动力分散系统的节能例析.pptx

动力分散系统的节能分析 主讲人：杨瑞 CONTENTS 常见的流体系统的动力形式 1 3 动力分散系统的结构和应用 2 动力集中系统的调节阀能耗 4 动力分散系统的输配能耗分析 Part 1 常见的流体系统的动力形式 常见的流体系统的动力形式 常见的流体系统的动力形式: 单台泵； 多台泵并联； 对于大型水系统，如果网路过长或者扩建，除了主泵外，在网路中后部的干线上设置加压泵。 动力集中系统 常见的流体系统的动力形式 动力集中系统的特点: 泵的扬程是根据最不利支路确定的； 其他支路的资用压力就会有富余，愈靠近动力源，富余量愈大； 对于这些富余的压差，只能靠增大阻力的方法消耗。 是否存在一种更节能的动力系统？ 常见的流体系统的动力形式 1997年，江亿院士的《用变速泵和变速风机代替调节用风阀水阀》提出了“以泵换阀”的系统形式。 Part 2 动力集中系统的调节阀能耗 动力集中系统调节阀能耗 2.1、设计工况下调节阀能耗 以热水供暖系统为例进行分析（简单系统） 为了分析和计算的方便，进行如下假设: n个用户流量相等，间距相等； 各用户所要求的资用压力相等； 所有干管的比摩阻相等； 忽略阀门全开时的阻力； 系统设计合理，水泵选择恰当，在母管调 节阀和末端用户调节阀全开时，末端用户 的压力恰好是它的资用压力。 常规热水供暖系统（简单系统） 动力集中系统调节阀能耗 根据能量守恒原理，有如下关系： E=Er+Ep+Ev+Ey （1） 式中 E—泵的输出功率,即泵提供给系统的能量； Er—热源的能耗； Ep—干管的能耗； Ev—各调节阀的能耗之和； Ey—各用户的能耗之和（指该用户所在支路除调节阀以外的能耗） 动力集中系统调节阀能耗 根据前边的假设，有干管能耗的公式为： 式中 j—用户数编号； p—用户数； Hp—为一对对应的供水和回水干管管段的压力损失之和，mH2O ，各管段的Hp相等； G—各用户的重量流量，kN/s。 （2） 动力集中系统调节阀能耗 动力集中系统调节阀能耗 动力集中系统调节阀能耗 动力集中系统调节阀能耗 根据《热网规范》，在一般情况下热水管网主干线的设计平均比摩阻，可取30~70Pa/m进行计算。现取干管的比摩阻为60Pa/m，各用户的间距(包括热源与第一个用户的间距)取50m，则：Hp=(60Pa/m×50 m×2)/(9 800 Pa/m) =0.6122m； 热源的压力损失取10mH2O；用户的压力损失取5 mH2O。表1给出了不同时的av和βv 。 n 5 10 15 20 αv 40.0 45.0 46.6 47.5 βv 6.8 13.0 17.7 21.3 表1 不同n值的αv和βv（%） 动力集中系统调节阀能耗 以热水供暖系统为例进行分析（复杂系统） 为了分析和计算的方便，进行如下假设: n个支路的情况完全相同，均负担n个用户 的供热； 各用户流量相等，间距相等； 主干线及支干线比摩阻相同； 忽略阀门全开时的阻力； 系统设计合理，水泵选择恰当，在母管调节阀和末端用户调节阀全开时，末端支路的末端用户的压力恰好是它的资用压力。 动力集中系统调节阀能耗 主干管消耗能量为： 支干管消耗的能量为： 干管消耗的能量为： 各支路调节阀能耗为： 各用户调节阀能耗为： 调节阀总能耗为： Hp——支干线上一对对应供水和回水管段的压力损失之和，mH2O 动力集中系统调节阀能耗 所有调节阀能耗与网路能耗的比值为： 动力集中系统调节阀能耗 所有调节阀能耗与总能耗的比值为： 动力集中系统调节阀能耗 取各支路间距为100m，主干线比摩阻为60Pa/m,则Hp=1.224mH20； 取各用户的间距为50m，支干线比摩阻为60Pa/m,则H’p=0.6122mH2O. 热源压力损失取10mH2O，用户压力损失取5mH2O。 表2 n和n’各种组合下 的αv和βv（%） n 5 5 5 10 10 10 n? 5 10 20 5 10 20 αv 40.0 42.5 45.0 44.0 45.0 46.3 βv 15.02 19.1 24.8 22.2 24.8 28.7 动力集中系统调节阀能耗 2.2、调节工况下调节阀能耗 调节方式 集中调节 局部调节 节流调节 泵（或风机）的变速调节 泵（或风机）多台并联改变台数的调节 动力集中系统调节阀能耗 节流调节是通过改变母管调节阀开度实现的。显然节流调节增大了阀门的能耗。 1为设计工况，采用母管阀门节流使工况变为2，由2作垂线与系统的设计工况下的特性曲线