關(guān)于城市熱水集中供熱系統(tǒng)中間加壓泵設(shè)置位置的研究目錄第一章概述

1.1城市集中供熱的發(fā)展概況

1.2課題的由來

1.3研究的內(nèi)容與意義第二章中間加壓泵設(shè)置實例分析

2.1工程實例

2.2工程實例分析、研究

2.3工程實例分析、研究結(jié)論第三章中間加壓泵位置優(yōu)化研究

3.1水力工況對中間加壓泵位置的要求

3.2降低能耗對中間加壓泵位置的要求第四章結(jié)論

4.1研究結(jié)論

4.2應(yīng)用說明

4.3工程實例檢驗退出第一章概述

1.1城市集中供熱的發(fā)展概況

集中供熱理論的提出可追溯到一百五十多年以前，早在1845年，偉大的導(dǎo)師恩格斯就預(yù)見到分散取暖形式必然被集中供熱取代。他說：“就拿取暖來說吧，不知浪費了多少勞動和物質(zhì)，每個房間必須有一個大火爐，每個火爐必須分別生火、添煤和照顧；必須把燃料送每一個房間，而爐灰還得加以清除，可是像目前的一些大的公共建筑物，如工廠、教堂等，裝置一個巨大的總的取暖設(shè)備，比如用一個發(fā)熱中心和一些蒸汽管子來代替這些單獨的火爐，那是多么簡單和便宜?！倍覀儸F(xiàn)在就是采用這樣一種供暖形式，即通過管道把熱能輸送到每一個建筑物、每個用戶中，減少了室內(nèi)空氣的污染，降低了人力浪費，提高了室內(nèi)的舒適程度，這是人類的一個巨大進步。集中供熱系統(tǒng)最早是在18世紀(jì)的美國費城發(fā)展起來的，當(dāng)時由本杰明·富蘭克林（BenjaminFranklin）開發(fā)成功，這個系統(tǒng)從一個中心熱源向附近的一些居民進行供熱。我國的城市集中供熱事業(yè)起步較晚，且曾一度停滯發(fā)展，使我國北方的絕大多數(shù)城市居民在“煙霧繚繞”的空氣中度過漫長的嚴(yán)冬。近年來，隨著城市化進程的加快及保護環(huán)境、節(jié)約能源觀念的增強，在借鑒國內(nèi)外城市集中供熱系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行成功經(jīng)驗和失敗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，城市集中供熱在“三北”地區(qū)發(fā)展很快，尤其在國家實施西部開發(fā)戰(zhàn)略以來，西部的很多城市相繼新建、改建或擴建了城市集中供熱系統(tǒng)，使我國的城市集中供熱系統(tǒng)逐步向大規(guī)模、長距離、高參數(shù)方向發(fā)展。目前，我國集中供熱熱水管網(wǎng)的設(shè)計溫度已達到150℃，設(shè)計壓力為2.5～1.6Mpa，最大供熱半徑達19.5km，最大管徑達到1400mm；蒸汽管網(wǎng)最高溫度已達300℃，壓力一般為1.0Mpa，最大供熱半徑為6～7km，最大管徑達到1000mm；截止到2001年底，全國663個城市中有294個城市建有集中供熱系統(tǒng)，供熱總面積已達到146328×104m2(其中：住宅為95799.33×104m2)；年供熱量為137847×104GJ（其中：蒸汽37655×104GJ，熱水100192×104GJ）；在年供熱量中，鍋爐房供熱量為74209×104GJ，約占74.2%，其余由熱電聯(lián)產(chǎn)工程承擔(dān)；供熱管道總長度達到53109km（其中：蒸汽管道9183km，熱水管道43926km），從業(yè)人數(shù)達到22.094×104人；嚴(yán)寒地區(qū)的熱化率一般為60～90%，對緩解日趨嚴(yán)重的城市大氣污染、改善城市居民的生活質(zhì)量和提高能源的綜合利用率起到了重要的作用。此外，對于投入運行多年的城市集中供熱系統(tǒng)，由于城市化進程的加快使城市的人口迅速增加和城市的規(guī)模不斷擴大，在原有集中供熱系統(tǒng)供熱范圍內(nèi)其熱負(fù)荷增加很快，為了滿足熱負(fù)荷增加的需要，就必須對原有的城市集中供熱系統(tǒng)進行適當(dāng)?shù)耐跐摵透脑?。但由于國家和地區(qū)經(jīng)濟的相對落后及城市集中供熱工程涉及面廣、投資較大、建設(shè)周期較長等因素不可能大量地擴建、更新原有管道。這樣，只能依靠提高供水溫度或者增加循環(huán)水泵的流量和揚程加以解決，致使原有城市供熱系統(tǒng)的供熱規(guī)模和熱媒參數(shù)不斷提高，輸送距離不斷加長。高效、環(huán)保的熱源廠，使城市集中供熱系統(tǒng)逐步向大規(guī)模、長距離、高參數(shù)方向發(fā)展。我國的城市集中供熱事業(yè)起步較晚，且曾一度停滯發(fā)展，使我國北方的絕大多數(shù)城市居民在“煙霧繚繞”的空氣中度過漫長的嚴(yán)冬。

近年來，隨著城市化進程的加快及保護環(huán)境、節(jié)約能源觀念的增強，在借鑒國內(nèi)外城市集中供熱系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行成功經(jīng)驗和失敗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，城市集中供熱在“三北”地區(qū)發(fā)展很快，尤其在國家實施西部開發(fā)戰(zhàn)略以來，西部的很多城市相繼新建、改建或擴建了城市集中供熱系統(tǒng)，使我國的城市集中供熱系統(tǒng)逐步向大規(guī)模、長距離、高參數(shù)方向發(fā)展。目前，我國集中供熱熱水管網(wǎng)的設(shè)計溫度已達到150℃，設(shè)計壓力為2.5～1.6Mpa，最大供熱半徑達19.5km，最大管徑達到1400mm；蒸汽管網(wǎng)最高溫度已達300℃，壓力一般為1.0Mpa，最大供熱半徑為6～7km，最大管徑達到1000mm；截止到2001年底，全國663個城市中有294個城市建有集中供熱系統(tǒng)，供熱總面積已達到146328×104m2(其中：住宅為95799.33×104m2)；1.2課題的由來

由于供熱規(guī)模的擴大、熱媒參數(shù)的提高、輸送距離加長，對熱網(wǎng)循環(huán)水泵和管道及其附件的材質(zhì)提出了更高的要求，而熱網(wǎng)循環(huán)水泵的揚程和管道及其附件的材質(zhì)直接關(guān)系到工程的造價和運行費用。如何在滿足供熱要求的前提下盡量降低熱網(wǎng)造價和運行費用就成為目前供熱行業(yè)科研人員關(guān)注的焦點，有關(guān)這一問題盡管有些論文進行了定性的探討，但始終未對其進行定量的分析、比較和論證。

1.3研究的內(nèi)容與意義

1.3.1研究內(nèi)容通過工程實例的對比、分析，篩選出設(shè)置中間加壓泵站的主要影響因素，將這些影響因素間的內(nèi)在關(guān)系通過建立數(shù)學(xué)模型進行表達，求解這些數(shù)學(xué)表達式中間加壓泵站設(shè)置的最佳方案。1.3.2研究意義近年來，我國城市集中供熱事業(yè)發(fā)展十分迅猛，集中供熱的規(guī)模越來越大、熱媒參數(shù)越來越高、輸送距離越來越長。為了降低新建、改擴建熱網(wǎng)工程造價及減少熱網(wǎng)主循環(huán)水泵容量、降低運行費用，國內(nèi)外的通行做法是在熱網(wǎng)的適當(dāng)位置增設(shè)中間加壓泵站可得到較為圓滿的解決，而適當(dāng)位置究竟設(shè)在何處最為適當(dāng)，成為本課題所要解決的問題，這一問題的解決對于指導(dǎo)城市集中供熱工程新建、改擴建的設(shè)計、運行具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟意義。第二章中間加壓泵位置實例分析2.1工程實例我國北方某城市大型熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)的管道平面布置圖及管道水力計算圖詳見附圖1和附圖2。該供熱系統(tǒng)的供熱面積為861×104m2，供熱面積熱指標(biāo)為65W/m2，設(shè)計熱負(fù)荷為2015GJ/h，年供熱時間為4320小時，年供熱量為4559940GJ，供回水溫度為130/70℃，循環(huán)流量8021t/h；定壓點設(shè)在熱電廠中央換熱站主循環(huán)水泵入口處，定壓值為370kPa；該工程設(shè)置熱力站49座（其中：新建熱力站17座，利用舊鍋爐房進行改造32座），各熱力站的供熱面積及一次網(wǎng)流量見表2.1，一、二次管網(wǎng)全部采用間接連接。表2.1熱力站匯總表(2)編號熱力站位置供熱面積（×104m2）熱負(fù)荷（GJ/h）一次網(wǎng)流量（t/h）16.5744.7265.97178.06所在位置供熱范圍近期遠(yuǎn)期近期遠(yuǎn)期近期遠(yuǎn)期118D1D19.4719.5022.1645.6388.24181.70119C0C0、C19.2219.0021.5744.4685.91177.04120J10J9、J1013.6218.6831.8743.71126.91174.06121J9J916.9319.0039.6244.46157.75177.04122K8K810.5416.3124.6638.1798.21151.97123K8K810.5316.3024.6438.1498.12151.88124K7K6、K711.4719.2126.8444.95106.88179.00125D5D517.8018.8541.6544.11165.86175.64126D4D48.0512.5718.8429.4175.01117.13127E7E7、E814.3321.1133.5349.40133.53196.70128F6F5、F6、G75.6814.0813.2932.9552.93131.20129E6D3、E66.1811.7814.4627.5757.58109.76130E5D2、E57.4116.7717.3439.2469.05156.26131F3F3、F45.7717.1713.5040.1853.76159.99132G3G3、H36.7617.1315.8240.0862.99159.62133F2F23.0711.117.1826.0028.61103.52表2.1熱力站匯總表(3)編號熱力站位置供熱面積（×104m2）熱負(fù)荷（GJ/h）一次網(wǎng)流量（t/h）15.0249.4759.82196.98所在位置供熱范圍近期遠(yuǎn)期近期遠(yuǎn)期近期遠(yuǎn)期136E3E3、E45.3015.9412.4037.3049.38148.53137E2E26.5819.3815.4045.3561.31180.58138C8C83.8912.549.1029.3436.25116.85139C7C78.2918.4319.4043.1377.25171.73140A4A46.6918.0415.6542.2162.34168.09141C6C611.4217.6226.7241.23106.41164.18142C5C4、C517.2618.6040.3943.52160.83173.31143A3A35.8115.2213.6035.6154.14141.82144B4B4、C413.8019.9632.2946.71128.59185.98145A2A26.0818.6214.2343.5756.65173.50146B3B3、C312.2920.0128.7646.82114.52186.45147A1A13.6810.618.6124.8334.2998.86148C2B2、C26.9421.2616.2449.7564.67198.10149B1B1、B2、C18.7418.0020.4542.1281.44167.72合計511.99860.841198.052014.374770.678021.21該供熱系統(tǒng)的熱源為距離市區(qū)中心6.3km處的東郊熱電廠，廠內(nèi)裝設(shè)2臺300MW抽汽凝汽機組，其機爐配置情況見表2.2~表2.3。廠區(qū)的中央換熱站出口管管徑為DN1200mm，主干線總長度為13630m，其中：從熱電廠出口至A1節(jié)點段為架空敷設(shè)，其余管道均采用有補償直埋敷設(shè)。為降低熱電廠主循環(huán)水泵的揚程和管道及其附件的壓力等級，該工程在節(jié)點A1前設(shè)置了回水加壓泵站。表2.3汽輪機技術(shù)條件表項目汽輪機型號C300/220-16.67/537/537型式亞臨界、中間再熱、單抽汽、冷凝式轉(zhuǎn)速3000r/min主汽門前蒸汽壓力16.67Mpa主汽門前蒸汽溫度537℃再熱冷/熱段蒸汽壓力3.899/3.510Mpa再熱冷/熱段蒸汽溫度327.3/537℃進汽量（純凝/額定抽汽/最大抽汽）944.5/894.8/1025t/h發(fā)電功率（純凝/抽汽）300/232.197MW低壓缸排汽壓力（純凝/抽汽）4.9/3.43Kpa采暖抽汽壓力0.35Mpa采暖抽汽量（額定/最大）430/620t/h抽汽焓（額定/最大）2959/2934.7KJ/Kg采暖供熱量（額定/最大）1019.53/1454.95GJ/h2.2工程實例分析、研究為了全面分析、比較循環(huán)水泵的設(shè)置對熱網(wǎng)建設(shè)及其運行的影響，本課題針對中間加壓泵可能出現(xiàn)的四種情況（即：不設(shè)置中間加壓泵、在供水管上設(shè)置中間加壓泵、在回水管上設(shè)置中間加壓泵、在供回水管上均設(shè)置中間加壓泵）并按靠近（在節(jié)點A1前距熱電廠4360米處——位置一）和遠(yuǎn)離（在節(jié)點A16~A17之間距熱電廠8990米處——位置二）熱電廠分別設(shè)置中間加壓泵共七個方案進行分析、研究。根據(jù)實例工程管網(wǎng)各管段的設(shè)計流量、管徑、長度按下式[1]對管道沿程阻力、局部阻力和總阻力進行計算。ΔP=ΔPy+ΔPj=ΔPy+αΔPy=ΔPy(1+α)=R·L×(1+α)×103(2-1)式中ΔP——管道阻力（KPa）ΔPy——管道沿程阻力（KPa），ΔPy=R·L×103(2-2)ΔPj——管道局部阻力（KPa），ΔPj=αΔPy(2-3)α——局部阻力與沿程阻力的比值，DN≤400mm的管道取0.3，DN>400mm的管道取0.4[1]。R——管道實際比摩阻（Pa/m）L——計算管段長度（m）按式（2-1）~（2-3）對管網(wǎng)主干線進行水力計算，各個方案的計算結(jié)果詳見附表1~4，其主要結(jié)果數(shù)據(jù)見表2.4。2.2.1水力計算2.2.2水壓圖

根據(jù)定壓點壓力（370KPa）、供回水管末端壓差（100KPa）以及水力計算成果繪制的各方案主干線的水壓圖見圖2.1、圖2.2、圖2.3、圖2.4、圖2.5、圖2.6、圖2.7。1、水泵的流量G與揚程H：按照下面公式[16]進行計算。G=1.1Q0

m3/s(2-4)Δt?c?ρ式中G——循環(huán)水泵的流量（m3/s）；Q0——水泵負(fù)擔(dān)的總供熱量（W）；Δt——供回水溫度差（℃）；C——水的比熱（J/kg?℃）；ρ——水的密度（kg/m3）；2.2.3水泵軸功率1.1——安全裕量。

H=1.1~1.2ΔPmH2O(2-5)ρg式中H——水泵的揚程（mH2O）ΔP——管道阻力（KPa）；g——重力加速度（m/s2）；1.1~1.2——安全裕量，本課題取1.15。根據(jù)公式（2-4）和（2-5）以及水力計算成果計算得到各個方案的中央主循環(huán)泵和中間加壓循環(huán)泵的流量和揚程數(shù)據(jù)見表2.5。2、水泵的軸功率：按照下面公式[16]進行計算。N=KA?ρ?G?HKW(2-6)102η式中N——水泵的軸功率（KW）；KA——電機容量安全系數(shù)，N>100KW時，KA=1.05~1.08，本課題取1.06；η——水泵總效率，為研究方便，本課題不考慮水泵構(gòu)造產(chǎn)生的影響，故將其值取為1.0；其它符號意義同前。根據(jù)公式（2-6）以及各個方案的中央主循環(huán)泵和中間加壓循環(huán)泵的流量和揚程數(shù)據(jù)計算得到的各方案中央主循環(huán)泵和中間加壓循環(huán)泵的軸功率見表2.5。方案位置揚程（mHO2）流量（t/h）軸功率（KW）工作溫度（℃）主泵中間泵主泵中間泵主泵中間泵合計主泵中間泵一——193.9——8822——4938.0——4938.070——二X=436072.5121.4882277101846.82701.64548.470130X=8990138.255.7882230683519.3493.44012.770130三X=4360131.862.0882277103357.81381.14738.97070X=8990138.255.7882230683519.3493.44012.77070四X=436072.559.3882277101846.81320.54548.47013062.177101381.170X=8990138.227.9882230683519.3246.74012.77013027.93068246.770注：表中水泵揚程已考慮1.15的安全系數(shù)。表2.5水泵流量、揚程、計算軸功率對比表通過對各個方案水泵的流量、揚程、軸功率的分析、計算和對比，可以得出以下結(jié)論：1、在滿足水力工況要求的前提下，不設(shè)中間加壓水泵時，即只在熱源廠中央換熱站設(shè)置主循環(huán)水泵時，供熱管網(wǎng)水循環(huán)所需總軸功率最大，達到4938KW，中央換熱站主循環(huán)水泵的揚程最高，達194mHO2。這樣高揚程、大容量的熱水循環(huán)水泵，目前國內(nèi)外還沒有連續(xù)、穩(wěn)定、可靠運行的成功先例。2、在滿足水力工況要求的前提下，在供回水管上增設(shè)中間加壓水泵可以有效地降低供熱管網(wǎng)水循環(huán)所需的總軸功率（主循環(huán)泵與中間加壓泵軸功率之和），且中間加壓泵離熱源廠越遠(yuǎn)，管網(wǎng)水循環(huán)所需的總軸功率越小。3、在其它條件不變的情況下，管網(wǎng)水循環(huán)所需的總軸功率與中間加壓水泵的設(shè)置位置有關(guān)，而與設(shè)在供水管還是回水管上關(guān)系不大。

通過對以上四種方案七種情況下管網(wǎng)的水力工況、水泵能耗的分析、比較和研究后可以定性結(jié)論如下：1.在供水管和回水管上增設(shè)中間加壓泵均可以有效地降低管網(wǎng)的壓力水平，但其工作條件和水力工況差別較大。在供水管上設(shè)置中間加壓泵，管網(wǎng)的壓力水平盡管有所降低，但仍高于在回水管上設(shè)置中間加壓泵的壓力水平，而且其熱媒的工作溫度高達130℃，遠(yuǎn)高于回水溫度70℃，這種大容量的耐高溫水泵不僅難以選擇，而且難以保證安全、可靠、經(jīng)濟有效地運行，目前還沒有成功的設(shè)計和運行實例。因此，在大型高溫水城市集中供熱系統(tǒng)的設(shè)計中，為使水泵安全、可靠、經(jīng)濟有效地運行，同時在滿足供熱要求的前提下盡可能降低管網(wǎng)的壓力水平，將中間加壓泵設(shè)在回水管上是經(jīng)濟、合理的選擇。2.在滿足水力工況和供熱要求的前提下，盡可能使中間加壓泵遠(yuǎn)離熱源廠，使管網(wǎng)水循環(huán)所需總軸功率盡可能減小。2.3工程實例分析、研究結(jié)論通過對工程實例的分析和比較可以看出，對于大型高溫水城市集中供熱系統(tǒng)而言，從技術(shù)、經(jīng)濟及安全可靠性考慮，在供水管上設(shè)置中間加壓泵是不科學(xué)和不可行的，且實用意義和價值不大。因此本課題只對回水管上設(shè)置中間加壓泵進行優(yōu)化研究和探討。3.1水力工況對中間加壓泵位置的要求3.1.1水力工況要求對于一、二次管網(wǎng)全部采用間接連接且地勢相對平坦的城市供熱管網(wǎng)，其回水加壓泵站的設(shè)置需滿足的主要條件為：1、在回水加壓泵站進口處，應(yīng)保證其回水管動水壓不低于50kPa，以防該處回水管吸入空氣。2、在回水加壓泵站出口處，應(yīng)保證其回水管動水壓與該處供水管動水壓之差不低于該處熱力站的資用壓頭。第三章中間加壓泵位置優(yōu)化研究3.1.2中間加壓泵的位置

按照上述第一條要求，是中間加壓泵站沿管道敷設(shè)中心線至熱源廠的最近位置，此時由圖3.1可以得到：HZB=△Hmin+Hj-50(3-1)式中HZB——中間加壓泵的揚程（kPa）；△Hmin——中間加壓泵站沿管道敷設(shè)中心線至熱源廠的最小水平距離Xmin對應(yīng)的加壓泵站至熱源廠供水管或回水管阻力損失（kPa），△Hmin=XminR(1+α)；Hj——管網(wǎng)的靜壓值（kPa）；Xmin——滿足水力工況要求的情況下，中間加壓泵站沿管道敷設(shè)中心線至熱源廠的最小距離（km）；其它符號意義同前。Xmin=HZB-Hj+50

km(3-2)R(1+α)將△Hmin=XminR(1+α)代入式(3-1)經(jīng)整理后得到：按照上述第二條要求，是中間加壓泵站沿管道敷設(shè)中心線至熱源廠的最遠(yuǎn)位置，此時由圖3.2可以得到在最大距離Xmax時：

△Hy=Hgmax-△Hmax-Hj（3-3）

而

Hgmax=Hg-△Hmax

（3-4）且

Hg-Hj=2△Hw+△Hy-HZB

（3-5）式中:△Hy——主干線末端熱力站資用壓頭（kPa）Hgmax——中間加壓泵站沿管道敷設(shè)中心線至熱源廠的最大距離Xmax對應(yīng)的加壓泵站處供水管的壓力（kPa）；△Hmax——中間加壓泵站沿管道敷設(shè)中心線至熱源廠的最大距離Xmax對應(yīng)的加壓泵站至熱源廠供水管或回水管阻力損失（kPa）；

Hj——管網(wǎng)的靜壓值（kPa）；Hg——熱源廠出口供水管壓力（kPa）；△Hw——外網(wǎng)主干線供水或回水管總阻力（kPa）；HZB——中間加壓泵的揚程（kPa）。將式（3-3）、（3-4）和（3-5）經(jīng)整理后得到：Xmax=2△Hw-HZBkm(3-6)2R(1+α)

式中R——主干線平均比摩阻（Pa/m）；α——局部阻力當(dāng)量長度百分比，一般為0.2—0.4；其它符號意義同前。由公式（3-2）和（3-6）可以得出中間加壓泵站沿管道敷設(shè)中心線至熱源廠的距離X（中間加壓泵站的位置）應(yīng)滿足下式：Xmin≤X≤Xmax（3-7）3.1.3中間加壓泵的揚程由公式（3-2）和（3-6）可以看出，中間加壓泵的揚程HZB越大，則Xmin越大而Xmax越小，因而一定存在一個臨界值HL，使得Xmin=Xmax，即：HL-Hj+50=2△Hw-HL

R(1+α)2R(1+α)也就是說，只要中間加壓水泵的揚程不大于臨界值HL，即可滿足水力工況對其位置的要求。由此可以得到按水力工況要求，中間加壓泵的揚程為：HL=2△Hw+Hj-100（kPa）

(3-8)3HZB≤2△Hw+Hj-100（kPa）

(3-9)33.2降低能耗對中間加壓泵位置的要求設(shè)置中間加壓泵站目的，不僅是為了降低管道及其附件的工作壓力等級，使管網(wǎng)建設(shè)費用降低，而且在滿足供熱要求的前提下盡可能使管網(wǎng)動力消耗最少。為此，必須建立熱網(wǎng)主循環(huán)泵、中間加壓泵的計算軸功率與中間加壓泵站位置之間的函數(shù)關(guān)系式。3.2.1主干線流量分布的簡化為了建立熱網(wǎng)主循環(huán)泵、中間加壓泵的計算軸功率與中間加壓泵站位置之間的函數(shù)關(guān)系式，現(xiàn)將主干線流量分布進行如下簡化處理：如圖3.3，在實際工程中，管網(wǎng)主干線輸送的熱水流量從熱源廠出口（節(jié)點A）開始沿主干線至末端并非均勻減少，而是在節(jié)點B、C、D處經(jīng)過三次變化后將剩余熱水送往最后一個熱力站。在本課題研究中，為建立數(shù)學(xué)模型，假設(shè)主干線輸送的熱水流量從熱源廠出口開始沿主干線至末端是連續(xù)均勻減少的，即主干線上接出的所有支干線和支線（B——熱力站1，C——熱力站2等）均可以認(rèn)為是由主干線上連續(xù)均勻地接出無數(shù)等流量的細(xì)小管線匯集而成，如圖3.4中細(xì)線表示的無數(shù)管線。

GZB=Gm+（Gw-Gm）（L-X）(3-10)L根據(jù)上述假設(shè)，中間加壓泵站的流量GZB可以表達為：

式中Gm——主干線末端的流量；Gw——主干線始端的流量，即設(shè)計總流量；L——主干線的長度（km）；X——中間加壓泵站沿管道敷設(shè)中心線至熱源廠的距離（km）；其它符號意義同前。3.2.2最小能耗對中間加壓泵位置的要求NZB=K[Gm+（Gw-Gm）（L-X）][2△Hw-2R(1+α)X](3-11)L由公式（3-6）可以得到：HZB=2△Hw-2R(1+α)X，則中間加壓泵的計算軸功率NZB=KGZBHZB為：將上式整理后得：NZB=2K△HwGw-2KGwR(1+α)X-2K△Hw（Gw-Gm）X+2KR(1+α)（Gw-Gm）X2LL熱源廠熱網(wǎng)主循環(huán)泵的計算軸功率為：Nw=KGwHw=KGw（△Hr+2△Hw+△Hy-HZB）

（3-12）式中Hw——熱源廠熱網(wǎng)主循環(huán)泵的揚程；△Hr——熱源廠管線的總阻力；其它符號意義同前。將HZB=2△Hw-2R(1+α)X代入式（3-12）經(jīng)整理后得：Nw=KGw[△Hr+△Hy+2R(1+α)X]（3-13）這樣，熱網(wǎng)水循環(huán)所需水泵的總計算軸功率為：N=NZB+Nw

（3-14）將公式（3-11）、（3-13）代入（3-14）經(jīng)整理后得到：N=KGw(2△Hw+△Hr+△Hy)-2K△Hw（Gw-Gm）X+2KR（Gw-Gm）(1+α)X2LL令dX=0，則：dN將上式對X求導(dǎo)數(shù)，并令其等于零即得到熱網(wǎng)主循環(huán)泵、中間加壓泵計算軸功率之和的最小值對應(yīng)的中間加壓泵站至熱源廠的距離，即：-2K△Hw（Gw-Gm）+4KR（Gw-Gm）(1+α)X=0LL整理后得X=△Hw

（3-15）2R(1+α)X=△Hw=LR(1+α)=1L（3-16）2R(1+α)2R(1+α)2將△Hw=LR(1+α)代入（3-15）式后得到：熱網(wǎng)主循環(huán)泵、中間加壓泵計算軸功率之和的最小值對應(yīng)的中間加壓泵站至熱源廠的距離為：3.3工程實例檢驗

由第二章分析、研究結(jié)果可以查到上述工程實例主干線水力計算（詳見附表1）的有關(guān)資料為：△Hw=727kPa，L=13630m，Hj=370kPa，則：R=△Hw=727000=53.34

Pa/mL(1+α)13630(1+α)(1+α)將有關(guān)資料代入公式（3-18）得到

：HZB≤2△Hw+Hj-100=2×727+370-100=574.66

kPa33

Xmin=HZB-Hj+50=（575-370+50）/53.34=4.78

kmR(1+α)

Xmax=2△Hw-HZB=（2×727-575）/（2×53.34）=8.24

km2R(1+α)1L=6.82km2通過前面對設(shè)置中間加壓水泵所涉及的水力工況以及能耗情況的全面比較、分析和研究，將分析、研究結(jié)果進行綜合，即可得到中間加壓泵在滿足水力工況和能耗要求的情況下，其設(shè)置位置和揚程為：2△Hw-HZB≥X≥1L（3-17）2R(1+α)2HZB≤2△Hw+Hj-100(3-18)3根據(jù)公式（3-17）可知，中間加壓泵的位置范圍為8.24km≥X≥6.82km，在此范圍內(nèi)的中間值為7.53km?，F(xiàn)按上述計算結(jié)果將中間加壓泵站分別設(shè)在距熱源廠6820m、7530m和8240m米處，并分別對三種情況進行水力計算，其計算結(jié)果詳見附表5—1~3