供熱工程課程設(shè)計(jì)某小區(qū)供熱系統(tǒng)

1、安徽建筑工業(yè)學(xué)院環(huán)能工程學(xué)院 課程大作業(yè)說(shuō)明書(shū)（參考提綱）課 程 供熱工程 班 級(jí) 10城建環(huán)設(shè)（1）姓 名 潘俊生 學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師 王老師 2012年12月目錄目錄1 工程概況.21.1 工程概況.21.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容.22 設(shè)計(jì)依據(jù).22.1 設(shè)計(jì)依據(jù).22.2 設(shè)計(jì)參數(shù).23 負(fù)荷概算.23.1 用戶(hù)負(fù)荷.23.2 負(fù)荷匯總.34 熱交換站設(shè)計(jì)34.1 熱交換器.34.2 蒸汽系統(tǒng).44.3 凝結(jié)水系統(tǒng).44.4 熱水供熱系統(tǒng).44.5補(bǔ)水定壓系統(tǒng).45 室外管網(wǎng)設(shè)計(jì)55.1 管線(xiàn)布置與敷設(shè)方式.55.2 熱補(bǔ)償.95.3 管材與保溫.115.4 熱力入口.11課程作業(yè)總結(jié).11參考資料1

2、 工程概況1.1 工程概況1.1.2 工程名稱(chēng)：某小區(qū)供熱系統(tǒng)1.1.3 地理位置：某地 1.1.4 熱用戶(hù)： 編 號(hào)1#2#3#4#5#6#建筑面積1210012100121004000480050001.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容某小區(qū)換熱站及室外熱網(wǎng)方案設(shè)計(jì)2 設(shè)計(jì)依據(jù)2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)1.采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范GB0019-20032.城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范CJJ34-20023.城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程CJJ/T81-984.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-暖通空調(diào).動(dòng)力-20035.公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 哈工大版6.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專(zhuān)篇-暖通空調(diào).動(dòng)力-20072.2 設(shè)計(jì)參數(shù)1、外

3、網(wǎng)提供的蒸汽為飽和蒸汽，蒸汽壓力為0.6MP熱源提供的一次供回水溫度是156/852、供回水溫度為80/603、編 號(hào)1#2#3#4#5#6#建筑面積121001210012100400048005000建筑面積熱指標(biāo)W/4545455050553 熱負(fù)荷概算3.1 熱用戶(hù)熱負(fù)荷概算采用面積熱指標(biāo)法 Qn=qfF×10-2 Qn建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，單位w; F 建筑物的建筑面積，單位m2 qf 建筑物供暖面積熱指標(biāo)，w/m2 熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)建筑面積建筑面積熱指標(biāo)W/熱負(fù)荷 W1#12100455445002#12100455445003#12100455445004#40005

4、02000005#4800502400006#5000552750003.2 熱負(fù)荷匯總熱負(fù)荷及對(duì)應(yīng)的熱流量匯總編 號(hào)1#2#3#4#5#6#總計(jì)建筑熱負(fù)荷W54450054450054450020000024000027500023485004 熱交換熱站設(shè)計(jì)4.1 換熱器4.1.1 換熱器選型及臺(tái)數(shù)確定單臺(tái)換熱器換熱量的確定：計(jì)算熱負(fù)荷（KW）按下式確定Qj=(1.051.1)Q 式中 Q累計(jì)熱負(fù)荷，KW；1.051.1 考慮損失系數(shù)。 Qj=1.1Q=1.1×2348500W= 2583.350KW單臺(tái)換熱器的應(yīng)滿(mǎn)足的換熱量：Q=2583.350*70=1808.345 KW4

5、.1.2. 換熱面積計(jì)算查表得，0.6MPa的飽和蒸汽的溫度為160，對(duì)數(shù)平均溫差換熱面積根據(jù)換熱面積選用LPQS-600螺旋擾動(dòng)盤(pán)管式汽水換熱器，其實(shí)際換熱器參數(shù)為：換熱面積，蒸汽壓力0.6MPa，換熱量蒸汽流量3.02t/h，傳熱系數(shù)所以應(yīng)采用兩臺(tái)LPQS-600螺旋擾動(dòng)盤(pán)管式汽水換熱器：產(chǎn)品型號(hào)換熱面積蒸汽壓力MPa換熱量Q (Kw)蒸汽流量t/h傳熱系數(shù)K w/(.)LPQS-60011.050.619303.022290.74.2 蒸汽系統(tǒng)4.2.1 蒸汽耗量計(jì)算兩臺(tái)換熱器的蒸汽需用量G=2×3.14=6.28（t/h）4.2.2 蒸汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)由熱力公司完成。4.3 凝結(jié)水

6、系統(tǒng)4.3.1 凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)汽-水換熱器凝結(jié)水疏水器凝水(軟水)箱采暖系統(tǒng)補(bǔ)水（或排至下水道）。4.3.2 凝結(jié)水系統(tǒng)主要設(shè)備選型計(jì)算4.3.2.1疏水器：按照疏水器在供熱系統(tǒng)中的安裝位置不同進(jìn)行選擇，安裝位于換熱器出口，所以選擇導(dǎo)致筒形；4.3.2.2凝水箱：凝水箱的容積大約按照總流量的4%進(jìn)行計(jì)算：凝結(jié)水箱宜選用1個(gè)，其總有效容量宜為2040min的凝結(jié)水回收量，水溫大于60時(shí)，水箱要保溫。4.4 熱水系統(tǒng)4.4.1 熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)換熱器熱水出口供水熱用戶(hù)循環(huán)水泵換熱器熱水進(jìn)口，循環(huán)水泵選用2臺(tái)(1用1備)，均采用變頻控制。4.4.2 熱水系統(tǒng)主要設(shè)備選型計(jì)算循環(huán)水泵：水泵流量：水泵的揚(yáng)程

7、： 換熱站的自留揚(yáng)程15m，所以水泵的揚(yáng)程最少為23.1m。根據(jù)計(jì)算出來(lái)的和值選擇4BL-12型水泵，其流量，揚(yáng)程，電機(jī)功率4.5 補(bǔ)水定壓4.5.1 補(bǔ)水定壓方式確定采用膨脹罐加補(bǔ)給水泵的方式對(duì)熱水系統(tǒng)定壓補(bǔ)水，補(bǔ)水泵選用2臺(tái)(1用1備)補(bǔ)給水泵的選擇 （1）揚(yáng)程：根據(jù)保證水壓圖水靜壓線(xiàn)的壓力要求來(lái)確定。 H=25.25m(2) 流量：一般可按循環(huán)水量的3%5%計(jì)算 G=4%×=4%×100985.5/1000×=4.039m3/h4.5.2主要設(shè)備選型計(jì)算選擇：1.1G=1.1×4.039=4.44 m3/h 1.1 H=1.1×25.25

8、=28.87 mh2O選擇2臺(tái)相同型號(hào)低區(qū)補(bǔ)水40LG12-15X5 G=18 m3/h，N=5.5kw H=60m，其中一臺(tái)備用。5 室外管網(wǎng)設(shè)計(jì)5.1 管線(xiàn)布置與敷設(shè)方式5.1.1、管網(wǎng)布置原則（1） 熱源的位置本設(shè)計(jì)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(xiàn)。、為了施工及管理方便，管線(xiàn)應(yīng)盡量走綠化地帶。、熱力管溝外側(cè)與其他建筑物，管線(xiàn)保持一定距離，與基礎(chǔ)外邊敬距不小于1.5米。、熱網(wǎng)規(guī)劃時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮各小

9、區(qū)連接方便及小區(qū)負(fù)荷對(duì)稱(chēng)。5.1.2 敷設(shè)方式3）管道敷設(shè)本設(shè)計(jì)管線(xiàn)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1.25米，管道坡度為0.002管道最高處設(shè)放氣閥，最底處設(shè)卸水閥。干管采用有補(bǔ)償敷設(shè)，支管采用無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)。5.1.3 管徑確定2、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(hù)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。對(duì)只有供暖熱負(fù)荷的熱水供暖系統(tǒng)，用戶(hù)的計(jì)算流量可用下式計(jì)算：供暖用戶(hù)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷,單位 kw；網(wǎng)路的設(shè)計(jì)供，回水溫度C水質(zhì)量比熱 A 采用不同計(jì)算單位的系數(shù)

10、，本設(shè)計(jì)采用A=0.86（3） 根據(jù)網(wǎng)路主干線(xiàn)各管段的計(jì)算流量和初步選用的 平均比摩阻R（4080pa/m）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(zhǎng)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（L1+L2）=RL pa式中：L1管段長(zhǎng)度L2管段當(dāng)量長(zhǎng)度L管段的折算長(zhǎng)度在進(jìn)行估算時(shí)，局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度L2可從熱水網(wǎng)路局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度表中查出。根據(jù)管段的沿程比摩阻,折算的局部阻力損失和流速，計(jì)算管段的總壓降。EBA23456111278 1090011314CDFGHIJKMLL室外管網(wǎng)布置簡(jiǎn)圖

11、水利計(jì)算表：供 水 管 路 水 力 計(jì) 算 表 (80/60) 管段號(hào) 熱負(fù)荷Q(w)流量G(/h)修正后流速流速v(m/s)管徑d(mm)修正后管段比摩阻R(Pa/m)管段長(zhǎng)度L1(m)局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度L2（m）管段當(dāng)量長(zhǎng)度L（m）管段壓力損失p(Pa)12348500100962.50.84 20041.46 174.221.21226.32 2163350070224.51.13 150111.54 43.517.3660.867409.46 3108900046816.340.69 15052.24 5014643578.59 454450023408.170.56 12534.30

12、6514.5479.542881.21 527225011704.080.43 10027.93 1.56.938.43326.41 627225011704.080.43 10027.93 28.56.635.11071.41 627225011704.080.43 10027.93 298.2537.251131.97 527225011704.080.43 10027.93 28.2510.25377.75 454450023408.170.56 12534.30 6618.2884.283044.65 3108900046816.340.77 15052.24 5018.8968.89

13、3893.65 2163350070224.51.13 150111.54 44.518.4562.957646.00 12348500100962.50.84 20041.46 16.56.4122.911299.13 754450023408.170.56 12534.30 158.6923.69965.28 827225011704.080.43 10027.93 1.56.938.43326.41 927225011704.080.43 10027.93 28.56.635.11071.41 927225011704.080.43 10027.93 298.2537.251131.97

14、 827225011704.080.43 10027.93 28.2510.25377.75 754450023408.170.56 12534.30 1610.8926.891075.89 10715000307380.70 12553.52 75.710.8986.594870.68 1151500022139.960.79 10093.90 6010.8570.856960.78 1227500011822.310.65 8080.08 807.0287.027172.92 1227500011822.310.65 8080.08 818.2989.297355.82 115150002

15、2139.960.79 10093.90 6012.572.57117.41 10715000307380.70 12553.52 75.710.8986.594871.98 132000008598.0420.48 8045.09 307.0137.011781.42 132000008598.0420.48 8045.09 318.2939.291884.84 1424000010317.650.54 8055.67 307.0137.012202.49 1424000010317.650.54 8055.67 316.6437.642238.35 最大損失P=85292Pa支管不平衡率支

16、管號(hào)DGCHJLIM不平衡率48%73%69%87%局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)算表 局部阻力形式/管段編號(hào)管徑d(mm)管段長(zhǎng)度L1(m)彎頭(m)波紋管補(bǔ)償器(m)異徑接頭(m)分(合)流三通直通管(m)分（合）流三通分支管(m)閘閥(m)局部阻力總當(dāng)量長(zhǎng)度(m)1200174.24.2215043.58.40.568.417.363150508.45.6144125652.27.50.444.414.5451001.50.334.951.656.93610028.51.653.31.656.66100291.654.951.658.25510026.61.658.254125662.27.50.3

17、36.61.6518.283150508.40.448.41.6518.89215044.58.48.41.6518.45120016.54.20.561.656.417125150.446.61.658.6981001.50.334.951.656.93910028.51.653.31.656.69100291.654.951.658.25810026.61.658.257125160.448.81.6510.891012575.72.20.446.61.6510.8911100605.570.333.31.6510.851280802.560.262.551.657.021280812.5

18、60.263.821.658.2911100605.570.334.951.6512.51012575.72.20.446.61.6510.891380301.280.263.821.657.011380311.280.265.11.658.291480301.280.263.821.657.011480311.280.265.16.645.1.4循環(huán)水泵的確定網(wǎng)路循環(huán)水泵是驅(qū)動(dòng)熱水在熱水供熱系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)的機(jī)械設(shè)備。它直接影響熱水供熱系統(tǒng)的水力工況。循環(huán)水泵的選擇對(duì)完成集中供熱的任務(wù)是十分重要的。應(yīng)著重指出，循環(huán)水泵是在閉合環(huán)路中工作的，它所需要的揚(yáng)程僅取決于閉合環(huán)路中的總壓力損失，而與建筑

19、的高度和地形無(wú)關(guān)，與定壓線(xiàn)高度無(wú)關(guān)。網(wǎng)路循環(huán)水泵工作在封閉的循環(huán)回路之中，從它的出口起，即過(guò)任何一個(gè)用戶(hù)系統(tǒng)的循環(huán)回路，再回到它的入口，其位差所需的壓頭，正負(fù)相抵，綜合為零。因此循環(huán)水泵的揚(yáng)程僅消耗在克服熱源、網(wǎng)路和用戶(hù)系統(tǒng)的阻力上，而不需要用它克服用戶(hù)系統(tǒng)的高度。循環(huán)水泵的揚(yáng)程 H= 1.1×(Hr +Hw+Hy) (6-2)式中 H循環(huán)水泵的揚(yáng)程； Hr網(wǎng)路循環(huán)水通過(guò)熱源內(nèi)部的壓力損失； Hw網(wǎng)路主干線(xiàn)供、回水管的壓力損失； Hy主干線(xiàn)末端用戶(hù)系統(tǒng)的壓力損失，即預(yù)留壓力，大約為0.5Mpa。 由上面的水力計(jì)算表可知：H=1.1×23.1=25.41mh2O G=100.

20、65m3/h. 根據(jù)計(jì)算出來(lái)的和值選擇4BL-12型水泵，其流量，揚(yáng)程，電機(jī)功率5.2 熱補(bǔ)償5.2.1 補(bǔ)償方式選擇固定支架，最大允許間距由集中供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，小區(qū)主干管管采用兩個(gè)軸向波紋管補(bǔ)償器,預(yù)拉伸敷設(shè)，管道的熱伸長(zhǎng)量不得超過(guò)補(bǔ)償器的補(bǔ)償量。具體位置見(jiàn)圖紙所示；支管采用自然補(bǔ)償，不設(shè)置補(bǔ)償器；為使軸向波紋管補(bǔ)償器嚴(yán)格地按管線(xiàn)軸線(xiàn)熱脹冷縮，補(bǔ)償器靠近一個(gè)固定支座設(shè)置，并設(shè)置導(dǎo)向支座。導(dǎo)向支座采用整體箍住管子的形式，以控制橫向位移和防止管子縱向變形，補(bǔ)償器設(shè)在局部地溝內(nèi)5.2.2 管段熱補(bǔ)償量的計(jì)算（只計(jì)算干管熱補(bǔ)償量）按以下公式計(jì)算管道的熱伸長(zhǎng)量： m (7-1)式中：- 管道線(xiàn)性膨脹

21、系數(shù)，取=12×105/m.，- 管道的最高使用溫度，取80；- 管道安裝時(shí)的溫度，可近似取5； - 為兩固定支架間距；因?yàn)樵擁?xiàng)目供熱面積較小在設(shè)計(jì)圖中用了4對(duì)補(bǔ)償器。算結(jié)果如下表：210000043熱補(bǔ)償計(jì)算管段標(biāo)號(hào)圖熱補(bǔ)償計(jì)算表：供回水管段伸長(zhǎng)量表管道編號(hào)固定支座的間距L(m)管道膨脹系數(shù)（m/m.）供水管段的最高使用溫度管道安裝時(shí)的溫度供水管道熱伸長(zhǎng)量L'(m)223.50.0000128050.02256223.50.0000128050.022563300.0000128050.02883300.0000128050.02884300.0000128050.0288

22、4300.0000128050.028810400.0000128050.038410400.0000128050.0384總熱補(bǔ)償量0.23712m干管總伸長(zhǎng)量為237.12mm5.2.3固定支座受力計(jì)算（只算一個(gè)）例如：L型自然補(bǔ)償管道固定支架的受力計(jì)算固定支架承受的水平推力Fx=Px1+q1cosa1(L1+L3/2)-0.7Px2+q2cosa1(L2+L4/2)固定支架承受的側(cè)向推力Fy=Py1+q1sina2(L1+L3/2)- 0.7Py2+q2cosa2(L2+L4/2)Px,Py自然補(bǔ)償管道在x,y軸方向的彈性力，N；q計(jì)算管段的管道單位長(zhǎng)度重量，N/M；管道與支架間的摩擦系數(shù)。5.3 管材與保溫5.3.1 管材管道及管件應(yīng)符合城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程CJJ/T81-98和高密度聚乙烯外護(hù)管聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管CJ/T114-2000的要求。管道連接采用焊接連接方式，焊縫坡口和焊接質(zhì)量應(yīng)