热源热网计算书.doc

目录第一章 设计任务说明1.1 设计原始资料11.2 图纸要求11.3 设计计算说明书要求 1第二章 采暖设计热负荷计算2.1 热负荷计算2 2.2 确定供热系统的供热原理3第三章 方案的确定及布置管道3.1 系统热源型式热媒的选择 43.2 热网系统型式 43.3 管网管道的布置 5 第四章 水力计算及水压图绘制4.1 水力计算 64.2 水压图绘制 8第五章 换热站设备的选型与计算5.1 主要设备的选择 105.2 其他设备的选择 13第六章 管道保温结构和管网土建措施6.1 管道的保温选择和计算 146.2 管沟形式和检查井的确定 146.3 固定蹲位置的确定及推力计算 14参考文献 15摘要一、 工程概况 设计题目：赤峰市中海紫金苑小区热源热网设计 供热面积：54469.12m2 热负荷：2560048.64W 一次网供回水温度：130 80 二次网供回水温度：80 60 二、 外网设计 本小区为枝状管网，管网的敷设方式为无补偿直埋。供热管网布置时要力求简短、顺直、节省材料、节省初投资。此外还要保证管道的埋深要求，检查井布置要合理，确保管网运行时经济、安全、可靠且便于调节和管理。 三、 换热站 换热站采用两台板式换热器，当有一台换热器不能正常工作时另一台板式换热器保证70%的换热量。在一次网和二次网的回水处设旋流除污器。在板式换热器的进出口设两台循环水泵，一备一用。在水泵的吸入口接两台并联的补给水泵，再设一个保证3小时补给水泵的补给水箱，及在水箱前设钠离子交换器。 关键字：外网 换热站 设计第一章 设计任务说明1.1设计原始资料小区所在地区：赤峰市采暖室外计算温度：-18；最高建筑物高度：18m小区建筑分布情况：如平面图所示，建筑功能包括：住宅供暖面积热指标：根据建筑功能、建筑物所在地区从相关手册中选择热媒及参数：一次网热媒为高温水，供水温度为130，回水温度为80 二次网热媒为低温水，供水温度为80，回水温度为60用户预留压力3mH2O1.2图纸要求1、供热管网平面布置图、设计总说明（比例1：1000），一张2、供热管网主干线纵断图、水压图（比例自定），一张1.3设计计算说明书要求 课程设计说明书包括原始条件，设计计算公式和有关数据，文字说明及附图。应字迹工整，计算准确，简明扼要。 第二章 采暖设计热负荷计算 2.1 热负荷计算根据城市热力网设计规范及当地的气象条件和实际情况，其采暖供热热负荷采用采暖面积热指标法来确定。具体的计算公式方法如下：以下公式取自供热工程P139页6-2公式。 Q= qF10 KW (2.1-1) 式中 Q建筑物的供暖设计热负荷，KW； F 建筑物的建筑面积，m2； q建筑物供暖面积热指标，W/m2；它表示每1 m建筑面积的供暖设计热负荷，见表2.1-1。表2.1-1 采暖面积热指标推荐值q( W/m2)建筑物类型住宅学校医院旅馆商店餐厅影剧院热指标4045507055705060557010013080105根据上表热指标的推荐值，选取住宅的热指标q=47w/，另外为了满足室内热负荷的要求，供暖管网内的流量由公式2.1-2求得。 以下公式取自供热工程P89页4-25公式G=AQ/(tg-th) kg/h (2.1-2) Q-供暖用户系统的设计热负荷 W.A-采用不同计算单位的系数，本计算A取0.86.G-用户的计算流量，kg/h.tg、th -网路的设计供回水温度（供水80度 回水60度）， . 设计小区各栋楼的热负荷及其入户管的流量如下表：热网负荷计算楼号面积采暖热指标总负荷D233720.5647174866.32D253440.9347161723.71D262778.8747130606.89G295878.6547276296.55G306555.8447308124.48G314934.1147231903.17G322961.8947139208.83G332837.4947133362.03G352637.1847123947.46G363896.1247183117.64G373734.7947175535.13G382269.9947106689.53G392781.4347130727.21G402766.3347130017.51G413274.9447153922.1854469.122560048.64由此表可知：采暖总的热负荷为2560048.64W.2.2 确定供热系统的供热原理 本设计以城市一次热网热水130/80为热源，经过小区换热站换热后得到80/60的热水供小区采暖用。管网采用枝状连接。异程布置，热水沿主干线，经枝线分别送至各用户，又沿相同路线返回热源。 从换热站引出主干线，分别供给用户。本次设计无高区热源部分，所以不考虑高区供热。热源动力由两台台水泵并联运行，其中一台为备用泵；。欲使热网按水压图给定的压力状况运行，采用补给水泵定压方式。 第三章 方案确定及布置管道3.1 系统热源型式及热媒的选择根据对住宅小区的调查，该小区有如下特点：(1) 该区域内建筑物都为住宅；大部分楼为六层，还有一栋为四层，一栋五层，且该区热负荷较集中。(4)小区总供热面积为54469.12m2，设计总热负荷为2560048.64w。基于上述特点，本规划以水-水换热站作为供热热源，以热水作为小区供热管网的热媒。3.2 热网系统型式1、确定管网布置形式：基于前述小区特点，小区采暖对热网的后备储热能力要求不高，故采用闭式双管制枝状连接。这主要是考虑到枝状管网布置型式简单，管径随距热源越远越小；减少基建投资，运行管理简便。2、确定管网敷设方式：本小区面积较小、敷设管线较短，采用无补偿直埋敷设方式，采用的无缝钢管型式是供热管道、保温层和保护外壳，三者紧密粘接在一起，形成整体式的预制保温管结构型式。 3、管道附件在与干管相连接的管路分支处与分支管路相连接的较长的用户支管处均应装设阀门；在系统最低点或局部最低点应设泄水阀，最高点或局部最高点设放空气阀。考虑以后维修方便，在需要的位置设检查井。 4、管道的保温与防腐 （1）直埋敷设管道保温采用预制保温 首先在管道上涂耐热防锈漆两遍，外用玻璃棉毡捆扎再用镀锌铁丝缠绕，用密纹玻璃布包扎做为保护层，表面涂冷底子油2遍。（2）保温 地下直埋管道保温采用预制保温管。保温层用聚氨脂硬脂泡沫塑料保温，为增加保温层的耐久性和分辨各种介质的管道在保护层外涂刷颜色漆。另外管道的防腐涂料选用铁红防锈漆。 5、水压实验：实验压力为工作压力的1.5倍。管道系统安装后，进行实验，十分钟内压力下降不大于0.05MPa ，不漏为合格。热力管道严密性实验合格后，须清除管内留下的污垢或杂物，热水及凝结水管道以系统内可能达到的最大压力和流量进行清水冲洗，直至排出口水洁净为合格。3.3 热网管道的布置1、管网布置原则（1） 热源的位置本设即热源为小区内的换热站（2） 管网的走向 实际定向时要掌握地质，水文资料，地上，地下构筑物情况，除了技术经济合理外还要考虑维修管理方便，布置时应注意：、管道应尽量穿越负荷区，走向宜平行于建筑物。、尽量少穿越公路，铁路等主要交通干线。、为了施工及管理方便，管线应尽量走绿化地带。、热力管沟外侧与其他建筑物，管线保持一定距离，与基础外边净距不小于1.5米。、热网规划时应当适当考虑各小区连接方便及小区负荷对称。（3） 管道敷设 本设计管线全部采用补偿直埋敷设，采暖管道宜埋于地下水位之上，本设计埋深为1.5米，管道坡度为0.003，管道最高处设放气阀，最底处设泄水阀。（4） 检查井的设置 检查井数量要求少，不应设在交通要道和人行车流频繁处，在管道分支有阀门处及其他各种阀门处；需要经常维修的设备和部件处应设检查井。第四章 水力计算及水压图绘制4.1 水力计算 1.按已知的热媒流量和压力损失，确定管道的直径； 2.按已知热媒流量和管道的直径，计算管道的损失； 3.按已知管道直径和允许压力损失，计算或校核管道中的流量 热水网路水力计算的主要任务是： 1.按已知的热媒流量和压力损失，确定管道的直径； 2.按已知热媒流量和管道的直径，计算管道的损失； 3.按已知管道直径和允许压力损失，计算或校核管道中的流量算热水网路水力计算的方法及步骤如下：（1）确定热水网路中各个管段的计算流量：管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算流量之和，以此计算流量确定管段的管径和压力损失。（2）确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻热水网路水力计算是从主干线开始，网路中平均比摩阻最小的一条管线，称为主干线，一般是从热源到最远用户的管线是主管线。主管线的平均比摩阻R值，对确定整个管网的管径请着决定性的作用，可取3080pa/m进行计算。（3）根据网路主干线各管段的计算流量和初步选用的 平均比摩阻R值， 利用水力计算表，确定各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。（4）：计算公式： (5-1)p计算管段的阻力损失，PaPy计算管段的沿程阻力损失，PaPj计算管段的局部阻力损失，PaR单位长度摩擦阻力损失，PamL管道长度，m 1、沿程阻力计算公式 Py= Py计算管段的沿程阻力损失，Pa摩擦阻力系数，无量纲量d管道内径，mL管道长度，mv热水在管道内流速，m/s热水在管道内密度，kg/m R单位长度摩擦阻力损失，Pa/m 2、局部阻力损失计算公式Pj=0.2 Py (5-2) Pj计算管段的局部阻力损失，Pa v热水在管道内流速，m/s 热水在管道内密度，kg/m 计算管段中局部阻力系数之和（5）根据管段的沿程比摩阻和局部阻力损失，计算管段的总压降。（6）主干线水力计算完成后，可进行支干线，支线等水力计算，应按支干线，支线的资用压力确定其管径。但热水流速不应大于3.5m/s 比摩阻不大350pa/m（7）举例 以管网的管段来说明管段的总体计算过程；确定各用户的设计流量 各用户的流量如附表1表所示 热水网路主干线计算 因各用户内部的阻力损失相等，所以从热源到最远用户5的管线是主干线。首先先取主干线的平均比摩阻在R=30-80Pa/m范围之内，确定主干线各管道的管径。 计算流量为G和比摩阻可取R=80pa/m以下，查供热工程。选取管经R 流速v，则实际的比摩阻R 管段AB中局部阻力的当量长度Lzh，或者局部阻力系数，可由供热工程附录9-2查出， 用同样的方法可以计算主干线的其余管段，确定其管径和压力损失。最不利环路0G31 计算表格见附表14.2水压图绘制（1）在图纸下部绘制出热水网路的平面布置图；（2）在平面图的上部以网路循环水泵中心线的高度（或其他方便的高度）为基准面，沿基准面在纵坐标上按一定的比例尺做出距离的刻度；（3）在横坐标上，找到网路上各点或各用户距热源出口沿管线计算距离的点，在相应点沿纵坐标方向绘制出网路相对于基准面的标高，构成管线的地形剖面图；（4）绘制静水压曲线。静水压曲线是网路循环水泵停止工作时，网路上各点 测压管水头的连线。因为网路上各用户是相互连通的，静止时网路上各点的测压管水头均相等，静水压曲线就应该是一条水平直线。它不能超过各用户的作用压头。因为最高用户地面标高为20.65m，供水温度为80时，其汽化压力为0mH2O，加上3-5m的富裕压力则静水压曲线高度应在20.65+3=23.65m。（5）绘制回水干管动水压曲线。当网路循环水泵运行时，网路回水管各点测压管水头的连线称为回水管动水压曲线。从定压点即静水压线和纵坐标的交点A开始画。回水总压降为1.1m。定压点即干管末端的压力为23.65mH2O，那么回水干管始端B也就是末端用户的出口压力为23.65+1.1=24.75mH2O。连接A、B两点，将为主干线回水管的动水压线AB。（6）绘制供水干管的动水压曲线。末端用户的资用压头3mH2O，则末端用户入口处C点压力即供水管主干线末端点的压力应为24.75+3=27.75 mH2O。供水主干线的总压力损失与回水管相等也为1.1mH2O，那么在热源出口处即供水管始端D点动水压曲线的水位高度，应为27.5+1.1=28.6mH2O。连接C、D即为主干线供水管的动水压线CD。 热源内部压力损失为5 mH2O，则热源出口压力为28.6+5=33.6mH2O，那么热源入口E点的压力为33.6mH2O，两点连接起来，为热源的水压线。（7）各分支管线的动水压曲线。可根据各分支管线在分支点处供、回水管的测压管水头高度和分支线的水力计算结果。第五章 换热站设备的选型与计算5.1.设备的选择5.1.1循环水泵和补给水泵的选型1.循环水泵的选择 （1）流量GG=(1.1-1.2)G=1.1(60026.29+50055.80)=110.1 m /h （2）扬程H （5-7）式中：Hr、Hw、Hy分别为热源、热网和热用户的阻力损失。Hr近似取5mH2O，Hw包括供水和回水管路的全部损失，由水力计算结果得出，Hy按用户的形式和连接方式确定，一般的直接连接用户可取3mH2O =4.5+3+3=10.5mH2O H=1.1x11=11.55mH2O根据流量和扬程选择型号为IS100-80-125的水泵两台，一台备用。性能参数见表5-11表5-11水泵性能表型号转速（r/min）流量(t/h)扬程(m)功率（kw）必须气蚀余量（m）泵重量（kg）IS100-80-1251450-290010020112.21292. 补给水泵的选择1）选择原则1）补给水泵的流量，主要取决于整个系统的渗漏水量。目前热网规范规定闭式热水网路的补水率，不宜大于总循环水量的1%；热力站补水泵，其流量按系统总容水量的1%计算。事故补水量一般取正常补水量的4倍计算。2）补给水泵的扬程，应按水压图静水压线的压力要求来确定。3）补给水泵的台数，宜选用两台，按2%流量考虑，可不设备用泵，正常时一台工作，事故时两台全开。也可以选择两台水泵，一台按1-2%，另一台按4% 。正常运行，开启1-2%水泵，4%水泵备用；事故时开启4%水泵。（2）流量GG=110.1X0.01=1.101 m /h （3）扬程H:H=1.1x23=25.3m 根据流量和扬程选择型号为IS50-32-250的水泵两台，一台备用。IS水泵性能表型号转速（r/min）流量(t/h)扬程(m)功率（kw）必须气蚀余量（m）泵重量（kg）25LG3-10x314503301.12.5505.1.2换热器的选型换热器选型计算: 1)换热站总计算热负荷 Q=qvC（tg-th）/3.6 Q计算热负荷，MW qv流量，t/h 水密度，kg/m3 取970.2kg/m3 C水比热，kJ/m3K 取4.2kJ/m3K tg、th二次网供回水温度， 取85供65回 2)单台换热器的传热面积计算: tm=（t1-tg）-（t2-th）/ln（t1-tg）/（t2-th） tm换热器的平均对数温差， tg、th二次网供回水温度， 取80供60回 T1、t2一次网供回水温度， 取130供80回 F=Q/Ktm F换热器的换热面积，m2 tm换热器的平均对数温差， K换热器的换热系数， 取30005000（本设计取4000） 安全系数， 取0.97由以上公式分别计算得：计算热负荷Q=2560048.24w换热器的平均对数温差tm=27.3换热器的换热面积F=2560048.24/(0.97400027.3)=24m2由此查 冉春雨 主编 ；选取两台型号为 BR0.3型板式换热器,其中一台备用（一用一备）。5.1.3除污器的选择一次网除污器：根据一次网流量管道的公称直径为150mm，选择XL型除污器SFXL-A-150-1.6-L(R)。 二次网除污器：根据二次网流量管道的公称直径为150mm，选择XL型除污器SFXL-A-150-1.6-L(R)5.1.4钠离子交换器的选择 根据流量G=1.1t/h，选择上海创思环保科技有限公司的钠离子交换器。其产品型号为FKCS-2T/H。5.1.5 补给水箱的选取 补给水箱的选择: 选择方形开式水箱 其参数为 公称容积1.8m3；有效容积1.8m3；主要尺寸1200mm1200mm1300mm； 5.1.6阀门的选取在每个用户的分支管路安装闸阀和调节阀，闸阀用于发生故障时关断分支管路，调节阀用于调节进入用户的流量，闸阀的选取是根据连接管段的管径选取，在大的分支管路上安装调节阀，选取调节阀时是根据流过管段的最大流量和调节阀前后的压差选取。（供热通风与空调工程设计资料大全）热力管网系统的压力平衡可采用调压板、截止阀和调节阀来调节。调压板用于调整各建筑物入口供水管上的压力。考虑到工程的经济性，此设计基本上采用截止阀，在分支管线上 ，主要用截止阀和孔板调节流量和供水压头。5.2辅助设备的选型其他设备的选择:a.各接管的管径选择补水管管径由补水泵进出口直径确定：由于本设计所取补水泵的进出口直径都为，进口：50mm；出口：32mm；故接管管径分别取进口取DN50mm，出口取DN32mm。而补水箱接市政管网的给水管管径，由流量Q=3.6m3/h=1L/s，由经济流速1.01.5m/s，查得：管径：DN32mm，流速：1.22m/s。而其他设备接口管管径均流量分配而取，具体见换热站设计平面图。 b.二次网回水设除污器采用Y型除污器，分别由接管的管径确定型号。第六章 管道保温结构和管网土建措施6.1 管道的保温选择和计算 一、材料的选择（一）保温材料以及制品的使用温度，应大于、等于正常工作时的介质最高温度。进行总和比较，以经济效益较好的材料使用。经综合比较，本工程中，直埋部分管道采用聚氨脂保温。厚度是5060mm，但根据规范得出保温的外管道单位面积的热损失为116W/m2两管中心距为0.76m,管子的埋设深度为1.4m,采用聚氨酯保温，导热系数取6.2 管沟形式和检查井的确定1、 检查井的确定在地下铺设动力管道时，在管道分支处和装有套筒补偿器，阀门，放水，排气，除污装置处都应设置检查井，以便对这些管道附件进行维护和修检，检查井为一矩形或圆形地下小室，圆形地下小室又称人孔。检查井的井壁用砖或钢筋混凝土浇灌而成。井盖为钢筋混凝土现浇或预制板，井低用混凝土做成。在检查井底部做一集水的小坑（集水坑），其尺寸为400400400mm，用于蓄水管道与配件处连接不严密而渗漏出来的水以及从土壤和地面渗透进来的水。坑内的水可由移动式水泵或喷射器定期抽出排出地面，在有条件的地方，检查井的面积大小和井内管道及阀门附件的布置，都应满足管道安装，操作及维修的要求。所有管道都应坡向检查井，坡度不应小于2，所有支管在检查井内应设排水装置或排水管，以便在支管发生故障时，及时排出管道系统中的水。检查井内积水可用蒸汽喷射抽水器抽出。检查井详图见大图2、管沟形式的确定本工程管道主管线和主要分支管线采用直埋敷设。6.3 固定支墩的位置确定和推力计算及选择本设计采用直埋敷设方式，目前计算固定支墩的推力各参考材料无统一的公式，在此我们采用直埋供热管道工程设计软件进行计算。计算结果已在本设计中列出。参 考 文 献1. 李善化，康慧等.集中供热设计手册M.北京：中国电力出版社，19962. 陆耀庆.实用供热空调设计手册M. 北京：中国建筑工业出版社 ，19933. 工业锅炉房设计手册M. 北京：中国建筑工业出版社，19854. 工业锅炉房实用设计手册M. 北京：机械工业出版社，19915. 冉春雨，崔明辉，王春青.供热工程 M.北京：化学工业出版社，2009 6. 付祥钊，王岳人，王元等.流体输配管网M. 北京：中国建筑工业出版社 ，20017. 陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调M. 北京：中国建筑工业出版社 ，20028. 奚士光.燃料燃烧与设备M.北京：中国建筑工业出版社 ，20019. 中华人民共和国建设部.（GB50019-2003）.采暖通风与空气调节设计规范S .北京：中国计划出版社，200310. 中国建筑标准设计研究所. 全国民用建筑工程设计技术措施暖通动力S.北京：中国计划出版社，200311. 中华人民共和国建设部.（CJJ 34-2002）城市热力网设计规范S .北京：中国建筑工业出版社 ，200212. 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