供熱工程大作業(yè)某小區(qū)換熱站及室外熱網(wǎng)方案設計

1、課程大作業(yè)設計計算說明書課程供熱工程班級建筑環(huán)境與設備工程學號指導教師李德英2010年11月目錄1工程概況11 TOC o 1-5 h z 工程概況.11設計內(nèi)容.112設計依據(jù).門設計依據(jù).11設計參數(shù).113負荷概算.11用戶負荷.11負荷匯總.114熱交換站設計11熱交換器11蒸汽系統(tǒng)11凝結水系統(tǒng).11熱供熱水系統(tǒng).11補水定壓系統(tǒng).115室外管網(wǎng)設計11管線布置與敷設方式.11熱補償11管材與保溫.11熱力入口.11補水定壓系統(tǒng).11課程作業(yè)總結.11參考資料1工程概況工程概況工程名稱：某小區(qū)供熱系統(tǒng)地理位置：合肥地區(qū)本工程為合肥某小區(qū)的供熱系統(tǒng)設計，為小區(qū)的住宅樓和公寓樓采暖提供熱

2、源，各熱用戶如下表1表1名稱1#住宅2#住宅3#住宅4線寓5#公寓6蚣寓層數(shù)P1111P11545建筑面積121001210012100400048005000設計內(nèi)容某小區(qū)換熱站及室外熱網(wǎng)方案設計2設計依據(jù)設計依據(jù)1,李德英。供熱工程。中國建筑工業(yè)出版社，20042,流體輸配管網(wǎng).中國建筑工業(yè)出版社3,王飛.張建偉.直埋供熱管道工程設計.中國建筑工業(yè)出版社，20074,陸耀慶主編。實用供熱空調(diào)設計手冊。中國建筑工業(yè)出版社，19935,城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范CJJ34-20026,采暖通風與空調(diào)設計規(guī)范GB0019-2003,7,城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范CJJ34-2002,8,公共建筑節(jié)能設計標準50

3、189-2005,9,城市直埋供熱管道工程技術規(guī)范CJJ/T81-98,10,李國斌.冷熱源系統(tǒng)安裝.中國建筑工業(yè)出版社，200611,張金和.圖解供熱系統(tǒng)安裝.中國電力出版社.2007設計參數(shù)冬季采暖設計供水溫度80C,回水溫度60C,3熱負荷概算熱用戶熱負荷概算及匯總一、確定總負荷：利用公式QrY=qfFX10-3可以計算出各棟樓的熱負荷，匯總列入下表2:表2熱用戶熱負荷（W）合計熱負荷（kw1#住宅12100X45=544500(Kvy2#住宅12100X45=5445003#住宅12100X45=5445004蚣寓4000X50=2000005蚣寓4800X50=2400006蚣寓50

4、00X55=275000由上表計算的各用戶的熱負荷可以匯總得小區(qū)的總熱負荷為：（KW4熱交換熱站設計換熱器4.1.1換熱器選型及臺數(shù)確定因為本小區(qū)的總熱負荷為，按照單臺換熱器的換熱量要達到總熱荷的60375%勺比例，選一臺換熱器不合適，且要考慮備用，故選用兩臺換熱器較為合理。x=,x=.所以取每臺換熱量為1700KW所以選擇換熱量1700KW左右的換熱器兩臺.蒸汽系統(tǒng)熱源：小區(qū)由市政熱網(wǎng)提供飽和蒸汽，蒸汽壓力為。蒸汽經(jīng)過除塵以后進入分氣缸分出，再經(jīng)過減壓進入汽水換熱器.蒸汽系統(tǒng)：市政蒸汽-計量-分汽缸-減壓-汽-水換熱，汽-水換熱器進口設溫控閥，控制熱水出水溫度。凝結水系統(tǒng)：汽-水換熱器（分汽

5、缸）凝結水-疏水器-凝水（軟水）箱-米暖系統(tǒng)補水（排至室外下水道）。熱水系統(tǒng)4.4.1熱水系統(tǒng)設計熱水供暖系統(tǒng)：換熱器熱水出口-熱用戶-循環(huán)水泵-換熱器熱水進口，循環(huán)水泵選用3臺（2用1備），均采用變頻控制。4.4.2熱水系統(tǒng)主要設備選型計算補水定壓4.5.1補水定壓方式確定補水定壓水系統(tǒng)：采用膨脹罐加補給水泵的方式對熱水系統(tǒng)定壓補水，補水泵選用2臺（1用1備）。5室外管網(wǎng)設計管線布置與敷設方式管線布置原則布置原理：外網(wǎng)的網(wǎng)路形式對于供熱的可靠性、系統(tǒng)的機動性、運行是否方便以及經(jīng)濟效率有著很大影響。（1）對周圍環(huán)境影少而協(xié)調(diào)，管道應少穿交通線，考慮園林綠化等因素，管道便于檢查、維修。(2)經(jīng)濟

6、上合理。主干線力求短直，主干線盡量走熱負荷集中區(qū)。注意管線上的閥門、補償器和某些管道附件；枝狀管網(wǎng)布置簡單，供熱管道的直徑隨距熱源越遠而逐漸減??；而金屬耗量小，基建投資小，運行管理簡便，因為本工程是小區(qū)的管網(wǎng)敷設，所以選擇枝狀管網(wǎng)。由城鎮(zhèn)供熱工程技術規(guī)程可查閱知，熱水管網(wǎng)距建筑物基礎要大于3米,距城市道路邊緣不小于1.5米，所以布置管線鄰近道路的管線距道路邊緣距離為2米，供回水管道間距為750mm具體布置如小區(qū)管網(wǎng)布置圖所示。敷設方式供熱管道的敷設方式分為架空敷設和地下敷設。本小區(qū)管網(wǎng)敷設均采用地下敷設方式。本工程采用高密度聚乙烯外護管聚安酯泡沫塑料預制直埋保溫管，所以本工程管線均采用直埋敷設

7、。敷設的截面圖如CAD圖所示。管徑確定確定管道的管徑計算過程如下：(1)管段的計算流量就是該管段所負擔的各個用戶的計算流量之和，以此計算流量、確定管段的管徑和壓力損失。G/=XQn3#住宅：t/h.4#公寓：t/h.5#公寓：t/h.6#公寓：t/h(3)主干線計算：因為熱水網(wǎng)路各用戶所需要的作用壓差是相等的，所以從熱源到最遠用戶G為主干線，即主干線為：A-B-C-D-E-F-G.根據(jù)熱力網(wǎng)路水力計算的方法及步驟、供暖平面圖中管道的布置及管道附件的位置，以經(jīng)濟比摩阻30-70Pa/m為計算基礎，范圍內(nèi)，根據(jù)各管段的流量和平均比摩阻，查水力計算表確定管徑和實際比摩阻，以AB為例:AB段設計流量G

8、/=h,由經(jīng)濟比摩阻查水力計算表得：d=200mm,R=m,v=s.同理，其他干管的計算也如此，分別列表如下：表3.表3管段編號計算流量(t/h)管段長度(m)局部阻力當量長度(m)折算長度(m)直徑(mm)流速(m/s)比摩阻(Pa/m)管段壓力損失(Pa)不平衡率(%)AB59200BC10200CD45150DE5150EF50125FG6080C12280311E222100F322100B45570D555701I34702H34703m3480管段AB的局部阻力當量長度可查閱供熱工程附錄2-2.結果為：一個煨彎:2.52.1個波紋管補償器：.合計:.折算長度lzs=59+=，管段A

9、B的壓力損失P=RX=計算結果計入表3.用同樣的方法計算其他干管的管徑和壓力損失.各管段的局部阻力當量長度計算表4:單位(m)管段編號/局部阻力形式閘閥補償器彎頭分流三通直通管分流三通分支管三通分流管AB波紋：一個：BC一個：CD波紋：一個：DE一個：EF波紋：一個：FG一個：方形；一個：一個：C1一個：一個：E2一個：一個：F3一個：一個：B4一個:1方形：一一個：一個:3D5一個:1方形：一個：一個:31I一個：一個:22n一個：一個:23m一個：一個：(4)支線計算以支管D5為例說明水力計算過程管段D5的資用壓力為：PnXPde+APef+APfg=+=.管段D5的估算比摩組為：R/=A

10、P/lbj(1+aj),其中aj=,則R=m根據(jù)D5的流量h和R查水力計算表得d=70mm,R=mv=0.80m/s,由表4,可知其當量長度ld=1+3+=4.6m,則折算長度lzs=55+=62.8m,P=RL=x=,不平衡率X沂以平衡率滿足要求。同理：其他支管計算方法與此相同，現(xiàn)將各管段的計算結果列入表3.但是有的支路不平衡率大于15%例如B4支路的不平衡率為需要裝調(diào)壓裝置，在B4管段上加調(diào)壓孔板，采用調(diào)壓板消除剩余壓頭B4的剩余壓頭為P=2X=20543Paf=X104/X70X70X(20543X1000)+X8600=d=(GXDnXD/f)=(8600X70X70+=mm.即調(diào)壓板

11、的孔徑為mm所以，對不平衡率很大的支路可以加裝調(diào)壓孔板來消除剩余壓頭.熱補償5.2.1補償方式(1)確定熱補償器方式及固定支座位置：固定支架間的最大允許間距可根據(jù)初步設定管徑確定，安裝波紋管補償器的的干線固定支架的最大間距應小于50米.當每個支架之間必須設一個補償器。盡量利用自然補償，不便使用方形補償器時應選用套筒補償器或波形補償器，當鋼管直徑較大，安裝位置有限時可設置套筒補償器或波形補償器。套筒補償器使用時需要注意定期檢修，以防漏水。波形補償器選擇時應注意使用條件，避免氯離子腐蝕。本設計主要采用波紋管補償器和方形補償器。具體位置見圖紙所示。局部阻力當量長度結果如表2。(2)固定支架間距的確定

12、原則：固定支架用來承受管道因熱脹冷縮時所產(chǎn)生的推力，為此支架和基礎需堅固以承受推理的作用，固定支架間距的大小直接影響到管網(wǎng)的經(jīng)濟性，因此要求周定支架布置合理，使固定支架允許間距加大以減小管架的數(shù)量.(3)固定支座有以下要求：1,在管道不允許有軸向位移餓節(jié)點處設置固定支座，例：在支管分出的干管處在熱源出口，熱力站和熱用戶入口處，均應設置固定支座，以消除外部管路作用于附件和閥門上的作用力，使室內(nèi)管道相對穩(wěn)定在管路彎管的兩側應設置，以保證管道彎曲部位的彎曲應力不超過管子的許用應力范圍。2,在支管裝設的支架要求距干管三通處的距離小于9m,3,一次性補償器與固定支架之間的間距不應大于表中數(shù)據(jù)的一半：見表

13、3.(此表摘錄于實用供熱空調(diào)設計手冊)管徑(mm)20015012510080間距(m)綜上，本小區(qū)供熱管網(wǎng)固定支座位置如圖紙所示。5.2.2固定支座受力計算(只算一個)固定支座受力以B4支路為例，在固定支座之間設有方形補償器.計算如下：1、方形補償器的尺寸H=4.0L3=0.5L2R=0.6m固定支座的間距L=40m(1)確定方形補償器的幾何尺寸自由臂長L1=40DN=40X=根據(jù)圖形所示L2=H-2R=X=L3=0.5L2=X=1.4m根據(jù)管子規(guī)格，查表得彎管的特性系數(shù)和管子的材料特性值。彎管柔性系數(shù)K=,應力加強系數(shù)m=，管子的斷面抗彎矩w=t子的斷面慣性矩I=管子的彈性系數(shù)E=x104

14、MPa管子的線膨脹系數(shù)=x106m/m.c(3)計算方形補償器的折算長度Lzh和彈性中心坐標位置：Lzh=2L1+2L2+L3鈦K=2X+2X+XX=19.6mXo=O(L22R)(L2L33.14R*K)乂二Lzh=(4)計算折算管段對x。軸的慣性矩3=L2_ (2L2+4L3)*( (L2 X0622R) +*k(2L2_ +1.635L2k+|/6k23y 0-m(5)確定固定支架之間管道的計算熱伸長量 X= (t1-t2) XL=X 10 6 x (80-0) X40=(6)計算方行補償器彈性力Ptx* E*I *3Ptx=10 =I x0支座的受力計算 簡圖如下所示：.:nT山Tii

15、.F=Pt1+uq1L1=+x X20X =HL2管材與保溫本工程采用高密度聚乙烯外護管聚安酯泡沫塑料預制直埋保溫管，熱力入口具體詳圖見2#圖紙，它設置在單幢建筑物用戶的地溝入口，站內(nèi)設置溫度計、壓力表等檢測裝置，在供水管道上裝過濾器，防止污垢、雜物等局部系統(tǒng)內(nèi)，在低點處設置泄水閥，檢修時排泄供暖系統(tǒng)中的水量。6,管網(wǎng)試調(diào)節(jié)運行方案(1)供熱管線工程宜與熱力站工程聯(lián)合進行試運行.(2)供熱管線的試運行應有完善，靈敏，可靠的通信系統(tǒng)及其他安全保障措施.在試運行期間，管道法蘭，閥門，補償器及儀表等處的螺栓應進行熱緊.熱緊時的運行壓力應在以下.溫度宜達到設計溫度，螺栓應對稱擰緊，在熱緊部位應采取保護

16、操作人員安全的技術措施.(4)試運行期間發(fā)現(xiàn)的問題，屬于不影響試運行安全的，可以待試運行結束后處理屬于必須當即解決的，應停止運行處理.試運行的期間，應從正常試運行狀態(tài)的時間起計72小時.(5)供熱工程應在認可的參數(shù)下試運行,試運行的時間應連續(xù)運行72小時.試運行應緩慢地升溫,升溫速度不應大于10度/小時.在低溫試運行正常以后,可緩慢 TOC o 1-5 h z 升溫到試運行參數(shù)下運行.試運行期間,管道,設備的工作狀態(tài)應正常,并應做好檢查和考核的各項工作及試運行資料等記錄.試運行開始后,每隔1小時對補償器及其他管路附件進行檢查,并應做好記錄.課程作業(yè)總結:首先感謝王老師這學期對我們的教導,謝謝!

17、我自己做了這次大作業(yè),真的感受很深,供熱工程是我們的專業(yè)課,我們必須努力去較好地完成.這次大作業(yè)是我上大學以來的第一次大作業(yè),主要是用計算機完成,在作業(yè)的進行中,在畫圖和計算中遇到了很多不懂的問題,及時到圖書館查找資料,最后得到解決,在這期間,我學會了自己查找資料,也開始了解了一點 TOC o 1-5 h z 專業(yè)的規(guī)范和設計手冊,以后要多看這方面的書籍.我這次做的這作業(yè)當然會有很多錯誤之處,因為我們平時學的是理論知識,而這是一個實際工程,會有很多實際的客觀因素影響,還有一些工程中的要求規(guī)范.所以我們以后要多了解規(guī)范和設計手冊.作業(yè)存在錯誤之處,希望老師指正,謝謝!在后續(xù)專業(yè)課的學習中,我會更加努力學習,下學期的暖通空調(diào)是我們專業(yè)的重要專業(yè)課,我們應該更加努力.參考資料1，李德英。供熱工程。