水压图计算补偿器推力降低供热工程造价分析

      在大型集中供热管网中，系统工作压力较大，一般可达到1.6MPa。我们在管网中使用的固定支架、管道、设备等均按这个压力去计算。这种传统算法虽然增加了安全系数，但也增加了工程造价、固定支架等的体积、施工难度，尤其在场地狭窄、地下障碍多的地段，更要求在保证安全的前提下尽量减小固定支架、小室等的尺寸，降低施工难度、降低工程造价。

下面笔者结合工程实际，论述水压图在降低工程造价、方便施工中的作用。

      一、用总水压线法精确计算补偿器盲板力
      以波纹补偿器为例，补偿器推力计算公式如下：
      FB=F盲+F弹=Pi·A·10-3+ F弹（式一）
      FB——补偿器推力（t）
      F盲——盲板力（t）
      F弹——弹性力（t）
      Pi——工作压力（kg/cm2）
      A——波纹补偿器有效面积cm2

      在传统的补偿器推力计算中，Pi取系统工作压力，即1.6MPa。近几年，人们意识到回水压力达不到1.6MPa，一般按1.0MPa计算，即所谓供回水分开计算。这样就降低了波纹补偿器的盲板力F盲=Pi·A。一般认为这样已经非常合理了，因为回水补偿器推力降下来了，但实际上这些算法只能算作是一种估算，不是精确计算。因为虽然它将供水和回水盲板力分开来计算，但是，它将供水的工作压力定为1.6MPa，回水压力1.0MPa，这个压力是一成不变的。而在实际运行中，随着管网中各点与电厂距离的远近，无论供水管道还是回水管道，它的压力是变化的，每一点的压力都不一样。而以上估算法只能忽略这一点，按照固定的压力去计算。这样的计算结果与实际值就有一个很大的偏差。下面，笔者就介绍一个精确计算的非常简便的方法及其推导过程。

      推导出的补偿器的推力公式：
      F双=F盲总+F弹g+F弹h=（P总·A）× 10-3+ F弹g+F弹h
      （式二）
      F双——供水、回水补偿器加在一起产生的推力（t）;
      （注：供、回水补偿器一般成对设置，它们产生的推力共同作用在固定支架上，固定支架的配筋及尺寸根据供回水补偿器推力产生的合力计算。本计算方法不必采取先分着计算供回水各自的推力，再将它们相加计算合力的方法，计算步骤简便。）
      F盲总——总盲板力（供回水盲板力之和，t）
      F弹g——供水补偿器弹性力（t）（查产品样本）
      F弹h——回水补偿器弹性力（t）（查产品样本）
      P总——总水压线对应的压力（kg/cm2）
      A——补偿器有效面积（cm2）（由于供回水口径相同，其A值也是相同的）

如上水压图中：
      Po─系统静水压线（MPa）
      Pg─供水管道压力（MPa）
      Ph─回水管道压力（MPa）
      P总─总水压线（MPa） P总=Pg+Ph
      其中，P总是本算法根据实际需要新引入的概念。
      式二的推导过程如下：
      供水补偿器的推力Fb供=F盲g+F弹g=Pg·A+ F弹g
      回水补偿器的推力Fb回=F盲h+F弹h=Ph·A+F弹h
 供回水补偿器合力F双=Fb供+Fb回=Pg·A+F弹g+Ph·A+F弹h=（Pg+Ph）·A+F弹g+F弹h=P总·A·10-3+F弹g+ F弹h
      即得出式（二）。
      由式二可知，只要我们求出总水压线P总，F双即可得出结果。因为式中A、F弹g、F弹h在波纹补偿器样本中即可查到，只有P总是一个未知数。
      从水压图中我们不难看出P总=Pg+Ph，即总水压线等于供水水压线与回水水压线的叠加，