暖通畢業(yè)設(shè)計(jì)--某小區(qū)供熱外網(wǎng)及換熱站工程設(shè)計(jì)

1、精品文檔畢業(yè)設(shè)計(jì)論文白山市某小區(qū)供熱外網(wǎng)及換熱站工程設(shè)計(jì)： 劉 剛 ： 本 科 ： 能源動(dòng)力工程學(xué)院 ： 建筑環(huán)境與設(shè)備工程 ： 建環(huán)0843 ： 王 浩 ： 講 師 ： 2021.6.1 學(xué)生姓名學(xué)歷層次所在系部所學(xué)專業(yè)所在班級(jí)指導(dǎo)教師教師職稱完成時(shí)間 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院摘 要 本設(shè)計(jì)名稱是白山市某小區(qū)的室外供熱管網(wǎng)和換熱站工程設(shè)計(jì)。該小區(qū)的建筑面積為185073 m2，總熱負(fù)荷為8328285W。根本參數(shù)：一次網(wǎng)供回水溫度為110/70，小區(qū)所有建筑物進(jìn)行低溫水供暖，要求供回水溫度80/60。本次設(shè)計(jì)主要有工程概述、熱負(fù)荷計(jì)算、供熱方案確定、管道水力計(jì)算、系統(tǒng)定壓方式確實(shí)定和水壓圖繪制

2、、設(shè)備及附件的選擇計(jì)算，換熱站設(shè)計(jì)及相關(guān)設(shè)備的選擇計(jì)算等幾方面的內(nèi)容。除上述內(nèi)容外，在計(jì)算說明書中尚應(yīng)包括如下一些曲線:熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線，即熱負(fù)荷延續(xù)圖。調(diào)節(jié)曲線含水溫變化和水量變化曲線水泵選擇曲線等。本次設(shè)計(jì)要求使用CAD繪出圖紙，其中包括設(shè)計(jì)施工說明、主要設(shè)備附件材料表，管網(wǎng)平面布置圖，管道縱斷面圖，橫斷面圖、水壓圖、檢查井詳圖，熱力管道平面圖、換熱站設(shè)備平面布置圖、換熱站管道平面布置圖、換熱站流程圖及剖面圖等。在熱網(wǎng)設(shè)計(jì)合理，安裝質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)和操作維修良好的條件下，熱網(wǎng)能夠順利地運(yùn)行，尤其對(duì)于只有供暖用戶的熱網(wǎng)，在非采暖期停止運(yùn)行期內(nèi)，可以維修并且排除各種隱患，以滿足在采暖期內(nèi)正

3、常運(yùn)行的要求。關(guān)鍵詞： 供熱負(fù)荷 干線管網(wǎng) 支線管網(wǎng) 換熱站供暖系統(tǒng) 目 錄前言1 第一章 工程概述第一節(jié) 原始資料2第二節(jié) 熱源狀況介紹2第二章 熱負(fù)荷計(jì)算第一節(jié) 供熱系統(tǒng)3 第二節(jié) 繪制熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖7第三章 供暖方案確實(shí)定第一節(jié) 熱媒的選擇及參數(shù)確實(shí)定 10第二節(jié) 供熱管網(wǎng)的平面布置 12第三節(jié) 管網(wǎng)附件設(shè)計(jì)原那么 14第四章 管道水力計(jì)算第一節(jié) 管道水力計(jì)算圖繪制 16第二節(jié) 計(jì)算管路確實(shí)定、比摩阻的選擇16第三節(jié) 阻力平衡的原那么及措施 18第四節(jié) 水力計(jì)算 19第五章 系統(tǒng)水壓圖及設(shè)施的選擇第一節(jié) 系統(tǒng)定壓方式及其確定 31第二節(jié) 水壓圖的繪制 31第三節(jié) 調(diào)節(jié)方式及調(diào)節(jié)曲線的繪

4、制、供熱系統(tǒng)工藝設(shè)備的選擇32第四節(jié) 供熱系統(tǒng)供熱設(shè)備的選擇 35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 43第二節(jié) 管溝形式和檢查井確實(shí)定 45第七章 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié) 49參考文獻(xiàn) 50致謝 51前 言隨著國(guó)家計(jì)量供熱的逐步推行，供熱行業(yè)面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。計(jì)量供熱是供熱行業(yè)從粗放型管理方式向精細(xì)型管理方式的一次深刻轉(zhuǎn)變。計(jì)量供熱的主目標(biāo)是節(jié)能環(huán)保。計(jì)量供熱的成功實(shí)行必須依托高精確的熱網(wǎng)調(diào)控。而熱網(wǎng)的高精確調(diào)控根底是熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)。這對(duì)我們供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員和施工人員提出了新的更高的要求。能否設(shè)計(jì)出滿足熱網(wǎng)精確調(diào)控需求的供熱系統(tǒng)是當(dāng)前我們?cè)O(shè)計(jì)人員面臨的一道重要難

5、題。供熱工程是現(xiàn)代化城市重要的根底設(shè)施，也是城市公共事業(yè)的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)。各地區(qū)都努力從現(xiàn)有條件出發(fā)，積極調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，研究多元化的供熱方式，實(shí)現(xiàn)供熱事業(yè)的可持續(xù)開展，實(shí)現(xiàn)計(jì)量供熱的節(jié)能目標(biāo)。計(jì)量供熱不僅能給城市提供穩(wěn)定的可靠地高品位熱源，改善人民生活環(huán)境。而且能節(jié)約能源，減少城市污染。有利于城市美化，有效地利用城市空間。城市供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，首先要在總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，既要為今后的開展留有余地，又要實(shí)事求是的對(duì)熱負(fù)荷進(jìn)行調(diào)查和計(jì)算。在了解熱負(fù)荷的性質(zhì)、類別、用途等多方面現(xiàn)場(chǎng)的資料后，進(jìn)行供熱外網(wǎng)的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)以節(jié)能建筑的熱指標(biāo)為根底，以熱網(wǎng)的精確調(diào)節(jié)為最終目標(biāo)，盡量降低熱網(wǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)，盡量應(yīng)用精

6、確調(diào)節(jié)的閥門和設(shè)備，為計(jì)量供熱打好根底。第一章 工程概述第一節(jié) 原始資料供熱參數(shù)：一次網(wǎng)供回水溫度為110/70，小區(qū)所有建筑物進(jìn)行低溫水供暖，要求供回水溫度80/60。 其它供熱參數(shù)根據(jù)外網(wǎng)情況確定。白山市氣象資料1:室外計(jì)算溫度：-25冬季室外平均風(fēng)速和主導(dǎo)風(fēng)向：風(fēng)速為1.3m/s采暖期天數(shù)：167天最冷月平均溫度：-29.7采暖期日平均溫度：-24最大凍土深度：133cm不同室外溫度的延續(xù)時(shí)間： 表1-1+50-4-10-14-20-2441763293273119231216327108第二節(jié) 熱源狀況介紹一、土建資料該工程的總建筑面積是185073m2,建筑物均屬民用住宅，大多數(shù)是6

7、層，有少局部其他建筑，為3層。二、熱源資料該住宅小區(qū)采用“集中供熱的方式，熱媒種類為熱水。三、換熱站換熱站的位置 應(yīng)盡量靠近供熱區(qū)域的中心或熱負(fù)荷最集中區(qū)的中心，可以設(shè)在單獨(dú)建筑內(nèi)，也可以利用舊建筑物的底層或地下室。熱力站盡量采用原有的供暖鍋爐房，可以完全利用原有的管網(wǎng)系統(tǒng)，減少小區(qū)管網(wǎng)投資。本設(shè)計(jì)的換熱站根據(jù)上述原那么，將換熱站設(shè)在兩棟住宅樓的中間。換熱站的布置 在換熱站的布置中，一般包括設(shè)備間、配電室和值班間。水水式換熱站，一般布置在單層建筑中。詳見換熱站平面圖。換熱站的規(guī)模 本設(shè)計(jì)換熱站的總供暖熱負(fù)荷Qz=185073m2*45W=8328285W,總的循環(huán)水量Gz=361.2t/h，查

8、得換熱站的面積為450m22。但是由于我所設(shè)計(jì)的換熱站設(shè)備較少，選取450m2時(shí)太大，所以換熱站的面積選取為230m2。第二章 熱負(fù)荷計(jì)算第一節(jié) 供熱系統(tǒng)一、供暖熱負(fù)荷熱指標(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)采用單位建筑面積熱指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算。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

9、筑物的維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)越大，采光率越高，那么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，那么取較小值。因此熱指標(biāo)的選擇適宜與否直接影響到計(jì)算熱負(fù)荷的計(jì)算值以及系統(tǒng)的總的耗熱量。表2-1各類建筑物采暖熱指標(biāo)推薦值qh(W/m2) 3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40454555507055705060557010013080105100150注：白山市采暖熱指標(biāo)為64W/平方米。因國(guó)家推行節(jié)能建筑和采取節(jié)能改造措施暖房子工程，到達(dá)第一階段目標(biāo)將節(jié)能30。 所以白山采暖熱指標(biāo)為：64W64W3044.8W/平方米。計(jì)算取4

10、5W/平方米，符合上表推薦值。建筑面積熱指標(biāo)法，其計(jì)算公式為： . Qh=qn*A*10-3 式中：Qh采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷kw qn采暖熱指標(biāo)w/m2 A采暖建筑物的建筑面積m2由于我所設(shè)計(jì)的建筑物過多，且沒有編號(hào)，我把我所設(shè)計(jì)的小區(qū)分為A-D4個(gè)區(qū)。以A區(qū)的4號(hào)建筑為例計(jì)算它的熱負(fù)荷：測(cè)量可知4號(hào)居民樓的面積A=480*3=1440 m2，qn=45 w/m2 ，Qh=1440*45=64800kw。其他計(jì)算結(jié)果如下： 表2-2 各建筑物熱負(fù)荷表A區(qū)編號(hào)建筑面積m2層數(shù)熱指標(biāo)采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷w44803456480055703457695061450310043500091686454536010

11、168645453601221064556700132106455670015162645437401616264543740173963607128020168645453602116864545360232106455670024210645567002664537013545027162645437402816864545360307234597203316864545360341686454536036168645453603716864545360391986455346040198645534604216864545360431686454536045168645453604616

12、86454536048198645534604919964553730B區(qū)編號(hào)建筑面積m2層數(shù)熱指標(biāo)采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷w37603701596005432645116640743264511664096034581001143264511664014485370101850164706451269001819237040320193206458640020996370209160244706451269002547064512690027320645864002832064586400297203100216000311534370322140334706451269003447064512690

13、036320645864003732064586400C區(qū)編號(hào)建筑面積m2層數(shù)熱指標(biāo)采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷w4480645129600548064512960073106458370083106458370010432645116640115426451463401367834591530156306451701001647064512690018204345275402063064517010021470645126900236306451701002447064512690026204345275402863064517010029470645126900314706451269003320434

14、5275403410473451413453527364573710D區(qū)編號(hào)建筑面積m2層數(shù)熱指標(biāo)采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷w427964575330527964575330748034564800951534569525115153456952514480645129600154806451296001727964575330182796457533020279645753302127964575330235153456952525515345695252751534569525305673457654531567345765453327964575330342796457533037279645753

15、30387234597203927964575330415153456952543515345695254556734576545465673457654548279645753304964834587480512796457533052765345103275合計(jì)1850738328285第二節(jié) 繪制熱負(fù)荷延續(xù)圖在供熱工程規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中需要繪制熱負(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。各城市的地理

16、位置和氣象條件等因素是有很大差異的，但也有一些共同的特點(diǎn)：1各城市的開始和停止供暖溫度都定為5；2以不保證天數(shù)為5天的原那么，確定各城市的供暖室外計(jì)算溫度tw值4 ；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。用以下無因次群形式的數(shù)學(xué)模型，來表達(dá)供暖期內(nèi)的氣溫分布規(guī)律。Rt=0(N5)或Rt=5NNzh 或用下式表示：twtw (N5)或tw=tw+(5tp.j) (5NNzh)式中 tww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始及終止供暖的室外日平均溫度，； Rt、Rn兩個(gè)無因次群，分別代表無因次室外氣溫和無因次延續(xù)天數(shù)和

17、小時(shí)數(shù) 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； 修正系數(shù)。根據(jù)供暖熱負(fù)荷與室內(nèi)、外溫度差成正比關(guān)系，即式中 Qn、Qk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； 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：Qk=Qn (N5時(shí)) 或 Qk=(10Rnb)Qn (5NNzh時(shí))式中 05tw/(tntw)可得 由于設(shè)計(jì)資料上提供白山市的延續(xù)時(shí)間，故查供熱工程附錄3：供暖期室內(nèi)溫度 t n=18供暖室外計(jì)算溫度 t w= -25供暖期天數(shù) N z

18、 h=167天供暖期日平均溫度 t p=-24在室外溫度t w下的供暖熱負(fù)荷Q n：式中： Q n室外溫度t w下供暖熱負(fù)荷kw Q n 供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷kw供熱延續(xù)圖如下：圖2-1 熱負(fù)荷延續(xù)圖 第三章 供熱方案確實(shí)定第一節(jié) 熱媒的選擇及參數(shù)確定一、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)平安、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。查實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)5，列表如下： 表3-1 熱媒的選用 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95的熱水1 低壓蒸汽2不超過110的熱水辦公樓、學(xué)校、展覽館等1不超過110的熱水2 低壓蒸

19、汽高壓蒸汽一般俱樂部影劇院1 不超過110的熱水2 低壓蒸汽不超過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，并在經(jīng)濟(jì)上經(jīng)分析為合理時(shí)才允許。 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)： a 熱水供熱系統(tǒng)的利用率高。由于在熱水供熱系統(tǒng)中，沒有凝結(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%。 b以水作為熱媒用于供暖系統(tǒng)時(shí)，可以改變供水溫度來進(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。 c 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

20、況的改變。 d 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。尤其在生產(chǎn)工藝用熱都要求采用蒸汽來供給熱量。 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，降低了設(shè)備的費(fèi)用。 4 由于蒸汽的密度很小，可以適用于地形起伏很大的地區(qū)和高層的建筑中，輸送和使用過程中不用考慮靜壓，連接方式簡(jiǎn)便，運(yùn)行也很方便。但是蒸汽介質(zhì)有如下缺點(diǎn)：1熱源效率低2蒸汽使用后凝結(jié)水回收困難，僅

21、除鹽水或軟化水損失大，而且熱損失也大。3蒸汽在使用和輸送過程中損失大。4以蒸汽輸送距離短。以熱水作為熱媒時(shí)一般有如下的優(yōu)點(diǎn)：1 熱水供熱系統(tǒng)的熱能利用的效率高。2 用熱水可以改變熱水溫度來進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)，既可以減少熱網(wǎng)的熱損失又可以很好的滿足衛(wèi)生要求。3 熱水供熱系統(tǒng)的蓄熱能力強(qiáng)，系統(tǒng)中的水量大，水的比熱很大。因此，水力工況和熱力工況短時(shí)間的失調(diào)時(shí)也不會(huì)引起供暖狀況的很大波動(dòng)。4 熱水供熱系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送，其供熱半徑大。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、“漏問題解決不當(dāng)時(shí)，會(huì)降低蒸汽供熱

22、系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和適用性。蒸汽供暖系統(tǒng)散熱器外表溫度高，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，通過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬確定熱媒。本設(shè)計(jì)對(duì)象是白山某小區(qū)，屬于住宅供暖系統(tǒng)，權(quán)衡熱水和蒸汽兩種熱媒的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)的熱媒選用熱水。二、 熱媒參數(shù)確實(shí)定熱水供暖系統(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

23、，輸送能力越大，越能節(jié)省輸送電量。但溫度過高反而不經(jīng)濟(jì)。要提高熱水參數(shù)那么能耗大，設(shè)備投資大，所以確定熱水溫度時(shí)，要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬。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)濟(jì)合理化的問題6。當(dāng)不具備確定最正確供回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬條件時(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)，供回水溫度的上下對(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

24、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)比擬而確定。當(dāng)不具備確定最正確供回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬條件，熱水供回水溫度按以下原那么確定： 區(qū)域性鍋爐房供回水溫度區(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)比擬可采用110/70，130/70，150/80等高溫水作為供熱介質(zhì)。 二次網(wǎng)供回水

25、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。本設(shè)計(jì)的集中供熱系統(tǒng)的熱源形式是以換熱站為熱源，提高供水溫度和加大供回水溫差可使熱網(wǎng)采用較小的管徑，降低輸送網(wǎng)絡(luò)循環(huán)水的電能消耗和用戶用熱設(shè)備的散熱面積，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，但是由于供水溫度過高，對(duì)管道及設(shè)備的耐要求高，運(yùn)行管理水平也相應(yīng)提高，綜合考慮熱源、熱力網(wǎng)、熱用戶系統(tǒng)等方面因素，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬，確定本設(shè)計(jì)熱媒參數(shù)為 80/60。第二節(jié) 管網(wǎng)平面布置一、 管網(wǎng)的布置形式 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

26、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)剛開始使用。本次設(shè)計(jì)熱源為地下?lián)Q熱站，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)。二、 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)用戶熱量而不從熱網(wǎng)中取出支用。在開式系統(tǒng)中，熱網(wǎng)的循環(huán)水全部或

27、局部的從熱網(wǎng)中取出，直接用或熱水供給熱用戶中。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)?？紤]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。三、 平面布置原那么 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)。四、 管網(wǎng)位置布置確定 查?城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?， 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)比擬確定。 熱力網(wǎng)管道的位置應(yīng)符合以下規(guī)定： 1 城市道路上的熱力網(wǎng)管道應(yīng)平行與道路中

28、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6。五、 管網(wǎng)走向 一級(jí)管網(wǎng)從熱源引出后至各熱力站的主干線，應(yīng)考慮至各熱力站的分支管線引出方便和路徑最短，也就是應(yīng)敷設(shè)在各熱力站的中心。二級(jí)管網(wǎng)從熱力站引出至各用戶的主干線，應(yīng)考慮至各熱用戶的分支管線路徑最短，也就是應(yīng)敷設(shè)在各用戶的中心。供熱管道敷設(shè)應(yīng)在有關(guān)部門近、遠(yuǎn)期規(guī)劃的根底上，考慮與城市其它公用配套設(shè)施協(xié)調(diào)一致。供熱管道的敷設(shè)，

29、如在市區(qū)應(yīng)平行于街道和建、構(gòu)筑物，不阻礙交通，不損壞現(xiàn)有建筑物，不影響道路和建筑物的擴(kuò)建、新建。管道敷設(shè)應(yīng)沿著建筑物側(cè)墻。六、 敷設(shè)方式 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)標(biāo)準(zhǔn)?，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)6。由于該小區(qū)設(shè)有換熱站，本設(shè)計(jì)采用的是“直埋敷設(shè)。第三節(jié) 管網(wǎng)附件設(shè)計(jì)原那么一、 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2。1 閘閥只用于全開、全閉的

30、 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)，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；全開啟時(shí)，介質(zhì)流動(dòng)阻力小；長(zhǎng)度較短，布置緊湊；安裝時(shí)無方向性等優(yōu)點(diǎn)。但是，閘閥不宜單側(cè)受力，結(jié)構(gòu)也比擬復(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)；開閉時(shí)間短，省力；流動(dòng)阻力?。唤Y(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，

31、耐壓范圍也比擬小。近年來，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)無方向性。3 截止閥只用于全開全閉的供熱管道，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)比擬簡(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

32、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0.1MPa，假設(shè)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。假設(shè)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

33、孔板進(jìn)行調(diào)節(jié)，而用戶出口處安裝一個(gè)蝶閥。2 閥門及管道附件的安裝原那么：1 寒冷地區(qū)，露天敷設(shè)的熱網(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。第四章 管道水力計(jì)算第一節(jié) 管道水力計(jì)算圖繪制平面布置原那么 1、城市管道上的熱力網(wǎng)管道應(yīng)平行于管道中心線，并宜敷設(shè)

34、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、通過非建筑區(qū)的熱力網(wǎng)管道應(yīng)沿公路敷設(shè)4、熱力網(wǎng)管道選線時(shí)宜避開土質(zhì)松軟地區(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。第二節(jié) 計(jì)算管路確實(shí)定、比摩阻的選擇一、確定熱水網(wǎng)路的計(jì)算管路熱水管路的水力計(jì)算是從主干線開始計(jì)算的，網(wǎng)路中的平均比摩阻最小的一條管線，稱為主干線。在一般的情況下，熱水網(wǎng)路各熱用戶要求的預(yù)留的作用壓力是根本相同的，所以通常從熱源到最遠(yuǎn)的熱用戶的管線是主干線。1 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

35、熱源位置，管道上所有附件和配件，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)水泵出口閥門的開度，使出口壓力保持穩(wěn)定。 供熱管網(wǎng)的管徑DN，不管熱負(fù)荷是多少

36、，均不應(yīng)小于50mm，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)算流量是否適宜。二、比摩阻的選擇主干線的平均比摩阻R值，對(duì)于確定整個(gè)管網(wǎng)的管徑起著決定性作用。如：選用的比摩阻R值越大，需要的管徑越小，因而降低了管網(wǎng)的基建投資和熱損失，但管路循環(huán)水泵的基建投資及運(yùn)行電耗隨之增大，這就需要確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)的比摩阻，使得在規(guī)定的年限內(nèi)總費(fèi)用為最小。

37、經(jīng)濟(jì)比摩阻應(yīng)根據(jù)工程具體條件確定。確定熱水熱力網(wǎng)主干線管徑時(shí)，宜采用經(jīng)濟(jì)比摩阻，支線及干線設(shè)計(jì)比摩阻確實(shí)定應(yīng)按容許壓降的原那么確定。查熱能工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得如下表，表4-1 推薦比壓降7設(shè)計(jì)供回水溫差/比壓降h(Pa/m)推薦值40408040606080經(jīng)濟(jì)比摩阻按以下原那么選擇 設(shè)計(jì)供回水溫差小時(shí)，比壓降取下限，反之取上限。 附表中的數(shù)值適合用于供熱距離在210km范圍內(nèi)，當(dāng)供熱距離小于4km時(shí)，比壓降取值應(yīng)加大，反之應(yīng)減小。 熱水熱網(wǎng)支干線應(yīng)按容許壓降確定管徑。介質(zhì)流速不小于3.0m/s時(shí)，對(duì)于連接兩個(gè)或以上熱力站的支干線比壓降不應(yīng)大于300Pa/m?？紤]目前設(shè)計(jì)中的實(shí)際情況以及熱網(wǎng)水力穩(wěn)定

38、性的要求，水力計(jì)算時(shí)，我們采用指導(dǎo)老師的計(jì)算程序，經(jīng)過反復(fù)輸入比摩阻得出比擬合理的水力計(jì)算結(jié)果。最后的輸入的比摩阻為低溫水3070 Pa/m。1、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R值，利用附錄9-1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。2、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9-2，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。3、根據(jù)管段的折算長(zhǎng)度lzh以及由附錄9-1查到的比摩阻，利用公式P=Rlzh，計(jì)算主干線各管段的總壓降。4、干線水力計(jì)算完成后，便可進(jìn)行熱水網(wǎng)路支干線、支線等水利計(jì)算。應(yīng)按支干線、支線的資用壓力

39、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。標(biāo)準(zhǔn)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尚未到達(dá)300Pa/m；而對(duì)管徑DN400mm的管道，控制其比摩阻不得超過300Pa/m如對(duì)DN50的管子，當(dāng)R=300 Pa/m時(shí)，流速今約為0.9 m/s。在一般的情況下，室外熱水網(wǎng)路主干線的平均比摩阻，可取4080Pa/m進(jìn)行計(jì)算3。第三節(jié) 阻力平衡原那么及措施一、阻力平衡原那么 熱水供暖系統(tǒng)最不利循環(huán)環(huán)路與各并聯(lián)環(huán)路之間不包括共同管段的計(jì)算壓力損失相對(duì)差額，不應(yīng)大于15%。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，為了平衡各并聯(lián)環(huán)路的壓力損失

40、，往往需要提高近循環(huán)環(huán)路分支管段的比摩阻和流速。在水力計(jì)算中，管道系統(tǒng)前半部供水干管的比摩阻R值，宜選用稍小于回水干管的R值；而管道系統(tǒng)后半部供水干管的比摩阻R值，宜選用稍大于回水干管的R值。其原那么如下： 1根據(jù)平均比摩阻R值和流量Q確定主干線各管段的管徑、流速、單位長(zhǎng)度比摩阻等。 2計(jì)算各管段的沿程阻力和局部阻力 3重復(fù)上述步驟，計(jì)算并聯(lián)管路的沿程阻力和局部阻力 4根據(jù)“并聯(lián)管路阻力平衡的原那么，確定調(diào)壓裝置。二、平衡措施1、調(diào)節(jié)閥的選擇1以熱水或冷水為熱媒的系統(tǒng)，宜選用“等百分比流量特性。2以蒸汽為熱媒的系統(tǒng) 當(dāng)調(diào)節(jié)閥的阻力占系統(tǒng)的阻力小于60%時(shí)，宜選用“等百分比流量特性或“直線流量特

41、性。 當(dāng)調(diào)節(jié)閥的阻力占系統(tǒng)的阻力大于或等于60%時(shí)，宜選用“等百分比流量特性。 3當(dāng)負(fù)荷變化幅度較大時(shí)，宜選用“等百分比流量特性。 4快開流量特性的調(diào)節(jié)閥，只適用于雙位控制系統(tǒng)。 5冷水系統(tǒng)的三通調(diào)節(jié)閥，宜選擇“拋物線流量特性。 6當(dāng)調(diào)節(jié)量事先無法精確確定時(shí)，應(yīng)選擇“等百分比流量特性。2、節(jié)流孔板調(diào)節(jié) 節(jié)流孔板的作用是用來消除系統(tǒng)入口處的過剩壓力。 孔板的孔徑按下式計(jì)算： 第四節(jié) 水力計(jì)算一、水力計(jì)算方法和步驟（1） 確定熱水網(wǎng)路中各個(gè)管段的計(jì)算流量公式：Gn=A*Qn/(t1-t2)2確定熱水熱水網(wǎng)路的主干線和沿程比摩阻3根據(jù)網(wǎng)路主干線各管段的流量和初步選用的比摩阻R值，利用水力計(jì)算表，確定

42、主干線各管段的標(biāo)準(zhǔn)管徑和實(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，確定各管段局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度的總和，以及管段的折算長(zhǎng)度。5根據(jù)管段的折算長(zhǎng)度以及查到的比摩阻，利用，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，便可進(jìn)行熱水網(wǎng)路支干線、支線等水力計(jì)算。例如：A管中，管段31-41和管段41-44的折算長(zhǎng)度值，如下：管段31-41 DN=100mm,R=31.5pa/m。 管段41-44 DN=80mm,R=42.1pa/m。直流三通 1*3.3=3.3m， 直流三通 1*2.55=2.55m，異徑接頭 1*0.33=0.33m， 異徑接頭 1*0.26=0.26m，波紋管補(bǔ)償

43、器 此管沒加為0m， 波紋管補(bǔ)償器 此管沒加故為0m，管段長(zhǎng)度 60.2m。 管段長(zhǎng)度 48.9m。=3.3m+0.33m+60.2m=63.83m. =2.55m+0.26m+48.9m=51.71m.= =31.5pa/m*63.83m=2021.9pa 42.1pa/m*48.9m=2176.0pa 按照上述步驟，對(duì)水力計(jì)算進(jìn)行編程，計(jì)算結(jié)果如下： 表4-2 水力計(jì)算表管段編號(hào)計(jì)算流量(t/h)管段長(zhǎng)度L(m)管段直徑D(mm)比摩阻(pa/m)流速m/s當(dāng)量長(zhǎng)度Ld(m)A管主管1-481-271.446.520021.6 0.61 4.412-756.946.115042.3 0.6

44、9 6.167-184250.215040.9 0.68 6.2918-2827.619.812546.3 0.65 4.8428-2925.68.712539.8 0.60 4.9629-3125.234.612538.5 0.59 4.431-4112.660.210031.5 0.46 3.6341-448.648.98042.1 0.47 2.8144-474.624.87030.2 0.36 2.247-482.3105041.8 0.34 2.0841-4221032292.20.681.30 41-4321032292.20.681.30 44-4521040104.3 0.46 1.4544-4621040104.3 0.46 1.4547-492.3105041.8 0.34 2.08支干管2-62-314.534.310041.70.546.61 3-68.476.98040.40.464.09 3-42.813.240204.40.651.45 3-53.39.540283.90.761.45 支干管7-177-814.929100440.556.61 8-1110.936.88067.50.62.8