给水流量控制

给水流量控制（共5篇）

给水流量控制 篇1

岭澳核电站自投运以来, 给水流量控制系统 (ARE系统) 管路以及调节阀振动一直较大, 严重影响机组安全, 其主要原因是100%功率情况下, 旁路调节阀开度100%时的流量 (473t/h) 远大于设计流量 (295t/h) 。通过现场试验发现, 100%功率工况下, 旁路调节阀开度在50%时, 给水流量恢复到设计值附近, 管路以及阀门振动大幅度减小。

现就降低ARE旁路给水流量的方案使用CATIA2仿真软件进行验证, 按照核电站控制系统验收准则进行对比, 结果完全符合各项标准。

1 蒸汽发生器水位控制原理

正常工况下, 蒸汽发生器由ARE提供给水, 凝结水经加热后作为蒸汽发生器给水, 2台给水泵出口给水经高压加热器加热后汇入给水母管, 然后分三路送到3台蒸汽发生器。每条给水管线上有一个主调节阀 (ARE031/032/033VL) 和一个旁路调节阀 (ARE242/243/244VL) , 在负荷低于18%时, 主调节阀关闭, 有旁路调节阀维持蒸汽发生器水位;在负荷高于18%时旁路调节阀全开, 主调节阀维持蒸汽发生器水位。

2 流量控制系统优化方案

当二回路负荷在70%FP以上通过新增加的域值继电器XU将旁路流量降到极化流量, ARE242/243/244VL调节阀开度调整到50%左右, 此时阀门流量为295T/H左右, 0%~70%FP旁路流量投入正常运行, 运行方式不变。优化方案逻辑简图见图2。

按此方案经过现场试验, 发现主调节阀以及旁路管线振动都有大幅度下降, 见图3。证明此方案对减小ARE给水管线以及阀门振动有明显效果。

3 流量控制系统优化方案可行性分析

为了验证此方案可行性, 首先对CATIA2软件进行了适应性修改, 然后对反应堆五大控制系统进行性能验证。即优化后的蒸汽发生器水位控制系统、反应堆功率调节系统、稳压器压力控制系统、稳压器水位控制系统和蒸汽排放系统。

根据瞬态试验验收准则的不同, 将要做的瞬态试验分为以下三类。

3.1 负荷阶跃变化和负荷线性变化

这类瞬态主要包括以下四个瞬态:

(1) 负荷从65%FP正10%阶跃变化到75%FP; (2) 负荷从75%FP负10%阶跃变化到65%FP; (3) 负荷从15%FP以5%FP/min线性变化到100%FP; (4) 负荷从100%FP以-5%FP/min线性变化到15%FP。

以上四种瞬态验收的准则是:瞬态过程中蒸汽不向凝汽器排放, 且不会引起反应堆冷却剂系统或二次侧的安全阀或卸压阀开启。部分结果见附录1~4, 结果满足验收准则。

3.2 甩负荷瞬态

这类瞬态包含以下两种瞬态:

(1) 由100%FP到厂用电负荷30%FP运行; (2) 汽机负荷从100%FP甩负荷到零负荷 (汽机跳闸) 。

以上两种瞬态验收的准则是:瞬态过程中蒸汽排放到凝汽器, 不会引起反应堆跳堆, 且不会引起反应堆冷却剂系统或二次侧的安全阀或卸压阀开启。部分结果见附录5~6, 结果满足验收准则。

3.3 反应堆从100%FP到紧急停堆

此瞬态验收的准则是:瞬态过程中蒸汽排放到凝汽器, 且不会引起反应堆冷却剂系统或二次侧的安全阀或卸压阀开启。部分仿真结果见附件7, 满足验收准则。

4 结论

岭澳核电站给水流量控制系统优化方案对减小给水管线以及阀门振动是有效的, 对该方案仿真结果分析, 其结果是符合相应的验收准则的。

参考文献

[1]FRAMATOME ANP.LANPS 1&2 AD-VANCED FUEL MANAGEMENT CATIA 2REFERENCE DECK.

[2]LING AO NUCLEAR POWER COMPANY

给水流量控制 篇2

关键词：住宅建筑,给水设计秒流量,秒流量,近似计算

《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003中, 住宅建筑生活给水管道的设计秒流量的计算过程中, 计算的时候需要根据的值去查表, 有时候还要对表格中的数值做内插;求的计算有点复杂。实际工作中常常遇到这样的情况, 在一幢住宅楼的各个楼面各户型卫生器具的配置不相同。比如有一幢12层的楼, 标准层一梯三户:其中, 两户一厨两卫, 一户一厨一卫;跃层两户一厨三卫, 一户一厨两卫;首层一户一厨两卫, 两户一厨一卫。在这种情况下, 计算就有点麻烦。

笔者在进行住宅秒流量计算时颇感不便。有感于此, 笔者对秒流量的计算过程进行了总结, 编制了使用相对方便的计算表格, 供大家参考。

另外, 由于秒流量计算的公式比较复杂, 笔者感到对于各变量之间的数量关系难以把握, 在有些需要进行估算的场合感到难以应付。使用者不但可以用简化公式进行估算, 如果必要的话, 可以用误差校正系数乘以估算值以求得精确值。

1 公式的推导

公式中各项参数的意义与规范中相同。

把 (公式1) 代入 (公式2)

式中mi——相应支管的用水人数;

Ngi——相应支管设置的卫生器具给水当量数。

通常情况下, 在同一个工程当中, 各户型的都是同一个常数, 如果各户型计算时采用的不是同一个数值, 就不能用 (公式3) 进行计算, 只能按照 (公式2) 进行计算。 (公式3) 中的可以理解为, 计算管段以上平均每人拥有的卫生器具的当量数。

从公式中可以看出, 平均出流概率, 与平均每人拥有的卫生器具的当量数呈反比关系, 与最高用水日的用水定额q0和小时变化系数Kh呈正比关系。

普通住宅Ⅱ型, 每户一厨一卫时, 每户人数m取3.5人, 每户配置的卫生器具给水总当量Ng为4.0, 。具体器具配置为:洗涤盆1只 (N=1.0) ;坐便器1具 (N=0.5) ;洗脸盆1只 (N=0.75) ;淋浴器1具 (N=0.75) ;洗衣机水嘴1个 (N=1.0) 。

普通住宅Ⅱ型, 每户一厨两卫时, 每户人数m取4人, 每户配置的卫生器具给水总当量Ng为。具体器具配置为:洗涤盆1只 (N=1.0) ;坐便器2具 (N=0.5x2=1.0) ;洗脸盆2只 (N=0.75x2=1.5) ;浴盆1只 (N=1.2) ;淋浴器1具 (N=0.75) ;洗衣机水嘴1个 (N=1.0) 。

普通住宅Ⅱ型, 是最常见的住宅类型。一般在1.0~2.0之间。其余参数常见的取值为:q0取300L/人d, Kh取2.5, T取24h。所以一般在0.038~0.027之间。这一结果与规范中的参考值0.025~0.035基本接近。如果q0取230 L/人d, 则一般在0.029~0.021之间。可以看出, U通常在0.04~0.02之间, 本文后面的误差分析的重点是在这个范围内。

关于αc的取值, 规范中有两个“边界条件”的规定, 其中一个是: (普通住宅Ⅱ型, 每户配置的卫生器具给水当量为4, 每户平均3.5人) 时, U0=3.5。当U0≠3.5时, N0与U0的关系是U0×N0=0.035×5714=200。所以得到 (公式4) 。

另一个“边界条件”的规定是:Ng=1时, U=1.0。此时αc=0。由于一般的户型, 器具当量都大于1, 所以计算户外的给水管时一般用不到该“边界条件”。住宅户内的管径一般根据使用经验确定, 不进行计算。

把U0和代入 (公式6) 可以得出

αc就可以根据U0的值求出。应用该公式, 可以用计算机算出αc, 就不需要先手工查表, 再对表格中的数值做内插来求αc的值了。

从图1中可以看出在U0的取值范围内, U0~αc之间近似为线性关系。

把 (公式5) 代入 (公式8)

用 (公式3) 、 (公式7) 和 (公式9) 就可以确定给水秒流量qg。

实际计算的过程是, 先用 (公式3) 算出, 再把该值代入 (公式7) 算出αc, 最后把αc和Ng的值代入 (公式9) 算出给水秒流量qg。上面的公式是精确计算公式, 计算出的结果没有计算误差。使用上面推导出的公式虽然还不能使计算简单化, 但是根据以上公式推导的结果, 可以编制电子表格, 用计算机进行计算, 省去了手工查表的麻烦。

2 公式的简化

下面开始对 (公式9) 进行实质性的简化。为了方便观察, 先对 (公式9) 进行变形。

仔细观察一下 (公式10) , 可以看出, 如果 (Ng-1) 用Ng替代, 指数0.49用0.5替代, 那么 (Ng-1) 0.49就可以改为, (公式10) 就可以改为

该公式可以理解为平方根项再加上线性项0.2·αc·Ng。

3 简化公式的计算误差分析

对 (公式10) 进行 (公式11) 这样的简化, 需要分析用替代 (Ng-1) 0.49会造成多大的计算误差。要分析总的计算误差, 不仅要计算用替代 (Ng-1) 0.49会对公式的第二项造成多大的计算误差, 还要考虑算式的第一项与第二项各自所占的份额大小。

我们先来分析用替代 (Ng-1) 0.49会对公式的第二项本身造成多大的计算误差。公式第二项的计算误差△1可以用下面的公式表示。

器具当量在4~1000时, 公式第二项本身的误差。器具当量在4~100之间。用简化公式计算出来的秒流量是偏大的。器具当量为4~12之间时, 误差在17%~7%之间;器具当量为12~800时, 误差在7%以内, 其中, 器具当量为50时, 误差5%, 误差最小。整个公式总的计算误差, 肯定小于公式第二项自己的计算误差。

我们再来分析用替代 (Ng-1) 0.49对整个公式的计算结果造成多大的计算误差。整个公式的计算误差△2可以用下面的公式表示。

把 (公式13) 与 (公式12) 进行比较可以发现, △2<△1, 且αc越大, 则△2越大。

曲线是U0=0.04, αc=0.02816时的误差曲线, 下面的曲线是U0=0.02, αc=0.01097时的误差曲线。从图中可以清楚的看出, 用简化公式计算出来的秒流量是偏大的。器具当量为1~300之间时, 简化公式的计算值比规范公式的计算值偏大不超过2%;器具当量为300~1000时, 误差在3.5%以内。所以, 在一般情况下, 用简化公式 (公式11) 计算出的秒流量, 与用规范公式计算出的秒流量的数值很接近。

最后把αc和Ng的值代入 (公式11) 算出给水秒流量qg的近似值。一般情况下, 这个近似值可以满足工程实际应用的需要。

4 秒流量计算的算例

下面我通过算例来说明秒流量计算的过程。算例就是前言中的那幢楼。

我们先采用精确的公式进行计算。

第一步, 计算各户型的器具当量。

表2是一厨三卫的器具当量计算表, 从表中可知一厨三卫的器具当量Ng=8.9。从上文中可知一厨两卫的器具当量Ng=6.45;一厨一卫的器具当量Ng=4.0, 不再重复列表计算。

第二步, 把各户型的器具当量数、人数等信息填入相应列 (从 (A) 列到 (E) 列) 。然后计算出从 (F) 列到 (H) 列的数值。

第三步, 计算本楼层三个水表前总管的, 即本楼层平均每人拥有的卫生器具当量数得 (H) 列;同时, 计算整幢楼各计算管段以上的, 即给水立管上平均每人拥有的卫生器具当量数 (K) 列。还可以用 (H) 列同 (K) 列作对比, 以观察楼层平均当量数与计算管段平均当量数的差别。

第四步, 把第 (K) 列的数值代入 (公式3) 计算出U0

该幢楼所有户型q0取300 (L/人×d) , Kh取2.5。

第五步, 把第 (L) 列的数值代入 (公式7) 计算出αc, 填入第 (M) 列。

第六步, 把第 (M) 列和第 (I) 列的数值代入 (公式9) 计算出qg, 填入第 (N) 列。

根据秒流量qg的计算结果, 可以继续进行管段的水力计算。该部分不是本文的讨论范围, 这里不再赘述。

(N) 列是我们采用精确公式进行计算的结果, (P) 列是我们采用简化公式再计算的结果。最后我们比较一下简化公式的计算结果与精确公式的计算结果误差在1%范围内, 完全不影响实际工程设计。

5 结语

《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003中, 住宅建筑生活给水管道的设计秒流量的计算过程有点麻烦。笔者对秒流量的计算过程进行了总结, 编制了使用相对方便的计算表格, 供大家参考。

由于秒流量的计算公式比较复杂, 各变量之间的数量关系被湮没在复杂的公式中难以把握。笔者尝试着对秒流量的计算公式进行适当简化, 这样便于使用者相对容易的把握各变量之间的数量关系, 以应付一些需要估算的场合。文中提供了近似计算的计算误差图, 这样使用者可以对近似计算的计算误差做到心里有底。如果必要的话, 可以用误差校正系数乘以估算值以求得精确值。但是笔者并不建议这样做, 因为, 这样还不如用计算机进行精确计算来得方便。

参考文献

[1]中华人民共和国建设部.GB50015-2003.建筑给水排水设计规范[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.

给水流量控制 篇3

1 管段给水设计秒流量计算

1) 分散型给水用水特征为用水时间较长, 用水设备使用情况不集中, 在此情况下, 卫生器具同时出流的百分数 (即出流概率) 会随卫生器具增加而减少, 除住宅外, 计算公式应按平方根法。计算时应当注意的有:a.适用的地方为大部分的公用建筑, 系数α根据用水集中性由1.2~3.0取值, 越集中其值越大。公共厕所属于本类, 与客运站、航站楼以及会展中心取值相同为3.0。b.若计算出的设计秒流量值小于此管段上一个卫生器具额定给水最大流量时, 应采用该最大的一个卫生器具额定给水流量作为其设计秒流量。c.若计算出的设计秒流量值大于此管段上累加的卫生器具额定给水流量之和时, 应采用该段卫生器具累加的额定给水流量作为其设计秒流量。d.若管段上设有冲洗阀为延时自闭式的大便器时, 大便器当量应以0.5来计, 根据平方根法计算得出的流量再另加上1.2 L/s, 来作为此管段的设计秒流量。e.综合楼的系数α应采用加权平均法来计。

2) 住宅也属于分散型, 但其设计秒流量以概率法为基础, 平均出流概率进行计算。平均出流概率按同时出流概率以及对应于不同平均出流概率对应的系数来进行计算, 并在《建水规范》附录中给出当量流量表, 可查表计算。计算时应当注意的有:a.有两条或两条以上给水干管, 且具有不同的平均出流概率的给水支管时, 其主干管的最大用水时平均出流的概率应按加权法进行计算来确定。b.当给水干管计算出的卫生器具给水当量总数超过《建水规范》附录E中最大值, 此时干管设计不需取设计秒流量, 而是取最高日最大时用水量计算。

3) 密集用水型的给水用水特征为用水集中, 在此情况下, 卫生器具同时出流的百分数会随卫生器具增多而减少。具体用水的情况有:设有公共厕所的宿舍、工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等。设计秒流量计算公式按同时给水百分数法。计算时应当注意的有:a.如果百分数法计算出的流量值小于该管段上最大的一个卫生器具额定给水流量时, 则应采用最大的该卫生器具额定给水流量作为其设计秒流量。b.《建水规范》中, 延时自闭式冲洗阀大便器的百分比很低。按规范规定, 当仅考虑大便器自闭式冲洗阀的数量计算时, 如果数值小于1.2 L/s时, 以1.2 L/s计, 如果计算值大于1.2 L/s时, 则以计算值计。但在百分比表中, 延时自闭式冲洗阀大便器最大百分比为影剧院取值10%, 如计算值要大于1.2 L/s, 需大便器数量不少于10个, 最小百分比其余均为2%, 如计算值要大于1.2 L/s, 需大便器数量不少于50个, 从实际管道流量考虑, 也是不可能的, 因此, 本人认为, 此处规范计算存在问题。c.在职工或学生食堂给水管道计算中, 由于食堂洗碗用水与厨房用水时间是错开的, 且用水时水龙头可以全开。因此, 在计算此种给水管段时, 洗碗台用水水嘴按100%同时给水计算流量, 与厨房用水按百分比计算的流量相比较, 取其中一个较大值作为设计秒流量即可。

2 最高日最高时给水流量计算

在《建水规范》第3.1.9条与第3.1.10条中, 对各类建筑物用水定额、用水时间及小时变化系数均做了详细的列表, 在实际设计时, 可根据数量进行设计, 计算时应当注意的有:

1) 当地部门主管如果有住宅具体生活用水定额时, 应执行该规定。2) 别墅用水定额中包括了庭院的绿化用水与汽车的洗车用水量。3) 养老院、托儿所、幼儿园的用水定额中已含食堂用水。4) 在招待所、酒店式公寓、餐饮业、图书馆、书店以及体育场等未标明含有员工生活用水的公建中, 应记得计算员工生活用水量。5) 医疗建筑用水中已含医疗用水。6) 空调用水需另外计算加入。

3 建筑物的引入管设计给水流量的计算

1) 如果建筑物全部生活用水量均由室外给水管直接供时, 管道引入管的设计秒流量即为设计流量。2) 如果建筑物全部生活用水量均由蓄水池自行加压供时, 蓄水池补水设计量即为设计流量。根据《建水规范》第3.6.3条, 蓄水池补水设计量需小于建筑物最高日最大时用水量, 且需大于建筑物最高日平均时用水量。3) 如果建筑物生活用水量由室外给水管直接供, 也由自行加压供时, 则需按上述第1条设计秒流量与上述第2条最高日最大时流量叠加计算。

4 小区引入管设计给水流量计算

根据《建水规范》, 小区引入管设计给水流量分为居住小区和非居住小区两种情况。1) 居住小区引入管设计流量根据用水概率列出服务人数表, 详见《建水规范》表3.6.1。a.当表中人数大于居住小区人数时, 将住宅和小区内的配套, 两者叠加作为小区引入管设计流量。其中住宅按概率法计算, 小区内的配套如文体、餐饮娱乐、商铺及市场, 按平方根法或同时用水百分数法公式计算。b.当表中人数小于居住小区人数时, 小区内配套设施的规模和小区规模成正比, 二者均按最高日最高时流量叠加作为小区引入管设计流量。c.小区内的有些配套, 如文教、医疗及保健、社区的管理设施 (除寄宿学校外) 、绿化、景观的用水、道路及广场的洒水、公共设施等, 其用水时间和小区其他的最大用水时间不重合, 均应以平均小时的流量作为安全余量, 再进行叠加设计。2) 非居住小区给水引入管设计流量计算与建筑物引入管设计相同。3) 小区给水引入管的设计流量按上述两条设计完成后, 还应考虑未预见水量和管网漏失量, 根据《建水规范》3.1.7条, 取最高日用水量的10%~15%。4) 按上述第1条设计完成后, 此时, 绿化、景观的用水、道路及广场的洒水不计算在内, 生活、消防合用的给水管道需叠加一次火灾时, 引入管供给的给水流量来校核管道的水力计算, 要求最不利室外消火栓的水压, 从地面算起不小于0.1 MPa。5) 小区引入管多于两条, 其中发生故障一条时, 其他的应能保证通过流量大于70%, 采用相同的管径, 且呈环状。小区给水布置为枝状时, 引入管管径应至少比室外给水干管管径大。室外给水管道上有室外消火栓时管径至少需为100 mm。6) 非居住小区引入管给水设计流量, 非居住小区的室外生活、消防合用给水管道的设计, 规范中均未给予明确的交待, 应补充此方面内容为好。

5 给水增压设施设计流量计算

建筑给水中, 常见的增压方式有三种:水泵—水箱、调速水泵以及气压供水设备。1) 水泵—水箱方式。建筑物内设有高位水箱调节水量时, 水泵的设计流量应大于所需的最高日最高时设计流量。2) 调速水泵。采用调速水泵直接供水的给水系统, 其水泵的设计流量应按前面所述的设计秒流量或最大时流量, 现比较常用的管网叠压供水设备也按此类计算。生活与消防合用给水管道系统还应对管道进行水力计算校核。3) 气压供水。以气压水罐内平均压力为水泵扬程时, 水泵的流量为气压供水泵组的设计流量, 且此设计值不应小于最高日最高时给水量的1.2倍。

给水流量控制 篇4

式中:t-每一个用水设备一次使用持续的时间 (S)

T-每一个用水设备上一次使用和下一次使用的时间间隔 (S)

由此可知, 用水设备的使用概率P是t与T的函数。

参照俄罗斯的设计秒流量的公式, 我们可以发现每一个用水设备一次使用持续的时间与该用水设备上一次使用和下一次使用的时间间隔实际上受很多因素的影响。

1 影响我国建筑内部给水设计流量的常见因素

1.1 设备的用水概率与设计的用水量标准或用水定额有关。设计中选用的用水量标准越高, 同样的卫生器具在某段时间内使用的次数或一次使用的时间将会增加, 然而卫生器具在某段时间内使用次数的增加导致T的减小。因此无论t的增加或者是T的减小, 都将直接导致设备的用水概率P的增加。

1.2 设备的用水概率与设计管段负担的卫生器具数量 (或当量总数) 有关。有关同时使用概率的调查后表明, 随着管段负担的当量总数的增加, 设备的用水概率P呈下降趋势。

1.3 卫生设备的用水概率与单位 (当量) 卫生器具的服务人数有关。单位 (当量) 卫生器具的服务人数越多, 卫生器具的使用时间间隔就会变小, 从而设备的用水概率将会增加。

1.4 卫生设备的用水概率与卫生器具的类型、规格有关。例如不同类型的冲洗水箱大便器的冲洗水量不同, 在冲洗水箱大便器额定流量一定的情况下, 水箱的补水时间就会不同。对于冲洗水量为2L和SL大便器, 在额定流量为0.1L/s的情况下, 水箱的进水时间分别为20s和SOs, 相应地卫生器具的用水概率相差2.5倍。我们还知道相对于冲洗水箱大便器, 自闭式冲洗阀大便器冲洗水量大, 作用时间短, 使用次数频繁, 用水概率P取值偏大。

1.5 卫生设备的用水概率与使用者的生活卫生习惯有关。人们的用水习惯存在一定的差异, 南方城市和北方城市不一样, 甚至同一家庭成员用水习惯也不同。一天中用水时间比较集中的地区, 卫生器具同时使用的机会多, 用水概率值在这段时间较其它时间要偏大。

1.6 卫生设备的用水概率与建筑物类型有关。我国建筑给水设计中住宅的用水时间一般选取24, 而实际上居民的用水高峰一般在上午6.00-10.00, 下午6.00-10.00之间, 总计8小时。因此在建筑给水设计中应该按照高峰用水时间来确定管段的设计秒流量。

1.7 此外, 我国地域辽阔, 南北温差大, 东西部经济发展也不相同, 气温和经济因素的影响对管段的使用概率也产生很大的影响, 具体表现为南方用水概率大, 北方用水概率小;东部城市用水概率大, 西部城市用水概率小。

由此可以看出, 卫生器具的使用概率P是一个依赖于多个自变量的函数, 其数学表达式为:

其中x1, x2, ……, xn分别代表上述各种影响卫生器具使用概率的因素。由于在实际设计计算中往往要使设计符合客观的规律, 因此对一些主观性较强的因素忽略不计。最后得出关于住宅给水的设计秒流量计算中卫生器具的用水概率P按下计算:

式中:U-每户用水人数, 其中I类和II类住宅取3.5人, III类住宅取4人, 高级住宅和别墅取7人;q0-每个当量卫生器具的额定流量, 取0.2L/s;N-每户卫生器具量;qh-最大时流量L/S。不难看出, 上面的卫生器具的用水概率计算方法并不仅适用于住宅类建筑, 也可适用于其它非住宅类建筑。

2 影响我国建筑内部给水设计秒流量计算的的区域因素

2.1 气候差异的影响。

我国土地面积广阔, 地形复杂, 海陆影响相差悬殊, 使我国既有寒温带气候, 又有四季长青的亚热带、热带气候。东西干湿变化明显, 从东到西可划分湿润、半湿润、半干旱、干旱等地区。南方地区气温炎热, 北方地区则四季温差较大。

2.2 城市的规模、经济发展情况, 包括城市给水设施的完善程度对用水量的影响。

我国《城市规划法》规定将城市规模分成特大城市、大城市、中等城市和小城市。规模大的城市, 经济发展迅速, 城市给水设施的比较完善, 城市居民在日常生活中的用水量必然会随着增加。此外对于经济比较富裕的地方, 价格因素对提高人们节约用水的影响作用不大。

2.3 区域性水资源的充沛程度。

我国水资源总量为2.8×1012m3 (居世界第六位) , 但人均水量只有2300m3左右, 约为世界人均水量的四分之一 (居世界第八十几位) , 许多地区已出现因水资源短缺影响人民生活、制约经济发展的局面。

就我国而言, 在所有影响计算卫生器具用水概率的众多因素中, 气候差异无疑是重要的影响因素之一。可见现行规范没有考虑气候变化的影响是不完整的。近年来, 受全球气候变暖的影响, 我国大部分城市夏季气温升高, 居民用水量也势必会呈上升的趋势。随着我国南水北调工程的影响, 部分城市夏季严重缺水的情况已经得到很大的缓解, 尤其是干旱缺水的西部地区所在的山区, 用水量会有增加。另一方面目前国家正大力推广城市居民节水工程, 并通过调节水价来提高居民的节水意识。就卫生器具方面, 节水型卫生器具给水配件得到应用普及, 满足使用要求, 即人体或物品在使用后达到洗净的目的, 又能保持给水排水系统的正常进行, 且节水效果明显。随着这些方面的发展, 部分地区的用水量在远期发展会有所下降。

3 给水保证率的研究

由于影响建筑内部给水设计流量的因素比较多, 因此研究给水保证率就变得更加重要。人们在哪个时间适用那种卫生器具都是随机的, 卫生器具在使用中互不影响, 在每个卫生器具提供服务人数相同的情况下, 卫生器具在所观察时段正在使用的概率是相等的。设p即为某个卫生器具在所观察时段正在使用的概率, 同样该卫生器具没有被使用的概率为1-p。根据亨特概率法, 某一时刻同时使用的卫生器具数X服从二项分布即X-β (n;k) 。n个卫生器具在所观察时刻有k个同时在使用的概率是:

式中:P-k个卫生器具同时使用的概率;k-n个卫生器具在所观察时段同时使用的个数;n-卫生器具总数;P-所观察时刻, 一个卫生器具使用的概率。工程中, 如果我们把卫生器具所有可能的使用情况都考虑进来显然是不经济的。因为那些k=n, n-1, …, m+1个卫生器具同时使用情况出现的概率极小。所以可把该情况略去。当计算管段上至多有m个卫生器具同时使用的概率为Pm, 即要以Pm的概率保证使用高峰时n个卫生器具中可以有不超过m个卫生器具同时使用, 也就是:

从式中可以看出, 在n个卫生器具中, 任意m个在同时使用的概率, 它应该是累计数即m个卫生器具同时使用的概率是从0到n的一个积分值。由上式可解出在保证率pm下, 允许卫生器具同时使用的最大个数为m, 取卫生器具的给水额定流量为q0 (L/s) , 则mq0即为m个卫生器具在用水高峰时同时使用的流量累加值, 也即m个卫生器具最不利组合出流的瞬间高峰流量值, 取其为设计秒流量。管道给水设计秒流量可表示为式:

4 结论

通过概率方法计算设计秒流量充分的考虑了影响用水量的多种因素, 如:单位当量卫生器具的负荷人数、不同类型器具不同组合、用水定额、用水习惯等, 概率法能够更准确地反映客观实际用水情况, 计算结果也比较客观实际情况, 反映了概率法理论是我国建筑内部给水设计秒流量计算的发展方向。

住宅类建筑用水设备的使用概率除了受到最高日用水量、时变化系数、卫生器具设置等因素的影响外, 还受到气候、城市规模、水资源情况等因素的影响。如果将这几个因素综合成分区影响系数, 那么住宅类建筑用水设备使用概率计算公式应加入区域影响系数。从分析结果来看, 在考虑用水定额区域影响系数后, 住宅类建筑用水设备使用概率的计算进一步接近实际用水状况, 既能保障用水, 又有利于节水。

摘要：室内给水管道的设计是建筑内部给水排水设计工作的一个重要问题, 它直接影响着室内排水管网的设置和居民的日常生活, 因此研究给水管道设计流量计算的影响因素有着重要的意义, 从影响设计流量计算的一般因素、区域因素以及如何保证给水率等三个方面进行了详细分析, 为民用建筑内部给水管道设计流量提供了重要的参考依据。

关键词：室内给水管道,设计流量,影响因素

参考文献

[1]高羽飞.建筑给水排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.

[2]李永华.概率法计算住宅小区给水管网的设计秒流量[J].化工矿物与加工, 2003.

给水系统控制策略 篇5

关键词：给水控制, 湿态,干态

0 引言

给水系统的任务是将除氧器中的主凝结水通过给水泵提高压力, 再经过高压加热器加热后, 输送到锅炉的省煤器入口, 作为锅炉的给水, 保证机组启动、运行等工况下的给水量, 即保证省煤器给水流量大于锅炉本生流量, 从而起到保护锅炉受热面的作用。超超临界直流炉的直流运行特性, 及多变量、强耦合、非线性的控制特点, 对机组的给水控制提出了很高的要求。

神福鸿电包括2台百万超超临界机组, 每台机组给水系统设置2台50%BMCR容量的汽动调速给水泵。其中回热系统由三级高压加热器、一级除氧器、四级低压加热器组成。高压加热器采用大旁路系统, 配置2台100%BMCR凝结水泵。两台凝结水泵配备一套凝泵变频器。3台循环水泵利用常规的湿冷方式。由于给水系统为无电泵设计, 所以汽泵启动前期小机汽源取自一期辅汽系统。

1 给水系统两段控制

湿态采用给水旁路调门进行单冲量的储水箱水位调节;炉水循环泵出口调门调节最小给水流量大于给水本生流量 (25%BMCR) +最小过冷水流量 (3%BMCR) +过热器一二级减温水流量。理论上本生流量就可以保护受热面, 但是实际上计算最小给水流量要考虑到给水损失, 这个损失值很难测量, 基本都是依靠经验值确定, 一般为3%BMCR。而鸿电过热器一二级减温水流量取自省煤器出口, 所以锅炉启动时最小给水流量由上式计算, 即28%BMCR+过热器一二级减温水流量。

干态控制时, 内回路调节给水流量与锅炉指令形成的燃水比匹配, 主回路调节锅炉中间点温度在设定值。减温喷水只能作为控制锅炉主汽温度的辅助调节手段, 对主汽温度起快速调节作用;而控制燃/水比是维持锅炉出口汽温的主要调节手段。无论在干态是湿态工况下, 给水流量指令都要大于最小给水流量, 以保护锅炉受热面。

2 锅炉本生流量

锅炉本生流量是指锅炉在该流量下会由再循环运行方式转变为直流运行方式, 实际值通常为30%~40%, 由设计人员确定, 垂直管圈水冷壁的锅炉有可能将本生流量降低到25%。

3 给水控制系统主要回路控制策略

3.1 防止省煤器振荡回路

当锅炉减负荷, 尤其快速降负荷时, 省煤器给水压力会快速下降, 由PV=NRT可知, 对应饱和温度T下降, 这样就会导致省煤器内部分水变成蒸汽而造成振荡现象, 此时可适量增加给水流量来降低省煤器内介质温度, 同时增加负荷, 减少闭锁回路, 防止加剧振荡。

3.2 锅炉给水流量与循环水流量平衡回路

锅炉循环水流量是根据储水箱液位控制的, 而循环水流量的大幅度波动会对给水控制回路造成扰动, 在湿态控制的前提下, 为了防止给水流量与循环水流量失衡而引起给水流量小于最小给水流量, 设计中在给水指令回路上增加储水箱液位变化前馈, 这样可以提前增加或减少给水量, 防止给水扰动。正常工况时, 通过循泵出口调门调节储水箱液位, 高液位时通过溢流调阀对其进行调节。储水箱液位调节原理如图1所示。

3.3 给水泵最小流量控制回路

在保证锅炉最小给水流量的同时, 也要保证泵本体的安全运行。当循环水流量建立时, 给水泵自身循环水流量通过泵出口最小流量调节阀控制, 调节阀指令通过泵出口流量测点经逻辑运算得出, 避免给水泵发生汽蚀。

3.4 给水串级调节回路

给水串级调节回路, 其内回路调节给水流量在设定值 (根据锅炉负荷指令/给水量特性曲线计算的燃水比定值) , 设计有分离器入口流体温度控制;主回路调节锅炉中间点温度在设定值 (根据负荷/中间点温度特性曲线计算) , 设计有过热蒸汽温度前馈控制。锅炉点火前, 内回路给定值为28%BMCR+过热器一二级减温水流量。给水串级调节回路原理如图2所示。

3.5 过热汽温控制回路

过热器的蒸汽温度是由水煤比和两级喷水减温来控制的。水煤比的控制温度取自设置在过热器出口集箱上的温度测点、设置在汽水分离器前的水冷壁出口集箱上的两个温度测点, 作为温度修正。第一级减温器位于低温过热器出口集箱与屏式过热器进口集箱的连接管路上, 第二级减温器位于屏式过热器与末级过热器进口集箱的连接管路上。每一级各设计两只减温器, 分别从左右两侧喷水, 并且可以左右两侧单独调节, 从而降低烟气偏差的影响。一级减温器在运行中起到保护屏式过热器的作用, 同时也可调节低温过热器左右侧的蒸汽温度偏差。二级减温器用来调节高温过热汽温度及其左右汽温的偏差, 使末级过热器出口蒸汽温度维持在额定值。

喷水减温只是起到快速调节作用, 最终维持过热汽温度还是依靠煤水比控制来实现。

4 结语