换热站设计计算书.docx
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换热站设计计算书
摘要
本设计为长春市上城住宅小区换热站课程设计，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。
通过课程设计使学生掌握换热站设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中能够培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。
换热站程设计是锅炉及锅炉房设备教学的一个实践环节，是使学生得到供热设计的初步训练，为毕业设计奠定基础。
围绕以某一典型单元设备（如板式塔、循环泵、补水泵、除污器、软水器等）的设计为中心，训练学生非定型设备的设计和定型设备的选型能力。
其基本内容为：
（1）设计方案简介：
对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
（2）主要设备的工艺设计计算（含计算机辅助计算）：
换热器的选择，循环泵的选择，补给水泵、定压方式、换热站管道系统的水利计算、工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
（3）辅助设备的选型：
典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。
（4）工艺流程图：
以单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的定位方向，尺寸。
（5）主要设备的工艺条件图：
图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。
（6）设计说明书的编写。
设计说明书的内容应包括：
设计任务书，目录，设计方案简介，工艺计算及主要设备设计，辅助设备的计算和选型，设计结果汇总，设计评述，参考文献。
整个设计由论述，计算和图表三个部分组成，论述应该条理清晰，观点明确；计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所有数据必需注明出处；图表应能简要表达计算的结果。
在供热、石油、化工、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且是上述这些行业的通用设备，占有十分重要的地位。
随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。
换热器的设计制造结构改进以及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。
完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：
（1）合理地实现所规定的工艺条件；
（2）结构安全可靠；
（3）便于制造、安装、操作和维修
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。
在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。
Ⅰ
摘要.................................................................................................................Ⅰ换热站设计任务书.........................................................................................................................1
一、设计题目.........................................................................................................................1
二、原始资料...........................................................................................................................1
三、设计内容及要求...............................................................................................................1
四、建议时间安排...................................................................................................................2
五、参考文献...........................................................................................................................2
换热站课程设计指导书.................................................................................................................3
一、设计目的...........................................................................................................................3
二、设计步骤及内容...............................................................................................................3
三、设计成果..........................................................................................................................4
四、建议时间安排...................................................................................................................4
五、参考文献............................................................................................................................5
第1章换热站设计计算................................................................................................................6
第一节换热器简介................................................................................................................6
一换热器概述................................................................................................................6
二换热器的分类............................................................................................................6
第二节换热器的选择............................................................................................................7
一换热器的计算............................................................................................................7
二换热器的规格型号....................................................................................................7
第2章水泵的选择........................................................................................................................7
第一节循环水泵的选择........................................................................................................7
一循环水泵的计算........................................................................................................7
二循环水泵的规格型号................................................................................................8
第二节补给水泵的选择........................................................................................................8
一补给水泵的计算........................................................................................................8
二补给水泵的规格型号................................................................................................8
第三节定压方式....................................................................................................................8
第四节全自动软水装置的选择............................................................................................8
第五节补给水箱的计算........................................................................................................8
第3章换热管道系统的水利计算................................................................................................9
一次管网管道编号及阻力计算..............................................................................................9
二次管网管道编号及阻力计算..............................................................................................9
水箱出口到循环泵入口管道编号及阻力计算......................................................................9
市政外网到水箱入口管道编号及阻力计算..........................................................................9
第4章结语....................................................................................................................................10
第5章致谢....................................................................................................................................11
换热站设计任务书
一、设计题目
上城住宅小区换热站课程设计
二、原始资料
1、建筑物修建地区：
长春
2、气象资料：
查阅《规范》及相关手册
3、小区采暖热负荷：
Q=4000+学号×100（kw）
4、一次管网：
一班130~80℃；二班120~80℃。
5、二次管网：
一班95~70℃；二班80~60℃。
6、二次管网资用压力0.25Mpa。
7、二次管网静水压力0.3Mpa。
8、室外给水管网供水压力为0.35Mpa。
三、设计内容及要求
1、设计方案
方案力求：
适用、安全、可靠、经济。
2、图纸要求
（1）换热站设计说明
（2）换热站设备平面布置图1：
50；换热站平面图1：
50
（3）A-A剖面图1：
50；B-B剖面图1：
50；C-C剖面图1：
50
（4）换热站流程图（选画）
（5）换热站系统图1：
50（系统图和剖面图任选其一）
图纸尺寸为标准二号图。
图纸标注：
相应的管道尺寸、标高、坡度、定位尺寸、引用的图集号、设备编号等。
设计说明：
如流量、水压、管材、阀门、防腐、图例、施工要求等。
3、设计计算书
用统一的16开专用纸书写。
包括：
设计题目、摘要、目录、设计原始资料、方案确定、设备选择、水力
1
计算、绘制草图、参考文献、致谢等。
四、建议时间安排
1.方案设计：
1天。
2.换热站设计计算：
1天。
3.施工图绘制：
4天。
4.撰写说明书：
1.5天。
五、参考文献：
1.李善化，康慧.实用集中供热手册（第二版），北京：
中国电力出版社，2006
2.陆耀庆.实用供热空调设计手册，北京：
中国建筑工业出版社，1993
3.《工业锅炉房实用设计手册编写组》.工业锅炉房实用设计手册，北京：
机械工业出版社，1991
4.贺平，孙刚。
供热工程（第三版），北京：
中国建筑工业出版社，1993
5.付祥钊等.流体输配管网（第二版），北京：
中国建筑工业出版社，2005
6.陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调，北京：
中国建筑工业出版社，2002
7.中国建筑标准设计研究所.全国民用建筑工程设计技术措施－暖通动力[S].北京：
中国计划出版社，2003
8.中华人民建设部.采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003），北京：
中国计划出版社，2004
2
换热站课程设计指导书
一、设计目的
换热站设计是《流体输配管网》、《暖通空调》、《燃料与燃烧设备》课程的重要组成部分。
通过本设计，掌握采暖热源的换热站设计程序、方法、步骤有关的基本知识，训练绘图技能。
做到能够分析和解决集中供热中的一些工程技术问题。
二、设计步骤及内容
1、确定热源（换热站）的位置需考虑的因素
（1）尽量靠近主要负荷及负荷密度较大处。
（2）应考虑整个管网的水力平衡性。
2、绘制换热站建筑平面图
1外墙370mm；内墙120mm；
2根据功能设换热间、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（150mmm）；
5标注两道尺寸线。
3、方案设计：
设计换热站工艺流程，绘制流程图。
2、换热站的设计计算
（1）选定换热器类型、规格、型号、数量。
宜选2~3台。
（2）循环水泵的选择计算
①根据流量，阻力损失初步选择循环水泵。
②应考虑水泵的台数及备用情况。
（一台备用）
③应考虑水泵联合运行的情况。
④在水压图中表示出循环水泵的扬程。
（3）定压系统的选择与计算
定压方式有：
变频水泵定压、补给水泵定压、气压罐定压。
选择一种合理的型式并进
3
行选择计算。
（4）选择水处理设备
水处理方式有：
钠离子水处理器，贝膜水处理器、静电水处理器。
选择一种合理的型式并进行选择计算。
（5）设计选择其它附属设备：
补给水箱、过滤器、阀门等。
（6）换热站设备与管道布置。
（7）对换热站管道系统进行水力计算，并重新选择循环水泵。
三、设计成果
设计成果分两部分：
计算说明书与施工图绘制
1、计算说明书
设计计算书应包括：
（1）设计原始资料：
所设计城市的相关气象资料、建筑条件等
（2）方案分析与确定：
换热站位置、换热站内设备的工艺流程、定压及各种主要设备的选择方案。
（3）主要设计内容（为上述“二、设计步骤与内容”的全部内容）要求应有换热站水力计算草图。
（4）设计成果总结
（5）参考文献
2、施工图绘制
（1）换热站设备与管道平面布置图
（2）换热站剖面图
（3）设计说明：
主要内容：
总热负荷，供热半径；热网敷设形式；管材、保温、阀门；系统的运行调节方式；工作压力及试压；所引用的标准图集；主要设备材料表，主要有：
换热器、循环水泵、定压设备、水处理设备、补给水箱、过滤器、补偿器、调节阀等。
四、建议时间安排
1.方案设计：
1天。
2.换热站设计计算：
1天。
3.施工图绘制：
4天。
4.撰写说明书：
1.5天。
4
五、参考文献：
1.李善化，康慧.实用集中供热手册（第二版），北京：
中国电力出版社，2006
2.陆耀庆.实用供热空调设计手册，北京：
中国建筑工业出版社，1993
3.《工业锅炉房实用设计手册编写组》.工业锅炉房实用设计手册，北京：
机械工业出版社，1991
4.贺平，孙刚。
供热工程（第三版），北京：
中国建筑工业出版社，1993
5.付祥钊等.流体输配管网（第二版），北京：
中国建筑工业出版社，2005
6.陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调，北京：
中国建筑工业出版社，2002
7.中国建筑标准设计研究所.全国民用建筑工程设计技术措施－暖通动力[S].北京：
中国计划出版社，2003
8.唐山市热力总公司.城镇直埋供热管道工程技术规程（CJJ/T81-98），北京：
中国建筑工业出版社，1999
9.中华人民建设部.采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003），北京：
中国计划出版社，2004
10.城市热力网设计规范（CJJ34-90）
建筑环境与设备教研室
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第1章换热站的设计计算
第一节换热器简介
一、换热器概述
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。
换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
在换热器中，至少有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。
在工程实践中有时也会存在两种以上的流体参加换热，但它的基本原理与前一种情形并无本质上的区别。
二、换热器的分类
换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。
随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。
适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：
1、换热器按传热原理可分为：
1）间壁式换热器
间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。
因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广。
间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、板面式和其他型式。
2）蓄热式换热器
蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，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）流体连接间接式换热器
流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
这类换热器主要用于回收和利用高温废气的热量。
以回收冷量为目的的同类设备称蓄冷器，多用于空气分离装置中。
如炼焦炉下方预热空气的蓄热室。
4）混合式换热器
混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器，又称接触式换热器。
由于两流体混合换热后必须及时分离，这类换热器适合于气、液两流体之间的换热。
例如，冷水塔、气体冷凝器等。
2、换热器按用途分为：
1）冷却器
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
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
过热器用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。
6
5）蒸发器
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。
下面我们主要介绍板式换热器。
1.板式换热器产品应用范围：
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、结构紧凑、拆卸方便等优点，已被广泛的应用于化工、电力、冶金、食品、石油、机电、纺织、造纸等工业部门，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：
传热效率高、使用安全可靠、随机应变、有利于低温热源的利用、占地小，易维护、阻力损失少、热损失小、冷却水量小、投资运行费用较低。
第二节换热器的选择
一、换热器的计算
Q=4000+5×100=4500KW
K=4000w/
二、换热器的规格型号
选择BR08板式换热器单片换热面积0.8
，单片尺寸1700×670×0.65mm
板片间距3.8mm，板式换热器的片数n=28/0.8=35
板式换热器的长a=35×0.8+34×3.8=157.2mmp=1.5m
第2章水泵的选择
第一节循环水泵的选择
一、循环水泵的计算
7
℃；
H=0.25Mpa+5.5
=31m
二、循环水泵的规格型号
选择的水泵为KQL200/345-45/4（Z）G=100
；H=45m
；P=15KW三台
第二节补给水泵的选择
一、补给水泵的计算
H=0.3Mpa+3m
=34m
二、补给水泵的规格型号
选择的变频补给水泵：
50FL18-15×4；G=18
；H=60m
；P=2.21KW
第三节定压方式
一、定压方式
采用变频水泵定压
第四节全自动软水装置的选择
一、全自动软水器
；所以
选择SYS-25RQ（Q）；处理量12-20
第五节补给水箱的计算
一、补给
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