供暖外網(wǎng)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、.前言本設(shè)計(jì)是在課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)結(jié)合工程實(shí)際，按國(guó)家有關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、工程設(shè)計(jì)圖集及其它參考資料，對(duì)立地完成所要求的設(shè)計(jì)任務(wù)。同時(shí)要求系統(tǒng)的掌握設(shè)計(jì)計(jì)算步驟、方法，培養(yǎng)我們分析、解決問(wèn)題的能力，為以后的工作奠定了基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)是河北建筑工程學(xué)院新校區(qū)室外供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)。熱源暫定為區(qū)域鍋爐房。建筑面積為 目錄第一章 工程概述 第一節(jié) 供熱系統(tǒng)的區(qū)域簡(jiǎn)介第二節(jié) 原始資料第三節(jié) 熱源狀況介紹第二章 熱負(fù)荷計(jì)算第一節(jié) 熱指標(biāo)的選擇 第二節(jié) 熱負(fù)荷的計(jì)算第三節(jié) 繪制熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖第四節(jié) 供暖年負(fù)荷第三章 供暖方案的確定第一節(jié) 熱媒的選擇 第二節(jié) 熱媒參數(shù)的確定 第三節(jié) 供熱

2、管網(wǎng)的平面布置 第四節(jié) 管網(wǎng)附件設(shè)計(jì)原則 第五節(jié) 供熱管網(wǎng)的敷設(shè)第四章 管道水力計(jì)算 第一節(jié) 管道水力計(jì)算圖繪制 第二節(jié) 確定計(jì)算管路 第三節(jié) 比摩阻的選擇 第四節(jié) 阻力平衡的原則及措施第五章 系統(tǒng)水壓圖、調(diào)節(jié)方式和系統(tǒng)工藝設(shè)備、設(shè)施的選擇 第一節(jié) 系統(tǒng)定壓方式的確定 第二節(jié) 供熱系統(tǒng)原理圖 第三節(jié) 水壓圖的繪制 第四節(jié) 調(diào)節(jié)方式及調(diào)節(jié)曲線的繪制、供熱系統(tǒng)工藝設(shè)備的選擇第六章 管道保溫結(jié)構(gòu)和管網(wǎng)土建措施 第一節(jié) 管道的保溫選擇和計(jì)算 第二節(jié) 管溝形式和檢查井的確定 第三節(jié) 活動(dòng)支架的選擇與計(jì)算 第四節(jié) 固定支架的位置確定和推力計(jì)算及選擇河北建筑工程學(xué)院新校區(qū)室外供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算書第一章 概述第

3、一節(jié) 供熱系統(tǒng)的區(qū)域簡(jiǎn)介1 地理位置 張家口市是河北省省轄市，位于河北省西北部，京、冀、晉、蒙四省市交界處，跨東經(jīng)113°50至116°30、北緯39°30至42°10。海拔730米。2 氣候條件張家口屬于我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)B區(qū)，市區(qū)地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，屬于典型的大陸干旱和半干旱地區(qū)，冬季漫長(zhǎng)而寒冷，夏季短促而炎熱，干燥少雨風(fēng)沙多。年均氣溫6左右。張家口四季分明，氣候宜人。盛夏干濕適中，涼風(fēng)送爽；嚴(yán)冬冰封雪飄，粉雕玉琢。供暖期半年。3 資源與產(chǎn)業(yè)張家口有優(yōu)越的地理位置和區(qū)位優(yōu)勢(shì)。東臨首都北京，西連“煤都”大同，北靠?jī)?nèi)蒙古草原，南接華北腹地，背靠?jī)?nèi)陸，是溝

4、通中原與北疆，連接?xùn)|部經(jīng)濟(jì)帶與西部資源產(chǎn)區(qū)的重要紐帶。張家口市蘊(yùn)含著巨大潛力的豐富資源，有雄厚、堅(jiān)實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)，是河北省重要的工業(yè)城市之一。4 供熱區(qū)域概況新校區(qū)選址位于張家口市南端，市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，距市區(qū)約6公里。新校區(qū)總用地63.6公頃（約900畝），可用地面積51.4公頃，由東、西兩塊建設(shè)基地構(gòu)成。東面基地用于主校區(qū)建設(shè)，北臨紅線寬50米的緯三路，西臨紅線寬50米的經(jīng)三路（在建），南靠緯四路，東至鐵路貨場(chǎng)，用地50.6公頃（約760畝），東西寬564米，南北1091米。西側(cè)基地用于教職工生活區(qū)建設(shè)，生活區(qū)東臨經(jīng)三路，用地9.3公頃（約140畝）。控規(guī)要求，建筑東側(cè)退地界10m，西

5、側(cè)退道路紅線10m，南側(cè)退道路紅線10m，北側(cè)退道路紅線10m。容積率不大于0.8，綠地率不小于30，集中綠地不小于15%。并要保留現(xiàn)狀基地東北角的供水泵站。主校區(qū)南鄰特種陶瓷廠和緯四路；東鄰火車南站貨場(chǎng)；北鄰城市主干道緯三路，與“世紀(jì)豪園”居住小區(qū)相對(duì)。地勢(shì)基本平坦，地質(zhì)條件良好，有一條東沙河的季節(jié)性泄洪渠，自北向南貫穿基地。東沙河可以結(jié)合校園水景進(jìn)行渠化或調(diào)整線形和寬度。第二節(jié) 原始資料 1 氣象資料查簡(jiǎn)明供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)附錄可得張家口市氣象資料： 室外計(jì)算溫度： 15 通風(fēng)室外計(jì)算溫度： 10 冬季室外平均風(fēng)速： 3.6m/s 主導(dǎo)風(fēng)向： NNW 最大凍土深度： 136cm 供暖期： 155

6、天 第三節(jié) 熱源狀況的介紹由于目前張家口城市集中供暖方案已在實(shí)施中，未來(lái)熱交換站設(shè)在規(guī)劃鍋爐房位置，直接向南連接緯四路市政供熱管道。轉(zhuǎn)換為集中供暖后，校區(qū)內(nèi)部的熱力管網(wǎng)可直接轉(zhuǎn)換為集中供暖使用。第二章 供暖熱負(fù)荷第一節(jié) 熱指標(biāo)的選擇1 熱指標(biāo)的概念熱指標(biāo)是表示各類建筑物，在室內(nèi)外溫差1時(shí)，單位體積（面積）的供暖熱負(fù)荷。對(duì)于熱指標(biāo)的估算，主要取決于通過(guò)垂直維護(hù)結(jié)構(gòu)向外傳遞的熱量，它與建筑物的平面尺寸和層高有關(guān)，因而不直接取決于建筑平面面積，熱指標(biāo)有體積熱指標(biāo)與面積熱指標(biāo)兩種方法，體積熱指標(biāo)更能準(zhǔn)確的反映出建筑物的傳熱狀況，但是采用面積熱指標(biāo)比體積熱指標(biāo)更易于概算，計(jì)算方法簡(jiǎn)便。因此，本設(shè)計(jì)采用單

7、位建筑面積熱指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算。 因?yàn)樾滦^(qū)建筑物均為采取節(jié)能措施的建筑，故熱指標(biāo)查城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范表3.1.21，得：表2 采暖熱指標(biāo)推薦值qh(W/m2)建筑物類型住宅居住區(qū)綜合學(xué)校辦公醫(yī)院托幼旅館商店食堂餐廳影劇院展覽館大禮堂體育館采取節(jié)能措施404545555070557050605570100130801051001502 熱指標(biāo)的選擇 選擇熱指標(biāo)的大小，主要與建筑物的結(jié)構(gòu)外形以及層高有關(guān)，建筑物的維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)越大，采光率越高，則建筑物的熱損失越大，在這種情況下，熱指標(biāo)可取較大值；反之，則取較小值。第二節(jié) 熱負(fù)荷的計(jì)算1 對(duì)供暖熱負(fù)荷進(jìn)行編號(hào)列表計(jì)算如下：表3編號(hào)建筑面積(m2)熱

8、指標(biāo)（W/m2）熱負(fù)荷（W）編號(hào)建筑面積(m2)熱指標(biāo)（W/m2）熱負(fù)荷（W）114867507433502341625020810021100050550002426785013390031848950924450256776503435004194825097410026687050472500513290506645002754355027175067500503750002810005050000714500507250002910945054700890005045000030109450547009165005082500031543550271750104280050214000

9、032687050343500111800050900000334162502081001250001005000003426785013390013188170131670354396502198001447251004725003642945021470015539110053910037677650338800164725100472500381094505470017200070140000391094505470018220055121000401000505000019300401200041620005031000002030005015000042140000405600000

10、214396502198004350001005000002242945021470024790070編號(hào)圖見(jiàn)附圖12、蒸汽熱負(fù)荷計(jì)算本設(shè)計(jì)蒸汽熱負(fù)荷主要為食堂、浴室、熱水爐、校醫(yī)室及西區(qū)的蒸汽熱負(fù)荷。浴室蒸汽熱負(fù)荷：本設(shè)計(jì)兩個(gè)浴室中有280個(gè)噴頭，由建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范4.1.2-2公共浴室每小時(shí)用水量為450-540t,取450t/h;水溫為37-40，取40；由表4.1.5得冷水溫度為10。1=280×450×2×（40-10）×0.001163=8.79MW蒸汽用量為=8.79MW/0.7=12.56t/h熱水爐蒸汽用量為：此設(shè)計(jì)中人數(shù)取1300

11、0人，用時(shí)為7小時(shí)，由供熱通風(fēng)機(jī)空調(diào)工程設(shè)計(jì)資料大全式2-1.6 =3n(105-)/500=3×13000×（105-10）/500=7.41t/d=1. 06t/h。食堂蒸汽用量為：由供熱通風(fēng)機(jī)空調(diào)工程設(shè)計(jì)資料大全表2-1.13查得一般食堂一人依次食量為0.22-0.24kg/h,一人一次湯量為0.2-0.3kg/h。表2-1.14中，蒸汽消耗量為每100kg耗用蒸汽量21.32kg=15000×0.42×21.32/(100×2)=671.58kg/h=0.67t/h校醫(yī)室蒸汽耗用量取0.5t/h。西區(qū)的蒸汽熱負(fù)荷：查建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范

12、每人每日用水定額85130（L），取100。Kh小時(shí)變化系數(shù)，Kh取2.48。tr取60，t1取10，C為4.2kj/kg.，qr熱水用水定額取100L/人.d，m用水計(jì)算單位數(shù)，取3500。=2.11MW根據(jù)學(xué)校熱負(fù)荷的性質(zhì)，又將教學(xué)樓、圖書館、實(shí)驗(yàn)室、行政辦公樓及緯三路南側(cè)的兩棟建筑劃分為北線。學(xué)生宿舍、食堂、浴室等劃分為東線。西區(qū)教工宿舍區(qū)為西線。后勤服務(wù)、校醫(yī)院及預(yù)留發(fā)展用地劃分為南線。體育館、會(huì)堂劃分為西北線。第三節(jié) 繪制熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖在供熱工程規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，特別是對(duì)供熱的方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，往往需要繪制熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖。利用熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖，可以計(jì)算出供暖期間的供暖年總耗熱

13、量，而且還能從圖上直觀的了解在不同室外溫度狀況下的熱負(fù)荷及相應(yīng)的小時(shí)數(shù)。能夠清晰的反映出整個(gè)供暖期間系統(tǒng)熱負(fù)荷的情況，從而為系統(tǒng)調(diào)節(jié)，技術(shù)分析及運(yùn)行管理提供必要的資料。熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖由左右兩部分圖組成，左圖為熱負(fù)荷隨室外溫度變化圖，右圖為熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖。因此，圖的縱坐標(biāo)為熱負(fù)荷Q，橫坐標(biāo)左方為室外溫度tw，橫坐標(biāo)右方為在低于和等于這一室外溫度出現(xiàn)總天數(shù)或者是總小時(shí)數(shù)。不同室外溫度的延續(xù)時(shí)間：由于設(shè)計(jì)資料上不能提供張市的延續(xù)時(shí)間，故采用供熱工程課本提供的“無(wú)因次綜合公式法”計(jì)算張市不同室外溫度的延續(xù)時(shí)間，計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如下：各城市的地理位置和氣象條件等因素是有很大差別的，但也有一些共同的特點(diǎn)

14、：（1） 根據(jù)暖通規(guī)范，各城市的開(kāi)始和停止供暖溫度都定為5；（2） 根據(jù)暖通規(guī)范，以不保證天數(shù)為5天的原則，確定各城市的供暖室外計(jì)算溫度tw值；（3） 各城市供暖期長(zhǎng)短（n小時(shí)數(shù)）與其室外溫度變化幅度，大致也有一定規(guī)律。用下列無(wú)因次群形式的數(shù)學(xué)模型，來(lái)表達(dá)供暖期內(nèi)的氣溫分布規(guī)律。Rt=0(N5)或Rt=（5<NNzh） （2-3.1） 或用下式表示：twtw (N5)或tw=tw+(5tp.j) (5<N<Nzh) （2-3.2） 式中 tw某一室外溫度，； tw、tp.j、和5供暖室外計(jì)算溫度、供暖期室外日平均溫度和供暖期開(kāi)始及終止供暖的室外日平均溫度，； Rt、Rn兩個(gè)無(wú)

15、因次群，分別代表無(wú)因次室外氣溫和無(wú)因次延續(xù)天數(shù)和小時(shí)數(shù) （2-3.2） （2-3.3） Nzh、nzh、5、120供暖期總天數(shù)或總小時(shí)數(shù)；不保證天數(shù)（5天）或不保證小時(shí)數(shù)（120h）; N、n延續(xù)天數(shù)或延續(xù)小時(shí)數(shù)； b Rn的指數(shù)值； （2-3.4） 修正系數(shù)。 （2-3.5） 根據(jù)供暖熱負(fù)荷與室內(nèi)、外溫度差成正比關(guān)系，即 （2-3.6） 式中 Qn、Qn供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和在室外溫度tw下的供暖熱負(fù)荷； 供暖相對(duì)熱負(fù)荷比； tn供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，取18。由上可以得出供暖熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的數(shù)學(xué)表達(dá)式：Qn=Qn (N5時(shí)) 或 Qn=(10Rnb)Qn (5<NNzh時(shí))式中 0（5tw）/

16、(tntw) （2-3.7）可得 （2-3.8） （2-3.9）本工程中各參數(shù)值如下：Qn=29.676400MW, tw=15，tn=18, 0=0.606, =1.033,b=0.95;根據(jù) ， ， 可得下表：(k=1,2,310)表1tw131197531135Qn27.87826.07924.28122.48220.68418.88517.08615.28813.48911.691Rn0.0890.1840.2820.3810.4820.5840.6870.7910.8951.000n43777911281488184822222593296433423720由上表數(shù)據(jù)畫供暖熱負(fù)荷延續(xù)

17、時(shí)間圖。根據(jù)第一章中的原始資料繪制供暖熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖，見(jiàn)附圖2 第三章 供熱方案確定 第一節(jié) 熱媒的選擇1 熱媒分類供暖系統(tǒng)的常用熱媒是水、蒸汽、空氣。供暖系統(tǒng)的熱媒，應(yīng)根據(jù)安全、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)、建筑性質(zhì)和地區(qū)供熱條件等因素考慮決定。查供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，列表如下：表4民用及公共建筑建筑種類適宜采用允許采用居民建筑、醫(yī)院、幼兒園托兒所等不超過(guò)95的熱水1 低壓蒸汽2不超過(guò)110的熱水辦公樓、學(xué)校、展覽館等1不超過(guò)110的熱水2 低壓蒸汽高壓蒸汽一般俱樂(lè)部影劇院1 不超過(guò)110的熱水2 低壓蒸汽不超過(guò)130的熱水注： 1 低壓蒸汽系壓力為70Kpa的蒸汽。 2 采用蒸汽為熱媒時(shí)，必須技術(shù)論證為管理，

18、并在經(jīng)濟(jì)上經(jīng)分析為合理時(shí)才允許。 查供熱工程：在集中供熱系統(tǒng)中，以水作為熱媒和蒸汽相比，有下述優(yōu)點(diǎn)： 1 熱水供熱系統(tǒng)的利用率高。由于在熱水供熱系統(tǒng)中，沒(méi)有凝結(jié)水和蒸汽泄漏，以及二次蒸汽的熱損失，因而熱能利用率比蒸汽供熱系統(tǒng)高，實(shí)踐證明，一般可節(jié)約燃料20%40%。 2 以水作為熱媒用于供暖系統(tǒng)時(shí)，可以改變供水溫度來(lái)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)（質(zhì)調(diào)節(jié)），既能減少熱網(wǎng)損失，又能較好的滿足衛(wèi)生要求。 3 由于水的熱容量大，在短時(shí)間水力工況失調(diào)時(shí)，不會(huì)引起顯著的供熱狀況的改變。 4 在熱電廠供熱的情況下，可以充分利用汽輪機(jī)的低壓抽汽，得到較高經(jīng)濟(jì)效益。熱水介質(zhì)的缺點(diǎn)是輸送耗電量大。以蒸汽作為熱媒，與熱水相比有如下

19、 優(yōu)點(diǎn)： 1 以蒸汽作為熱媒的使用面廣，能滿足多種熱用戶的要求。 2 汽網(wǎng)中輸送蒸汽凝結(jié)水所耗的電能少，輸送靠自身壓力，不用循環(huán)系統(tǒng)，不用耗電。 3 因溫度和傳熱系數(shù)都比水高，可以減少散熱設(shè)備面積。 4 輸送和使用過(guò)程中不用考慮靜壓。蒸汽介質(zhì)有如下缺點(diǎn)： 能源效率低 蒸汽使用后凝結(jié)水回收困難，僅除鹽水（或軟化水）損失大，而且熱損失也大。蒸汽在使用和輸送過(guò)程中損失大。以熱水輸送距離短，一般可以輸送到35km,最大可以輸送到57km。蒸汽和凝結(jié)水狀態(tài)參數(shù)變化較大的特點(diǎn)是蒸汽供暖系統(tǒng)比熱水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理上較為復(fù)雜的原因之一。由這一特點(diǎn)引起系統(tǒng)中出現(xiàn)“跑”、“冒”、“滴”、“漏”問(wèn)題解決不當(dāng)時(shí)，

20、會(huì)降低蒸汽供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和適用性。蒸汽供暖系統(tǒng)散熱器表面溫度高，易烤炙積在散熱器上的灰塵，產(chǎn)生異味，衛(wèi)生條件較差。由于上述“跑”、“冒”、“滴”、“漏”影響能耗以及衛(wèi)生條件等兩個(gè)原因，在民用建筑中，不適宜采用蒸汽供暖系統(tǒng)。在工廠中，蒸汽作為供熱系統(tǒng)的熱媒得到極廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷與其他熱負(fù)荷共存時(shí)，傳熱介質(zhì)的選擇盡量只利用一種供熱介質(zhì)，根據(jù)個(gè)體情況，通過(guò)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定熱媒。2 熱媒的選擇 河北建筑工程學(xué)院新校區(qū)室外供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)屬于民用建筑的設(shè)計(jì)，總的供熱面積為49.7萬(wàn)平方米，通過(guò)比較熱水、蒸汽供熱的優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)考慮，決定除西線以外均采用熱水作為供熱熱媒，西線采用蒸汽作為供熱熱

21、媒。 第二節(jié) 熱媒參數(shù)的確定1 熱媒參數(shù)的分類熱水供暖系統(tǒng)按照水的參數(shù)的不同，可以分為低溫?zé)崴┡到y(tǒng)（水溫低于100）高溫?zé)崴┡到y(tǒng)（水溫高于100），熱水參數(shù)越高，輸送能力越大，越能節(jié)省輸送電量。但溫度過(guò)高反而不經(jīng)濟(jì)。要提高熱水參數(shù)則能耗大，設(shè)備投資大，所以確定熱水溫度時(shí)，要經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。查城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范：對(duì)于以區(qū)域鍋爐房為熱源的熱力網(wǎng)，提高供水溫度、加大供回水溫差，可以減少熱力網(wǎng)的流量，降低管網(wǎng)投資和運(yùn)行費(fèi)用，而對(duì)鍋爐運(yùn)行的煤耗影響不大，從這方面看，應(yīng)提高區(qū)域鍋爐房供熱介質(zhì)溫度。但當(dāng)介質(zhì)溫度高于熱用戶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度時(shí)，用戶入口要增加換熱或降溫裝置，故提高供熱介質(zhì)溫度也存在技術(shù)經(jīng)

22、濟(jì)合理化的問(wèn)題。當(dāng)不具備確定最佳供回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較條件時(shí)，推薦的熱水熱力網(wǎng)供回水溫度的依據(jù)是：以區(qū)域鍋爐房為熱源時(shí)，供回水溫度的高低對(duì)鍋爐房運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能影響不大。當(dāng)供熱規(guī)模較小時(shí)，與戶內(nèi)采暖設(shè)計(jì)參數(shù)一致，可減少用戶入口設(shè)備投資。當(dāng)供熱規(guī)模較大時(shí)，為降低管網(wǎng)投資，宜擴(kuò)大供回水溫差，采用較高的供水溫度。當(dāng)供水溫度確定以后，回水溫度應(yīng)根據(jù)室外管網(wǎng)及內(nèi)部系統(tǒng)散熱設(shè)備的基建投資（室內(nèi)管網(wǎng)的基建投資與用水溫度的變化有關(guān)），系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用及系統(tǒng)折舊、修理和維護(hù)費(fèi)用總和最小的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較而確定。查集中供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)，當(dāng)不具備確定最佳供回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較條件，熱水供回水溫度按以下原則確定： 區(qū)域性鍋爐房

23、供回水溫度區(qū)域性鍋爐房為熱源，供熱規(guī)模較小時(shí)，供回水溫度可采用95/70，80/60的水溫，而供熱規(guī)模較大時(shí)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較可采用110/70，130/70，150/80等高溫水作為供熱介質(zhì)。 二次網(wǎng)供回水溫度可根據(jù)一次供回水溫度和衛(wèi)生要求及供熱區(qū)內(nèi)熱用戶的需要，并經(jīng)過(guò)詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定。一般二次網(wǎng)供回水溫度有如下幾種參考：95/70、85/65、80/60、70/50等。2 熱媒參數(shù)的選擇依據(jù)上述原則初步確定河北建筑工程學(xué)院新校區(qū)供暖系統(tǒng)以設(shè)計(jì)參數(shù)為95/70低溫?zé)崴疄闊崦?；其它供熱系統(tǒng)以壓力為0.6MPa飽和蒸汽（飽和溫度為158.8）為熱媒。 第三節(jié) 供熱管網(wǎng)的平面布置1 管網(wǎng)的布置形

24、式 供熱管網(wǎng)布置形式有枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)兩大類型。枝狀管網(wǎng)布置簡(jiǎn)單，供熱管路的直徑隨與熱源的距離增大而減少，且金屬耗量小，基建投資少，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便，但枝狀管網(wǎng)不具備后備供熱能力，由于建筑物具有一定的蓄熱能力，通常迅速消除熱網(wǎng)故障的方法，以使建筑室溫不至顯著降低。環(huán)狀管網(wǎng)和枝狀管網(wǎng)相比，熱網(wǎng)投資增大，運(yùn)行管網(wǎng)更為復(fù)雜。熱網(wǎng)要有較好的自動(dòng)控制措施，目前國(guó)內(nèi)剛開(kāi)始使用。本次設(shè)計(jì)熱源為一個(gè)區(qū)域鍋爐房，且考慮到枝狀管網(wǎng)應(yīng)用較成熟，運(yùn)行調(diào)節(jié)較簡(jiǎn)便，故本次設(shè)計(jì)熱網(wǎng)布置宜采用枝狀管網(wǎng)。2 熱水系統(tǒng)形式 熱水熱源系統(tǒng)主要采用兩種形式：閉式系統(tǒng)和開(kāi)式系統(tǒng)。在閉式系統(tǒng)中，熱網(wǎng)的循環(huán)水作為熱媒，供給熱網(wǎng)用戶熱量而不從

25、熱網(wǎng)中取出支用。在開(kāi)式系統(tǒng)中，熱網(wǎng)的循環(huán)水全部或部分的從熱網(wǎng)中取出，直接用或熱水供應(yīng)熱用戶中。采用閉式系統(tǒng)，熱網(wǎng)補(bǔ)水量很少，可以減少水處理費(fèi)用和水處理設(shè)備投資：供熱系統(tǒng)的嚴(yán)密性也便于檢測(cè)。考慮到城市水源，水質(zhì)方面因素等限制，本設(shè)計(jì)采用閉式管網(wǎng)較宜。3 平面布置原則 經(jīng)濟(jì)合理，主干線力求短而直，主干線盡量走熱負(fù)荷集中區(qū)， 技術(shù)上可靠， 對(duì)周圍環(huán)境影響小而協(xié)調(diào)。4 管網(wǎng)位置布置確定 查城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范， 城市熱力網(wǎng)的布置應(yīng)在城市規(guī)劃的指導(dǎo)下，考慮熱負(fù)荷分布，熱源位置，與各種地上、地下管道及構(gòu)筑物、園林綠地的關(guān)系和水文、地質(zhì)條件等多種因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 熱力網(wǎng)管道的位置應(yīng)符合下列規(guī)定： 1

26、 城市道路上的熱力網(wǎng)管道應(yīng)平行與道路中心線，并宜敷設(shè)在車行道以外的地方，同一條管道應(yīng)只沿街道的一側(cè)敷設(shè)； 2 穿過(guò)廠區(qū)的城市熱力網(wǎng)管道應(yīng)敷設(shè)在易于檢修和維護(hù)的位置； 3 通過(guò)菲建筑區(qū)的熱力網(wǎng)管道應(yīng)沿道路敷設(shè)； 4 熱力網(wǎng)管道選線時(shí)宜避開(kāi)土質(zhì)松軟的地區(qū)、地震斷裂帶、滑坡危險(xiǎn)地帶以及高地下水位區(qū)等不利地段。 依據(jù)以上原則和規(guī)定，確定管網(wǎng)位置及走向，參看附圖3。第四節(jié) 管網(wǎng)附件設(shè)計(jì)原則一 管道系統(tǒng)閥門設(shè)定位置 查集中供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)不同用途、介質(zhì)溫度及工作壓力等因素選擇。1 閘閥：只用于全開(kāi)、全閉的 供熱管道，不允許作調(diào)節(jié)用。閘閥主要起關(guān)斷作用，不宜做調(diào)節(jié)流量用。一般明桿式適用于腐蝕性介質(zhì)和室內(nèi)，

27、暗桿式適用于非腐蝕性介質(zhì)和操作位置受限制處；楔式多為單閘板，平行式多為雙閘板。閘閥具有密封性好；全開(kāi)啟時(shí)，介質(zhì)流動(dòng)阻力??；長(zhǎng)度較短，布置緊湊；安裝時(shí)無(wú)方向性等優(yōu)點(diǎn)。但是，閘閥不宜單側(cè)受力，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，密封面易磨損，維修較困難，手輪高度較高。它常用在公稱通徑大于200的管道上。2 蝶閥：用于全開(kāi)全閉的供熱管道上，并具有良好的調(diào)節(jié)性能。蝶閥可作啟閉和控制流量時(shí)使用。蝶閥的密封性能好，壽命長(zhǎng)；開(kāi)閉時(shí)間短，省力；流動(dòng)阻力??；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作；外形尺寸小，重量輕，便于運(yùn)輸和安裝。但蝶閥的使用溫度較低，耐壓范圍也比較小。近年來(lái)，在城市供熱的熱水管網(wǎng)上和熱力站內(nèi)使用較為普遍，安裝時(shí)無(wú)方向性。3 截止閥

28、：只用于全開(kāi)全閉的供熱管道，一般不作流量或壓力調(diào)節(jié)用。截止閥主要起關(guān)斷作用。小直徑截止閥一般為暗桿式，大直徑一般為明桿式。截止閥有方向性，安裝時(shí)應(yīng)注意使介質(zhì)流動(dòng)方向與閥體的箭頭方向一致，不能裝反。截止閥的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造、維修都比閘閥方便。但介質(zhì)流動(dòng)阻力較大，閥體長(zhǎng)度較長(zhǎng)。產(chǎn)品公稱通徑不大于200。4 調(diào)節(jié)閥：可用于全開(kāi)全閉的供熱管道上，并具有良好的調(diào)節(jié)性能。在供熱系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥一般裝在干線的分支點(diǎn)、用戶的熱入口處，以及熱源的分、集水器和熱力站中，用以解決初調(diào)節(jié)和運(yùn)行調(diào)節(jié)中的流量控制。但價(jià)格昂貴，易壞。5、 減壓閥減壓閥的作用是降低管路中介質(zhì)的壓力。選用時(shí)，活塞式減壓閥減壓后的壓力不應(yīng)小于0

29、.1MPa，若需減至0.07MPa以下，應(yīng)再設(shè)波紋管式減壓閥或用截止閥進(jìn)行二次減壓。若減壓閥前后壓力比0.50.7時(shí)，應(yīng)串聯(lián)裝兩個(gè)。減壓閥安裝時(shí)有方向性，不能裝反，同時(shí)使它垂直地安裝在水平管道上。6、止回閥止回閥是根據(jù)閥瓣前后的壓力差不同而自動(dòng)啟閉的，可防止管道中流體倒流，也被稱為單流閥或逆止閥。安裝時(shí)不能裝反。在供熱系統(tǒng)中，止回閥常安裝在泵的出口、疏水器出口管道上，以及其他不允許流體反向流動(dòng)的地方。綜上所述，結(jié)合與最不利用戶并聯(lián)用戶的調(diào)壓方式孔板調(diào)節(jié)，該系統(tǒng)選擇了在用戶入口處安裝二個(gè)蝶閥，中間安裝孔板進(jìn)行調(diào)節(jié)，而用戶出口處安裝一個(gè)蝶閥。二 閥門及管道附件的安裝原則：1 寒冷地區(qū)，露天敷設(shè)的熱

30、網(wǎng)管道上不得采用灰鑄鋼的閥門和附件，宜采用鋼制閥門和附件。2 熱網(wǎng)管網(wǎng)干、支線的起點(diǎn)應(yīng)安裝關(guān)斷閥門。3 熱水供熱管網(wǎng)輸送干線每隔20003000米，輸配干線每隔10001500米，宜裝設(shè)一個(gè)分段閥門。4 DN大于等于600毫米的閥門，宜采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。5 工作壓力PN大于等于1.6MPa，且DN大于等于350毫米的管道上的閘閥應(yīng)安裝旁通閥，旁通閥的直徑可按閘閥的直徑的十分之一選用。2 補(bǔ)償器的選擇供熱管道在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)充分利用管道本身的自然彎曲（柔性）來(lái)補(bǔ)償管道熱伸長(zhǎng)。當(dāng)無(wú)條件利用管道本身自然彎曲來(lái)補(bǔ)償管道的熱伸長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)采用合適的伸縮補(bǔ)償器，以降低管道在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的作用力，保證管道

31、的穩(wěn)定和安全運(yùn)行。1 管道自然補(bǔ)償?shù)珡澒苻D(zhuǎn)角不能大于150°時(shí)，管道臂長(zhǎng)不宜超過(guò)2025米?？紤]管道的熱補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)盡量利用其自然彎曲的補(bǔ)償能力。缺點(diǎn)是管道變形時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向位移，而且補(bǔ)償?shù)墓芏尾荒芎荛L(zhǎng)。2 管道補(bǔ)償器為了防止供熱管道升溫時(shí)，由于熱伸長(zhǎng)或溫度應(yīng)力而引起管道變形或破壞，需要在管道上設(shè)置補(bǔ)償器，以補(bǔ)償管道的熱伸長(zhǎng)，從而減小管壁的應(yīng)力和作用在閥件或支架結(jié)構(gòu)上的作用力。供熱管道上采用補(bǔ)償器的種類很多，主要有管道的自然補(bǔ)償、方形補(bǔ)償器、波紋管補(bǔ)償器、套筒補(bǔ)償器和球形補(bǔ)償器等。前三種是利用補(bǔ)償器材料的變形來(lái)吸收熱伸長(zhǎng)；后兩種是利用管道的位移來(lái)吸收熱伸長(zhǎng)。1、自然補(bǔ)償利用供熱管道自身的

32、彎曲管段（如L型或Z型等）來(lái)補(bǔ)償管段的熱伸長(zhǎng)的補(bǔ)償方式，稱為自然補(bǔ)償。自然補(bǔ)償不用特設(shè)補(bǔ)償器，因此考慮管道的熱補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)盡量利用其自然彎曲的補(bǔ)償能力。自然補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)是管道變形時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向位移，而且補(bǔ)償?shù)墓芏尾荒芎荛L(zhǎng)。2、方形補(bǔ)償器它是由四個(gè)90°彎頭構(gòu)成“U”形的補(bǔ)償器，靠其彎管的變形來(lái)補(bǔ)償管段的熱伸長(zhǎng)。方形補(bǔ)償器通常用無(wú)縫鋼管煨彎或機(jī)制彎頭組合而成。此外，也有將鋼管彎曲成“S”形或“”形的補(bǔ)償器。這種用于供熱直管同徑的鋼管構(gòu)成彎曲形狀的補(bǔ)償器,也總稱為彎管補(bǔ)償器。彎管補(bǔ)償器的優(yōu)點(diǎn)是制造方便；不用專門維修，因而不需要為其設(shè)置檢查室；工作可靠；作用在固定支架上的軸向推力相對(duì)較小。其缺點(diǎn)

33、是介質(zhì)流動(dòng)阻力大，占地多。方形補(bǔ)償器在供熱管道上應(yīng)用很普遍。安裝彎管補(bǔ)償器時(shí)。經(jīng)常采用冷拉（冷緊）的方法，來(lái)增加其補(bǔ)償能力或達(dá)到減少對(duì)固定支座推力的目的。3、波紋管補(bǔ)償器它是用單層或多層薄壁金屬管制成的具有軸向波紋的管狀補(bǔ)償設(shè)備。工作時(shí)，它利用波紋變形進(jìn)行管道熱補(bǔ)償。供熱管道上使用的波紋管，多用不銹鋼制造。波紋管補(bǔ)償器按波紋形狀主要分為“U”形和“”形兩種；按補(bǔ)償方式分為軸向、橫向和鉸接等形式。軸向補(bǔ)償器可吸收軸向位移，按其承壓方式又分為內(nèi)壓式和外壓式。橫向補(bǔ)償器可沿補(bǔ)償器徑向變形，裝于管道中的橫向管段上吸收管道熱伸長(zhǎng)。 鉸接式補(bǔ)償器可以其鉸接軸為中心折曲變形，類似球形補(bǔ)償器 。它需要成對(duì)安裝

34、在轉(zhuǎn)角段上進(jìn)行管道熱補(bǔ)償。波紋管補(bǔ)償器的主要優(yōu)點(diǎn)是占地小，不用專門維修，介質(zhì)流動(dòng)阻力小。因此，內(nèi)壓軸向式波紋管補(bǔ)償器在國(guó)內(nèi)熱網(wǎng)工程上應(yīng)用逐步增多，但其造價(jià)較貴。4、套筒補(bǔ)償器它是由用填料密封的套管和外殼管組成的，兩者同心套裝并可軸向補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償器。套管和外殼體之間用填料圈密封，填料被緊壓在前壓蘭與后壓蘭之間，以保證封口緊密。補(bǔ)償器直接焊接在供熱管道上。填料采用石棉夾銅絲盤根，更換填料時(shí)需要松開(kāi)前壓蘭，維修不便。目前有采用柔性密封填料的套筒補(bǔ)償器。柔性密封填料可直接通過(guò)外殼小孔注入補(bǔ)償器的填料函中，因而可以在不停止運(yùn)行的情況下進(jìn)行維護(hù)和檢修，維修工藝簡(jiǎn)便。套筒補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力大，一般可達(dá)25040

35、0，占地小，介質(zhì)流動(dòng)阻力小，造價(jià)低，但其壓緊、補(bǔ)充和更換填料的維修工作量大，同時(shí)管道地下敷設(shè)時(shí)，要增設(shè)檢查室；如管道變形有橫向位移時(shí)，易造成填料圈卡住，它只能用在直線管道上；當(dāng)其使用在彎管或閥門處時(shí)，其軸向產(chǎn)生的盲板推力（由內(nèi)壓引起的不平衡推力）也比較大，需要設(shè)置加強(qiáng)的固定支座。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的內(nèi)力平衡式套筒補(bǔ)償器，可消除此盲板推力。5、球形補(bǔ)償器它是由球體及外殼組成，球體與外殼可相對(duì)折曲或旋轉(zhuǎn)一定的角度（一般可達(dá)30°），以次進(jìn)行熱補(bǔ)償。兩個(gè)配對(duì)成一組。球形補(bǔ)償器的球體與外殼間的密封性能良好，壽命較長(zhǎng)。它的特點(diǎn)是能作空間變形，補(bǔ)償能力大，適用于架空敷設(shè)上。本設(shè)計(jì)熱力管網(wǎng)管道的溫度

36、變形應(yīng)充分利用管道的轉(zhuǎn)角管段進(jìn)行自然補(bǔ)償。直埋敷設(shè)熱水管道自然補(bǔ)償轉(zhuǎn)角管段應(yīng)布置成60°90°角，當(dāng)角度很小時(shí)應(yīng)按照直線管段考慮。小角度的具體數(shù)值應(yīng)按城鎮(zhèn)直埋管道工程技術(shù)規(guī)程（GJJ/T81）的規(guī)定執(zhí)行。選用管道補(bǔ)償器時(shí)，根據(jù)敷設(shè)條件采用維修工作量小，工作量小、工作可靠和價(jià)格較低的波紋管補(bǔ)償器。3 其他注意事項(xiàng)熱水管道的高點(diǎn)（包括分段閥門劃分的每個(gè)管段的高點(diǎn)）應(yīng)安裝放氣裝置，熱水管道的低點(diǎn)（包括分段閥門劃分的每個(gè)管段的低點(diǎn)）應(yīng)安裝放水裝置。地下敷設(shè)管道安裝套管補(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)檢查室。公稱直徑大于或等于500mm的熱水熱力網(wǎng)干管在低

37、點(diǎn)，垂直升高管段前分段閥門前宜設(shè)阻力小的永久性的除污裝置。 第五節(jié) 供熱管網(wǎng)敷設(shè)供熱管網(wǎng)的敷設(shè)方式分地上、地下。地上敷設(shè)按照支架的高度不同，可分為低支架、中支架、高支架三種敷設(shè)方式。查城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范，城市街道上和居住區(qū)內(nèi)的熱力網(wǎng)管道宜采用地下敷設(shè)，當(dāng)?shù)叵路笤O(shè)困難時(shí)，可采用地上敷設(shè)，但設(shè)計(jì)應(yīng)注意美觀。工廠區(qū)的熱力網(wǎng)管道，宜采用地上敷設(shè)。本設(shè)計(jì)為教學(xué)和生活區(qū)，故供熱管網(wǎng)敷設(shè)采用地下敷設(shè)。查城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范 第四章 管道的水力計(jì)算第一節(jié) 管道水力計(jì)算圖繪制水壓圖附圖41 供熱管道水力計(jì)算的一般要求 在進(jìn)行熱水網(wǎng)路水力計(jì)算之前，首先應(yīng)該按比例繪制管網(wǎng)平面布置圖，圖中標(biāo)明熱源位置，管道上所有附件和

38、配件，每個(gè)計(jì)算管段的熱負(fù)荷及其長(zhǎng)度等。 在進(jìn)行熱水管網(wǎng)的水力計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意提高整個(gè)供熱系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性，為防止水力失調(diào)可以采取以下措施：減少管網(wǎng)干管的壓力損失，計(jì)算時(shí)宜選取較小的比摩阻，適當(dāng)加大管徑；增大熱網(wǎng)用戶系統(tǒng)的壓力損失，一般在熱用戶入口處安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥（或平衡閥）、調(diào)壓孔板、控制和調(diào)節(jié)入口壓力；高溫水采暖系統(tǒng)的熱源內(nèi)部壓力損失對(duì)管網(wǎng)的水力穩(wěn)定性也有影響，一般在熱源內(nèi)部留有一定的富裕壓頭，在正常情況下，富裕壓頭消耗在循環(huán)水泵的出口閥門。當(dāng)管網(wǎng)流量發(fā)生變化引起熱源出口的壓力變化時(shí)，可調(diào)整循環(huán)水泵出口閥門的開(kāi)度，使出口壓力保持穩(wěn)定。 供熱管網(wǎng)的管徑DN，不論熱負(fù)荷是多少，均不應(yīng)小于50mm，

39、而通往各單體建筑物（熱用戶）的管徑對(duì)于熱水管網(wǎng)一般不宜小于32mm。 熱水采暖管網(wǎng)，宜采用雙管閉式系統(tǒng)，其供回水管道應(yīng)采用相同的管徑。2 供熱管網(wǎng)水力計(jì)算的目的 按設(shè)計(jì)流量和允許的壓力降選擇管徑； 按設(shè)計(jì)流量和所選擇的管徑計(jì)算壓力損失，確定或分配各用戶的入口壓力； 按已確定的管徑和管道始終點(diǎn)壓力校核管道計(jì)算流量是否合適。3 本次設(shè)計(jì)采用指導(dǎo)老師給出的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表表5管段編號(hào)負(fù)荷（W）管段長(zhǎng)度（m）壓力損失（mH2O）蝶閥三通彎頭155000052322021037050156.5002231524100227032043524150570022538564008002065

40、996400910020763714005600208709640010800209799640028002010844640059002011927140050602010124870505733241348705031332214743350473.5220151205575620020161667800610022172000050160322184622258633241946222577332420332250212.532221332250312.53242211400003943242321400006503222410000005432225275000152.53222637

41、500057032227100000221.522028100035232.52202972500059034230348620192.532231276345202.5322329000008843223362500222.52203445000057032235387500162.532236104695232.52203782500093034238347065192.532239373240192.53224056000007195308415000001452.5324421000000360032043500000212.530644310000014652204532500004

42、30022463262000690302471500007232248120009032249121000981.5304502147009222051434500380022524845004200205367810044002054823300400323551427470470020562494120780320573033220500020584280570113002059475307079002060553567024603036121980024232262500001213246319360052.53226414520052.5322651316701122325666041

43、7029002067472500202.532268208100242.53226934200044002270505571170020717402005200407292278228004073106665065032374133900922207516357152.532276547001213247712788252.532278547001213247912788252.53228014386852.532281539100162.532282133900252222831839003700208437750044002085522700250020861247350380323875

44、00002913228819360052.53228914520052.532290163571172.52229139820052004092580782330040937246503903249454700513229517992952.53229654700513229712788252.53229814386852.532299219800212.5322100208100812.52221014279002700201027826008503241032198005232210414000032.8222210535470041.5032210621470052322確定計(jì)算管路熱水

45、網(wǎng)路水力計(jì)算是從主干線開(kāi)始的。網(wǎng)路中平均比摩阻最小的一條干線，稱為主干線。在一般情況下，熱水網(wǎng)路各用戶要求預(yù)留的作用壓差是基本相等的，所以通常從熱源到最遠(yuǎn)用戶的干線是主干線。須指出的是在選擇主干線時(shí)考慮長(zhǎng)度是比較長(zhǎng)的，而不是最長(zhǎng)的。選擇主干線應(yīng)將管線長(zhǎng)度和負(fù)荷最大值結(jié)合在一起綜合考慮。本設(shè)計(jì)網(wǎng)路水力計(jì)算所確定的主干線，見(jiàn)附圖5第二節(jié) 比摩阻的選擇主干線的平均比摩阻R值，對(duì)確定整個(gè)管網(wǎng)的管徑起著決定性的作用。選用比摩阻R值越大，需要的管徑越小，因而降低了管網(wǎng)的基本投資和熱損失，但網(wǎng)路循環(huán)水泵的投資及運(yùn)行電耗也隨之增大，這就需要確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)比摩阻，使得在規(guī)定的計(jì)算年限內(nèi)總:37表6管段編號(hào)供暖熱負(fù)

46、荷Q（W）流量（t/h）管線長(zhǎng)度（m）當(dāng)量長(zhǎng)度（m）折算長(zhǎng)度（m）比摩阻R（Pa/m）壓力（Pa）孔板直徑D（mm）不平衡率（%）DK（mm）155000019.95213.7117.7819533D108×42103705037.5156.522.7335.73411279D159×4.53152410055.122725.5479.57334763D159×4.543524150127.35725.5139.5719862D219×653856400139.3825.541.5853510D219×665996400216.69133.7215.76313524D273×776371400230.15633.7145.77110315D273×787096400256.310842258358952D325×897996400288.8284298444312D325×8108446400305.15942160497856D325&#