西安某廠房地?zé)崴┡到y(tǒng)設(shè)計方案

西安某廠房地?zé)崴┡到y(tǒng)設(shè)計方案工程概況西安某廠房由機(jī)加裝配試驗廠房及附屬廠長辦公樓組成，建筑面積11770m2，，主廠房建筑高度10.5m，附樓建筑高度12.5m,。該工程采用廠區(qū)供熱站提供的80~90℃的地?zé)崴┡谠搹S房南側(cè)及附樓東側(cè)各設(shè)一個入口裝置間，耗熱量分別為210kW和405kW，總耗熱量615kW。地?zé)崴┡到y(tǒng)設(shè)計的難點(diǎn)該廠目前有兩口地?zé)峋?，井深約3000m，為第三系地層中的熱水，出水溫度80℃~90℃。此地?zé)崴紫裙S區(qū)散熱器系統(tǒng)使用，溫度降至50~55℃后，供家屬區(qū)地面輻射系統(tǒng)使用。這種合理的梯級利用方案，提高了地?zé)豳Y源的綜合利用效率。地?zé)崴┡到y(tǒng)設(shè)計的最大難點(diǎn)是地?zé)崴畬饘俟艽嬖趪?yán)重的腐蝕問題。地?zé)崴凶钪饕母g成分是氯化物和溶解氧(O2)。氯離子半徑小，穿透能力強(qiáng)，因此容易穿過金屬內(nèi)表面已有的保護(hù)層造成對碳鋼、不銹鋼及其他合金強(qiáng)烈的縫隙腐蝕、孔蝕與應(yīng)力腐蝕。氯離子對金屬的腐蝕作用與濃度及溫度有關(guān)，60℃的地?zé)崴入x子含量為200mg/L時，就能使不銹鋼產(chǎn)生局部腐蝕，且溫度越高腐蝕作用越強(qiáng)。設(shè)計難點(diǎn)的解決方案應(yīng)對地?zé)崴g問題的一種解決方案是：采用帶有換熱器的間接供暖系統(tǒng)，原理圖見圖2。采用該方案的缺點(diǎn)是：(1)需要增加鈦板換熱器、水泵及補(bǔ)水定壓設(shè)備的安裝空間及初投資;(2)換熱器存在傳熱溫差，降低了二次側(cè)水溫，需要增加較多的末端散熱設(shè)備;(3)增加了廠房內(nèi)不必要的水泵能耗，不節(jié)能;(4)受廠區(qū)前期整體規(guī)劃和投資額的制約。根據(jù)資料，傳熱溫差損失約為5%～15%，地?zé)崴疁囟仍降蛽p失越大。1生產(chǎn)井2潛水泵3旋流除砂器4鈦板換熱器5調(diào)峰鍋爐(或熱泵)6末端散熱設(shè)備7供暖循環(huán)泵8地面排放9回灌井圖2地?zé)崴g接供暖系統(tǒng)原理圖第二種解決方案是采用襯塑復(fù)合管與耐腐蝕鑄鐵散熱器組成的直接供暖系統(tǒng)。地?zé)崴┡囊粋€特點(diǎn)就是供水溫度較常規(guī)供暖低，本工程供暖供回水計算溫度取80℃/55℃，溫差25℃，如果采用第一種方案，不僅需要增加鈦板換熱器、水泵及定壓補(bǔ)水等設(shè)備及相應(yīng)的安裝空間，而且經(jīng)過鈦板換熱器換熱后，供回水溫度降為70℃/45℃，散熱器面積將需要增加34.6%，廠房四周無法布置下如此多的散熱器。本項目各專業(yè)的設(shè)備及安裝預(yù)算為286萬元，資金較為緊張。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及與甲方協(xié)商，本工程采用了第二種解決方案，該廠區(qū)一些廠房按此種做法已成功運(yùn)行多年，效果良好。供暖系統(tǒng)介紹筆者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，設(shè)計一個成功的地?zé)崴┡到y(tǒng)，應(yīng)注意兩點(diǎn)：1)盡量將室內(nèi)環(huán)路進(jìn)行細(xì)分，減小系統(tǒng)作用半徑，以減小供水干管溫降，保證最遠(yuǎn)端的供暖效果;2)盡量采用高供低回的熱水溫度，以提高地?zé)豳Y源利用效率，加大管網(wǎng)溫差，降低運(yùn)行能耗。一些項目的經(jīng)驗證明，若未注意以上兩點(diǎn)，將不能保證良好的供暖效果。本建筑的供暖系統(tǒng)遵循南、北向分設(shè)環(huán)路的原則，共分8個環(huán)路(見圖3)，系統(tǒng)的最大壓力損失為30kPa，試驗壓力為0.4MPa。系統(tǒng)采用上供下回或下供下回單管同程式敷設(shè)，管道明裝或地溝內(nèi)安裝，由于該地區(qū)屬于一級濕陷性黃土，按照建筑對管道檢修的強(qiáng)制性條文要求，廠房內(nèi)設(shè)半通行地溝。為減小管道熱損失，廠房內(nèi)供水干管全部保溫。散熱器采用灰鑄鐵輻射對流型散熱器TZ4-6-5(8)，防爆房間采用光管散熱器，管徑為D133×4。管材為鋁合金襯塑復(fù)合管，耐溫95℃，耐壓1.6MPa。圖3供暖系統(tǒng)環(huán)路設(shè)計水力平衡計算目前的供暖水力平衡計算程序不能滿足本項目的計算要求，原因是：1)不能區(qū)分塑料管(K=0.01mm)與鋼管(K=0.2mm)的管壁粗糙度;2)某些計算程序立管數(shù)超過30個無法計算;3)平衡調(diào)試的可視性和可修改性很差。某些軟件能解決前兩個問題，但是數(shù)據(jù)輸入界面與調(diào)試過程(重復(fù)多次出計算書、查看計算結(jié)果)非常煩瑣，本項目選擇已有的水力平衡計算程序進(jìn)行改編，解決了以上三個問題。改編后的水力平衡計算程序有以下功能：(1)能區(qū)分不同管材的管壁粗糙度，可根據(jù)實際的熱水溫度對密度、黏度進(jìn)行修正(見表1);表1系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面(2)根據(jù)推薦比摩阻自動配管，并顯示流速，判斷比摩阻是否合適，不合適以紅色符號提醒;(3)自動計算系統(tǒng)不平衡率，并指出最大與最小阻力所對應(yīng)的立管位置，方便進(jìn)行平衡調(diào)試;(4)根據(jù)房間熱負(fù)荷自動計算各立管的熱水流經(jīng)各層散熱器的水溫變化，計算散熱器片數(shù);(5)自動統(tǒng)計管材(見表2);系統(tǒng)默認(rèn)立管數(shù)為50，樓層數(shù)為6，可方便地進(jìn)行擴(kuò)充;平衡調(diào)試的結(jié)果立刻可見(見表3，4)表2管材自動統(tǒng)計界面經(jīng)過計算調(diào)試