换热站计算使用说明Word格式.docx

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指导教师：

贾玉贵职称：

副教授

2016年06月15日

摘要

随着人们生活水平的提高，集中供热被越来越多地采用，采用集中供暖可以减少能量的浪费,提高供热效率,减少环境污染,利于管理.同时采用集中供热可提高供热质量,提高人们的生活质量。

本题目是以张家口市桥西区恒峰热力有限公司集中供热系统M13号热力站供热区域的工程设计、改造为需用背景的实际工程。

本工程为张家口市桥西区集中供热工程张家口市检察院换热站，属于原有燃煤锅炉房改造工程。

供热区域总建筑面积：

110000m2，总热负荷：

约6400kw。

本次设计主要有工程概述、热负荷计算、供热方案确定、管道水力计算、系统原理图和平面布置图绘制、设备及附件的选择计算的内容。

除上述内容外，在计算说明书中尚需包括如下一些曲线:

供回水温度随室外温度变化曲线，调节曲线。

本次设计要求使用CAD绘出图纸，其中包括设计施工说明、主要设备附件材料表，换热站设备平面布置图、换热站管道平面布置图、换热站流程图及相关剖面图等。

在换热站设计合理，安装质量符合标准和操作维修良好的条件下，换热站能够顺利地运行，对于采暖用户，在非采暖期停止运行期内，可以维修并且排除各种隐患，以满足在采暖期内正常运行的要求。

关键词：

供热负荷设备选择计算及布置换热站系统运行板式换热器

摘要1

第一章设计概况4

1.1设计题目4

1.2设计原始资料4

1.2.1设计地区气象资料4

1.2.2设计参数资料4

第二章换热站方案的确定5

2.1换热站位置的确定5

2.2换热站建筑平面图的确定5

2.3换热站方案确定5

2.4供热管道的平面布置类型5

2.5管道的布置和敷设6

2.6换热站负荷的计算6

第三章换热站设备的选取7

3.1换热器简介7

3.1.1换热器概述7

3.1.2换热器的分类7

3.2换热器的选取9

3.2.1换热器类型的选取9

3.2.2换热器选型计算9

3.3换热站内管道的水力计算10

3.4循环水泵的选择11

3.4.1循环水泵需满足的条件11

3.4.2循环水泵选择11

3.5补水泵的选择12

3.5.1补水泵需该满足的条件12

3.5.2补水泵的选择12

3.6补水箱的选择14

3.7除污器的选择14

3.8钠离子交换器的选择14

3.9分集水器的选择15

第四章设备管道的防腐保温15

4.1保温材料的选择原则及保温结构15

4.2保温材料选材计算16

第五章质调节17

参考文献22

致谢22

第一章设计概况

1.1设计题目

张家口市桥西区集中供热工程M13号热力站工艺设计二次网改造及供热系统运行模式分析

1.2设计原始资料

1.2.1设计地区气象资料

1、建筑物修建地区：

河北省长张家口市

2、该工程的供热区域总建筑面积：

110000m2，供需范围有十六中学校区、市检察院办公区和住宅区等，供热半径：

500m，最大建筑高度：

36m。

3、气象资料：

采暖室外计算温度：

tw=-15℃；

冬季采暖天数:

N=155天；

最大冻土层深度：

136cm室内计算温度：

1.2.2设计参数资料

1、热源状况介绍

该换热站由张家口市桥西区恒峰热力有限公司运营管理，热媒种类为热水。

一次网供回水温度为130/70℃，热用户包括地暖用户，散热器采暖用户。

其它供热参数根据外网情况确定。

2、一次管网：

一次网供回水温度为130/70℃。

3、二次管网：

二次网地暖区供回水温度60/50℃，散热器低区供回水温度85/60℃，散热器高区供回水温度85/60℃。

4、一次网工作压力为1.6MPa。

第二章换热站方案的确定

2.1换热站位置的确定

1、尽量靠近主要负荷及负荷密度较大处。

2、需考虑整个管网系统的水力平衡。

2.2换热站建筑平面图的确定

1、外墙370mm；

供热面积10万平米的换热站的占地面积须≧350平米；

换热站内设备间的门向外开，换热站长度大于12米时设两个出口。

2、根据功能可以设换热间、配电间、值班室、卫生间和修理间等；

3、门、窗、开间和进深以“3”为模数；

4、室内外高差300mm

5、标注有两道尺寸线。

2.3换热站方案确定

热力点在用户供、回水总管进出口处设置截断阀门、压力表和温度计等等，同时据用户供热质量要求，需设置手动调节阀或流量调节器，以便于对用户进行供热调节。

用户进水管上需安装除污器。

城市上水进入水--水换热器被加热，热水沿热水供需网路的供水管，输送到个用户。

热水供需系统中设置热水供需循环水泵和循环管路，使热水能不断的循环流动。

当城市上水悬浮杂质较多、水质硬度或含氧量过高时，还需在上水管处设置过滤器或对上水进行必要的水处理。

安装原水箱、原水加压泵、全自动软化水装置与软化水箱，使二级网系统具有较完整的补水及其处理系统。

根据热用户的种类，可以分为地暖区，散热器区，其中散热器用户建筑含有高层用户，所以，将散热器用户分为散热器低区和散热器高区，进行分别供热。

2.4供热管道的平面布置类型

供热管道平面布置图示与热媒的种类、热源和热用户相互位置及热负荷的变化热点有关，主要有枝状和环状两类。

枝状网比较简单，造价较低，运行管理比较方便，它的管径随着到热源的距离增加而减小，其缺点在于如没有供热的后备性能，即一旦网路发生事故，在损坏地点以后的所有用户均将中断供热。

环状网路的主要优点是具有供热的后备性能，可靠性好，运行也安全，但它往往比枝状网路的投资要大很多。

本设计中，力争做到设计合理，安装质量符合标准和操作维护良好的条件下，热网能够无故障的运行，尤其对于只有供暖用户的热网，在非采暖期停止运行期内，可以维护并排除各种隐患，以满足在采暖期内正常运行的要求，加之考虑到目前我国的国情，故设计中的热力网型式采用枝状网。

2.5管道的布置和敷设

合理的选择供热管道的敷设方式，需对节约投资，保证热网安全可靠地运行及交通情况等综合考虑，力求与总体布局协调一致。

1、供热管道的敷设方式可分为架空敷设和地下敷设。

考虑到长春地区的气候条件，小区所在地的地质条件，地下水位及供暖管道与下区整体环境的协调性等条件，本设计均采用地下敷设方式。

A．地沟敷设：

（1）通行地沟敷设：

工作人员可能直立通行的地沟，但造价高。

（2）半通行地沟敷设：

当管道根数较多，采用但排水平布置沟宽度受到限制时，可采用半通行地沟。

（3）不通行地沟敷设：

当管道根数不多且维修工作量不大时，可采用不通行地沟，其造价较低，占地小，但检修时必须掘开地面。

B．无沟（直埋）敷设：

供热管道直接埋设于土壤中，最多采用的形式是供热管道，保温层和保护瓦克三者紧密粘合在一起，形成整体式的预制保温管道结构形式。

2.管道的布置需注意：

a．管道尽量平行于道路和建筑物

b．尽量将管道设在人行道及绿化地带下，且少穿过道路

c．管网形式采用直埋敷设或地沟敷设

d．管网敷设需力求线路短而且直

e．热力管线与建筑物，构筑物及其他管线的最小间距需符合规范的规定。

2.6换热站负荷的计算

本设计为小区集中供热，采用面积指标法.通过计算

面积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，可按下式进行概算

Qn=qfF×

10–³

KW

式中Qn-建筑物的供暖设计热负荷，KW；

F-建筑物的建筑面积，㎡

qf-建筑物供暖面积热指标，W/m³

热区域总建筑面积：

约6400kw，

其中低温热水地板辐射采暖部分11000m2，负荷640kw，

散热器采暖总面积99000m2

其中低区散热器采暖面积79200m2，高区采暖面积19800m2

则根据面积指标法可以计算出：

低区热负荷4608kw，高区热负荷1152kw。

第三章换热站设备的选取

3.1换热器简介

3.1.1换热器概述

换热器是将热流体的一部分热量传递给冷流体的设备，从而实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。

在换热器中，会有至少含有两种温度不同的流体流过换热器流道，其中一种流体温度较高，会放出热量；

另外一种流体则温度较低，会吸收热量。

在实践工程中也会存在有两种以上的流体参加换热。

3.1.2换热器的分类

换热器的种类丰富多彩。

换热器作为传热设备被广泛应用于耗能用较大的领域。

随着现代节能技术的快速发展，换热器的种类是越来越多。

适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式不同，换热器的大致分类如下：

1、按传热原理可分为：

1）间壁式换热器

是温度不同的两种流体在壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面进行热对流，两种流体之间进行换热。

因此称表面式换热器，这类换热器需用最广。

间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为板面式、管式和其他型式。

2）蓄热式换热器

是通过固体物质构成的蓄热体，把热量经高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。

蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。

3）混合式换热器

通过让冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器，又称为接触式换热器。

由于两流体混合换热后须及时分离，这类换热器适用于气、液两流体之间的换热。

2、换热器按用途可以分为：

1）冷却器：

是把流体冷却到必要的温度，但冷却流体没有发生相的变化。

2）加热器：

是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。

3）预热器:

预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。

4）过热器:

用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。

5）蒸发器:

用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。

下面我们介绍板式换热器。

1.板式换热器产品需用范围：

板式换热器以传热效率高（比传统的管壳式换热器高2~4倍）、节能、经济、拆卸方便等优点，已被广泛的需用于众多工业部门，同时在集中供热中供热及热能回收工程式中也被大量采用。

2.板式换热器的特点：

传热效率较高、使用安全较可靠、有利于低温热源的高效利用、占地面积小，便于维护、阻力损失较少、热损失较小、冷却水量较小、投资运行费用较低。

3.2换热器的选取

3.2.1换热器类型的选取

本设计选用水-水板式换热器，板式换热器具有很多优点如换热效率高、通用性强、结构紧凑、投资费用低、热回收效率高、降低耗水量等优点。

换热器的容量和台数需根据采暖、通风、生活的热负荷选择，一般不设备用。

但当任何一台换热器停止运行时。

其余设备需满足70%热负荷需要。

本设计选用2台相同规格的换热器，均为一备一用。

3.2.2换热器选型计算

（1）换热器选型计算公式

Q=KF（3-1）

式中—热流量，；

—换热器的传热系数，W/（m2.℃）；

—换热面积，；

—设计工况下的水-水换热器对数平均温差，。

各区对数平均温差依次是27.94040

对于水-水换热器换热系数K可取3000～7000W/（㎡.℃），本设计取3500