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喷射泵供热系统水力平衡的优化调控研究

胡繁昌  
【摘要】:当前,节能减排和环境保护的呼声越来越高,减少能源浪费刻不容缓。在我国北方地区,城镇集中供热系统能耗占到建筑总能耗的40%左右,并且传统供热系统中出现的水力失调、热量分配不均的现象不仅造成了系统能耗高居不下的问题,而且降低了系统的供暖质量。对此,提出了喷射泵供热系统,即在热用户楼前管井或地下室中加装喷射泵装置,增加热用户流量可调性。本文的主要研究内容是依据喷射泵设计理论,分析喷射泵基本性能方程,结合供热系统水力要求,设计出HLN系列喷射泵结构参数。通过搭建喷射泵供热系统实验台,来测试该系列喷射泵在不同工况条件下的运行参数,绘制工作性能曲线,并运用Ansys软件对喷射泵内部流动进行数值模拟,对其速度场、压力场进行分析。同时将实验结果与数值计算进行对比,探究喷射泵最佳运行工况。实验结果显示:当喷射泵的流量比增大时,其压降比逐渐减小,效率值呈现先增大后减小的趋势,其中喷射泵HLN-A17型的效率在流量比为1.10时达到最大值30.2%,HLN-A21型在流量比为1.18时达到峰值29.1%。数值计算表明随着流量比的增大,喷射泵内部流体在混合室内所形成的混合区间更大,压力场偏移现象更加明显,扩散器出口压力逐渐减小,并且混合室截面中心区域速度及边界层厚度逐渐变大,结合实际供热系统中的流体压力特点,选择HLN-A21型喷射泵的最佳工况条件为引射流体压力0.21MPa、工作流体压力0.50MPa、压缩流体压力0.26MPa。在理论研究的基础上,将喷射泵运用于传统供热系统中。对原系统进行调研、水力计算、喷射泵选型、安装等技改工作。在供暖季测试喷射泵供热系统运行参数,并与原系统进行比较,分析喷射泵供热系统的节能性、室内温度、水力失调程度以及节能减排量。测试结果表明:在该技改项目中,喷射泵供热系统相比原系统节电率为37.1%、节热率为14.5%,可消耗热用户的富余压头以提高系统水力稳定性,热用户“远”、“近”程度大大降低,系统末端热用户室内温度平均提高4℃,近端热用户室温平均降低2~3℃,同时可节省226t标准煤,折合减排CO_2量592t、SO_2量2t、NO_x量2t、烟尘量3t。在降低系统能耗、减少污染物排放的同时,提升系统的供热质量。


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