供热工程课程设计计算书示例.docx

1、供热工程课程设计计算书示例课程大作业说明书课 程 供热工程 班 级 姓 名 学 号 指导教师 1 工程概况 111.1工程概况 .111.2设计内容 .112设计依据 .112.1设计依据 .112.2设计参数 .113负荷概算 .113.1用户负荷 .113.2负荷汇总 .114 热交换站设计 114.1热交换器 114.2蒸汽系统 114.3凝结水系统 .114.4热水供热系统 .114.5补水定压系统 .115室外管网设计 115.1管线布置与敷设方式 115.2 热补偿 115.3管材与保温 .115.4 热力入口 .11参考资料1工程概况1.1工程概况本工程某小区供热系统设计，为1-

2、6#楼房采暖提供热源。各热用户如下：内容1#住宅2#住宅3#住宅4#公寓5#公寓6#公寓层数111111545高度4040401814.418建筑面121001210012100400048005000积）1.1.2工程名称：某小区供热系统1.1.3地理位置：城市道路以北1.1.4热用户：1#住宅、2#住宅、3#住宅、4#公寓、5#公寓、6#公寓1.2设计内容某小区换热站及室外热网方案设计（参见附带图纸）2设计依据2.1设计依据采暖通风与空调设计规范 GB0019-2003城市热力网设计规范CJJ34-2002城镇直埋供热管道工程技术规程 CJJ/T81-98公共建筑节能设计标准50189-2

3、005全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力-2003全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-暖通空调.动力-20072.2设计参数冬季采暖设计均为水温：80/60 0C3热负荷概算3.1热用户热负荷概算Qn=qf*F1#、 12100*45=545500(w) 2#、 12100*45=544500(w) 3#、12100*45=544500(w)4#、4000*50=200000(w) 5#、4800*50=240000(w) 6#、5000*55=275000(w)3.2热负荷汇总热用户1#住宅2#住宅3#住宅4#公寓5#公寓6#公寓热负荷12100*4512100*4512100*

4、454000*504800*505000*55=544500=544500=544500=200000=240000=275000合计热负544.5*3+200+240+275=2348.5 (kw)荷(kw)4热交换热站设计4.1换热器 4.1.1换热器选型及台数确定总热负荷为Q；=2348.5kw , c是水的质量比热，取4187J/ (kg ) . ti热网供 水温度800C，t2/热网回水温度600C所以总流量 Gn/=3.6*103Q/n/c/(t i/-t2/)3 3 0 0=3.6*10 s* 2348.5*10 w/4187J/ (kg c) /(80-60) C=100.96

5、t/h根据以上可选用两台 GRJZ-B25机组型号的G108板式换热器，每台换热量为1750kW，每台流量为60 t/h，满足总热负荷的 70% 2348.5*0.7=1643.95w。其采暖系统具体数据：管径为DN150mm ;循环水泵的功率为15kw，扬程30-40m ;计量泵P155功率3100W;补水泵功率为 0.55-2.2KW，扬程20-90m，流量为1.2-2 m /h ; 一次管径为 DN133mm。4.1.2换热面积计算k=2500-5000W/( m2 .k)l Qn 2348500 2F= m2k* b* 2500*360.7*0.85注：Qn总热负荷量，W ；k 传质系

6、数，W/( m .k)；tj-对数平均温度,K ; 修正系数,一般取0.85-0.9 ;F 换热面积，mS4.2蒸汽系统4.2.1蒸汽耗量计算小区由市政热网提供饱和蒸汽，蒸汽压力为 0.6MPa，蒸汽耗量约2t/h4.2.2蒸汽系统设计基本流程图：市政蒸汽0.6 MPa 过滤器 减压阀 安全阀 分气缸 计 量器温控阀 板式换热器注：换热器进口设温控阀，控制热水出水温度4.3凝结水系统431凝结水系统设计板式式换热器 疏水器 排出凝水I I凝水泵 凝水箱 I自来水（补水）4.3.2凝结水系统主要设备选型计算4.4热水系统4.4.1热水系统设计（入口）板式换热器（出口）热用户I I 循环水泵 注：

7、循环水泵选用3台（2开1备），均采用变频控制。4.4.2热水系统主要设备选型计算循环水泵的流量：G=（1.11.2）G 扬程：H=（1.11.2）（Hr+Hwg+Hwh+Hy）注：G循环水泵的流量，t/h;G热网最大设计流量，t/h;H 循环水泵的扬程，MH20;Hr 网路循环水通过热源内部的压力损失， MH20;Hwg-网路主干线供水管的压力损失，MH2O;Hwh-网路主干线回水管的压力损失，MH2O;Hy -主干线末端用户系统的压力损失，MH2O。443管径确定4.5补水定压4.5.1补水定压方式确定补水定压：采用补给水泵补水，膨胀水箱定压的方式。补给水泵选用两台，一开 一备。4.5.2主

8、要设备选型计算补水泵的扬程：Hb=Hj+ AHb-Zb;膨胀水箱的容积：Vp= atVs=0.0006 * 75 * Vs=0.045Vs;膨胀水箱高度应满足：Zj -Pg （25） Hp 40 ；g5室外管网设计5.1管线布置与敷设方式5.1.1管线布置原则供热管网布置原则：外网网路形式对于供热的可靠性、系统的机动性、运行是否 方便以及经济效率有着很大影响。应在城市建设规划的指导下，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 等多种因素，经技术经济比较确定。1经济上合理：主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区。要注意管线上 的阀门，补偿器和某些

9、管道附件的合理布置，这将涉及到检查室的位置和数量， 应尽可能使其数量减少。2技术上可靠：线路应尽可能走过地势平坦，土质好、水位低的地区。尽量避 开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段。3对周围环境影响少而协调：管线应少穿主要交通线。一般平行于道路中心线 并尽量敷设在车行道以外的地方。通常情况下管线应只沿街道的一侧敷设。地上 敷设的管道，不应影响城市环境美观，不妨碍交通。供热管道与各种管道、构筑 物应协调安排，相互之间的距离，应能保证运行安全、施工及检修方便。本工程应用的管线布置：因枝状管网布置简单，供热管道的直径，随距热源越远 而逐渐减小；且金属耗量小，基建投资小，运

10、行管理简便；又因本工程是小区的 管网敷设，使用环状管网布置热网投资太大， 运行管理也过于复杂，所以选择枝 状管网。，具体布置如小区管网布置图所示。5.1.2敷设方式本工程供热管网的敷设形式：采用有补偿直埋敷设，补偿器设在局部地沟内。具 体如图所示。注：安装时，应保证管线在设计时计算出的热位置在运行时能够实现， 并严格按设计给出的预拉值进行预拉。在管道安装完毕、水压试验合格和接头处理结束后 回填管沟。5.1.3管径确定确定管道的管径计算过程如下：热流量计算：以1#住宅为例：Gn/=3.6*103Q/n/c/(t 1/-t 2/)=3.6*103*544500w/4187J/ ( kg 0c) /

11、(80-60) C=23.41t/h同理，其他用户的热负荷为：2# 住宅:23.41 t/h ;3# 住宅:23.41t/h ;4# 公寓:8.6 t/h ;5# 公寓:10.31 t/h ;6# 公寓:11.82 t/h 。(2)主干线计算：热水网路各用户所需要的作用压差相等，主干线为AB-C-D-E-F-G。取主干线的 平均比摩阻在4080Pa/m范围内。根据各管段的流量和平均比摩阻，查水力计 算表，确定管经和实际比摩阻。AB管段：计算流量为100.96t/h,平均比摩阻在4080Pa/mn内，查附录2-1 , 得出管经和实际比摩阻如下：d=200mm;R=43.2Pa/m;v=0.87m

12、/s管段AB上局部阻力的当量长度可由附录 2-2查出，结果如下：一个闸阀 1 3.36=3.36m;两个弯头 2 M.2=8.4m局部阻力当量长度之和 Ld=8.4+3.36=11.76m管段 AB 的折算长度 Lzh=11.76+26.6=38.36m管段 AB 的压力损失 AP= R Lzh =38.36 X43.2=1657Pa同样的方法，可确定主干线上其余管段 BC、CD、DE、EF、FG的管径和压力损失，结果见附表1。(3)支线计算以支线BR1为例，管段资用压力为 PBR1 = PAC+ PBC+APCD+ PDE+APEF+A PFG=1989+454+4213+2156+3583

13、=12395Pa管段BR1的估算比摩阻为：R=-l P =(1 a j)=1239543 (1 0.6)=180.2Pa/m再根据管段BR1的流量8.6t/h和估算比摩阻。查水力计算表得d=70mm R=105.2Pa/m v=0.67m/s管段BR1上的所有局部阻力的当量长度可有附表 2-2查出,2 个闸阀 2X1.28=2.56m ;1个分流三通 1 X3=3m1个焊接异径接头 1 X).4=0.4m局部阻力的当量长度之和Ld=2.56+3+0.4=5.96mBR1管段折算长度为：43+5.96=48.96m ;管段BR1的压力损失： P=RXLzh=48.96 X105.2=5151Pa

14、支线BR1和主干线并联环路BCDEFG之间的不平衡率为X= 12395 5151 =58 % 15 %12395超过允许误差范围，需要用调压板调压.调压扳一般安装在供水管上，所以利用 调压扳需消耗的剩余压头应同时包括供水和回水两管的剩余压头之和 .其它支管计算同上。列入表。支线BR1的剩余压头为：H=12395-5151=7244Pa4 2 ： f=23.21* 10 *Dn H +0.812G.=23.21*10 4* 72 * 958* 7244 +0.812*8600=36943D= GD：/f = 8600*702/36943=33.8mm所以调压板孔径为33.8mm，其他支线计算方法

15、同上。附1:管道计算结果列表:管段计算流管段局部阻折算长直径流速比摩阻管段支线不编号量长度力当量度D(mV(m/s)R(pa/m)压损平衡率G(t/h)L(m)长度Lzh(m)m)P(Pa)X%Ld(m)主线AB100.9626.63.3629.962000.8743.21294BC92.3635.819.355.12000.836.11989CD68.9514.28.422.62000.5920.1454DE58.6435.817.0652.861500.9679.74213EF35.2324.24.428.61250.8375.42156FG23.4125.87.2233.021000.8

16、7108.53583GR8R23.4144.5044.51000.87108.548289支线BR18.6434.6847.68700.67105.25151CR2R23.4144.5044.51000.87108.548283DR410.31435.6148.61800.5760.52941ER5R23.4144.50.3344.831000.87108.548646FR711.82435.3648.36800.6579.33835+注：支线BR1、CR2R3 DR4、GR8R9不平衡率均超过-15% 可用调压板调压,也可用阀门节流。附2 :局部阻力当量长度（m）列表:、局阻形式 管段，匚、

17、式编号、闸阀波纹管补偿器异径接头分流三通直通管分流三通分通管AB，3.36BC，10.9，8.4CD，8.4DE，10.9，0.56，5.6EF，4.4FG，1.65，5.57BR1，1.28，0.4，3CR2R3DR4，1.28，0.51，3.82ER5R6，0.33FR7，1.28，0.26，3.82GR8R95.2热补偿521补偿方式i .固定支架间的最大允许间距可根据初步设定管径确定，当管径为 125mm时，固定支架最大间距应为 65m，当管径v 100mm时，固定支架最大间距 应为60m，当每个支架之间必须设一个补偿器。尽量利用自然补偿，不便使 用方形补偿器时应选用套筒补偿器或波纹管

18、补偿器，方形补偿器所在处应有 补偿器穴。当钢管直径较大，安装位置有限时可设置套筒补偿器或波纹管补 偿器。套筒补偿器使用时需要注意定期检修，以防漏水。波纹管补偿器选择 时应注意使用条件，避免氯离子腐蚀。ii.本小区供暖管道采用轴向波纹管补偿器，预拉伸敷设。具体位置见图纸所示。为使轴向波纹管补偿器严格地按管线轴线热胀冷缩，补偿器靠近一个固定支座设置，并设置导向支座。导向支座采用整体箍住管子的形式，以控制横向位移和防止管子纵向变形，补偿器设在局部地沟内。具体如图纸所示iii.固定支座要求：1在管道不允许有轴向位移饿节点处设置固定支座，例:在支管分出的干管处2在热源出口，热力站和热用户入口处，均应设置

19、固定支座，以消除外部管路作用于附件和阀门上的作用力，使室内管道相对稳定3在管路弯管的两侧应设置，以保证管道弯曲部位的弯曲应力不超过管子的许用应力范围。本小区供热管网固定支座位置如图纸所示。522固定支座受力计算（只算一个）轴向型波纹补偿器对固定支架的水平推力单位换算：1兆帕=10公斤/平方厘米=10*10牛顿/平方厘米直线管道上的固定支架：B点:靠近补偿器一端的固定支架 B点，承受补偿器对其产生的弹性力（膨胀节位移对其产生的推力）1） . 经过预拉伸（冷紧）的管道： P仁K 业2） . 未经预拉伸（冷紧）的管道： P仁K P1-对靠近端支架作用力（弹性力）（N）-补偿量（MM）K-补偿器刚度（

20、N/mm）A点:远离补偿器另一端的固定支架 A点，既要承受弹性力P1,又要承受管道热位移对其滑动支架产生的摩擦力的反作用力 P2P2= p(qL+w)P2-摩擦力的反作用力(N)片-摩擦系数(0.3)q-管道单重(N/m)w波纹管补偿器的重量(N)即A点所承受的补偿器端的水平推力为P=P1+P2(N)5.3管材与保温531管材蒸汽管及DN50的热水管采用无缝钢管焊接，DNV50热水管及其它管道采用热 镀心锌管丝口连接。5.3.2.保温蒸汽管、凝结水管、热水管采用硬质聚氨酯泡沫塑料保温，高密度聚乙烯硬质塑 料管保护。5.4热力入口热力入口设置在建筑物用户的地沟入口， 站内设置温度计、压力表等检测装置，在供水管道上装过滤器，防止污垢、杂物等局部系统内，在低点处设置泄水 阀，检修时排泄供暖系统中的水量。详见小区供热系统管线平面布置图以及用户热力入口布置图。课程作业总结参考资料：采暖通风与空调设计规范 GB0019-2003城市热力网设计规范CJJ34-2002城镇直埋供热管道工程技术规程 CJJ/T81-98公共建筑节能设计标准50189-2005全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力-2003全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-暖通空调.动力-2007