小区供热课程设计说明书.docx
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小区供热课程设计说明书
学号
0703170104
成绩
课程设计说明书
设计名称小区供热课程设计
设计题目保利花园小区供热课程设计
设计时间8月30日——9月17日
学院市政与环境工程学院
专业建筑环境与设备工程
班级07-1
姓名王珊珊
指导教师王岳人
2010年9月17日
保利花园小区供热课程设计说明书
第1节设计条件及任务2
第2节方案初步确定及计算3
第3节水压图的绘制15
第4节换热站的设计19
第5节保温层的选择和计算20
第6节管道埋深的确定20
第7节设计感想21
第8节参考文献21
1设计条件及任务
1.1设计条件
1.1．1设计条件图：
见沈阳市某居住区建筑总平面图（附图）；建筑层高拟定为2.8米，地面标高自行拟定。
1.1．2各用户阻力损失按5mH2O预留。
1.1．3气象资料按暖通空调设计规范确定。
亦可按如下数据考虑：
冬季采暖室外计算温度-19℃采暖天数152天
冬季采暖室内计算温度18℃夏季通风室外计算温度28℃
最大冻土层厚度1.48m最高地下水位-8m
年主导风向：
北海拔41.6m
平均风速：
冬：
3.2m/s，夏：
3.0m/s
大气压力：
冬766mmHg，夏750mmHg
1.1．4水文地质资料：
冰冻线1.5米，地下水位线-8.0米，砂质粘土，无腐蚀性。
不考虑地下其它构筑物。
1.1．5热源可考虑由集中供热管网供给130/90℃高温水。
1.2确定供热方案（包括部分建筑热负荷概算、供热热媒选取、热媒参数确定、管网型式选择、管网布置方案；确定管网敷设方式、补偿方式、定压方式、管子和管件、保温结构）
1.2.1绘制管网平面图
1.2.2管网水力计算
1.2.3绘制水压图
1.2.4小区锅炉房或热交换站设计（主要设备的选择布置、绘制热交换站工作原理图等）
2方案初步确定及计算
2.1热负荷的计算
在小区规划图上，根据各幢楼的用途不同，分为住宅楼和居住区综合楼。
在确定供热设计热负荷时，采用常用的面积热指标法，利用以下公式进行计算：
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，m2;
qf—建筑物的供暖面积热指标，w/m2。
根据《城市热力网设计规范》给出的供暖面积指标推荐值，取住宅楼和居住区综合楼qf=64w/m。
在规划图上，按比例算出各幢楼的面积，然后根据相应的公式算出热负荷，列入表2-1中
2.2热源与介质参数的选择
此小区所需热负荷总量不是很大，接入方式采用城市热网接入，在小区中间位置处设置集中换热站对外网的的供水进行压力和温度及其他参数的调节，为节省投资和简化管理，管网的布置形式采用支状管网。
本小区设小区热力站（民用集中热力站），集中供热网路通过小区热力站向该小区几个街区的多幢建筑分配热量，供热系统采用闭式系统，地点设在小区中心位置，以便将热量更加合理的进行分配。
由热力站接收上一级热源来的高温水，再通过混合水泵将回水管道里的回水与热网供水混合，从而达到用户所需的供水温度，再向各用户输送。
2.3城市热力网的布置
考虑热负荷分布，热源位置，与各种地上，地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件、近远期热负荷的发展等多种因素，根据上面的原则把管网敷设在道路下面，管道中心线平行与道路边缘。
这样主要是考虑了施工的方便，车辆可以直接将管道器材运输到现场；而且将来维修和检修是更换管道时，不会破坏园林绿地。
考虑了初投资的经济性。
让主干管道尽量穿过热负荷中心地带，这样主要是为了水力计算容易平衡，管网运行起来比较平稳，运行费用比较节省。
2．4热网布置方案的确定
管网的间距查《实用供热空调设计手册》将管子的间距布置为：
DN300管子的间距为600mm；DN250管子的间距为520mm；
DN200管子的间距为520mm；DN150管子的间距为400mm；
DN125管子的间距为400mm；DN100管子的间距为400mm；
DN80管子的间距为300mm；DN70管子的间距为300mm；
2.5敷设方式的选择
本设计中供热管网的敷设方式均为直埋敷设。
考虑采用该敷设方式，主要是基于目前，直埋敷设已是热水供热管网的主要敷设方式。
因为无沟敷设不需砌筑地沟，土方量及土建工程量减少；管道预制，现场安装工作量减少，施工进度快；因此可节省供热管网的投资费用。
无沟敷设占地小，易于与其他地下管道和设施相协调。
此优点在老城区、街道窄小、地下管线密集的地段敷设供热管网时更为明显。
2.6简图绘制
2.7管道水利计算
2.7.1流量计算
根据每栋用户的热负荷确定入户口的流量。
利用以下公式进行计算
G=0.86Q/（tg’-th’）t/h
式中Q—管段的热负荷，W；
tg’—系统的设计供水温度，℃;
th’—系统的设计回水温度，℃。
表2-1
用户编号
面积F（m2）
热负荷Q（kw）
流量G（t/h）
a1
1177.5
75.36
2.59
a2
1124.76
71.99
2.48
a3
1070.52
68.51
2.36
a4
1164.01
64.50
2.56
a5
1198.8
76.72
2.64
a6
1127.06
78.53
2.70
a7
1143.72
73.20
2.52
a8
1231.98
78.85
2.77
a9
1135.50
72.67
2.50
a10
1159.98
74.24
2.56
b1
1348.32
86.29
2.97
b2
1533.30
98.12
3.38
b3
1396.68
89.39
3.07
b4
1465.55
112.99
3.89
b5
2725.86
174.46
6
c1
1070.58
68.56
2.36
c2
1424.46
91.16
3.14
c3
1393.92
89.21
3.07
c4
1314.12
84.1
2.89
c5
1360.08
87.04
2.99
c6
1357.62
86.89
2.99
c7
1314.12
84.1
2.89
c8
1150.38
73.62
2.53
d1
1473.78
94.32
3.25
d2
1718.88
110.01
3.79
d3
1390.02
88.84
3.06
d4
1243.32
79.57
2.74
d5
1343.1
85.96
2.96
d6
1538.76
98.48
3.39
e1
1140.01
72.96
2.51
e2
1497.72
95.83
3.29
e3
1586.52
101.54
3.49
e4
1586.52
101.54
3.49
e5
1309.48
76.23
2.87
e6
1101.5
69.95
2.43
e7
1076.43
68.89
2.37
f1
1175.7
75.25
2.59
f2
1369.74
87.85
3.02
f3
1290.06
82.56
2.84
f4
1519.02
97.22
3.34
f5
1602.78
102.58
3.53
f6
1476,12
94.74
3.25
g1
1434.48
91.81
3.16
g2
1360.74
87.08
2.99
g3
1364.22
87.31
3.01
g4
1238.64
79.27
2.73
h1
1382.22
88.64
3.04
h2
1800.24
76.81
2.64
h3
1331.52
85.22
2.93
h4
1373.76
87.92
3.02
h5
1423.08
91.07
3.13
k1
276.5
17.69
0.16
k2
655.72
41.97
1.44
k3
321.05
20.55
0.17
k4
673.8
43.12
1.48
k5
332.45
21.28
0.73
2.7.2确定最不利环路
由设计简图可看到a1—i4为最长支线，定为最不利环路，再根据《供热工程》书附录9-1由各管段的流量确定平均比摩阻（平均比摩阻R的取值在30-80之间）及每一管段的流速及管径。
最不利环路各段比摩阻，流速及管径列表2-2
表2-2
管段标号
面积F
（m2）
热负荷Q
（kW）
流量G
（t/h）
管长L
（m）
比摩阻R
（pa/m）
流速v
（m/s）
管径d
（mm）
a1
1177.5
75.36
2.59
20.81
81
0.47
50
a2
1124.76
71.99
2.48
17.51
44.6
0.43
65
a3
1070.52
68.51
2.36
15.47
36.4
0.44
80
a4
1164.01
64.5
2.56
23.76
21.9
0.39
100
a5
1198.8
76.72
2.64
17.51
33.6
0.48
100
a6
1127.06
78.53
2.7
17.41
50.7
0.59
100
a7
1143.72
73.2
2.52
17.46
64.2
0.66
100
a8
1231.98
78.85
2.77
17.46
26.8
0.5
125
a9
1135.5
72.67
2.50
17.51
35.0
0.57
125
a10
1159.98
74.24
2.56
11.2
41.1
0.61
125
i2
45.59
30.76
46.9
0.74
150
i3
64.77
3.11
17.4
0.55
200
i4
89.78
27.47
34.3
0.78
200
2.7．3管道阻力的计算
管道的阻力分为管道的沿程阻力ΔPm和局部阻力ΔPj，管道的沿程阻力可按计算公式：
ΔPm=R*L；
ΔPm——管道沿程阻力,Pa
R——管道平均比摩阻，Pa/m
L——管段长度，m
以a1管段来说明管段的阻力的计算：
ΔPm=20.81*81=1685.61Pa
同理，其他管段的沿程阻力见表2-3。
将管段的阻力相加即得到a管道的沿程阻力，管道的局部阻力异径接头，炜弯，三通，阀门处的损失，在《供热工程》附录9-2中查得各处的当量长度，与比摩阻相乘即得相应管段处的局部阻力ΔPj。
a1管段的局部阻力计算：
ΔPj=（0.13+0.4+1.3）*81=148.23pa
a1管道的总阻力为：
ΔP=ΔPm+ΔPj=1685.61+148.23=1833.84pa
同理，其他管段的沿程阻力见表2-3
2.7.4其它管段管径的确定
根据最不利环路与分支处压力损失平衡的原理，管段a1-i1与管段i1-b5平衡。
求出i1-b5的平均比摩阻=ΔPa/Lb=9247.7/125.49=73.69pa/m，根据平均比摩阻查出b管段各处的流速及管径列入表2-3中。
再计算出i1-b5的实际压力损失为8082.69pa。
则不平衡率E=（ΔPa-ΔPb）/ΔPa=（9247.7-8082.69）/9247.7=12.5﹪
同理，查得各段支线的比摩阻，流速及管径，算出压力损失及不平衡率，列入表2-4。
在计算换热站下半支的时，将a1-i4到i4-h5的压力损失进行比较，不平衡率等于-4.13﹪。
因此可将i4-h5作为最不利环路，与下半支分支进行比较计算。
表2-3
管段编号
流量G（t/h）
管长
L（m）
比摩阻
R（pa/m）
流速v（m/s）
管径d（mm）
当量长度（m）
炜弯当量长度（m）
三通当量长度（m）
阀门当量长度（m）
压降
（pa）
a1
2.59
20.81
81
0.47
50
0.13
0.4
1.3
1833.8
a2
2.48
17.51
44.6
0.43
65
0.17
1.83
870.15
a3
2.36
15.47
36.4
0.44
80
0.26
2.55
655.39
a4
2.56
23.76
21.9
0.39
100
3.3
592.34
a5
2.64
17.51
33.6
0.48
100
3.3
699.22
a6
2.7
17.41
50.7
0.59
100
3.3
1050
a7
2.52
17.46
64.2
0.66
100
0.33
3.3
1354
a8
2.77
17.46
26.8
0.5
125
4.4
585.85
a9
2.5
17.51
35
0.57
125
4.4
766.85
a10
2.56
11.2
41.1
0.61
125
0.44
6.6
2.2
840.08
b1
2.97
16.99
71.5
0.7
100
0.98
3.3
1.65
1638.8
b2
3.38
20.55
50.7
0.59
100
3.3
1209.2
b3
3.07
19.13
33.6
0.48
100
3.3
753.65
b4
3.89
35.86
56.7
0.55
80
0.26
2.55
2192.6
b5
6
28.54
51.2
0.47
65
0.17
0.55
1.83
1563.5
c1
2.36
22.02
45.6
0.35
50
0.13
0.4
1.3
1087.6
c2
3.14
30.89
44.6
0.43
65
0.17
1.83
1466.9
c3
3.07
21.59
41.1
0.47
80
2.55
992.16
c4
2.89
20.2
75.1
0.63
80
0.26
2.55
1718.9
c5
2.99
35.99
41.7
0.54
100
3.3
1638.4
c6
2.99
19.15
57.2
0.63
100
3.3
1284.1
c7
2.89
19.66
79.3
0.74
100
0.33
3.3
1846.9
c8
2.53
10.62
32.1
0.54
125
0.44
6.6
2.2
637.51
d1
3.25
19.71
71.5
0.7
100
0.33
4.59
1.65
1879
d2
3.79
19.84
50.7
0.59
100
3.3
1173.2
d3
3.06
22.03
81.7
0.66
80
0.26
2.55
2029.4
d4
2.74
28.16
46
0.49
80
2.55
1376.7
d5
2.96
17.86
58.2
0.5
65
0.17
1.83
1158.9
d6
3.39
19.43
91.4
0.5
50
0.13
1.3
1906.6
e1
2.51
22.03
32.7
0.37
65
0.17
0.55
1.83
808.38
e2
3.29
31.82
36.4
0.44
80
2.55
1251.1
e3
3.49
22.83
75.1
0.63
80
0.26
2.55
1925.6
e4
3.49
52.24
44.6
0.55
100
0.98
3.3
2520.8
e5
2.87
19.07
64.2
0.66
100
3.3
1436.2
e6
2.43
17.57
79.3
0.74
100
0.33
3.3
1681.2
e7
2.37
14.59
104.8
0.58
100
4.95
1.65
2220.7
f1
2.59
16.22
71.5
0.7
100
0.33
4.95
1.65
1655.2
f2
3.02
18.53
145.3
0.88
80
2.55
3062.9
f3
2.84
17.69
95.9
0.71
80
0.26
2.55
1964.9
f4
3.34
28.87
56.7
0.55
80
2.55
1781.5
f5
3.53
21.15
65.8
0.53
65
0.17
1.83
1523.3
f6
3.25
20.89
86.1
0.49
50
0.13
0.4
1.3
1921.8
g1
3.16
21.15
81
0.47
50
0.13
0.4
1.3
1889.7
g2
2.99
20.14
54.7
0.48
65
1.83
1201.7
g3
3.01
21.13
115.2
0.7
65
0.17
1.83
2664.6
g4
2.73
15.04
81.7
0.66
80
0.26
3.82
10.2
2395.4
h1
3.04
17.3
127.8
0.82
80
0.76
1.28
2471.7
h2
2.64
22.91
81.7
0.66
80
2.55
2101.3
h3
2.93
45.66
46
0.49
80
0.17
2.55
2217.3
h4
3.02
18.78
54.7
0.48
65
1.83
1081.4
h5
3.13
17.44
70
0.46
50
0.13
1.3
1320.9
k1
0.16
k2
1.44
k3
0.17
k4
1.48
k5
0.73
i1
19.31
4.24
71.5
0.7
100
0.33
0.98
4.59
725.01
i2
45.59
30.76
46.9
0.74
150
0.56
5.6
1731.6
i3
64.77
3.11
17.4
0.55
200
8.4
200.27
i4
89.78
27.47
34.3
0.78
200
0.84
2.52
8.4
1345.6
i5
67.86
4.23
19.6
0.59
200
0.84
2.52*2
12.6
326.79
i6
45.2
4.04
46.9
0.74
150
0.56
5.6
478.38
i7
26.63
33.06
66.2
0.78
125
0.44
4.4
2509
i8
14.76
3.62
44.6
0.55
100
0.33
0.98
3.3
262.54
j
157.7
4.82
31.9
0.87
250
3.73
272.75
表2-4
管段编号
管长
L（m）
压力损失
ΔP（pa）
实际压力损
ΔP’（pa）
平均比摩阻
R（Pa/m）
不平衡率
E（﹪）
a1-i1
9247.7
12.59
i1-b5
125.49
9247.7
8082.69
73.69
a1-i2
10979.25
13.25
i2-d6
127.3
10979.25
9523.78
86.43
a1-i3
11179.52
4.54
i3-c1
180.12
11179.52
10622.43
62.11
a1-i4
12525.11
-4.13
i4-h5
171.86
12525.11
13042.01
72.88
i7-h5
9227.86
11.63
g1-i7
77.46
9227.86
8154.41
125.58
i6-h5
12236.84
2.67
i6-f6
123.35
12236.84
11909.63
99.21
i5-h5
12715.22
6.92
i5-e1
180.15
12715.22
11834.82
70.59
根据《城市热力网设计规范》中的规定，经济平衡率为15%以上需要调节。
如果不平衡率大于±15％，则要重新选择比摩阻，直至平衡为止。
在计算过程中g管段比较短，导致不平衡，因此在分支处加上闸阀。
2.8管材的选择
本工程的，最高工作温度为95℃，可以采用无缝或焊接钢管，采用直埋敷设方式的汽水管道应采用无缝钢管，钢材号为A3。
直埋供热管道的坡度不宜小于0.002，高处设放气阀，低点设放水阀；管道应优先考虑利用自然补偿。
本设计中直接对三通进行加固；直埋供热管道上的阀门采用钢制阀门和阀兰连接；直埋供热管道变径处采用焊接连接。
本设计中管道弯头部分回填土要求：
凡有弯头转弯处，在回填土前沿管道补偿段300mm四周填充玻璃棉或其他相应松软材料；弯头要求：
当管径大于或等于100mm时，弯头均采用热煨弯头，弯曲半径R等于3.5D；当管径小于或等于80mm时，弯头采用冲压弯头，弯曲半径R等于1.5D；弯
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