畢業(yè)論文-集中供熱熱水網(wǎng)路設(shè)計(jì).doc

本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)太原某師范學(xué)院集中供熱熱水網(wǎng)路設(shè)計(jì)院系名稱： 土木與建筑工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 建筑環(huán)境與設(shè)備工程11-1班學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院二一五年六月the graduation design for bachelors degreethe design of central heating and hot water network in a normal university in taiyuandepartment：school of civil and architectural engineering specialty：architectural environment andequipment engineeringclass： 11-1 candidate： advisor： academic title：associate professorheilongjiang institute of technology2015-06harbin黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要伴隨科技的飛速發(fā)展和人們對(duì)生活舒適意識(shí)的不斷改變，我們建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)面臨的挑戰(zhàn)也在升高。在綠色環(huán)保節(jié)能的基礎(chǔ)上人性化、智能化的超舒適性生活環(huán)境日益成為建環(huán)的發(fā)展新方向。當(dāng)然下層基礎(chǔ)決定上層建筑，實(shí)現(xiàn)更高的水平就應(yīng)該從基礎(chǔ)內(nèi)容開始。集中供熱系統(tǒng)相對(duì)于以前的分散式供熱系統(tǒng)具有熱源容量大、熱效率高、節(jié)約勞動(dòng)力和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，成為目前國內(nèi)迅速發(fā)展的城市供熱方式1，較為公認(rèn)的集中供熱系統(tǒng)是由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三部分組成。本設(shè)計(jì)為太原某師范學(xué)院集中供熱熱水網(wǎng)路設(shè)計(jì)。所以設(shè)計(jì)內(nèi)容由這三個(gè)部分展開。熱源：一級(jí)網(wǎng)為市政供水；二級(jí)網(wǎng)為熱力站。熱網(wǎng)：一級(jí)網(wǎng)為管溝枝狀形式；二級(jí)網(wǎng)為直埋枝狀形式。熱用戶：以學(xué)校教室、宿舍、辦公室、實(shí)驗(yàn)室等，且為中低層建筑。當(dāng)前乃至以后，能源緊缺將是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，并已被公認(rèn)為是全世界普遍性的問題。供熱工程設(shè)計(jì)應(yīng)該從開源節(jié)流的角度出發(fā)，因地制宜地確定綜合利用能源的供熱方案。與此同時(shí)結(jié)合我國的特殊國情，應(yīng)充分考慮建設(shè)資金短缺等實(shí)際困難，在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)力求降低造價(jià)，做到“物美價(jià)廉”。關(guān)鍵詞：熱負(fù)荷；集中供熱；水力計(jì)算；運(yùn)行調(diào)節(jié)；補(bǔ)償器；保溫；mathcadabstractwith the rapid development of science and technology and the changing of peoples life comfort consciousness, the challenge of building environment and equipment engineering is also increasing. in the green energy saving and energy saving, the humanity and the intelligent comfort living environment is becoming the new direction of the hvac development. of course, the lower base determines the superstructure, the higher level should start from the basic content.centralized heating system has the advantages of large heat capacity, high heat efficiency, saving labor force and covers an area of small, etc. compared with the previous decentralized heating system, become the current rapid development of domestic urban heating mode, is recognized as the central heating system is heating heating net, customers, and is composed of three parts. the design of the central heating and hot water network design for a normal university in taiyuan. so the design content is started by the three parts. heat source: the first grade net is the municipal water supply; the two grade net is the thermal station. heat network: first grade network for municipal water supply; the two level network for directly buried installation. hot user: for school classrooms, dormitories, offices, laboratories, etc., and for the middle and lower buildings.at present, the energy shortage will be the important factor that restrict the economic development of our country, and has been recognized as the universal problem of the whole world. heating engineering design should start from the point of view to determine the broaden sources of income and reduce expenditure, the comprehensive utilization scheme of suit ones measures to local conditions of heating energy. at the same time, combined with the special situation of our country, we should take full consideration of the practical difficulties such as the shortage of construction funds, in determining the design makes every effort to reduce the cost, to achieve “high quality and inexpensive” .keywords: heat load, central heating, hydraulic calculation, operation adjustment, compensator, heat preservation, mathcadii目 錄摘要iabstractii第1章 緒 論11.1概述11.2 設(shè)計(jì)目的及意義11.2.1 設(shè)計(jì)目的11.2.2 設(shè)計(jì)意義11.3 自然地理概況21.4 工程概況2第2章 熱負(fù)荷32.1 熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)原理32.2 熱負(fù)荷計(jì)算方法32.3 熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖42.3.1 熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的意義42.3.2 熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的原理42.3.3 熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的繪制52.4 本章小結(jié)6第3章 供熱方案73.1 熱力管道系統(tǒng)及選擇73.1.1 熱力管道系統(tǒng)的分類73.1.2 熱力管道系統(tǒng)的選擇73.2 熱力管道系統(tǒng)的布置與敷設(shè)83.2.1 熱力管道系統(tǒng)的布置方式83.2.2 熱力管道系統(tǒng)的敷設(shè)原則93.2.3 熱力管道系統(tǒng)的材料及連接93.2.4 熱力管道系統(tǒng)的附件與設(shè)施93.3 熱源103.4 本章小結(jié)10第4章 水力計(jì)算114.1 水力計(jì)算的任務(wù)114.2 水力計(jì)算的原理114.3 水力計(jì)算的實(shí)例134.3.1 一級(jí)網(wǎng)水力計(jì)算實(shí)例134.3.2 二級(jí)網(wǎng)水力計(jì)算實(shí)例164.4 水壓圖184.4.1 水壓圖的作用184.4.2 水壓圖繪制滿足的基本技術(shù)要求194.4.3 水壓圖繪制實(shí)例194.5 本章小結(jié)21第5章 水力工況225.1 水力工況基本原理225.1.1 管網(wǎng)特性曲線225.1.2 循環(huán)水泵流量-揚(yáng)程特性曲線及其方程235.2 水力工況的分析與計(jì)算235.2.1 管網(wǎng)特性曲線的確定235.2.2 循環(huán)水泵的性能曲線的確定。245.2.3 水泵與管網(wǎng)聯(lián)合特性曲線255.3 水力工況的穩(wěn)定性265.4 本章小結(jié)26第6章 運(yùn)行調(diào)節(jié)276.1 運(yùn)行調(diào)節(jié)形式276.2 運(yùn)行調(diào)節(jié)原理276.3 運(yùn)行調(diào)節(jié)實(shí)例296.4 本章小結(jié)30第7章 管道熱補(bǔ)償及應(yīng)力計(jì)算317.1 熱補(bǔ)償317.1.1 熱補(bǔ)償設(shè)計(jì)原則317.1.2 熱伸長量的計(jì)算317.1.3 補(bǔ)償器選型317.2 管道應(yīng)力計(jì)算327.2.1 管道理論壁厚計(jì)算327.2.2 熱力管道固定支吊架間距327.2.3 活動(dòng)支架計(jì)算間距337.3 本章小結(jié)33第8章 換熱站348.1 換熱站簡述348.2 換熱站設(shè)計(jì)原則358.3 換熱站布置要求358.4 本章小結(jié)35第9章 設(shè)備及附件選型369.1 換熱器369.2 熱網(wǎng)循環(huán)水泵379.3 補(bǔ)給水泵389.4 補(bǔ)給水箱399.5 綜合水處理器409.6 除污器419.7 本章小結(jié)41第10章 管道的保溫及防腐4210.1 管道的保溫及防腐的原則4210.2 管道的保溫及防腐的計(jì)算4210.2.1 保溫層厚度計(jì)算4210.2.2 散熱損失計(jì)算4310.2.3 管道防腐4410.3 本章小結(jié)44結(jié)論45參考文獻(xiàn)46致謝48附錄1 小區(qū)采暖熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)49附錄2 水力計(jì)算表格53附錄3 水泵樣本60附錄4 套筒補(bǔ)償器規(guī)格表63附錄5 板式換熱器樣本64第1章 緒 論1.1概述中國社會(huì)進(jìn)入小康水平之后，溫飽問題“不知不覺”的就解決了。這樣人們的注意力順其自然地轉(zhuǎn)移到對(duì)居住環(huán)境的改善。對(duì)環(huán)境的控制取決于四個(gè)主要因素：溫度、濕度、空氣潔凈度和空氣流速。對(duì)于北方廣大地區(qū)來說溫度的改變是至關(guān)重要的，依次而展開的供熱工程應(yīng)運(yùn)而生。供熱工程主要分為內(nèi)網(wǎng)（建筑物供暖工程）、外網(wǎng)（集中供熱工程）兩個(gè)層面。雖然有些具體的設(shè)計(jì)與計(jì)算原則不太一樣，但系統(tǒng)的組成都是一樣的，即：熱源（熱媒制備）、熱網(wǎng)（熱媒輸送）和熱用戶（熱媒利用）。并且大體上的水力計(jì)算特色都是以控制比摩阻來實(shí)現(xiàn)（也有控制流速的）對(duì)管徑的選擇。我國的供暖事業(yè)起步于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)是以蘇聯(lián)供暖技術(shù)為依據(jù)的。經(jīng)過廣大的建環(huán)（暖通空調(diào)）前輩們的辛勤努力，終于在1987年頒布了適合我國國情特色的采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj 19-87）。其中對(duì)于供暖室外計(jì)算溫度和熱負(fù)荷確定及計(jì)算方法和原則，同先進(jìn)國家的規(guī)范相比，毫不遜色。不過應(yīng)看到我國的科研理論水平非常高，但與之相匹配的具體實(shí)踐工作則很不到位。這也是我們建環(huán)人今后努力發(fā)展的方向1。1.2 設(shè)計(jì)目的及意義1.2.1 設(shè)計(jì)目的本次設(shè)計(jì)的主要目的就是讓我們這些在象牙塔中的學(xué)生走進(jìn)理想狀態(tài)下的實(shí)際工作。更為著重的進(jìn)行思維工程化的培養(yǎng)。使得理論聯(lián)系實(shí)際的能力及一步加強(qiáng)?！拔哪軐Ｐ母阊芯?，武能精致做項(xiàng)目”。為了較好的鍛煉自己的設(shè)計(jì)能力，較為廣泛的查閱建環(huán)相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和圖集手冊(cè)等專業(yè)資料。設(shè)計(jì)過程中也體現(xiàn)了自己的小想法，采用了一些非傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，所謂創(chuàng)新，就應(yīng)該從小處開始。1.2.2 設(shè)計(jì)意義從宏觀方面來分析具有以下三個(gè)方面：1、經(jīng)濟(jì)效益：集中供熱系統(tǒng)的熱容量大、熱效率高，可以大大降低供熱設(shè)計(jì)及運(yùn)營管理等成本，為國家節(jié)約能源立下汗馬功勞。2、環(huán)境效益：集中供熱系統(tǒng)不僅能提供穩(wěn)定的可靠的高品位能源，還有利于城鎮(zhèn)的美化。能夠使城鎮(zhèn)的整體形象明顯提升，從某種意義上實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處。3、社會(huì)效益：集中供熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)分散式供熱來說，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡潔優(yōu)化非常明顯，能夠有效的利用城市有效空間，同時(shí)大大改善了社會(huì)管理。1.3 自然地理概況太原為中國的能源和重工業(yè)基地之一。太原臺(tái)站的地理坐標(biāo)為東經(jīng)11233，北緯3747。海拔778.3m。地處于寒冷b區(qū)。太原屬北溫帶大陸性氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。年平均氣溫10.0，最大凍土深度為72cm。供暖日期為11.0603.26共141天。1.4 工程概況本設(shè)計(jì)為太原某師范學(xué)院集中供熱熱水網(wǎng)路設(shè)計(jì)，校園構(gòu)成多樣化，主體為教學(xué)樓和居住樓，還有少量的商業(yè)建筑及醫(yī)院。建筑面積：1321119m供暖熱負(fù)荷：76730kw69第2章 熱負(fù)荷供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷是供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最基本的數(shù)據(jù)。它直接影響供暖系統(tǒng)方案的選擇。系統(tǒng)熱負(fù)荷的大小及其性質(zhì)是供熱規(guī)劃和設(shè)計(jì)的最重要的依據(jù)。熱負(fù)荷的科學(xué)準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到節(jié)能的根本成敗。2.1 熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)原理因?yàn)槭菍?duì)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，所以不具備較準(zhǔn)確的建筑物熱負(fù)荷資料。根據(jù)城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范：當(dāng)沒有建筑物設(shè)計(jì)熱負(fù)荷資料時(shí)，各種熱負(fù)荷可采用概略計(jì)算方法。具體分為體積熱指標(biāo)法或面積熱指標(biāo)法。對(duì)于體積熱指標(biāo)法，雖然物理概念明確清晰，但采用建筑面積熱指標(biāo)法計(jì)算很簡便，是國內(nèi)外普遍采用的方法，所以本次設(shè)計(jì)采用該種方法。并且在總結(jié)我國許多單位進(jìn)行建筑物供暖熱負(fù)荷的理論計(jì)算和實(shí)測數(shù)據(jù)工作的基礎(chǔ)上，我國城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（cjj34-2010）給出了供暖面積熱指標(biāo)的推薦值。2.2 熱負(fù)荷計(jì)算方法集中供熱熱負(fù)荷主要由供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷、通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷、生活用熱的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷組成。它同室內(nèi)供暖為了突出主要問題，本次設(shè)計(jì)熱負(fù)荷僅采用采暖熱負(fù)荷。采暖熱負(fù)荷是城市集中供熱系統(tǒng)中最重要的負(fù)荷，它的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷占全部設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的80%-90%以上（不包生產(chǎn)工藝用熱），采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的概算采用面積熱指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算4，如式（2.1）： （2.1）式中 采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，；采暖建筑物的建筑面積，；采暖熱指標(biāo)，；即每平方米建筑的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。其推薦值見表2.1；表2.1 采暖熱指標(biāo)推薦值 （）建筑類型住宅居住區(qū)綜合醫(yī)院托幼旅館商店未采取節(jié)能措施58646067658065706580采取節(jié)能措施40454555557050605570注1表中數(shù)據(jù)適合于我國東北、華北、西北地區(qū)。2熱指標(biāo)已包括5%的管網(wǎng)熱損失。由于該小區(qū)為新建小區(qū)，采用了較好的節(jié)能措施，故計(jì)算時(shí)采用上表中的采取節(jié)能措施的采暖推薦熱指標(biāo)5。以1號(hào)用戶（學(xué)生公寓）為例。建筑面積36000m2，按住宅算取熱指標(biāo)為45w/m2，所以供暖熱負(fù)荷=1620000w=1620kw。供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算結(jié)果見附錄1。2.3 熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖在供熱工程規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，需要繪制熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖。其特點(diǎn)為熱負(fù)荷不是按出現(xiàn)時(shí)間的先后來排列，而是按其數(shù)值的大小來排列。2.3.1 熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的意義通過繪制熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖，能夠清楚的顯示出不同大小的供暖負(fù)荷在整個(gè)采暖季節(jié)累計(jì)耗熱量，以及它在整個(gè)采暖季節(jié)總耗熱量中所占的比重，這對(duì)于城市集中供熱規(guī)劃方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，具有十分重要的意義。2.3.2 熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的原理熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖需要有熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線和室外氣溫變化規(guī)律的資料才能繪制。供暖熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線：先求出某一室外溫度下的供暖熱負(fù)荷，如式（2.2） （2.2）式中 在室外溫度下的供暖熱負(fù)荷，w; 供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，w; 某一室外溫度，； 供暖室外計(jì)算溫度，； 室內(nèi)計(jì)算溫度，取18。供暖熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖公式，如公式（2.3）： n5 = （2.3） 5300，所以控制比摩阻最大也應(yīng)小于300pa/m。根據(jù)和=226.7t/h，通過鴻業(yè)水力計(jì)算器得支2對(duì)應(yīng)的管徑、比摩阻及流速dn=500mm；r=42.63pa/m；v=1.528m/s。支2的局部阻力的當(dāng)量長度，可由參考文獻(xiàn)8的表6-1查取，得：dn300分支三通1個(gè) 212.6mdn300的閥門2個(gè) 23.36m局部當(dāng)量長度為 ld=19.32m管段支2的折算長度 lzh=19.32+35.0=54.3m管段支2的壓力損失 =9236pa由于9236pa35839pa，為保證管線正常壓力，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)閥分壓。用同樣的方法，可計(jì)算支線線的其余管段。確定其管徑和壓力損失。管段的局部阻力如表4.3所示，管徑和壓力損失計(jì)算結(jié)果列于表4.4。表4.3 一級(jí)網(wǎng)支線局部阻力當(dāng)量長度計(jì)算表管段編號(hào)彎頭（單縫焊接）三通閥門異徑接頭套筒（管）補(bǔ)償器支1118.1直通113.914.1711.438.34支2分支112.623.36表4-4 一級(jí)網(wǎng)支線管段水力計(jì)算表管段編號(hào)計(jì)算負(fù)荷 q（kw）計(jì)算流量 g（t/h）管段長度 l（m）公稱直徑 dn（mm）流速 v（m/s）比摩阻r（pa/m）當(dāng)量長度ld（m）折算長度lzh（m）壓力損失 p（pa）一級(jí)網(wǎng)支管計(jì)算表支124491.6351.0728.53001.35563.5262.59791.150247支215818.0226.735.02001.774170.0319.3254.392364.3.2 二級(jí)網(wǎng)水力計(jì)算實(shí)例二級(jí)網(wǎng)的水力計(jì)算與一級(jí)網(wǎng)基本相同，主要區(qū)別為：二級(jí)網(wǎng)隸屬于街區(qū)，其經(jīng)濟(jì)比摩阻為60100pa/m；局部阻力折算長度用局延比（局部阻力損失與沿程阻力損失的估算比值）進(jìn)行計(jì)算，本次設(shè)計(jì)局延比設(shè)定為0.3。圖4.2 二級(jí)網(wǎng)3號(hào)熱力站水力計(jì)算草圖1、最不利線的計(jì)算主干1：計(jì)算流量為各個(gè)熱用戶流量的總和t/h使用鴻業(yè)水力計(jì)算器求得二級(jí)網(wǎng)主干1對(duì)應(yīng)的管徑、比摩阻及流速。dn=350mm；r=93.41pa/m；v=1.816m/s。管段主干1的折算長度 =102.1（1+0.3）=132.8m管段主干1的壓力損失 =12401pa同樣的算法可以確定二級(jí)網(wǎng)各個(gè)主干線的管徑與壓力損失。主干線的管徑和壓力損失計(jì)算結(jié)果列于表4.5。表4.5 3號(hào)熱力站二級(jí)網(wǎng)水力計(jì)算表管段編號(hào)計(jì)算負(fù)荷 q（kw）計(jì)算流量 g（t/h）管段長度 l（m）公稱直徑 dn（mm）流速 v（m/s）比摩阻r（pa/m）當(dāng)量長度ld（m）折算長度lzh（m）壓力損失 p（pa）累計(jì)損失 p（pa）二級(jí)網(wǎng)三號(hào)熱力站計(jì)算表（經(jīng)濟(jì)比摩阻為60100pa/m）主干115818.0680.2102.13501.81693.4130.6132.81240175039主干29840.0423.1139.43001.60290.6441.8181.21642062638主干38220.0353.5141.93001.33863.3642.6184.41168646218主干46840.0294.152.82501.610115.4715.868.6792034532主干55820.0250.395.52501.37083.7228.7124.21039626612主干63720.0160.0102.12001.22883.4830.6132.81108416216主干73180.0136.764.62001.05061.1119.484.0513251322、支線的水力計(jì)算對(duì)支1（62號(hào)）線為例進(jìn)行二級(jí)網(wǎng)支線計(jì)算。支1的資用壓力為： pa設(shè)局部阻力損失與沿程損失估算比值=0.2，則比摩阻大致應(yīng)控制為：pa/m由于38.7400，所以控制比摩阻只需在38.7pa/m左右即可。根據(jù)和=23.2t/h，通過鴻業(yè)水力計(jì)算器得支2對(duì)應(yīng)的管徑、比摩阻及流速dn=100mm；r=34.0pa/m；v=0.747m/s。依次計(jì)算二級(jí)網(wǎng)各支線管段；水力計(jì)算見表 4.6。表4.6 二級(jí)網(wǎng)3號(hào)換熱站支線水力計(jì)算表管段編號(hào)計(jì)算負(fù)荷 q（kw）計(jì)算流量 g（t/h）管段長度 l（m）公稱直徑 dn（mm）流速 v（m/s）比摩阻r（pa/m）當(dāng)量長度ld（m）折算長度lzh（m）壓力損失 p（pa）支1540.023.234.01000.74778.1010.244.13447支22100.090.36.01251.902380.811.87.82970支31020.043.984.51001.411276.3725.3109.830356支41380.059.341.91251.250165.0412.654.48984支51620.069.767.61251.467227.0920.387.819948支65978.0257.184.72001.973214.7125.4110.1236393、其他換熱站下的二級(jí)網(wǎng)水力計(jì)算表參見附錄1。4.4 水壓圖熱水網(wǎng)路設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，常常以水壓圖的形式表示出系統(tǒng)各點(diǎn)壓力大小和分布情況。如供暖區(qū)域的地形，室外熱力管網(wǎng)連接的各用戶室內(nèi)系統(tǒng)的高度、循環(huán)輸泵的揚(yáng)程以及全部管網(wǎng)、用戶系統(tǒng)的壓力損失等，都直接影響水壓圖的變化。4.4.1 水壓圖的作用繪制水壓圖可以較為全面地反映熱網(wǎng)和各熱用戶的壓力狀況，并確定使其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)措施。在運(yùn)行中，通過熱水管路的實(shí)際水壓圖，可以全面地了解整個(gè)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中或出現(xiàn)故障時(shí)的壓力狀況，從而發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵性的矛盾和采取必要的技術(shù)措施，保證管網(wǎng)的安全運(yùn)行。4.4.2 水壓圖繪制滿足的基本技術(shù)要求熱水全年供熱系統(tǒng)在運(yùn)行或停止運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)熱媒的壓力必須滿足下列基本技術(shù)要求：1、管網(wǎng)最高點(diǎn)的水不會(huì)被汽化，并應(yīng)有3050kpa的富裕壓力6。當(dāng)水溫超過100時(shí)，壓力不應(yīng)低于該水溫下的汽化壓力和富裕壓力之和。水溫在100150時(shí)的汽化壓力見表4.7。表4.7 不同水溫下的汽化壓力水溫/100110120130140150汽化壓力/kpa045.08100.94172.48263.62378.282、不應(yīng)使低點(diǎn)的用熱設(shè)備破裂。目前國內(nèi)散熱器允許壓力如下：鑄鐵散熱器 0.4mpa；鋼排管散熱器 1.0mpa；鋼制板式換熱器 0.50.8mpa。3、當(dāng)循環(huán)水泵工作時(shí)，供水管網(wǎng)任何一點(diǎn)的壓力都應(yīng)滿足上述要求。4、當(dāng)循環(huán)水泵工作時(shí)，回水管網(wǎng)任何一點(diǎn)的壓力，不應(yīng)低于50kpa，且不應(yīng)超過直接連接用戶的系統(tǒng)的允許壓力值。5、供、回水管網(wǎng)的壓差，應(yīng)滿足用戶系統(tǒng)所需要的壓頭或設(shè)備阻力損失。常用設(shè)備所需的壓頭推薦值為2：水-水加熱器系統(tǒng) 100kpa；供暖系統(tǒng) 20kpa；除污器阻力 10150kpa。4.4.3 水壓圖繪制實(shí)例本例以二級(jí)網(wǎng)3號(hào)熱力站為例。有兩種繪制方法：根據(jù)給定的比摩阻值和局部阻力所占的比例，確定一個(gè)平均比壓降，亦即確定回水管動(dòng)水壓的坡度，初步繪制回水管動(dòng)水壓線；已知熱水網(wǎng)路水力計(jì)算結(jié)果，可按各管段的實(shí)際壓力損失，確定回水管動(dòng)水壓線。本例采用第二種。1、先畫出ox、oy坐標(biāo)軸，ox橫坐標(biāo)表示距離m，oy縱坐標(biāo)表示高度m、o點(diǎn)為循環(huán)水泵的入口高度。隨后將建筑物同換熱站的直線段、分值段的距離，地面標(biāo)高和建筑物高度標(biāo)示在圖上，水壓示意見圖4.3，詳細(xì)圖見圖紙rs-07。2、靜水壓線（地面標(biāo)高+最高建筑物標(biāo)高+汽化壓力+富裕壓力）max。地面設(shè)為平坦，標(biāo)高為0；最高建筑物為用戶56號(hào)（圖書館）標(biāo)高30m；二級(jí)網(wǎng)供水溫度為80，汽化壓力為0；富裕壓力為35m。所以靜水壓線為35m。3、回水管動(dòng)水壓線，為n段管線的壓力損失；為第n段管線的壓力損失；取靜水壓線的高度。例如主干1管段的壓力損失為1.24m，所以主干1和支6的交點(diǎn)高度為35+1.24=36.24m；主干2管段的壓力損失為1.64m，所以主干2和支5的交點(diǎn)高度為36.24+1.64=37.88m。其余以此類推。4、最不利用戶的資用壓差（用戶的內(nèi)部阻力）為510 m，本設(shè)計(jì)最不利用戶為59號(hào)（醫(yī)學(xué)教學(xué)樓）的資用壓差取6m。5、供水管動(dòng)水壓線計(jì)算方法同回水管的一樣（設(shè)定供回水壓降相等）。起算基點(diǎn)定位最不利用戶水壓上限48.5m。最后累加。6、站內(nèi)損失在本次設(shè)計(jì)只包括水一水加熱器（10m）和供暖系統(tǒng)（2m）共計(jì)12m。圖4.3 3號(hào)熱力站水壓圖示意4.5 本章小結(jié)水力計(jì)算是完美體現(xiàn)自然科學(xué)通過數(shù)學(xué)規(guī)律對(duì)現(xiàn)實(shí)生活進(jìn)行規(guī)劃的工具。水力計(jì)算是一切供熱工程后續(xù)工作的科學(xué)依據(jù)。所以合理科學(xué)的水力計(jì)算是值得每一位建環(huán)人不懈追求。具體的枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)的計(jì)算程序是不太一樣的。本次設(shè)計(jì)僅體現(xiàn)了枝狀管網(wǎng)的設(shè)計(jì)方法。這在實(shí)際工程中是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，為此還要加大對(duì)環(huán)狀管網(wǎng)的學(xué)習(xí)。第5章 水力工況5.1 水力工況基本原理5.1.1 管網(wǎng)特性曲線在供熱管網(wǎng)中，水流狀態(tài)大多處于阻力平方區(qū)。于是，流體的壓力損失與相關(guān)流量遵從二次冪的關(guān)系。如公式5.1。 （5.1）式中 網(wǎng)路計(jì)算管道的壓降，pa； 網(wǎng)路計(jì)算管道水流量，m/h； 網(wǎng)路計(jì)算管道的阻抗，pa/(m/h)2； 網(wǎng)路計(jì)算管道的比摩阻，pa/m； 、網(wǎng)路計(jì)算管道的長度和局部阻力當(dāng)量長度，m。熱水網(wǎng)路可以想象成電路一樣，有許多的串聯(lián)管段和并聯(lián)管段組成的。串聯(lián)管線，總阻抗為串聯(lián)管線阻抗之和，如公式（5.2）。 （5.2）式中 串聯(lián)管線的總阻抗； 各串聯(lián)管線的阻抗。并聯(lián)管線，總阻抗的平方根倒數(shù)為并聯(lián)管線阻抗平方根倒數(shù)之和，如公式（5.3）。 （5.3）式中 并聯(lián)管線的總阻抗； 各并聯(lián)管線的阻抗。根據(jù)上述計(jì)算方法，可以逐次的計(jì)算整個(gè)熱水網(wǎng)路最不利環(huán)路的總阻抗值。所以供熱管網(wǎng)最不利環(huán)路的總阻力為。5.1.2 循環(huán)水泵流量-揚(yáng)程特性曲線及其方程熱網(wǎng)循環(huán)水泵的流量與揚(yáng)程遵從的函數(shù)關(guān)系可表示為，一般水泵的實(shí)際特性曲線有水泵廠家來提供。出于定量分析供熱系統(tǒng)水力工況的變化，可以用代數(shù)方法來描述，本次采用插入法建立特性曲線方程。從廠家樣本中讀取若干組流量與揚(yáng)程的數(shù)據(jù)。流量數(shù)據(jù)為：對(duì)應(yīng)流量的揚(yáng)程為：根據(jù)上述數(shù)組，采取差值方法得出流量和揚(yáng)程的代數(shù)方程如公式（5.4）： （5.4）式中 循環(huán)水泵的流量； 循環(huán)水泵的揚(yáng)程；性能曲線的相關(guān)系數(shù)。當(dāng)樣本數(shù)據(jù)數(shù)n=3，由拉格朗日二次插值公式得出式（5.4）的系數(shù)：5.2 水力工況的分析與計(jì)算5.2.1 管網(wǎng)特性曲線的確定本次以3號(hào)換熱站（熱力站）的二級(jí)網(wǎng)為