戴瑞熱源外網(wǎng)課程設(shè)計(jì)說明書

1、Jilin Architectural and Civil Engineering Institute 課程設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)名稱熱源外網(wǎng)課程設(shè)計(jì) 學(xué) 院 市政與環(huán)境工程學(xué)院 專 業(yè) 建筑環(huán)境與設(shè)備工程 班 級(jí) 072班 姓 名 戴瑞 學(xué) 號(hào) 03107241 指導(dǎo)教師 張璐 設(shè)計(jì)時(shí)間 2010.12.62010.12.26 目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)說明.1 1.1設(shè)計(jì)原始資料. 1. 1.2圖紙要求.1 1.3設(shè)計(jì)計(jì)算說明書要求.1第二章 采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算.12.1熱負(fù)荷計(jì)算.1 2.2確定供熱系統(tǒng)的供熱原理.3 第三章 方案確定及布置管道.4 3.1系統(tǒng)熱源型式及熱媒的選擇 .4 3.2 熱網(wǎng)

2、系統(tǒng)型式.4 3.2 熱網(wǎng)管道的布置.4第四章 水力計(jì)算及水壓圖繪制.5 4.1水力計(jì)算 .5 4.2 水壓圖繪制.9第五章 換熱站設(shè)備的選型與計(jì)算.10 5.1循環(huán)水泵和補(bǔ)給水泵的選型 .11 5.2 換熱器的選型.12 5.3其它設(shè)備的選型.13致謝參考文獻(xiàn) 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)說明1.1設(shè)計(jì)原始資料小區(qū)所在地區(qū)：松原；采暖室外計(jì)算溫度：-22；最高建筑物高度：18m；小區(qū)建筑分布情況：如平面圖所示，建筑功能包括：住宅、幼兒園；供暖面積熱指標(biāo)：根據(jù)建筑功能、建筑物所在地區(qū)從相關(guān)手冊中選擇熱媒及參數(shù)：一次網(wǎng)熱媒為高溫水，供水溫度為130，回水溫度為80； 二次網(wǎng)熱媒為低溫水，供水溫度為85，回水

3、溫度為65。用戶預(yù)留資用壓力3-5mH2O。1.2圖紙要求（1）熱水管網(wǎng)平面布置圖（1張），（2）熱水管網(wǎng)剖面圖（地溝敷設(shè)）（1張）（3）水壓圖（1張） （4）熱力入口平、剖面大樣圖（1張） （5）換熱站（鍋爐房）設(shè)備與管道平面布置圖（1張） （6）換熱站（鍋爐房）設(shè)備與管道剖面圖或系統(tǒng)圖（1張） （7）設(shè)計(jì)說明1.3設(shè)計(jì)計(jì)算說明書要求 課程設(shè)計(jì)說明書包括原始條件，設(shè)計(jì)計(jì)算公式和有關(guān)數(shù)據(jù)，文字說明及附圖。應(yīng)字跡工整，計(jì)算準(zhǔn)確，簡明扼要。 第二章 采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算 2.1 熱負(fù)荷計(jì)算根據(jù)城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范及當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件和實(shí)際情況，其采暖供熱熱負(fù)荷采用采暖面積熱指標(biāo)法來確定。具體的計(jì)算公式方法

4、如下：以下公式取自供熱工程P139頁6-2公式。 Q= qF10 KW (2.1-1) 式中 Q建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，KW； F 建筑物的建筑面積，m2； q建筑物供暖面積熱指標(biāo)，W/m2；它表示每1 m建筑面積的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，見表2.1-1。表2.1-1 采暖熱指標(biāo)推薦值q( W/m2)建筑物類型住宅學(xué)校醫(yī)院旅館商店餐廳影劇院熱指標(biāo)4474608065806070658011514095115根據(jù)上表熱指標(biāo)的推薦值，選取住宅的熱指標(biāo)q=50w/；幼兒園 q=70w/。另外為了滿足室內(nèi)熱負(fù)荷的要求，供暖管網(wǎng)內(nèi)的流量由公式2.1-2求得。 以下公式取自供熱工程P89頁4-25公式G=AQ/(

5、tg-th) kg/h (2.1-2) Q-供暖用戶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 W.A-采用不同計(jì)算單位的系數(shù)，本計(jì)算A取0.86.G-用戶的計(jì)算流量，kg/h.tg、th -網(wǎng)路的設(shè)計(jì)供回水溫度， . 綜上，例如4-01#樓熱負(fù)荷：Q=50×280×6=84000W 其管段流量G=0.86×840000÷（85-65）=3612kg/h 設(shè)計(jì)區(qū)位內(nèi)各棟樓的熱負(fù)荷及其入戶管的流量如下表： 熱負(fù)荷計(jì)算表建筑編號(hào)面積熱指標(biāo)W/m2建筑單層面積建筑層數(shù)熱負(fù)荷入戶流量40150280684000361240250280684000361240350420612600054

6、184045056038400036124055038035700024514065038035700024514075046036900029674085054038100034834095062039300039994105058038700037414115042036300027094125052037800033544135064039600041284145040036000025804155062039300039994167030051050004515417504403660002838418506603990004257419506003900003870420506003

7、900003870421506603990004257422504403660002838423504403660002838424506603990004257由此表可知：采暖總的熱負(fù)荷為1992KW、所需熱媒的總流量為85.656t/h2.2 確定供熱系統(tǒng)的供熱原理 本設(shè)計(jì)以城市一次熱網(wǎng)熱水130/80為熱源，經(jīng)過小區(qū)換熱站換熱后得到85/65的熱水供小區(qū)采暖用。管網(wǎng)采用枝狀連接。異程布置，熱水沿主干線，經(jīng)枝線分別送至各用戶，又沿相同路線返回?zé)嵩础?從換熱站引出主干線，分別供給低區(qū)用戶。本次設(shè)計(jì)無高區(qū)熱源部分，所以不考慮高區(qū)供熱。熱源動(dòng)力由兩臺(tái)臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行，其中一臺(tái)為備用泵；。欲使熱網(wǎng)按

8、水壓圖給定的壓力狀況運(yùn)行，采用補(bǔ)給水泵定壓方式。 第三章 方案確定及布置管道3.1 系統(tǒng)熱源型式及熱媒的選擇根據(jù)對住宅小區(qū)的調(diào)查，該小區(qū)有如下特點(diǎn)：(1) 該區(qū)域內(nèi)建筑物以住宅為主，其中有一棟樓為幼兒園；大部分樓為三層，還有一小部分為六層，幼兒園為五層且該區(qū)熱負(fù)荷較集中。(4)小區(qū)總建筑面積為3.924萬m2，設(shè)計(jì)總熱負(fù)荷為1992.0kw?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，本規(guī)劃以水-水換熱站作為供熱熱源，以熱水作為小區(qū)供熱管網(wǎng)的熱媒，換熱站設(shè)在小區(qū)的右上角一十字路口側(cè)。3.2 熱網(wǎng)系統(tǒng)型式1、確定管網(wǎng)布置形式：基于前述小區(qū)特點(diǎn)，小區(qū)采暖對熱網(wǎng)的后備儲(chǔ)熱能力要求不高，故采用閉式雙管制枝狀連接。這主要是考慮到枝狀

9、管網(wǎng)布置型式簡單，管徑隨距熱源越遠(yuǎn)越??；減少基建投資，運(yùn)行管理簡便。2、確定管網(wǎng)敷設(shè)方式：本小區(qū)面積較小、敷設(shè)管線較短，采用無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式，采用的型式是供熱管道、保溫層和保護(hù)外殼，三者緊密粘接在一起，形成整體式的預(yù)制保溫管結(jié)構(gòu)型式。 3、管道附件在與干管相連接的管路分支處與分支管路相連接的較長的用戶支管處均應(yīng)裝設(shè)閥門；在系統(tǒng)最低點(diǎn)或局部最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)泄水閥，最高點(diǎn)或局部最高點(diǎn)設(shè)放空氣閥?？紤]以后維修方便，在需要的位置設(shè)檢查井。 4、管道的保溫與防腐 （1）直埋敷設(shè)管道保溫采用預(yù)制保溫 首先在管道上涂耐熱防銹漆兩遍，外用玻璃棉氈捆扎再用鍍鋅鐵絲纏繞，用密紋玻璃布包扎做為保護(hù)層，表面涂冷底子油2遍

10、。（2）保溫 地下直埋管道保溫采用預(yù)制保溫管。保溫層用聚氨脂硬脂泡沫塑料保溫，為增加保溫層的耐久性和分辨各種介質(zhì)的管道在保護(hù)層外涂刷顏色漆。另外管道的防腐涂料選用鐵紅防銹漆。 5、水壓實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5倍。管道系統(tǒng)安裝后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，十分鐘內(nèi)壓力下降不大于0.05MPa ，不漏為合格。熱力管道嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn)合格后，須清除管內(nèi)留下的污垢或雜物，熱水及凝結(jié)水管道以系統(tǒng)內(nèi)可能達(dá)到的最大壓力和流量進(jìn)行清水沖洗，直至排出口水潔凈為合格。3.3 熱網(wǎng)管道的布置1、管網(wǎng)布置原則（1） 熱源的位置本設(shè)即熱源為小區(qū)內(nèi)的換熱站（2） 管網(wǎng)的走向 實(shí)際定向時(shí)要掌握地質(zhì)，水文資料，地上，地下構(gòu)筑物情況，除了技

11、術(shù)經(jīng)濟(jì)合理外還要考慮維修管理方便，布置時(shí)應(yīng)注意：、管道應(yīng)盡量穿越負(fù)荷區(qū)，走向宜平行于建筑物。、盡量少穿越公路，鐵路等主要交通干線。、為了施工及管理方便，管線應(yīng)盡量走綠化地帶。、熱力管溝外側(cè)與其他建筑物，管線保持一定距離，與基礎(chǔ)外邊凈距不小于1.5米。、熱網(wǎng)規(guī)劃時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮各小區(qū)連接方便及小區(qū)負(fù)荷對稱。（3） 管道敷設(shè) 本設(shè)計(jì)管線全部采用有補(bǔ)償直埋敷設(shè)，采暖管道宜埋于地下水位之上，本設(shè)計(jì)埋深為1.2米，管道坡度為0.003，管道最高處設(shè)放氣閥，最底處設(shè)泄水閥。（4） 檢查井的設(shè)置 檢查井?dāng)?shù)量要求少，不應(yīng)設(shè)在交通要道和人行車流頻繁處，在管道分支有閥門處及其他各種閥門處；需要經(jīng)常維修的設(shè)備和部件處

12、應(yīng)設(shè)檢查井。第四章 水力計(jì)算及水壓圖繪制4.1 水力計(jì)算 熱水網(wǎng)路水力計(jì)算的方法及步驟如下：（1） 確定熱水網(wǎng)路中各個(gè)管段的計(jì)算流量：管段的計(jì)算流量就是該管段所負(fù)擔(dān)的各個(gè)用戶的計(jì)算流量之和，以此計(jì)算流量確定管段的管徑和壓力損失。 （2）確定熱水網(wǎng)路的主干線及其沿程比摩阻 熱水網(wǎng)路水力計(jì)算是從主干線開始，網(wǎng)路中平均比摩阻最小的一條 管線，稱為主干線，一般是從熱源到最遠(yuǎn)用戶的管線是主管線。 主管線的平均比摩阻R值，對確定整個(gè)管網(wǎng)的管徑請著決定性的作 用，如選比摩阻大的，則管徑小，選比摩阻小的，則管徑大，這對能耗也起著至關(guān)重要的作用。在條件允許時(shí)，主干線的比摩阻盡量小些，管徑大些，有利于供暖的可靠性

13、，可取4080pa/m進(jìn)行計(jì)算。 （3）根據(jù)網(wǎng)路主干線各管段的計(jì)算流量和初步選用的 平均比摩阻R值， 利用水力計(jì)算表，確定各管段的標(biāo)準(zhǔn)管徑和相應(yīng)的實(shí)際比摩阻。 （4）熱水網(wǎng)路的局部損失，采用當(dāng)量長度法，將管段的局部阻力損失折 合成相當(dāng)?shù)难爻虛p失，所以，熱水網(wǎng)路中的管段的總壓降等于： P=R（L+Ld）=RLzh pa 式中Lzh管段的折算長度 在進(jìn)行估算時(shí)，局部阻力的當(dāng)量長度Ld可按管道的實(shí)際長度L的百分?jǐn)?shù)計(jì)算，即Ld=jLj局部阻力當(dāng)量長度百分?jǐn)?shù)，本設(shè)計(jì)取j=0.2（5） 根據(jù)管段的沿程比摩阻和折算的局部阻力損失，計(jì)算管段的總壓降。（6） 主干線水力計(jì)算完成后，可進(jìn)行支干線，支線等水力計(jì)算，

14、應(yīng)按支干線，支線的資用壓力確定其管徑，管路的水力計(jì)算見下表：管段編號(hào)計(jì)算流量kg/h）管段長度（m）局部阻力當(dāng)量長度折算長度（m）公稱直徑（）流速（m/s）比摩阻（Pa/m)管段的壓力損失（Pa）1-285656227.2429.241750.96621812.882-3820444013.2453.241750.91562981.443-47843257.2412.241750.8751624.244-573014247.2431.241750.81441374.565-669402107.2417.241750.7737637.886-765145457.2442.241750.72351

15、478.47-85379335.68.61750.5923197.88-943860365.641.61500.72431788.89-1036120405.545.51250.85793594.510-1132250637.460.41250.76633805.211-1222317844.488.41250.5330265212-138514873.6590.65800.47413716.6513-14451513316700.3836576536.5925240.35 7-187-1511352282.5530.55800.61712169.0515-168901442.5546.558

16、00.49452094.7516-176450628700.557560017-182967222.824.8500.43701736109.90 8-218-199933252.5527.55700.851794931.4519-20567610212500.83255306020-212823232.825.8500.43661702.865.359694.25 9-239-227740532.5555.55800.43341888.722-23399959362700.3428.51767117.553655.7 11-2611-249933263.6529.65800.55561660

17、.424-25606361263800.3321132325-262709482.850.8500.4582946.4143.455929.8 12-3012-2713803174.421.41000.5137791.827-289546312.5533.55800.53521744.628-29670813215700.5780120029-302580122.814.28500.3852742.5684.234478.964.2水壓圖繪制1）在圖紙下部繪制出熱水網(wǎng)路的平面布置圖；（2）在平面圖的上部以網(wǎng)路循環(huán)水泵中心線的高度為基準(zhǔn)面，沿基準(zhǔn)面在縱坐標(biāo)上按一定的比例尺做出距離的刻度；（3）在

18、橫坐標(biāo)上，找到網(wǎng)路上各點(diǎn)或各用戶距熱源出口沿管線計(jì)算距離的點(diǎn)，在相應(yīng)點(diǎn)沿縱坐標(biāo)方向繪制出網(wǎng)路相對于基準(zhǔn)面的標(biāo)高，構(gòu)成管線的地形剖面圖；（4）繪制靜水壓曲線。靜水壓曲線是網(wǎng)路循環(huán)水泵停止工作時(shí)，網(wǎng)路上各點(diǎn) 測壓管水頭的連線。因?yàn)榫W(wǎng)路上各用戶是相互連通的，靜止時(shí)網(wǎng)路上各點(diǎn)的測壓管水頭均相等，靜水壓曲線就應(yīng)該是一條水平直線。它不能超過各用戶的作用壓頭。因?yàn)楦饔脩舻挠盟叨榷紴?8m，供水溫度為85時(shí)，其汽化壓力為0mH2O，加上35m的富裕壓力則靜水壓曲線高度應(yīng)在18.5+0+4=22m，取整數(shù)為22m。（5）繪制回水干管動(dòng)水壓曲線。當(dāng)網(wǎng)路循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)路回水管各點(diǎn)測壓管水頭的連線稱為回水管動(dòng)水

19、壓曲線。從定壓點(diǎn)即靜水壓線和縱坐標(biāo)的交點(diǎn)A開始畫?；厮倝航禐?.86m。定壓點(diǎn)即干管末端的壓力為22mH2O，那么回水干管始端B也就是末端用戶的出口壓力為22+2.524=24.524mH2O。連接A、B兩點(diǎn)，將為主干線回水管的動(dòng)水壓線AB。（6）繪制供水干管的動(dòng)水壓曲線。末端用戶的資用壓頭為5 mH2O，則末端用戶入口處C點(diǎn)壓力即供水管主干線末端點(diǎn)的壓力應(yīng)為24.524+5=29.524 mH2O。供水主干線的總壓力損失與回水管相等也為2.524 mH2O，那么在熱源出口處即供水管始端D點(diǎn)動(dòng)水壓曲線的水位高度，應(yīng)為29.524+2.524=32.048 mH2O。連接C、D即為主干線供水管

20、的動(dòng)水壓線CD。 熱源內(nèi)部壓力損失為10 mH2O，則熱源出口壓力為32.048+10=42.048 mH2O，那么熱源入口E點(diǎn)的壓力為42.048mH2O，兩點(diǎn)連接起來，為熱源的水壓線。（7）各分支管線的動(dòng)水壓曲線?？筛鶕?jù)各分支管線在分支點(diǎn)處供、回水管的測壓管水頭高度和分支線的水力計(jì)算結(jié)果。 第五章 換熱站設(shè)備的選型與計(jì)算5.1循環(huán)水泵和補(bǔ)給水泵的選型1. 循環(huán)水泵的選擇： （1）流量G1G1=(1.1-1.2)G=1.1×85.656=94.22t/h （2）揚(yáng)程H （5-7）式中：Hr、Hw、Hy分別為熱源、熱網(wǎng)和熱用戶的阻力損失。Hr近似取1015mH2O，Hw包括供水和回水

21、管路的全部損失，由水力計(jì)算結(jié)果得出，Hy按用戶的形式和連接方式確定，一般的直接連接用戶可取25mH2O，對間接連接的用戶可以取810mH2O。 =10+5+5=20mH2O H1=1.1*20=22mH2O根據(jù)流量和揚(yáng)程選擇型號(hào)為KQL125/300-11/4的水泵兩臺(tái)，一臺(tái)備用。性能參數(shù)見表5-11表5-11水泵性能表型號(hào)轉(zhuǎn)速（r/min）流量(t/h)揚(yáng)程(m)功率（kw）必須氣蝕余量（m）泵重量（kg）KQL125/300-11/4148011025.71132142. 補(bǔ)給水泵的選擇1）選擇原則1）補(bǔ)給水泵的流量，主要取決于整個(gè)系統(tǒng)的滲漏水量。目前熱網(wǎng)規(guī)范規(guī)定閉式熱水網(wǎng)路的補(bǔ)水率，不宜

22、大于總循環(huán)水量的1%；熱力站補(bǔ)水泵，其流量按系統(tǒng)總?cè)菟康?%計(jì)算。事故補(bǔ)水量一般取正常補(bǔ)水量的4倍計(jì)算。2）補(bǔ)給水泵的揚(yáng)程，應(yīng)按水壓圖靜水壓線的壓力要求來確定。3）補(bǔ)給水泵的臺(tái)數(shù)，宜選用兩臺(tái)，按2%流量考慮，可不設(shè)備用泵，正常時(shí)一臺(tái)工作，事故時(shí)兩臺(tái)全開。也可以選擇兩臺(tái)水泵，一臺(tái)按12%，另一臺(tái)按4% 。正常運(yùn)行，開啟12%水泵，4%水泵備用；事故時(shí)開啟4%水泵。（2）流量G=85.6×4%=3.4 （3）揚(yáng)程H:H= 22m×1.1=24.2m 根據(jù)流量和揚(yáng)程選擇型號(hào)為50LG24-20*5的水泵臺(tái)。IS水泵性能表型號(hào)轉(zhuǎn)速（r/min）流量(t/h)揚(yáng)程(m)功率（kw）

23、必須氣蝕余量（m）泵重量（kg）KQL25/160-15/229604.4100112.3345.2換熱器的選型換熱器選型計(jì)算: 1)換熱站總計(jì)算熱負(fù)荷 Q=qv××C（tg-th）/3.6 Q計(jì)算熱負(fù)荷，MW qv流量，t/h 水密度，kg/m3 取970.2kg/m3 C水比熱，kJ/m3·K 取4.2kJ/m3·K tg、th二次網(wǎng)供回水溫度， 取85供65回 2)單臺(tái)換熱器的傳熱面積計(jì)算: tm=（t1-tg）-（t2-th）/ln（t1-tg）/（t2-th） tm換熱器的平均對數(shù)溫差， tg、th二次網(wǎng)供回水溫度， 取95供70回 T1、t2

24、一次網(wǎng)供回水溫度， 取130供80回 F=Q/Ktm F換熱器的換熱面積，m2 tm換熱器的平均對數(shù)溫差， K換熱器的換熱系數(shù)， 取30005000（本設(shè)計(jì)取4000） 安全系數(shù)， 取0.97由以上公式分別計(jì)算得：計(jì)算熱負(fù)荷Q=1.992MW換熱器的平均對數(shù)溫差tm=27.3換熱器的換熱面積F=1.992×106/0.97×4000×27.3=18.8m2 由此查<<供熱工程>>2004版 李德英 主編 ；選取兩臺(tái)型號(hào)為 BR0.3型板式換熱器,其中一臺(tái)備用（一用一備），5.3其他設(shè)備的選型1. 其他設(shè)備的選擇:a.各接管的管徑選擇補(bǔ)水管管

25、徑由補(bǔ)水泵進(jìn)出口直徑確定：由于本設(shè)計(jì)所取補(bǔ)水泵的進(jìn)出口直徑都為，進(jìn)口：50mm；出口：32mm；故接管管徑分別取進(jìn)口取DN50mm，出口取DN32mm。而補(bǔ)水箱接市政管網(wǎng)的給水管管徑，由流量Q=3.6m3/h=1L/s，由經(jīng)濟(jì)流速1.01.5m/s，查得：管徑：DN32mm，流速：1.22m/s。而其他設(shè)備接口管管徑均流量分配而取，具體見換熱站設(shè)計(jì)平面圖。 b.二次網(wǎng)回水設(shè)除污器采用Y型除污器，分別由接管的管徑確定型號(hào)。 致謝語至此 本次設(shè)計(jì)接近尾聲生，回頭看這三周來每天收集資料 整理資料，分析計(jì)算，畫圖。一路走來也蠻充實(shí)的。在此次設(shè)計(jì)中學(xué)了很多東西，都將會(huì)是影響我一生的知識(shí)。感謝本次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師張璐老師。這次設(shè)計(jì)是