济南铁道职业技术院土木工程系.docx
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济南铁道职业技术院土木工程系
济南铁道职业技术学院土木工程系
供热工程
实践指导教材
暖通教研室
2004.9
项目一课内实践指导书(8课时)
一、实践任务
计算所使用的教室的供热负荷
二、所需工具及资料
1、测量用皮尺
2、计算器
3、简易登高梯
4、《暖通设计规范》
5、《供热工程》课本
三、实践步骤
1、全班同学分成若干小组。
2、测量教室的外墙、地面长度、宽度。
3、测量门窗的有关数据。
4、查阅有关资料获得建筑材料的有关数据:
厚度、导热系数、温差波动系数、室外计算温度等。
5、用所学过的公式进行计算,算出教室的热负荷。
6、假若用200*115翼型铸铁散热器进行供热,计算出所需要片数。
(取tpj=100℃,tn=18℃)
7、将结果汇总成表格形式上交。
四、讨论
1、在选取室外计算温度时应考虑哪些因素?
2、在计算地面热量散失时怎样确定第一、二、三地带?
3、可以采取哪些措施减少供热负荷?
4、计算热负荷时,为什么要先校核?
五、注意事项
1、在测量教室、门窗有关数据时要注意安全。
2、计算时选用计算公式要准确,注意区分工业与民用的不同。
附:
房间耗热量计算表
房间编号
房间名称
围护结构
传热系数
室内计算温度
供暖室外计算温度
室内外计算温度差
温差修正系数
基本耗热量
耗热量修正
围护结构耗热量
冷风渗透耗热量
冷风侵入耗热量
方间总耗热量
名称及方向
面积计算
m2
朝向
修正
风向
修正
修正后耗热量
高度
修正
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
北外墙
北外窗
西外墙
顶棚
门
地面
一
地面
二
地面三
项目二热网水力工况实验
一.实验目的
1.使学生了解水力工况变化对管网的影响。
2.能绘制各种不同工况下的水压图。
3.锻炼学生的实际动手能力。
二.实验装置
热网水力工况实验台:
系统组成如下图:
1、测压玻璃管2、阀门3、管网4、水泵5、循环水箱6、稳压水箱
图1热网水力工况实验台示意图
三.实验步骤
①通过调节供水干管和各支管(代表用户)的阀门,使各用户阻力、流量相等,记录各点压力,画出管路水压图。
流体压降与流量的关系为:
并联管路流量分配关系:
各用户阻力、流量相等情况下的水压图:
图2(a)各用户阻力及流量相等
图2(b)各用户阻力及流量相等时系统水压图
②改变其中用户2阀门,使其工况变化,看其变化对前边、后边用户以及整个管网影响,记录各点压力,绘制出变化后的水压图。
并把实验数据填入实验报告。
图3(a)用户2的阀门G关闭
图3(b)用户2的阀门G关闭时的系统水压图(虚线所示)
③打开相应阀门,启动用户2水泵,看其中某一用户加压后,对整个管网水力工况的影响,绘制出水压图。
记录各点压力,并把实验数据填入实验报告。
图4(a)用户2增加水泵
图4(b)用户2增加水泵时的系统水压图
④根据以上各组压力计算各用户的流量变化的程度,即水力失调度。
四.实验报告
1.水力失调度计算公式
式中:
——工况变化后的水量;
——正常工况下的水量;
——工况变化后的压差;
——正常工况下的压差。
2.填写表格
表1各点压力记录表
水压/mmH2O
工况
A
B
C
D
E
F
G
H
A
B
C
D
E
F
G
H
一
正常
改变用户2阀门
二
正常
启动用户2水泵
表二各用户处压差与流量变化记录表
ΔP
ΔP
ΔP
ΔP
ΔP
ΔP
ΔP
ΔP
一
正常
改变用户2阀门
水力失调度
二
正常
启动用户2水泵
水力失调度
3.绘制水压图。
根据以上各种工况,分别绘制水压图,并结合课程内容说明验证了什么问题。
五.注意事项
1.在正式进行细调节以前,必须将系统中全部空气清除。
2.为避免水流短路,必须将各用户阀门关得很小。
项目三换热器单元仿真实验
一、工作原理简述
1.在建筑、能源、动力、冶金、机械等工业部门中,常常涉及到换热问题。
特别是在生产中的许多过程和单元操作,都需要进行加热或冷却,所以,对供热行业的人员来说,换热器的操作技术培训是很重要的基本单元操作训练。
2.热的传递有:
传导、对流和辐射三种基本方式。
3.本单元选用的是双程列管式换热器,冷物流被加热后有相变化。
在对流传热中,传递的热量除与传热推动力(温度差)有关外,还与传热面积和传热系数成正比。
传热面积减少时,传热量减少;如果间壁上有气膜或垢层,都会降低传热系数,减少传热量。
所以,开车时要排不凝气;发生管堵或严重结垢时,必须停车检修或清洗。
另外,考虑到金属的热胀冷缩特性,尽量减小温差应力和局部过热等问题,开车时应先进冷物料后进热物料;停车时则先停热物料后停冷物料。
二、工艺流程简介
冷物流(92℃)经阀VB01进入本单元,由泵P101A/B,经调节器FIC101控制流量送入换热器E101壳程,加热到145℃(20%被汽化)后,经阀VD04出系统。
热物流(225℃)由阀VB11进入系统,经泵P102A/B,由温度调节器TIC101分程控制主线调节阀TV101A和副线调节阀TV101B,使冷物料出口温度稳定;过主线调节阀TV101A的热物流经换热器E101管程后,与副线阀动作示意图TV101B来的热物流混合(混合温度为(177±2)℃),由阀VD07出本单元(其工艺流程如图1所示)。
图1
三、主要设备(如表1所示)
表1主要设备一览表
设备位号
设备名称
P101A/B
P102A/B
E101
冷料流进料泵
热料流进料泵
列管式换热器
|四、调节器、显示仪表及现场阀说明
1.调节器(如表2所示)
表2调节器
位号
所控调节阀位号
正常值
单位
正常工况
FIC101
TIC101
FV101
TV101A
TV101B
12000
177
Kg/h
℃
投自动
投自动分程控制
2.显示仪表(如表3所示)
表3显示仪表
位号
显示变量
正常值
单位(说明)
PI101
PI102
FI101
FI102
TI101
TI102
TI103
TI104
EVAPO.RATE
泵PA101A/B出口压力
泵PA102A/B出口压力
热物流主线流量
热物流副线流量
冷物流入口温度
冷物流出口温度
热物流入口温度
E101热物流出口温度
冷物流出口汽化率
9.0
10.0
10000
10000
92.0
145.0
225.0
129.0
20
atm
atm
kg/h
kg/h
℃
℃
℃
℃
%
3.现场阀说明(如表4所示)
表4现场阀
位号
名称
位号
名称
位号
名称
VB01
VB03
VB04
VB05
VB06
VB07
VB08
VB09
泵P101A/B前阀
泵P101A/B后阀
调节阀FV101前阀
调节阀FV101后阀
调节阀TV101A前阀
调节阀TV101A后阀
调节阀TV101B前阀
调节阀TV101B后阀
VB10
VB11
VD01
VD02
VD03
VD04
VD05
VD06
泵P102A/B后阀
泵P102A/B前阀
调节阀FV101旁通阀
E101壳程泄液手阀
E101壳程排气手阀
冷物流加热后出口阀
E101管程泄液手阀
E101管程排气手阀
VD07
VD08
VD09
VB02
VB12
VB13
VB14
热物流冷却后出系统手阀
调节阀TV101A旁通阀
调节阀TV101B旁通阀
泵P101A开关按钮
泵P102A开关按钮
泵P102B开关按钮
泵P101B开关按钮
五、操作说明
(其DCS流程如图2所示,现场流程如图3所示。
)
(一)冷态开车
1..启动冷物流进料泵P101A
i
(1)确定所有手动阀己关闭,将所有调节器置于手动状态且输出值为0;
(2)开换热器E101壳程排气阀VD03(开度约50%);
(3)全开泵P101A前阀VB01;
(4)启动泵P101A;
(5)当泵P101A出口压力达到9.0atm(表)时,全开P101A后手阀VB03。
2.冷物流进料
(1)顺序全开调节阀FV101前后手阀VB04和VB05;再逐渐手动打开调节阀FV101;
(2)待壳程排气标志块由红变绿时,说明壳程不凝气体排净,关闭VD03;
(3)开冷物流出口阀VD04,开度为50%;同时,手动调节FV101,使FIC101指示值稳定到12000kg/h,FV101投自动(设定值为12000kg/h)。
图2
图3
3.启动热物流泵P102A
(1)开管程排气阀VD06(开度约50%);
(2)全开泵P102A前阀VB11;
(3)启动泵P102A;
(4)待泵P102A出口压力达到正常值10.0atm(表),全开泵P102A后手阀VB10。
4.热物流进料
(1)依次全开调节阀W101A和W101B的前后手阀VB07、VB06、VB09、VB08:
(2)待管程排气标志块由红变绿时,管程不凝气排净,关闭VD06;
(3)手动控制调节器TIC101输出值,逐渐打开调节阀TV101A至开度为50%;
(4)打开热物流出口阀VD07至开度50%,同时手动调节TIC101的输出值,改变热物流在主、副线中的流量,使热物流温度分别稳定在〈177土2)℃左右,然后将TIC101投自动(设定值为177℃)。
(二)正常运行
熟悉工艺流程,维护各工艺参数稳定;密切注意各工艺参数的变化情况,发现突发事故时,应先分析事故原因,并做及时正确的处理。
(三)正常停车
1.停热物流泵P102Aj
(1)关闭泵P102A后阀VBl0;
(2)停泵P102A。
|
2.停热物流进料|
(1)当泵P102A出口压力PI102降为0.latm时,关闭泵P102A前阀VB11;
(2)将TIC101置手动,并关闭TV101A;
(3)依次关闭调节阀TV101A、TV101B的后手阀和前手阀VB06、VB07、VB08、VB09;
(4)关闭E101热物流出口阀VD07。
|
3.停冷物流泵P101A
(1)关闭泵P101A后阀VB03;|
(2)停泵P101A。
4.停冷物流进料
(1)当泵P101A出口压力PI101指示<0.1atm时,关闭泵P101A前阀VB01;
(2)将调节器FIC101投手动;
(3)依次关闭调节阀FV101后手阀和前手阀VB05、VB04;
(4)关闭E101冷物流出目阀VD04。
5.换热器E101管程排凝
全开管程排气阀VD06、管程泄液阀VD05,放净管程中的液体(管程泄液标志块由绿变红)后,关闭VD05和VD06。
6.换热器E101壳程排凝
全开壳程排气阀VD03、壳程泄液阀VD02,放净壳程中的液体(壳程泄液标志块由绿变红)后,关闭VD02和VD03。
(四)事故处理
1.FV101阀卡
现象:
FIC101流量无法控制
处理方法:
打开调节阀FV101的旁通阀VD01,并关闭其前后手阀VB04和VB05;调节VD01开度,使FIC101指示值稳定为1200kg/h。
通知维修部门。
2.泵P101A坏
现象:
(1)泵P10IA出口压力骤降;
(2)FIC101流量指示值急减;
(3)E101冷物流出口温度升高;
(4)汽化率EVAPO.RATE降低
处理方法:
切换为泵P101B(关闭泵P101A,启动泵P101B。
),通知维修部门。
3.泵P102A坏
现象:
(1)P102A出口压力骤降;
(2)冷物流出口温度下降;
(3)汽化率EVAPO.RATE降低
处理方法:
切换为泵P102B(关闭泵P102A,启动泵P102B。
),通知维修部门。
4.TV101阀卡
现象:
E101出口热物流温度和冷物流温度波动时,FI101流量无法调节。
处理方法:
打开TV101A的旁通阀VD08,关闭TV101A前后手阀,|调节VD08开度,使冷热物流出口温度和热物流流量稳定到正常值。
通知维修部门。
5.换热器E101部分管堵
(3)冷物流出口温度降低;
(4)汽化率降低
处理方法:
通知调度后,按正常停车操作停车后拆洗换热器(注意因设计常有一定裕度,在情况不很严重时,可以手控加大主线流量作临时处理。
)
6.换热器E101壳程结垢严重
现象:
(1)热物流出口温度升高;
(2)冷物流出口温度降低;
处理方法:
通知调度室,停车拆洗换热器。
(五)紧急停车
紧急停车步骤同正常停车。
六、思考题
1.冷态开车是先送冷物料,后送热物料;而停车时又要先关热物料,后关冷物料,为什么?
2.开车时不排出不凝气会有什么后果?
如何操作才能排挣不凝气?
..
3.为什么停车后管程和壳程都要泄液?
4.请说出冷态开车两种方法有什么不同。
5.传热有哪几种基本方式,各自的特点是什么?
.
6.工业生产中常见的换热器有哪些类型?
7.影响间壁式换热器传热量的因素有哪些?
项目四管道、设备安装实训指导书
一、实训时间:
一周
二、实训目的:
1.培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。
2.使学生掌握常用管道安装工具的使用方法。
3.学习供热工程中管道系统的安装技能及水压试验。
4.为从事供热工程施工打下良好的基础。
三、工具材料准备:
1.槽钢
2.管子铰板
3.6´镀锌钢管
4.板牙
5.钢锯及锯条、割管器
6.管钳
7.弯头
8.三通
9.生料带、机油等
10.套丝工作台
11.焊接设备
12.盒尺、水平尺等
13.截止阀、闸阀、水嘴等
14.铸铁散热器
四、实训内容
项目一管道操作训练
(一)常用工具的讲解:
(二)实训内容
1、钢管切断
(1)用手锯切断钢管。
切断管子时,应预先划好线。
切割时,锯条应保持与管子轴线垂直,用力要均匀,锯条向前推动时要加适当压力,往回拉时不应加力。
锯条往复运动应尽量拉开距离,不要只用中间一段锯齿。
锯口要锯到管子底部,不可把剩余部分折断,以防止管壁变形。
(2)用割管器切断钢管。
2、管子调直
用冷调法。
适用于管径在50mm以下的管子。
用两把手锤,一把顶在管子弯曲处的凹面做支点,另一把敲打凸面,两把手锤不能对着打,应有一定间距,敲击力量要适度,直到管子平直为止。
3、管子弯曲
用手动弯管器弯成所需角度。
4、钢管套丝
手工套丝:
学习用板牙套丝。
5、管道连接
学会用螺纹连接、焊接连接
要求:
能连接管道、学会在管路上加弯头、三通,并使连接处的配合紧密。
6、展开图的画法。
掌握典型管件虾米弯的展开图的画法。
7、放样、制作。
根据展开图在钢管上放样并制作出虾米弯。
项目二管道组装训练
学生实际组装一套管路,训练管件组装的基本技能。
图1为完成示意图。
图1管路组装示意图
项目三室内采暖系统的安装
根据给定的施工图,完成采暖系统安装,训练学生实际安装技能。
安装内容:
图2采暖安装图
施工图纸识读。
1.散热器的组对、安装。
2.附属设备的制作和组装。
集气罐的制作、阀门配件的组装等。
3.系统支架的制作和安装。
4.管道系统组装、上架。
主立管安装、干管安装、支管安装、散热器安装等。
5.系统水压试验,试验压力为0.6Mpa。
6.安装要求符合规范。
五、时间安排
项目
内容
用时
项目一
管道操作训练
1天
项目二
管道组装训练
2天
项目三
室内采暖系统的安装
2天
六、成绩评定
序号
项目
检查与考核方法
比例
备注
1
理论知识
日常提问
20
1、总成绩≥90为优秀,总成绩≥75为良好,总成绩≥60为及格,总成绩<60为不及格
2、评定等级以优、良、及格和不及格登记。
2
动手操作
现场考核
40
3
实训笔记
上交后书面检查
20
4
劳动态度
日常记录
10
5
出勤情况
日常记录
10
6
总成绩
100
7
评定等级
以下情况实习成绩将评定为不及格:
1.实训态度不认真,动手能力极差
2.缺勤率超过1/3
3.实训中单项考核不及格
4.有不安全现象
项目五供热工程实训指导书
一、实训目的:
1、熟悉供热系统组成、结构。
2、掌握供热系统运行、管理、操作要领。
3、进一步提高同学们调查研究,收集资料,方案比较,理论分析能力。
4、培养同学们水力计算及热力计算的能力。
5、培养同学们工程制图及编写说明书的能力。
二、实训任务:
1、完成供热企业现场实训
2、完成济南某单位住宅楼供暖工程设计
三、实训安排(60课时)
课时分配
教学内容
6
安全生产教育、锅炉房设备认知
6
锅炉设备操作、运行和维护
6
换热站设备认知、操作与运行
6
供热管网巡检
6
总体讲解采暖设计的原则及方法;选择供暖系统
6
采暖房间的热负荷计算
6
管网布置以及水力计算
6
绘制采暖平面图、系统图
6
编写首页、计算说明书
6
汇报设计情况,检查成果,评定成绩
四、实训内容
企业实训内容:
一、锅炉房
1、锅炉本体汽锅、炉子、安全附件(压力表、安全阀、水位计等)
2、给水设备水箱、水泵、水处理装置
3、通风设备送风机、引风机、烟囱
4、燃料供应及除灰设备输煤机、磨煤机、灰渣输送机、灰车
5、锅炉控制控制室
二、换热站
1、主要设备分汽缸、汽水加热器、凝结水箱、凝结水泵、循环水泵
2、仪表阀门减压阀、压力表、温度计、蒸汽流量计、疏水阀、凝结水流量计、调节阀、安全阀
三、供热管网
1、室外管网管道、检查装置
2、室内管网入户装置、散热器、干管、立管、支管、阀门
设计内容:
(一) 供暖热负荷的计算
1、首先将各供暖房间进行编号。
2、按下列公式进行围护结构基本耗热量的计算:
公式:
Q=KF(TN-TW)α。
3、计算附加耗热量。
4、列出房间围护结构耗热量计算表,将上述计算数值填入表内。
5、计算冷风渗透耗热量。
6、计算冷风侵入耗热量。
7、计算房间供暖热负荷。
(二) 供暖系统的选择
1、选择热源入口位置。
2、确定系统形式:
选同程系统还是异程系统?
单管系统还是双管系统?
上供式还是下供式?
3、确定管道及散热器的位置:
包括:
确定供水总立管;供水回水水平干管及散热器的位置。
(三) 散热面积及散热器片数的计算
1、选择散热器的形式:
设计中,推荐选用"铸铁四柱640型"
2、按下列公式计算散热器的面积:
公式:
F=Q/K(TPJ-TN)ß1ß2ß3ß4
3、按下列公式计算散热器的片数:
公式:
N=F/f
(四) 系统的水力计算:
1、首先绘制系统轴测草图。
2、对管道进行编号,并注明各管道的长度及负荷值。
3、计算最不利环路。
4、确定其他并联环路的管径并作压力损失平衡。
(五) 绘图
1、平面图:
⑴首先用细实线将土建平面图描下来。
⑵绘制采暖平面图(分层绘制)。
2、系统图:
⑴供回水干管的线型与平面图的相同。
⑵供回水干管在起始点或末端注上标高,单位为米;另外在供回水干管上要标上坡向和坡度。
⑶再在供回水干管上标上补偿器及固定支架的位置。
3、设计施工说明:
应包括:
建筑物总的热负荷;热媒介质及温度;防腐措施;保温材料;散热器的形式,管材等.
(六)编写设计计算说明书
内容包括以下几项:
⑴目录
⑵原始资料
⑶热负荷的计算
⑷方案的比较与确定
⑸散热器的选择计算
⑹管网的水力计算
⑺设计小结及参考文献
五、原始资料
1、该工程所在地点:
济南
2、热媒及温度:
供水温度95℃;回水温度70℃
3、室内计算温度:
浴室,卫生间24℃;其它房间18℃
4、室外气象参数:
冬季采暖室外计算温度:
-7℃
冬季室外大气压力:
998.5mbar
冬季主导风向:
东北;
冬季平均风速:
V=3.2m/s
5、系统入口压力差:
1.0mmHg
6、墙体材料与厚度:
外墙:
240mm,内表面白灰粉刷
内墙:
240mm,两面白灰粉刷
7、外门:
单层木门,高见门窗表
8、外窗:
单层木框玻璃窗,高1.7m
9、地面:
直接敷设在土壤上的不保温地板
10、屋顶:
平屋顶
11、.土建图:
(一套)
包括:
a.楼层平面图
b.住宅A-F立面图及1-1剖面图一张
c.住宅1-11立面图
d.住宅11-1立面图
e.单元详图(1:
50)
六、参考文献
1、《供热通风设计手册》(陆耀庆编;中国建筑工业出版社)
2、《供热工程》(哈建工等编;中国建筑工业出版社)
3、《采暖通风与空调设计规范》(GBJ19-87;中国计划出版社)
4、《暖通空调设计通病分析手册》(中国建筑工业出版社)
5、《建筑制图与识图》(清华大学编;中国建筑工业出版社)
七、成绩评定
序号
项目
检查与考核方法
比例
备注
1
实训笔记
书面检查
30
3、总成绩≥90为优秀,总成绩≥75为良好,总成绩≥60为及格,总成绩<60为不及格
4、评定等级以优、良、及格和不及格登记。
2
劳动表现
现场记录
20
3
计算绘图
书面检查
30
4
答辩情况
现场考核
10
5
出勤情况
日常记录
10
6
总成绩
100
7
评定等级