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文檔簡介
供熱工程課程設計計算書?一、設計題目某小區(qū)集中供熱系統(tǒng)設計二、設計目的通過本次課程設計,使學生掌握供熱工程的基本設計方法和步驟,熟悉供熱系統(tǒng)的組成和運行原理,培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際工程問題的能力,提高學生的工程設計素養(yǎng)。三、設計依據(jù)1.小區(qū)建筑平面圖及相關建筑資料,包括各建筑物的建筑面積、層數(shù)、高度等。2.《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設計規(guī)范》(CJJ342010)3.《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》(GB507362012)四、設計參數(shù)1.室外氣象參數(shù)冬季供暖室外計算溫度:10℃冬季室外平均風速:3m/s冬季主導風向:西北風2.室內(nèi)設計參數(shù)住宅室內(nèi)供暖計算溫度:18℃公共建筑室內(nèi)供暖計算溫度:20℃3.熱指標住宅:50W/m2公共建筑:60W/m2五、熱負荷計算1.建筑物熱負荷計算根據(jù)各建筑物的建筑面積、層數(shù)、高度以及室內(nèi)外設計參數(shù),按照《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》中的公式計算各建筑物的供暖熱負荷。以某住宅為例,計算公式為:\[Q=qF(t_{n}t_{w})\]其中,\(Q\)為建筑物供暖熱負荷(W),\(q\)為供暖熱指標(W/m2),\(F\)為建筑物建筑面積(m2),\(t_{n}\)為室內(nèi)計算溫度(℃),\(t_{w}\)為室外計算溫度(℃)。計算結(jié)果如下表所示:|建筑物名稱|建筑面積(m2)|熱指標(W/m2)|熱負荷(kW)|||||||住宅1|1000|50|50||住宅2|1200|50|60||...|...|...|...||公共建筑1|800|60|48||公共建筑2|1000|60|60||...|...|...|...|2.小區(qū)總熱負荷將各建筑物的熱負荷相加,得到小區(qū)總熱負荷:\[Q_{total}=\sum_{i=1}^{n}Q_{i}\]其中,\(Q_{total}\)為小區(qū)總熱負荷(kW),\(Q_{i}\)為第\(i\)個建筑物的熱負荷(kW)。經(jīng)計算,小區(qū)總熱負荷為[X]kW。六、供熱熱源選擇1.熱源類型分析常見的供熱熱源有熱電廠、區(qū)域鍋爐房、熱泵等。熱電廠供熱具有效率高、環(huán)保等優(yōu)點,但建設投資大,適用于大型集中供熱區(qū)域。區(qū)域鍋爐房供熱靈活性高,建設周期短,投資相對較小,是本次設計優(yōu)先考慮的熱源類型。熱泵供熱節(jié)能效果顯著,但受環(huán)境溫度影響較大,適用于有合適低溫熱源的地區(qū)。2.熱源選擇根據(jù)小區(qū)規(guī)模和熱負荷需求,結(jié)合當?shù)啬茉垂闆r,選擇一臺[型號]的熱水鍋爐作為供熱熱源。該鍋爐額定熱功率為[X]kW,出水溫度為95℃,回水溫度為70℃,能夠滿足小區(qū)的供熱需求。七、供熱管網(wǎng)設計1.管網(wǎng)形式選擇供熱管網(wǎng)形式主要有枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。枝狀管網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單,投資少,但可靠性較差;環(huán)狀管網(wǎng)可靠性高,但投資大,運行管理復雜。綜合考慮小區(qū)的地形、建筑分布以及經(jīng)濟性和可靠性要求,本次設計采用枝狀管網(wǎng)形式。2.管徑計算根據(jù)熱負荷和經(jīng)濟比摩阻,按照公式計算各管段的管徑。計算公式為:\[d=\sqrt{\frac{4Q}{\piv}}\]其中,\(d\)為管道內(nèi)徑(m),\(Q\)為管段熱負荷(W),\(v\)為管內(nèi)水流速度(m/s)。經(jīng)濟比摩阻參考《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設計規(guī)范》選取,不同管徑的經(jīng)濟比摩阻范圍如下:|管徑(mm)|經(jīng)濟比摩阻(Pa/m)|||||DN20|3050||DN25|4060||DN32|5070||...|...|計算結(jié)果如下表所示:|管段編號|熱負荷(kW)|流量(m3/h)|管徑(mm)|||||||12|[X]|[X]|DN[X]||23|[X]|[X]|DN[X]||...|...|...|...|3.水力計算根據(jù)選定的管徑和管段長度,計算各管段的沿程阻力損失和局部阻力損失。沿程阻力損失計算公式為:\[h_{y}=R_{m}L\]其中,\(h_{y}\)為沿程阻力損失(Pa),\(R_{m}\)為比摩阻(Pa/m),\(L\)為管段長度(m)。局部阻力損失計算公式為:\[h_{j}=\sum_{\xi}\frac{v^{2}}{2g}\rho\]其中,\(h_{j}\)為局部阻力損失(Pa),\(\xi\)為局部阻力系數(shù),\(v\)為管內(nèi)水流速度(m/s),\(g\)為重力加速度(m/s2),\(\rho\)為水的密度(kg/m3)??傋枇p失計算公式為:\[h=h_{y}+h_{j}\]其中,\(h\)為總阻力損失(Pa)。計算結(jié)果如下表所示:|管段編號|沿程阻力損失(Pa)|局部阻力損失(Pa)|總阻力損失(Pa)|||||||12|[X]|[X]|[X]||23|[X]|[X]|[X]||...|...|...|...|4.補償器設置為了補償管道因溫度變化而產(chǎn)生的伸縮變形,在管網(wǎng)中設置補償器。根據(jù)管段長度和溫度變化范圍,選擇合適類型的補償器,如波紋管補償器、套筒補償器等。在[具體位置]設置[型號]波紋管補償器,其補償量為[X]mm,能夠滿足管道的伸縮要求。5.管道保溫為了減少熱損失,提高供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟性,對供熱管道進行保溫。保溫材料選用[材料名稱],其導熱系數(shù)為[X]W/(m·K)。保溫厚度根據(jù)經(jīng)濟厚度計算公式確定:\[\delta=\frac{t_{1}t_{2}}{(1/\alpha_{1}+\delta/\lambda+\alpha_{2}/\alpha_{1}\alpha_{2})}\frac{\lambda}{\alpha_{2}}\]其中,\(\delta\)為保溫厚度(m),\(t_{1}\)為管內(nèi)介質(zhì)溫度(℃),\(t_{2}\)為保溫層外表面溫度(℃),\(\alpha_{1}\)為管內(nèi)壁表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(W/(m2·K)),\(\lambda\)為保溫材料導熱系數(shù)(W/(m·K)),\(\alpha_{2}\)為保溫層外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(W/(m2·K))。經(jīng)計算,保溫厚度為[X]mm。八、熱力站設計1.熱力站位置確定根據(jù)小區(qū)的建筑分布和供熱管網(wǎng)走向,選擇在[具體位置]設置熱力站。該位置交通便利,便于與熱源和各建筑物連接,且對周圍環(huán)境影響較小。2.熱力站設備選型換熱器:選用[型號]板式換熱器,其換熱面積為[X]m2,能夠滿足小區(qū)熱負荷需求。循環(huán)水泵:根據(jù)管網(wǎng)阻力和流量要求,選擇兩臺[型號]循環(huán)水泵,一用一備。單臺水泵流量為[X]m3/h,揚程為[X]m。補水泵:選擇一臺[型號]補水泵,流量為[X]m3/h,揚程為[X]m。用于補充管網(wǎng)系統(tǒng)的泄漏水量。除污器:在熱力站入口處設置一臺[型號]除污器,用于去除水中的雜質(zhì),保證換熱器和管網(wǎng)的正常運行。3.熱力站運行調(diào)節(jié)采用質(zhì)調(diào)節(jié)方式對熱力站進行運行調(diào)節(jié)。根據(jù)室外溫度的變化,調(diào)節(jié)熱水鍋爐的出水溫度,以保證室內(nèi)溫度穩(wěn)定在設計值。具體調(diào)節(jié)曲線如下:|室外溫度(℃)|鍋爐出水溫度(℃)|||||10|95||5|90||0|85||5|80||10|75|九、供熱系統(tǒng)運行管理1.運行維護制度建立健全供熱系統(tǒng)運行維護制度,定期對設備進行巡檢、維護和保養(yǎng)。檢查管道、閥門、補償器等設備的運行狀況,及時發(fā)現(xiàn)并處理泄漏、損壞等問題。定期對換熱器進行清洗,保證換熱效果。對循環(huán)水泵、補水泵等進行潤滑、檢查和調(diào)試,確保設備正常運行。2.水質(zhì)管理加強供熱系統(tǒng)的水質(zhì)管理,保證水質(zhì)符合相關標準要求。定期對系統(tǒng)水質(zhì)進行檢測,根據(jù)水質(zhì)情況進行補水、加藥等處理。防止水中的雜質(zhì)、污垢等對設備和管道造成腐蝕和堵塞。3.故障處理應急預案制定供熱系統(tǒng)故障處理應急預案,提高應對突發(fā)事件的能力。針對可能出現(xiàn)的熱源故障、管網(wǎng)泄漏、設備損壞等情況,制定相應的處理措施和流程。定期組織應急演練,確保工作人員熟悉應急處理流程,能夠在故障發(fā)生時迅速采取有效措施,減少損失。十、結(jié)論通過本次供熱工程課程設計,完成了某小區(qū)集中供熱系統(tǒng)的設計計算。
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