
|
N=1.5 |
N=1.5 |
N=2.2 |
N=3.0 |
N=3.0 |
||||||||||
|
11 |
PGL1800*1.0 |
2 |
330*10000 |
55000 |
92400 |
4.158 |
3.696 |
25GR3-10*n |
4*2 |
6*2 |
7*2 |
10*2 |
10*2 |
DN25 |
|
N=1.5 |
N=1.5 |
N=2.2 |
N=3.0 |
N=3.0 |
||||||||||
|
12 |
PGL2000*1.0 |
2 |
360*10000 |
60000 |
100800 |
4.536 |
4.032 |
32DLR5-10*n |
4*2 |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
8*2 |
DN32 |
|
N=3.0 |
N=4.0 |
N=4.0 |
N=5.5 |
N=5.5 |
||||||||||
|
13 |
PGL2000*1.0 |
2 |
420*10000 |
70000 |
117600 |
5.292 |
4.704 |
32DLR5-10*n |
4*2 |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
8*2 |
DN32 |
|
N=3.0 |
N=4.0 |
N=4.0 |
N=5.5 |
N=5.5 |
||||||||||
|
14 |
PGL1800*1.0 |
3 |
480*10000 |
80000 |
134400 |
6.048 |
5.376 |
32DLR5-10*n |
4*2 |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
8*2 |
DN40 |
|
N=3.0 |
N=4.0 |
N=4.0 |
N=5.5 |
N=5.5 |
||||||||||
|
15 |
PGL2000*1.0 |
3 |
540*10000 |
90000 |
151200 |
6.804 |
6.048 |
40DLR8-10*n |
4*2 |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
8*2 |
DN40 |
|
N=4.0 |
N=5.5 |
N=5.5 |
N=7.5 |
N=7.5 |
||||||||||
|
16 |
PGL2000*1.0 |
3 |
600*10000 |
100000 |
168000 |
7.560 |
6.720 |
40DLR8-10*n |
4*2 |
5*2 |
6*2 |
7*2 |
8*2 |
DN40 |
|
N=4.0 |
N=5.5 |
N=5.5 |
N=7.5 |
N=7.5 |
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