管網水力工況實驗裝置

❶ epaneth2.exe怎麼使用

EPANET2.0是由美國環保署開發的、發布的開源供水管網模擬軟體。
一、管網水力模型的基本構成
（1）水力模型的物理構成

epanet中構建一個單純水力模型（即不考慮水質部分、水泵能耗和管網造價），則

必須有，節點（junction）、管段（pipe），至少一個水庫（reservoir）或水池（tank）；

通常還有，水泵（pump）、 閥門（valve）。

（2）水力模型的輸入參數

節點，坐標（coordinate），標高（elevation），基本需水量（base demand）。

管段，起、止節點，長度（length），直徑（diameter），粗糙系數（roughness）。

水庫，坐標，水面水頭（total head）。

水池，坐標，標高，初始、最小、最高水位（initial、min、max----level）。

水泵，起、止節點，水泵曲線（pump curve）。

閥門，起、止節點，直徑，類型（type），設置（setting）。

（3）其它相關的數據

時間模式（pattern），在長歷時模擬中描述節點的需水量隨時間的變化。

控制指令（control），可在模擬中根據節點水位、壓強以及時間來控制管段狀態或設置。

選項（option），修改水力、水質、時間、能耗等默認選項。

（4）水力模型的構建方式

一是通過軟體界面，直接創建各物理對象（小規模管網適用）。

（一種是不考慮節點的實際坐標，只保證管網的拓撲關系）；

（另一種是考慮節點實際坐標，則可導入實際地圖作為背景後創建節點，再修正管長）。

二是通過模型輸入文件，按照文件格式直接創建輸入文件。

（優點，可以精確的構建管網的拓撲關系及實際坐標，對大規模管網效率高）；

（缺點，要求數據詳盡且均為文本文件，往往需要大量前期處理）。

二、導出及導入文件格式
（1）epanet導出文件格式（export）

epanet可以導出總計6種格式的文件，分別具有不同特徵和用途，具體

一類是可單獨打開的完整項目文件，包括.net（network file）和.inp（input file）。

（.net文件為epanet自有格式，外部無法打開；.inp文件為通用格式）；

（採用.net格式可以保留更多模型設置信息，包括圖例、校驗文件和列印選項的設置等）；

（採用.inp文件可以直接編輯項目文件中參數，方便批量修改）。

一類是不可單獨打開的項目輔助文件，即 .scn（scenario file）。

（.scn文件保存模型當前的配置方案，包括基本需水量、管段直徑等）；

（打開.net或.inp文件後，可導入.scn文件執行水力模擬，實現方案對比）。

還有一類是作為展示或轉化的文件，包括 .map、.dxf、.emf文件。

（.map文本文件，保存管網模型的節點坐標和管段頂點（vertice）坐標）；

（.emf圖片文件，保存項目模型當前的顯示狀態）；

（.dxf文件，一般用於AUTOCAD）。

（2）epanet導入文件格式（import）

epanet可以導入的文件只有.net、.inp、.scn文件，.emf圖片可作背景載入（不推薦）。

三、管網校核方法
（1）消防校核

結合供水區域的規模，再根據《建築設計防火規范》規定的同一時間內滅火次數和一次滅火用水量（一般為55L/s），假定流量滿足，校核火災時（同時也是用水量的最高日最高時）最不利點的自由水壓是否達到10m。

若只考慮一處火災，消防流量加在最不利點處（單時刻模擬可直接加，延時模擬可以採用控制指令）；若考慮兩處或兩處以上同時火災，則另外幾處消防流量分別加在人口密集節點（節點需水量大）、重要節點；執行模擬，觀察各節點是否滿足10m自由水頭。

若經校核不能符合要求，須放大個別管段的直徑，以減小水頭損失；個別情況下因最高用水時和消防時的水泵揚程相差很大（多見於中小型管網），須設專用消防水泵。

（2）事故校核

一般按最不利事故工況進行校核，即考慮靠近供水泵站的主幹管在最高日最高時損壞的情況。國家規范規定，城市給水管網在事故工況下，必須保證70%以上用水量。

事故工況下，節點水壓仍按設計服務水頭要求，節點流量按供水比例×最高時的節點需水量來要求。事故校核一般從管網中刪除事故管段（epanet可將管段設置為「CLOSED」），調低各節點需水量，執行模擬，觀察各節點是否滿足節點最小服務水頭（一般24m）。

若經校核不能滿足要求，可以適當增加平行主幹管（epanet中可以設置重疊的管段），或者適當放大管網中管徑。

（3）水塔轉輸校核

水塔進水流量最大的情況稱為最大轉輸工況。對於前置水塔和中置水塔，轉輸進水一般都沒有問題，通常只對對置水塔或靠近管網末端的的水塔進行校核。

水塔轉輸工況下，確定最大轉輸的發生時間（水泵供水曲線高於管網用水量變化曲線最大），最大轉輸水量（兩條曲線的差值×最高日用水量）。最大轉輸工況下個節點的需水量，

轉輸工況校核時，將水塔所在節點作為定壓節點（epanet中水庫水池可以作為定壓節點），執行模擬，觀察該節點流量是否滿足要求。

若經校核不能滿足要求，應適當加大從泵站到水塔最短供水路線上管段的直徑。

（4）校核文件校核

校核文件，可以是實際觀測數據或是其他方案的模擬結果；可以是不同時刻的模擬結果。

按照epanet的格式要求配置校核文件並注冊到epanet項目中，執行校核。epanet可以給出兩組數據的絕對值誤差（mean error），均方根誤差（RMS error），相關度（correlation）。

epanet一次只能校核一個屬性，相對應的一個校核文件只能包含一個屬性值。epanet可以對某時刻下整個管網進行校核，也可以對一個對象進行一個時間序列的校核。epanet校核結果有三位小數，但其實只有前兩位小數有效（第三位小數基本可以作四捨五入處理）。

四、管網優化方法
管網優化主要就是在滿足節點設計流量（節點需水量）和最不利點控制水頭、滿足工況校核的前提下，降低管徑，降低造價。

（1）管段設計流量分配的原則

使供水流量沿較短的距離輸送到管網的所有節點；

向主要供水方向分配較多的流量，向次要節點分配較少流量；

不能出現逆向流（即從遠離水源的節點流向靠近水源的節點）；

確定至少兩條平行的主供水方向，分配相近的流量，垂直供水方向的管段也要分配一定流量；

（2）管段優化的原則

大管徑可取較大經濟流速，小管徑可取較小經濟流速；

從供水泵站到控制點的管線上，管段可取較小的經濟流速；

有多水源或設有對置水塔時，在各水源或水塔的供水分界區域，管段設計流量可能較小，選擇管徑時應當適當放大（考慮到轉輸情況等）；

重要的輸水管應採用平行的雙條管道，每條管道直徑按設計流量的50%確定，適當設聯通管。

epanet中只能不斷根據運行結果再調正管徑，過程較為繁瑣、依賴人工調試。

五、模擬結果的顯示和導出
epanet軟體中，節點（包括水庫、水池）的參數有，

(1)輸入參數：標高、基本需水量、初始水質；

(2)輸出參數：需水量(demand)、總水頭(head)、自由水頭(pressure)、水齡(age)。

管段（包括水泵、閥門）的參數有，

（1）輸入的參數：長度、管徑、粗糙系數、主反應系數、管壁反應系數、D-W摩擦因子；

（2）輸出的參數：流量、流速、單位長度(Km)水損(m)、反應速率、水齡、管段開關狀態。

epanet軟體中，通過「table -- 」分別將節點和管段的以上參數導出到文件，方式有

（1）導出某時刻，所有節點/管段的所有或部分參數；

（2）導出某節點/管段，完整時間序列下的所有或部分參數。

六、EPANet模擬能力
（1）EPANET 提供完整和精確的水力模擬能力

完整和精確的水力模擬是有效水質模擬的先決條件，epanet能夠：

可利用 Hazen-Williams, Darcy-Weisbach 或 Chezy-Manning 公式計算摩擦水頭損失；

包含了彎頭、附件等處的局部水頭損失計算；

可模擬恆速和變速水泵，可進行水泵提升能量和成本分析；

可模擬各種類型的閥門，包括遮蔽閥、止回閥、調壓閥和流量控制閥；

考慮節點多種需水量類型，每一節點可具有自己的時變模式；

可模擬依賴於壓力的流量，例如擴散器（噴頭水頭）；

系統運行能夠基於簡單水池水位或者計時器控制，以及基於規則的復雜控制。

（2）EPANETH 提供的水質模擬能力

模擬管網中非反應性示蹤劑隨時間的運動；

模擬反應物質的運動變化；

模擬整個管網的水齡；

跟蹤從已知節點來的水流百分比；

利用 n 級反應動力學模擬主流水體中的反應；

利用零級或者一級反應動力學模擬管壁處的反應；

模擬管壁處的反應時可考慮質量轉移限值；

允許持續達到一個極限濃度的增長或者衰減反應；

允許管網中任何位置的時間變化濃度或者質量輸入；

將蓄水池作為完全混合、柱塞流或者雙室反應器進行擬。

（3）EPANET 水質模擬能力的應用

不同水源來水的混合；

整個系統的水齡；

余氯的損失和消毒副產物的增長；

污染事件跟蹤。

七、水力模擬中常用操作
（1）已知水泵流量求水泵揚程

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（2）已知水泵揚程求水泵流量

將管網中水泵用壓力制動閥（PBV）代替，設置（setting）壓力為水泵揚程，閥門直徑不影響模擬結果；執行模擬，閥門管段上的流量即水泵設計流量。

（3）確定管網中最不利控制點

先將管網中水泵刪除，水庫水池改為節點（標高為相連節點標高，需水量不變）；然後在管網中任意位置添加一個水庫（總水頭為相連節點標高+節點最低服務水頭），其連接管段長度和管徑合理即可；執行模擬，觀察管網中節點自由水壓，自由水壓最低的節點即最不利控制點（不包括原水庫水池處的節點和新加的水庫節點）。

（4）增強水庫進入管網時的水源調度

將水庫處增加節點，具有等於水源流量調度的負需水量（保留水庫作為定壓節點）。

（5）分析節點特定壓力下的可用消防流量

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八、其它輔助工具
（1）dxf2epa ——CAD轉INP工具

（2）en2toolkit ——開發者工具箱

❷ 平衡閥使用方法/平衡閥是如何調節平衡的呢

1、安裝位置
平衡閥可安裝在供水管路上，也可安裝在回水管路上（每個環路中只需安裝一處）。對於熱力站的一次環路側來說，為方便平衡調試，建議將平衡閥安裝在水溫較低的回水管路上。總管上的平衡閥，宜安裝在供水總管水泵後（水泵下游），以防止由於水泵前（閥門後）壓力過低，可能發生水泵氣蝕現象。
2、盡量安裝在直管段上
由於平衡閥具有流量計量功能，為使流經閥門前後水流穩定，保證測量精度，在條件允許的情況下應盡量將平衡閥安裝在直管段處。
3、注意新系統與原有系統的平衡
當安裝有平衡閥的新系統連接於原有供熱（冷）管網時，必須注意新系統與原有系統水量分配平衡問題，以免安裝了平衡閥的新系統（或改造系統）的水阻力比原有系統高，而達不到應有的水流量。（a）為新系統連接於原有系統的末端；（b）為新系統連接於原有系統的中間位置，應在原有系統的入口處加設平衡閥。
4、不應隨意變動平衡閥開度
管網系統安裝完畢，並具備測試條件後，使用專用智能儀表對全部平衡閥進行調試整定，並將各閥門開度鎖定，使管網實現水力工況平衡。在管網系統正常運行過程中，不應隨意變動平衡閥的開度，特別是不應變動開度鎖定裝置。
5、系統增設（或取消）環路時應重新調試整定
在管網系統中增設（或取消）環路時，除應增加（或關閉）相應的平衡閥之外，原則上所有新設的平衡閥及原有系統環路中的平衡閥均應重新調試整定（原環路中支管平衡閥不必重新調整）。6.不必再安裝截止閥

❸ 如何提高熱水管網的水力穩定性

簡單的來說一下主要的方法，相對減小網路干管的壓降。
具體的方法有很多的，建議您查閱一些書籍，如：工程技術(文摘版)
文中詳細提出了室外熱水採暖管道對水壓力、流量參數的要求，分析引起水力工況失調的原因，提出了提高管道的水力穩定度性，減少水力失調度的方法。

❹ 大溫差小流量優缺點

大溫差小流量優點：管網規模越是巨大，選擇科學的運行方式越是重要，其中「大溫差、小流量」的運行方式在大型管網或是超大型管網體現出的優勢更為明顯：減少管網建設的初投資；節約管網運行的耗電量；有利於管網水力平衡；增加管網穩定性。

大溫差小流量缺點：雖然供熱管網「大溫差、小流量」的運行模式越來越被供熱企業（管理部門）所認可，但是真正能夠實現此運行模式並獲得良好效果的案例並不多。

影響「大溫差 小流量」運行模式推廣的原因，主要歸納為如下四類：思想的保守束縛了推進的步伐；管網水力失調制約了調整力度；調節手段落後影響了運行效果；設備的缺陷或維護不當增加了工作難度。

實現「大溫差、小流量」的運行方式

國內供熱企業（管理部門）由於所處地域不同，有獨具特色的管理方法，同時也都總結出各自較好的運行經驗。對於如何科學合理地完成「大溫差 小流量」的模式調整，供熱企業（管理部門）可結合自身特點選擇適合的調整手段，取長補短。

1、破除傳統觀念，堅定科學思想

「大溫差、小流量」的運行方式越來越被供熱行業所接受和推廣，供熱企業的決策者應堅定破除「不安全」的傳統觀念，解放思想、查找不足，向行業內的優秀企業多交流、多學習，深挖企業內部潛力，降低管網運行的能耗。

2、加強管網調節，保證水力平衡

充分利用先進的無人值守熱力站自控系統；定期校核管網水力工況；建立調度平台，調節熱量分配。

3、升級調節手段，改善管理辦法

採取質量並調方式；建立能耗監測平台；實行劃小核算單元管理方法。

4、提升設備維護保養工作標准

首先，換熱設備要選擇效率較高的產品。對於既有效率較低的換熱設備，可通過增加換熱面積等技術措施進行改善；其次，對設備的全壽命周期建立檔案，記錄設備的運行參數變化和維修、保養工作；最後，保持管網水質達標。

❺ 平衡閥的閥門系數

Kv為平衡閥的閥門系數。它的定義是：當平衡閥前後差壓為1bar（約1kgf/cm2）時，流經平衡閥的流量值（m/h）。平衡閥全開時的閥門系數相當於普通閥門的流通能力。如果平衡閥開度不變，則閥門系數Kv不變，也就是說閥門系數Kv由開度而定。通過實測獲得不同開度下的閥門系數，平衡閥就可做為定量調節流量的節流元件。
在管網平衡調試時，用軟管將被調試的平衡閥的測壓小閥與專用智能儀表連接，儀表可顯示出流經閥門的流量值（及壓降值），經與儀表人機對話，向儀表輸入該平衡閥處要求的流量值後，儀表通過計算、分析、得出管路系統達到水力平衡時該閥門的開度值。平衡閥屬於調節閥范疇，它的工作原理是通過改變閥芯與閥座的間隙，改變流體流經閥門的流通阻力，達到調節流量的目的。
1.不應隨意變動平衡閥開度管網系統安裝完畢，並具備測試條件後，使用專用智能儀表對全部平衡閥進行調試整定，並將各閥門開度鎖定，使管網實現水力工況平衡。在管網系統正常運行過程中，不應隨意變動平衡閥的開度，特別是不應變動開度鎖定裝置。
2.不必再安裝截止閥。在檢修某一環路時，可將該環路上的平衡閥關閉，此時平衡閥起到截止閥截斷水流的作用，檢修完畢後再回復到原來鎖定的位置。因此安裝了平衡閥，就不必再安裝截止閥。 3.系統增設（或取消）環路時應重新調試整定在管網系統中增設（或取消）環路時，除應增加（或關閉）相應的平衡閥之外，原則上所有新設的平衡閥及原有系統環路中的平衡閥均應重新調試整定（原環路中支管平衡閥不必重新調整）。在空調及採暖系統中，作為輸配能量的水循環系統的水力平衡是非常重要的。一個平衡的水力系統是滿足用戶需求、節約運行能耗的基礎。 在空調及採暖系統中，冷（熱）媒由閉式管路系統輸配到各用戶。對於一個設計優良的管網系統，各用戶在末端控制閥（電控閥、溫控閥等）的開度為100%時應該均能獲得設計水量，而各用戶在末端控制閥的開度改變時既可得到所需的流量又互不幹擾。這樣的水系統是一個水力平衡的系統，否則就是水力不平衡系統，水力不平衡又稱水力失調。這種水力失調是隨機變化的、動態的。這種失調現象靜態平衡閥無法解決，只能用動態平衡閥來解決。

❻ 怎樣使用數字鎖定平衡閥

1、在一定的流量范圍內，可以有效地控制被控系統的壓差恆定，即當系統的壓差增大時，通過閥門的自動關小動作，它能保證被控系統壓差增大。反之，當壓差減小時，閥門自動開大，壓差仍保持恆定。

2、自力自身壓差控制閥，在控制范圍內自動閥塞為關閉狀態，閥門兩端壓差超過預設定值，閥塞自動打開並在感壓膜作用下自動調節開度，保持閥門兩端壓差相對恆定。

(6)管網水力工況實驗裝置擴展閱讀

平衡閥是一種特殊功能的閥門，閥門本身無特殊之處，只在於使用功能和場所有區別。 在某些行業中，由於介質（各類可流動的物質）在管道或容器的各個部分存在較大的壓力差或流量差，

為減小或平衡該差值，在相應的管道或容器之間安設閥門，用以調節兩側壓力的相對平衡，或通過分流的方法達到流量的平衡，該閥門就叫平衡閥。

1、直線型流量特性，即在閥門前後壓差不變情況下，流量與開度大體上成線性關系；

2、有精確的開度指示；

3、有開度鎖定裝置，非管理人員不能隨便改變開度；表連接，可方便地顯示閥門前後的壓差及流經閥門的流量。