供熱工程課程設(shè)計(jì)說明書范本.doc

目 錄目 錄I第一章課程任務(wù)書- 1 -1.1 已知條件- 1 -1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容- 1 -1.3 具體要求- 1 -第二章供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷- 1 -2.1供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算- 1 -2.1.1熱負(fù)荷的計(jì)算- 1 -2.1.2流量的計(jì)算- 1 -2.2熱負(fù)荷圖- 1 -2.2.1供暖熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線- 1 -2.2.2熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖- 2 -第三章集中供熱系統(tǒng)- 5 -3.1 供熱系統(tǒng)原理圖的確定- 5 -3.2熱水供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及調(diào)節(jié)曲線的繪制- 5 -第四章管網(wǎng)布置- 7 -4.1熱源位置- 7 -4.2管網(wǎng)的走向- 7 -4.3管徑的選擇- 7 -4.4管道的敷設(shè)- 7 -4.5閥門的設(shè)計(jì)- 8 -4.6檢查井的設(shè)置- 8 -4.7支架及補(bǔ)償器的設(shè)置- 8 -第五章水力計(jì)算- 9 -5.1水力計(jì)算的步驟- 9 -5.2水壓圖的繪制- 9 -5.2.1水壓圖的繪制原則- 9 -5.2.2繪制水壓圖的步驟- 10 -5.3 水泵的選擇- 10 -5.3.1循環(huán)水泵的選擇- 10 -5.3.2補(bǔ)給水泵的選擇- 11 -參考文獻(xiàn)- 12 -第一章 課程任務(wù)書1.1 已知條件1.建筑物所在地區(qū)：哈爾濱2.建筑面積：參見圖紙3.面積熱指標(biāo)（綜合）：70W/m24.最高建筑物高度：最高6層 層高3米5.熱媒及參數(shù)：設(shè)計(jì)供回水溫度為：95/706.氣象資料：注意收集當(dāng)?shù)兀ㄔO(shè)計(jì)地區(qū)）的室外采暖計(jì)算溫度、供暖期室外平均溫度、供暖天數(shù)n。1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 計(jì)算設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，繪制熱負(fù)荷隨室外溫度的變化曲線和熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖；2. 確定供熱系統(tǒng)的供熱原理圖；3. 確定供暖熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)方法并繪制調(diào)節(jié)曲線；4. 確定熱源位置及管線走向，配置必需的管道附件。畫出管道平面布置圖及計(jì)算簡(jiǎn)圖并進(jìn)行水力計(jì)算；5. 繪制網(wǎng)路主干線的橫斷面、縱剖面圖及水壓圖。確定循環(huán)水泵及補(bǔ)給水泵的流量及揚(yáng)程；6. 選做內(nèi)容：根據(jù)學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)的時(shí)間及能力可酌情增加水加熱器、噴射裝置、管道補(bǔ)償器、管道保溫及支架受力等計(jì)算。1.3 具體要求1. 說明書主要闡述設(shè)計(jì)方案主要依據(jù)和基本計(jì)算公式。要求文字簡(jiǎn)練，字跡工整。其中的圖表要列名，并按先后次序編號(hào)；2. 所有圖紙表達(dá)要正確，要求按一定比例繪制。但是對(duì)線性及美觀不做具體規(guī)定。水壓圖、水溫調(diào)節(jié)曲線、水泵特性曲線和熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖可以畫在方格（坐標(biāo)紙）上。第二章 供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷2.1供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算 2.1.1熱負(fù)荷的計(jì)算歸化設(shè)計(jì)時(shí)，供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷常用指標(biāo)概算法。供暖熱負(fù)荷的概算指標(biāo)有體積熱指標(biāo)和面積熱指標(biāo)等。本設(shè)計(jì)中提供的是面積熱指標(biāo)。其中設(shè)計(jì)熱指標(biāo)按下式計(jì)算： （1）式中：建筑物總的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，KW； F建筑物的建筑面積，；本設(shè)計(jì)共有6棟樓，總建筑面積為28587.2。 建筑物供暖面 積熱指標(biāo)，；它表示1建筑面積的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。在這里選定為70。=7028587.2=2001.1KW2.1.2流量的計(jì)算x3.6 設(shè)計(jì)總流量G=68.79 每棟樓具體負(fù)荷及流量見表2-1表2-1 熱負(fù)荷及流量計(jì)算建筑名稱棟數(shù)建筑面積面積指標(biāo)熱負(fù)荷流量 GLA-0116617.170463.2015.93LA-0214081.9285.739.83LA-0316155.7430.9014.82LA-O415094.2356.5912.27LA-0511264.788.523.05LA-0615373.6376.1512.942.2熱負(fù)荷圖2.2.1供暖熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線室外供暖計(jì)算溫度下的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 （2）任意室外溫度下供暖熱負(fù)荷 （3）熱負(fù)荷隨室外氣溫的變化關(guān)系 （4）式中:建筑物的供暖體積熱指標(biāo)，W/(m3.)；它表示各類建筑，在溫差時(shí)，每1m3建筑物外圍體積的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。在這里取0.432 W/(m3.)建筑物的外圍體積，m3；6棟的總體積為85761.57m3。供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，18-24；本設(shè)計(jì)中取21。供暖室外計(jì)算溫度，；長(zhǎng)春市供暖室外計(jì)算溫度-26。變化室外溫度，。所以=2.2.2熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖（1）不同室外氣溫的延續(xù)時(shí)間確定 查氣象資料或根據(jù)給出的下列公式計(jì)算 （5）式中 ： 式中: 某地區(qū)采暖期計(jì)算供暖小時(shí)數(shù)，h；哈爾濱市供暖天數(shù)為177天，則17724=4248小時(shí)。即=1.04，=0.98。某地區(qū)采暖期室外平均溫度，。哈爾濱市采暖室外平均溫度-10。則。（2）熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的繪制橫坐標(biāo) 左：室外溫度（） 右：延續(xù)時(shí)間（h）縱坐標(biāo) 熱負(fù)荷（GJ/h）（MW）曲線下面積 供暖期耗熱量（GJ）（MWh）第三章 集中供熱系統(tǒng)3.1 供熱系統(tǒng)原理圖的確定熱水供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案有三種：1.采用兩套熱網(wǎng)；2.采用一套熱網(wǎng)設(shè)中繼站；3.采用一套熱網(wǎng)。方案一：采用一套熱網(wǎng)本設(shè)計(jì)如選用采用一套熱網(wǎng)。一套循環(huán)泵，揚(yáng)程按最遠(yuǎn)LA-03選擇，對(duì)較近的樓宇進(jìn)行節(jié)流，此方案適用于LA-03及LA-06流量較其它樓宇較大時(shí)適用。當(dāng)集中供熱系統(tǒng)的熱用戶僅為供暖用戶時(shí)室外供熱管道多采用雙管式枝狀管網(wǎng)。熱源部分要考慮循環(huán)水泵、補(bǔ)給水泵的連接以及臺(tái)數(shù)確定，定壓方式的選擇及各種安全措施等等。定壓方式可采用高位水箱定壓，補(bǔ)給水泵定壓，惰性氣體定壓及蒸汽定壓等。本設(shè)計(jì)中采用補(bǔ)給水泵連續(xù)定壓方案。方案二：采用兩套熱網(wǎng)本設(shè)計(jì)如采用兩套熱網(wǎng)，多個(gè)區(qū)域的供熱系統(tǒng)互不干擾，這種方案僅適用于區(qū)域之間地形高度差較大，要求不同的定壓值，其缺點(diǎn)是：初投資和運(yùn)費(fèi)較高，占地面積多，實(shí)際實(shí)施工程中有困難。綜上所述，本設(shè)計(jì)選用方案一，采用一套熱網(wǎng)對(duì)小區(qū)進(jìn)行供熱。3.2熱水供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及調(diào)節(jié)曲線的繪制1.本設(shè)計(jì)中可選擇質(zhì)調(diào)節(jié)和分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。在這里選擇質(zhì)調(diào)節(jié)。2.調(diào)節(jié)曲線的繪制：供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度為95/70；則供水溫度的計(jì)算公式： （6） 回水溫度的計(jì)算公式： （7）式中： 用戶散器的設(shè)計(jì)平均計(jì)算溫差，； 用戶的設(shè)計(jì)供回水溫差，；相對(duì)供暖熱負(fù)荷比。所以：=0.5（95+70221）=61.5=9570=25=將以上數(shù)據(jù)代入（6）（7）中得：供水：回水：本設(shè)計(jì)中可選擇質(zhì)調(diào)節(jié)和分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。注意循環(huán)水泵的選擇及調(diào)節(jié)曲線需與調(diào)節(jié)方法相對(duì)應(yīng)。在繪制調(diào)節(jié)曲線時(shí)要涉及到散熱器的熱工特性（B值的大小）要求。若有具體資料（散熱器產(chǎn)品標(biāo)本）時(shí)可按資料給出的數(shù)據(jù)；也可以從文獻(xiàn)中查得；若無具體資料時(shí)，一般國(guó)產(chǎn)鑄鐵散熱器的B值可取0.3，允許工作壓力可取0.4Mpa。第四章 管網(wǎng)布置4.1熱源位置熱源是熱水管網(wǎng)的起點(diǎn)。熱源可為熱電廠或集中鍋爐房。如為熱電廠，其位置的確定可參閱有關(guān)鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范和手冊(cè)。本設(shè)計(jì)中考慮的主要原則：（1）不影響區(qū)域的環(huán)境衛(wèi)生及美觀；為此鍋爐房或換熱站宜設(shè)在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。主導(dǎo)風(fēng)向可根據(jù)所在地在查文獻(xiàn)獲得。哈爾濱市冬季主導(dǎo)風(fēng)向是東北，則熱源應(yīng)設(shè)在西南。（2）考慮擴(kuò)建的可能性，便于燃料與灰渣的運(yùn)輸與儲(chǔ)存；（3）盡量靠近主要負(fù)荷及負(fù)荷密度較大處，使供熱管網(wǎng)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上合理。本設(shè)計(jì)中熱源即二級(jí)網(wǎng)的換熱站，位于住宅小區(qū)內(nèi)。4.2管網(wǎng)的走向?qū)嶋H定線時(shí)要掌握地質(zhì)、水文資料，了解地下水位的高低，地上地下構(gòu)筑物的情況，除了技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理外還要考慮維修方便，一般應(yīng)注意：（1）讓管道盡量穿過負(fù)荷集中區(qū)。這一原則目前在大中城市里很難實(shí)現(xiàn)；（2）管網(wǎng)走向宜平行于道路和建筑物； （3）為了施工及維修管理方便，管道盡量敷設(shè)在人行道及綠化地帶下；（4）盡量少穿越公路、鐵路、河流及主要交通干線；（5）熱力管道與其他管道以及建筑物、構(gòu)筑物應(yīng)保持一定的距離（包括水平距離和垂直凈距）。（6）熱網(wǎng)布置時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)考慮各小區(qū)管道連接方便及小區(qū)內(nèi)負(fù)荷對(duì)稱。4.3管徑的選擇根據(jù)管網(wǎng)的平面布置圖及各管段的流量查手冊(cè)得出各管段的管徑。見平面圖。4.4管道的敷設(shè)管道的敷設(shè)方式有地上（架空）敷設(shè)和地下敷設(shè)兩大類。一般的城市供暖管道多采用地下敷設(shè)，目前以采用地下無溝（直埋）敷設(shè)為主。本設(shè)計(jì)中采用這種無溝直埋敷設(shè)。在熱水供熱中，直埋敷設(shè)最多采用的方式是供熱管道、保溫層和保護(hù)外殼三者緊密粘接在一起，形成整體式的預(yù)制保溫管結(jié)構(gòu)形式。施工安裝時(shí)在管道溝槽底部要預(yù)先鋪約100-150mm粗砂礫夯實(shí)，管道四周填充沙礫，頂部填砂約150-200mm，之后再回填原土并夯實(shí)。4.5閥門的設(shè)計(jì)在滿足要求和維修的條件下，盡量減少閥門的數(shù)量。（1）熱力管道干線、支干線、支線的起點(diǎn)應(yīng)安裝關(guān)斷閥門；（2）長(zhǎng)距離輸送的熱水熱網(wǎng)干線應(yīng)安裝分段閥門，分段閥門的間距建議為：輸送干線，20003000m；輸配干線，10001500m；（3）熱水管道最高點(diǎn)設(shè)放氣閥，最低點(diǎn)設(shè)放水閥；（4）用于管道連通的閥門應(yīng)采用雙向密封的閥門；（5）管徑500mm 的閥門應(yīng)采用電驅(qū)動(dòng)閥門；（6）用于關(guān)斷的閥門可采用閘閥、蝶閥或截至閥（小管徑），用于調(diào)整流量的閥門可采用手動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥（或自立式流量控制閥）。 在本設(shè)計(jì)中，各管道干線、支干線、支線的起點(diǎn)安裝截止閥；在最高點(diǎn)設(shè)放氣閥，最低點(diǎn)設(shè)放水閥；在各別管段中安裝手動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥。見管道布置平面圖。4.6檢查井的設(shè)置（1）檢查井的數(shù)量力求最少，不應(yīng)設(shè)在交通要道和人行車流頻繁處。（2）在下列情況下要設(shè)檢查井：（3）地下敷設(shè)管道安裝套筒補(bǔ)償器、波紋管補(bǔ)償器、閥門、放水和除污裝置等設(shè)備附件時(shí)，應(yīng)設(shè)置檢查井。4.7支架及補(bǔ)償器的設(shè)置固定支架間的最大允許間距可根據(jù)初步設(shè)計(jì)選定的管徑查閱相關(guān)文獻(xiàn)，當(dāng)管徑為125mm時(shí)，固定支架最大間距應(yīng)為65m,當(dāng)管徑100mm時(shí)，固定支架最大間距應(yīng)為60m,當(dāng)每個(gè)固定支架之間必須設(shè)一個(gè)補(bǔ)償器。盡量利用自然補(bǔ)償，不便使用方形補(bǔ)償器時(shí)應(yīng)選用套筒補(bǔ)償器或波紋管補(bǔ)償器。方形補(bǔ)償器所在處應(yīng)有補(bǔ)償器穴。當(dāng)鋼管直徑較大，安裝位置有限時(shí)可設(shè)置套筒式補(bǔ)償器或波紋管補(bǔ)償器。套筒補(bǔ)償器使用時(shí)注意定期檢修，以防漏水；波紋管補(bǔ)償器選擇時(shí)應(yīng)注意使用條件，避免氯離子腐蝕。本設(shè)計(jì)中主要采用波形補(bǔ)償器。第五章 水力計(jì)算5.1水力計(jì)算的步驟（1）畫出水力計(jì)算簡(jiǎn)圖，標(biāo)出管道附件以及各管段計(jì)算流量G和管長(zhǎng)L；（2）水力計(jì)算先從主干線開始，根據(jù)城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范，在一般的情況下，熱水網(wǎng)路主干線的設(shè)計(jì)平均比摩阻，可取3070Pa/m進(jìn)行計(jì)算。熱網(wǎng)規(guī)范建議的數(shù)值，主要是根據(jù)多年來采用直接連接的熱水網(wǎng)路系統(tǒng)而規(guī)定的。對(duì)于采用間接連接的熱水網(wǎng)路系統(tǒng)，主干線的平均比摩阻值比上述規(guī)定的值要高，有時(shí)可達(dá)100Pa/m以上。間接連接的熱網(wǎng)主干線的合理平均比摩阻值，有待通過技術(shù)分析和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步確定；（3）根據(jù)網(wǎng)路主干線各管段的計(jì)算流量和初步選用的平均比摩阻值，利用附錄的水力計(jì)算表，確定主干線各管段的標(biāo)準(zhǔn)管徑和相應(yīng)的實(shí)際比摩阻；（4）根據(jù)選用的標(biāo)準(zhǔn)管徑和管段中局部阻力的形式，查附錄，確定各管段局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度Ld的總和，以及管段的折算長(zhǎng)度LZH；（5）根據(jù)管段的折算長(zhǎng)度LZH，以及由附錄查到的比摩阻，計(jì)算主干線各管段的總壓降；（6）主干線水力計(jì)算完成后，便可以進(jìn)行熱水網(wǎng)路支干線、支線等水力計(jì)算。分支管水力計(jì)算時(shí)應(yīng)按支干線、支線的資用壓力確定其管徑，但熱水流速不應(yīng)大于3.5m/s，同時(shí)比摩阻不應(yīng)大于300Pa/m。規(guī)范中采用了兩個(gè)控制指標(biāo)，實(shí)質(zhì)上是對(duì)管徑DN400mm的管道，控制其流速不得超過3.5m/s（尚未達(dá)到300Pa/m），而對(duì)管徑DN400mm的管道，控制其比摩阻不超過300Pa。5.2水壓圖的繪制5.2.1水壓圖的繪制原則熱水網(wǎng)路壓力狀況的基本技術(shù)要求不超壓、不汽化、不倒空、不吸氣以及保證循環(huán)的基本原則。水壓圖的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)應(yīng)取不同的比例。水壓圖系統(tǒng)的標(biāo)高采用相對(duì)標(biāo)高，坐標(biāo)原點(diǎn)0選擇熱源處循環(huán)水泵吸入口的中心線平面標(biāo)高。一般可選擇熱源處地形標(biāo)高。即以鍋爐房地面標(biāo)高為0，熱網(wǎng)管線所在地的地面標(biāo)高由平面圖給出。根據(jù)水力計(jì)算結(jié)果繪制出來的動(dòng)水壓曲線是折線，靜水壓線是一條平行于橫坐標(biāo)的水平直線。一般分支管的水壓曲線斜率比主干線大，即分支管水壓曲線包含在主干線水壓曲線之內(nèi)。5.2.2繪制水壓圖的步驟（1）在圖紙下部繪制出熱水網(wǎng)路的平面布置圖；（2）在平面圖的上部以網(wǎng)路循環(huán)水泵中心線的高度為基準(zhǔn)面，沿基準(zhǔn)面在縱坐標(biāo)上按一定的比例尺做出距離的刻度；（3）在橫坐標(biāo)上，找到網(wǎng)路上各點(diǎn)或各用戶距熱源出口沿管線計(jì)算距離的點(diǎn)，在相應(yīng)點(diǎn)沿縱坐標(biāo)方向繪制出網(wǎng)路相對(duì)于基準(zhǔn)面的標(biāo)高，構(gòu)成管線的地形剖面圖；（4）繪制靜水壓曲線。靜水壓曲線是網(wǎng)路循環(huán)水泵停止工作時(shí)，網(wǎng)路上各點(diǎn) 測(cè)壓管水頭的連線。因?yàn)榫W(wǎng)路上各用戶是相互連通的，靜止時(shí)網(wǎng)路上各點(diǎn)的測(cè)壓管水頭均相等，靜水壓曲線就應(yīng)該是一條水平直線。它不能超過各用戶的作用壓頭。因?yàn)楦饔脩舻挠盟叨榷紴?8m，供水溫度為95時(shí)，其汽化壓力為0mH2O，加上35m的富裕壓力則靜水壓曲線高度應(yīng)在18+0+3=21m，取整數(shù)為21 m。（5）繪制回水干管動(dòng)水壓曲線。當(dāng)網(wǎng)路循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)路回水管各點(diǎn)測(cè)壓管水頭的連線稱為回水管動(dòng)水壓曲線。從定壓點(diǎn)即靜水壓線和縱坐標(biāo)的交點(diǎn)A開始畫。回水總壓降為4m。定壓點(diǎn)即干管末端的壓力為21mH2O，那么回水干管始端B也就是末端用戶的出口壓力為21+4=25mH2O。連接A、B兩點(diǎn)，將為主干線回水管的動(dòng)水壓線AB。（6）繪制供水干管的動(dòng)水壓曲線。末端用戶的資用壓頭為5 mH2O，則末端用戶入口處C點(diǎn)壓力即供水管主干線末端點(diǎn)的壓力應(yīng)為25+5=30 mH2O。供水主干線的總壓力損失與回水管相等也為4 mH2O，那么在熱源出口處即供水管始端D點(diǎn)動(dòng)水壓曲線的水位高度，應(yīng)為30+4=34 mH2O。連接C、D即為主干線供水管的動(dòng)水壓線CD。 熱源內(nèi)部壓力損失為10 mH2O，則熱源出口壓力為34+10=44 mH2O，那么熱源入口E點(diǎn)的壓力為44mH2O，兩點(diǎn)D、E連接起來，為熱源的水壓線。如圖中ABCDE所示。（7）各分支管線的動(dòng)水壓曲線?？筛鶕?jù)各分支管線在分支點(diǎn)處供、回水管的測(cè)壓管水頭高度和分支線的水力計(jì)算結(jié)果。5.3 水泵的選擇5.3.1循環(huán)水泵的選擇（1）流量G1G1=(1.1-1.2)G=1.268.79=82.32t/h （2）揚(yáng)程H （7）式中：Hr、Hw、Hy分別為熱源、熱網(wǎng)和熱用戶的阻力損失。Hr近似取1015mH2O，Hw包括供水和回水管路的全部損失，由水力計(jì)算結(jié)果得出，Hy按用戶的形式和連接方式確定，一般的直接連接用戶可取25mH2O，對(duì)間接連接的用戶可以取810mH2O。 =10+8+5=23mH2O H1=1.2