城市供热课程设计说明书Word文档下载推荐.docx
《城市供热课程设计说明书Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市供热课程设计说明书Word文档下载推荐.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
4.2水压图的绘制·
设计小结·
19
参考文献·
21
摘要
本设计名为长春市曙光苑小区室外供热管网和换热站工程设计。
随着国家计量供热的逐步推行，供热行业面临着新的机遇和挑战。
计量供热是供热行业从粗放型管理方式向精细型管理方式的一次深刻转变。
计量供热的主目标是节能环保。
计量供热的成功实行必须依托高精确的热网调控。
而热网的高精确调控基础是热网的设计和建设。
这对我们供热系统的设计人员和施工人员提出了新的更高的要求。
能否设计出满足热网精确调控需求的供热系统是当前我们设计人员面临的一道重要难题。
供热工程是现代化城市重要的基础设施，也是城市公共事业的一项重要设计。
各地区都努力从现有条件出发，积极调整能源结构，研究多元化的供热方式，实现供热事业的可持续发展，实现计量供热的节能目标。
计量供热不仅能给城市提供稳定的可靠地高品位热源，改善人民生活环境。
而且能节约能源，减少城市污染。
有利于城市美化，有效地利用城市空间。
城市供热管网的设计，首先要在总体规划的指导下，既要为今后的发展留有余地，又要实事求是的对热负荷进行调查和计算。
在了解热负荷的性质、类别、用途等多方面现场的资料后，进行供热外网的设计。
本次设计以节能建筑的热指标为基础，以热网的精确调节为最终目标，尽量降低热网的各项指标，尽量应用精确调节的阀门和设备，为计量供热打好基础。
本设计以经济、环保、节能为原则，通过借鉴以前的设计方法和经验，采用了合理的技术措施，使设计的各个系统达到了很好的使用效果。
关键词：
集中供热；
供热管网;
换热站；
节能；
第一章绪论
一、我国城市供热的技术走向
1，我国城市集中供热的技术方向，主要采用热电联产的型式，这是我国当前的具体情况决定的。
当然，集中供热的首要前提是节约能源，但是当前我国电力紧张的局面也是不能忽视的。
在供热的同时，生产一定量的电力，也能缓解部分用电的需要。
2，落实热负荷，是集中供热一切要素之首。
没有准确的热负荷，热电站的建设将似海滩上的建筑，不仅不能节约燃料，更无经济效益可谈。
3，目前，我国建设资金短缺，无论是建设热源还是管网，耗资都相当大。
因此，改造老凝汽式电站为热电厂，既可大大降低投资，也可缩短工期，且运行效益可立竿见影。
这是集中供热应优先考虑的热源。
4，尽可能在老厂扩建供热机组，降低生产与非生产设施投资，并且技术上有比较强的后盾，安全生产有比较可靠的保证。
5，热源内机组参数的选择，应优先选用较高参数的机组。
12MW及6MW容量机组，宜选用次高压；
3MW及以下机组宜选用中压机组。
总之应尽可能少用和不用次中压或低压机组。
6，热源内机组型式的选择，宜以背压机组带基本负荷，在多台机组中可选用一台抽汽冷凝机组，以增加负荷调节的灵活性。
7，在大、中城市采暖负荷较大时，宜选用大容量的两用机组，采暖季节降低部分电负荷供热，非采暖季节仍恢复正常运行，节能效益是非常理想的。
8，近年发展起来的循环流化床锅炉，具有许多优点：
煤种适应范围广；
适应负荷变化范围50%～100%；
热效率较高；
易于脱硫且投资少，适宜作建筑材料。
9，集中供热方案的优化方面，现已有北京水利电力经济研究所、清华大学等单位研制了优化软件，它包括热源布点优化、热源机组组合选型优化、热力管网管径、路径优化、并可计算热力规划或可行性研究报告有关技术经济指标等。
今后应广泛应用，以节约能源，降低投资，提高效益。
二、设计目的及意义
课程设计的目的主要是对已经学过的专业知识的进一步加深，分析总结和解决实际问题的一次实践教学环节，也是我在大学四年所学专业知识的综合训练。
它对提高我们的个人素质，增强就业后的竞争能力至关重要。
学生在课程设计实践的基础上，综合运用所学的专业知识，参考国家有关规范标准、工程设计图集及其它参考资料，能够比较系统地掌握专业设计的计算步骤、方法。
独立完成课程设计任务，培养自己分析和解决实际工程问题的能力，熟练一定电脑绘图能力和文字处理能力，为以后顺利走向工作岗位奠定良好的基础。
三、设计指导思想
目前，我国的能源紧张是影响我国经济发展的重要因素，并被认为是当今世界具有普遍性的问题。
我国能源发展的速度比较缓慢但是能源浪费却十分严重，所以本工程的设计应该尽量的节约能源，提高能源的利用率，要因地制宜地确定综合利用能源的供热方案，同时结合我国的国情和社会主义建设初级阶段资金短缺等实际困难，在确定设计方案时也要力求节俭，减少工程造价。
本设计就是在遵循经济合理的前提下，经过经济分析比较后，设计小区集中供热系统以及给排水系统。
第二部分小区管网系统设计
第2章热负荷计算
2.1原始资料
2.1.1设计地区气象资料（长春市）
长春市气象资料：
1﹚冬季室外供暖计算温度：
2﹚冬季主导风向：
北风
3﹚冬季室外平均风速：
4﹚冬季日照率：
55%
5）冬季采暖天数：
174天
6）最大冻土深度：
145cm
7﹚缝隙渗风量的朝向修正系数n
北东北东东南南西南西西北
0.350.350.150.250.71.00.90.4
2.1.2土建资料
度假村平面布置图，包括道路走向、建筑物分布、建筑面积、建筑用途、区域的地形标高和位置坐标。
2.1.3热媒
低温热水95℃/70℃；
有城市管网供0.6MPa的饱和蒸气
2.1.4采暖方式
采用对流辐热式钢铝散热器
2.2负荷计算
2.2.1集中供热系统热负荷的概算
2.2.1.1集中供热系统
集中供热系统系统指的是以热水或蒸汽作为热媒集中向一个具有多种热用户的较大区域供热的系统.
2.2.1.2热负荷的类型
（1）按性质分为两大类:
一类是季节性热负荷,它与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射热等气候条件密切相关,起决定性作用的是室外温度在全年中有很大的变化.
另一类是常年性热负荷主要取决于生活用热和生产状况,其日变化较大,而在全年的变化较小.
（2）按热用户的性质分:
a、供暖设计热负荷；
b、通风设计热负荷；
c、生产工艺热负荷d、生活用热的设计热负荷
2.2.2热负荷的计算
2.2.2.1采暖设计热负荷的计算
热源设计时，对于办公建筑、民用建筑等可利用供暖面积热指标计算采暖热负荷，热指标选取参阅教科书或有关设计手册。
室内采暖设计时，应进行围护结构的热工计算，分别计算建筑的热负荷，其设计参数详见设计手册。
热指标是表示各类建筑物，在室内外温差1℃时，单位体积（面积）的供暖热负荷。
对于热指标的估算，主要取决于通过垂直维护结构向外传递的热量，它与建筑物的平面尺寸和层高有关，因而不直接取决于建筑平面面积，热指标有体积热指标与面积热指标两种方法，体积热指标更能准确的反映出建筑物的传热状况，但是采用面积热指标比体积热指标更易于概算，计算方法简便。
因此，本设计采用单位建筑面积热指标法进行计算。
选择热指标的大小，主要与建筑物的结构外形以及层高有关，建筑物的维护结构传热系数越大，采光率越高，则建筑物的热损失越大，在这种情况下，热指标可取较大值；
反之，则取较小值。
因此热指标的选择合适与否直接影响到计算热负荷的计算值以及系统的总的耗热量。
表2-1各类建筑物采暖热指标推荐值qh（W/m2）
建筑物类型
住宅
办公楼
医院、幼儿园
旅馆
图书馆
商店
食堂餐厅
影剧院展览馆
大礼堂体育馆
45～70
60～80
65～80
60～70
45～75
65～75
115～140
90～115
100～160
注：
参考《全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调·
动力》
针对长春市曙光苑小区采用60%-65%节能,由上表的采暖热指标推荐值对小区节能热指标推荐如下:
曙光苑度假村建筑物供暖面积节能热指标推荐值
居住区综合
培训中心
主楼（旅馆）
职工食堂
综合居住（职工公寓）
合计
建筑面积
33640
6990
12600
14200
33000
2480
5100
108010
节能热指标
40
34
50
45
/
取值符合推荐值要求。
建筑面积热指标法，其计算公式为：
.
Qh=qn
A
10-3（2-1）
式中：
Qh——采暖设计热负荷（kw）
qn——采暖热指标（w/m2）
A——采暖建筑物的建筑面积（m2）
以度假村主楼为例（计算它的热负荷）：
从曙光苑度假村平面布置图可知主楼的面积A1=33000m2，qn=40w/m2，Qh=33000*40=1320kw。
其他计算结果如下表：
曙光苑度假村建筑物供暖面积与热负荷汇总表
建筑编号
建筑总面积㎡
热指标
热负荷Q（KW）
A1#
7600
304
A2#-a
3520
140.8
A2#-b
A3#-a
1760
70.4
A3#-b
A3#-c
A3#-d
A4#
6600
264
A5#
2680
107.2
A6#
40.8
B1
1200
B2
580
19.72
B3
660
22.44
B4
520
17.68
B5
1150
39.1
B6
960
32.64
B7
1160
39.44
B8
760
2584
C办公楼
504
C-1
8200
410
C-2
1300
C-3
3000
150
C-4
1700
85
D职工宿舍
173.4
D职工食堂
111.6
主楼
1320
根据表2-2可知总供热面积为108010㎡，总采暖热负荷为4407.22KW。
第三章供热系统方案的选择
3.1系统热源型式及热媒的选择
根据对曙光苑度假村的调查，该度假村有如下特点：
（1）度假村处于建设阶段，且规划负荷只采暖热负荷无生活热水热负荷；
（2）该区域内建筑物以旅馆为主，间有培训中心，职工食堂,别墅区等且该区热负荷较集中。
（3）度假村建筑总面积为10.801万m2，设计总热负荷为4407.22KW。
基于上述特点，本规划以汽-水换热站作为供热热源，以热水作为度假村供热管网的热媒，换热站设在洗衣厂后面。
3.2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。
3.3供热管道的定线原则
（1）敷设方式:
管线采用无沟（直埋）敷设方式。
目前最多采用的型式是供热管道、保温层和保护外壳。
三者紧密粘接在一起，形成整体式的预制保温管结构型式。
（2）经济上合理，主干线力求短直，使金属耗量小，施工方便，主干线尽量走热负荷集中区，管线上所需的阀门及附件涉及到检查井的数量和位置，而检查井的数量应力求减少。
（3）技术上可靠，线路尽可能走地势平坦，土质好，水位低的地区，尽量利用管段的自然补偿。
（4）对周围环境影响少而协调，少穿主要街道，城市道路上的供热管道一般平行于道路中心线，并尽量敷设在车道以外的地方。
（5）穿过街区的城市热力管网应敷设在易于检修和维护的地方。
（6）通过非建筑区的热力管道应沿公路敷设。
（7）热水管道在最低点设放水阀，在最高点设放气阀，管线布置见管线平面图。
（1）直埋敷设管道保温采用预制保温。
首先在管道上涂耐热防锈漆两遍，外用玻璃棉毡捆扎再用镀锌丝缠绕，用密纹玻璃布包扎做为保护层，表面涂冷底子油2遍。
（2）保温。
地下直埋管道保温通常采用预制保温管，采用采用氰聚塑预制保温管。
为增加保温层的耐久性和分辨各种介质的管道在保护层外涂刷颜色漆。
（3）管道的防腐涂料选用铁红防锈漆。
（4）水压实验，实验压力为工作压力的1.5倍。
管道系统安装后，进行实验，十分钟内压力下降不大于0.05MPa，不漏为合格。
（5）热力管道严密性实验合格后，须清除管内留下的污垢或杂物，热水及凝结水管道以系统内可能达到的最大压力和流量进行清水冲洗，直至排出口水洁净为合格。
第四章供暖管网的水力计算及水压图
4.1供暖管网的水力计算
4.1.1计算方法
本设计中的水力计算采用当量长度法。
4.1.2水力计算的步骤
（1）确定网路中热媒的计算流量
=860*4.4/25=151.61t/h
式中
—供暖系统用户的计算流量，T/h；
—用户热负荷，MW；
—水的比热，取
=4.187KJ/Kg·
℃；
—供热网路的设计供回水温度，℃。
表4-1曙光苑度假村建筑热负荷与流量计算表
流量t/h
10.46
4.84
2.42
9.1
3.69
1.4
0.68
0.77
0.61
1.34
1.12
1.36
0.89
17.34
14.1
2.24
5.16
2.92
5.96
4.01
45.41
（2）确定热水网路的主干线，及其沿程比摩阻，根据《城市热力网设计规范》，比摩阻R取30--80Pa/m。
（3）根据网路主干线各管段的流量和初选的R值，确定主干线各管段的公称直径和相应的实际比摩阻。
（4）根据选用的公称直径和管中局部阻力形式，确定管段局部阻力当量长度Ld及折算长度Lzh。
（5）根据管段折算长度Lzh的总和利用下式计算各管段压降△P。
（4-2）
—管段压降，Pa；
—管段的实际比摩阻，Pa；
—管段的实际长度，m；
—局部阻力当量长度。
（6）确定主干线的管径后，就可以利用同样方法确定支管管径，为了满足网路中各用户的作用压差平衡，必须使各并联管路的压降大致相等，故并联支线的推荐比摩阻Rtj需用式（4-3）进行计算
Rtj=△P/Lzh（4-3）
式中Rtj—推荐比摩阻，Pa/m；
△P—资用压降，即与直线并联的主干线的压降，Pa；
Lzh—考虑局部阻力的管段折算长度，Lzh=L×
1.6,m;
根据式（4-3）可得到支线的推荐比摩阻，结合管段的流量可利用参2中的表4-2确定支线的公称直径、实际比摩阻及实际压降。
对于实际压降过小的管段为维持网路
平衡，可安装调节孔板或小管径阀门来消除剩余压头，节流孔板的消压可查表选取或者按式（4-4）进行计算
（4-4）
式中G—热媒流量，Kg/h；
—调压板消耗压降，Pa。
4.1.3热水网路各管段的水力计算
图4-1曙光苑度假村管道水力计算示意图
根据水利计算图：
图4-1，进行管段的编号，从热源到最远热用户客房1#楼的管段是主干线。
首先，先取主干线的平均比摩阻在30～80Pa/m范围之内，确定主干线各管段的管径。
管段AB:
计算流量G=151.61t/h
根据管段AB的计算流量和Rm值得范围，由《城市供热工程》附表4-1可确定管段AB的管径和相应的比摩阻Rm值，即
d=250mm，R=31.2Pa/m
管段AB中局部阻力的当量长度ld可由《城市供热工程》附表4-2查出，得
闸阀1×
3.83=3.83m
局部阻力当量之和ld=3.83
管段AB的折算长度lzh=3.83+13=16.83m
管段AB的压力损失△p=Rlzh=16.83×
31.2=525.1Pa
用同样的方法可计算其他各管段，确定其管径和压力损失，将局部阻力当量计算、各管段的水力计算以及各用户的水力情况分别列入附表中（设计说明书最后）。
4.2水压图的绘制
4.2.1绘制网路水压图的必要性
热网中连结着许多的热用户，它们对供水温度及压力可能各有不同，而且它们所处的地势高低不一，在设计阶段必须对整个网路的压力状况有个整体考虑，而水力计算通常只能确定热水管道中各管段的压降，并不能确定热水供暖系统中管道上各点的压力，因此，只有通过绘制热水网路的水压图，用以全面地反映热望和各热用户的压力状况，并确定保证使它实现的技术措施。
在运行中，通过网路的实际水压图，可以全面地了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况。
从而揭露关键性的问题并采取必要的技术措施，保证安全运行，另外，各个用户的连接方式以及整个供热系统的自控调节装置，都需要根据网路的压力分布或其波动情况来选定，既需要以水压图作为这些工作的决策依据。
4.2.2网路水压图的原理及其作用
4.2.2.1水压图绘制原理
水压图是根据伯努利方程原理绘制的，即
（4-5）
4.2.2.2水压图绘制的作用
（1）利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力值。
（2）利用水压曲线，可以表示各管段阻力损失值。
（3）根据水压区县的坡度，可确定管段单位长度的平均压降值。
（4）只要已知或固定管道上任何一点的压力，则其它各点的压力值就已知。
4.2.3绘制水压图的原则和要求
（1）在与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过该用户系统用热设备及其管道的承压能力。
（2）在高温水网路和用户系统内，水温超过100℃的点热媒压力不应低于该水温下的汽化压力。
（3）与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵，运转或停止工作时，其用户系统回水管出口处的压力，必须高于拥护系统的充水高度，以防止系统倒吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。
（4）网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出5mH2O，以免吸入空气。
（5）在热水网路的热力站或用户引入处，供回水管的自用压降，应满足热力站或用户所需的作用压头。
4.2.4水压图绘制的步骤和方法
（1）以网路循环水泵的中心线的高度为基准面，在纵坐标上按一定的比例做出标高的刻度（o-y），沿基准面在横坐标上按一定的比例做出距离的刻度
（o-x）。
按照网路上的各点和各用户从热源出口沿管路计算的距离，在（o-x）轴上相应的点上标出网路相对基准面的标高和房屋高度。
各点网路高度的连接线就是带有阴影的线，表示沿管线的纵剖面。
（2）选定静水压线的位置：
静水压曲线是网路循环水泵停止工作时网路上各点的测压管水头的连接线。
它是一条水平的直线，该最不利环路中全部采用直接连接，系统高温水可能达到的标高为15+（53-45）=23m，再加上3-5m水柱的富裕值，由此可以定出静水压线的高度在28m的高度上。
采用补给水泵定压方式，定压点位置设在网路循环水泵吸入端。
（3）选定回水管动水压线的位置：
在网路循环水泵运转时，网路回水管各点的测压管水头的连接线称为回水管动水压线，根据热网水力计算结果，按各管段的实际压力损失确定回水管动水压线采用补给水泵定压只要补给水泵施加在定压点的压力维持在28m水柱的压力就能保证系统循环水泵在停止运行时对压力的要求了，回水主干线的总压降通过水力计算已知为28283.92/9971.67=2.84m水柱，则B点的高度为28+2.84=30.84m这就可初步确定回水主干线的动水压线的末端位置。
（4）选定供水管动水压线的位置：
在网路循环水泵运转时，网路供水管内各点测压管水头连接线称为供水管动水压线。
如末端用户预留的资用压差为5m水柱则C点的位置为30.84+5=35.84m设供水主干线的总压力损失与回水管相等则在热源出口处供水管动水压线的位置即D点的标高为35.84+2.84=38.68m，E点的标高为D点的标高加上热源内部的压力损失选定为5m水柱则E点的水头应为38.68+5=43.68m。
同理可计
升级会员 