小區(qū)供熱系統(tǒng)的畢業(yè)設計論文說明書最終

1、-. z.摘 要本次畢業(yè)設計的課題為城小區(qū)的供暖系統(tǒng)，包括供熱外網(wǎng)和換熱站的設計。該小區(qū)包括住宅樓與商業(yè)用樓，總建筑面積為105410m2，熱用戶計算熱負荷為4849kW。小區(qū)換熱站以城市供熱管網(wǎng)130/70的水為熱媒，用地板輻射采暖，采暖供回水溫度為55/45。首先，根據(jù)設計題目搜集資料，確定供熱系統(tǒng)的相關方案。包括集中供熱系統(tǒng)的選擇、枝狀管網(wǎng)確實定、熱負荷的計算、熱媒的選擇及其參數(shù)確實定。然后，進展小區(qū)供熱外網(wǎng)的設計。包括管道的敷設、管網(wǎng)中固定支架、閥門井、補償器等附件的位置與數(shù)量確實定，管道的保溫，管網(wǎng)的水力計算。通過水力計算確定管網(wǎng)的管徑以及壓力損失，并進展不平衡率的計算，盡量使每段管

2、線都能到達水力平衡。接著，確定換熱站系統(tǒng)流程；對換熱器、循環(huán)水泵、定壓水泵等主要設備進展選型計算；合理布置所有的設備以及它們之間的管道。同樣，還要對換熱站部進展水力計算以求得各種管路的管徑。最后，根據(jù)設計的供暖系統(tǒng)的特點提出合理有效的運行調(diào)節(jié)方法，利用自控裝置，將整個供熱系統(tǒng)設計成為根據(jù)用戶需要變質(zhì)量流量運行的智能系統(tǒng)。關鍵詞：供熱外網(wǎng)；換熱站；水力計算；運行調(diào)節(jié)-. z.AbstractThisisa heating system design about one districtinBao Ji, which includes outdoor heating pipe network an

3、d heat transfer station.The districtcontents residence building and business building,the total constructiong area is about 105410 m2 and heat load is about 4849kW. In the heating system, the heat transfer station which takes 130/70high temperature heat mediumas high temperature heat medium and 55/4

4、5water circulating water as heat-supplying-medium.Firstly, needing to collect some information basis the design subject, and confirming the correlation scheme about the heating system. It contents the option of the concentrate heating system, the confirming of branch pipeline network, the calculate

5、of the heating system, the choosing of heat medium and its parameter. Secondly, putting up the design about the outdoor heating pipe network. It contents the laying of pipe, defining the position and number of the accessories such as fi*ed supports, valve wells and pensators, the defining of the pip

6、eline, the hydraulic putation of the pipeline . Through the hydraulic putation, we can confirm the diameter of the pipling and the pressure lossing, puting the hydraulic unbalance rate in order to make the hydraulic balance on every pipling.Then, the process of heating medium flow is determined. Aft

7、er the type of heat e*changer, water circulatingpumps and make-up water pumps are chosen; they and the pipelines among them are arranged rationally. Also, the hydraulic putation of internal heat transfer station shouid be workouted to meet the need of every pipling.Finally,according to the character

8、istic of the heating system, a reasonable and effective operationandregulation method should be proposed.Keywords:outdoor heating pipe network; heat transfer station; hydraulic calculation; operation and regulation-. z.目 錄前言4 TOC h z t 丁標題一,1,丁標題二,2,丁標題三,3 HYPERLINK l _Toc200993244第一章 原始資料5HYPERLINK

9、 l _Toc2009932451.1工程概況5HYPERLINK l _Toc2009932461.2原始資料5HYPERLINK l _Toc200993247氣象資料5HYPERLINK l _Toc200993248建筑資料資料5HYPERLINK l _Toc2009932481.2.3燃料資料5HYPERLINK l _Toc2009932481.2.4水質(zhì)資料6HYPERLINK l _Toc200993249第二章 集中供熱系統(tǒng)的熱負荷7HYPERLINK l _Toc2009932502.1集中供熱熱負荷的特征7HYPERLINK l _Toc2009932512.2集中供熱

10、熱負荷的計算7HYPERLINK l _Toc2009932522.3集中供熱系統(tǒng)熱媒的選擇10HYPERLINK l _Toc2009932532.4集中供熱系統(tǒng)熱媒參數(shù)確實定10HYPERLINK l _Toc2009932542.5熱網(wǎng)系統(tǒng)型式確實定11HYPERLINK l _Toc200993255第三章 室外管網(wǎng)的設計12HYPERLINK l _Toc2009932563.1外網(wǎng)管道布置原則12HYPERLINK l _Toc2009932573.2外網(wǎng)管道敷設方式13HYPERLINK l _Toc2009932583.3供熱管道及其附件15HYPERLINK l _Toc20

11、0993259供熱管道15HYPERLINK l _Toc200993260閥門17HYPERLINK l _Toc200993261管道的放氣與排水 PAGEREF _Toc200993261 h 19HYPERLINK l _Toc2009932623.4補償器20HYPERLINK l _Toc2009932613.4.1補償器的特性及計算20HYPERLINK l _Toc2009932613.4.2補償器的分類和型號選擇21HYPERLINK l _Toc2009932633.5支架22HYPERLINK l _Toc200993265第四章 外網(wǎng)水力計算25HYPERLINK l

12、_Toc2009932664.1水力計算的主要任務25HYPERLINK l _Toc2009932674.2水力計算的根本原則25HYPERLINK l _Toc2009932684.3水力計算方法及步驟25HYPERLINK l _Toc2009932684.4管路水力計算舉例26HYPERLINK l _Toc200993271第五章 換熱站的設計34HYPERLINK l _Toc2009932725.1設計題目34HYPERLINK l _Toc2009932735.2原始資料34HYPERLINK l _Toc2009932735.3換熱站概述35HYPERLINK l _Toc2

13、009932735.4換熱站設計原則35HYPERLINK l _Toc2009932745.5換熱站的布置原則36HYPERLINK l _Toc2009932755.6設計方案36HYPERLINK l _Toc2009932765.6.1換熱站設計方案37HYPERLINK l _Toc2009932775.6.2采暖熱水供回水系統(tǒng)37HYPERLINK l _Toc2009932785.6.3補水定壓系統(tǒng)37HYPERLINK l _Toc2009932795.7設備的選擇與計算38HYPERLINK l _Toc2009932805.7.1換熱器38HYPERLINK l _Toc2

14、009932815.7.2循環(huán)水泵39HYPERLINK l _Toc2009932825.7.3補水泵41HYPERLINK l _Toc2009932835.7.4補水箱的選型44HYPERLINK l _Toc2009932855.7.5水處理設備的選型45HYPERLINK l _Toc2009932865.7.6分集水器的選型47HYPERLINK l _Toc2009932875.7.7除污器的選型48HYPERLINK l _Toc2009932885.8換熱站部水力計算50HYPERLINK l _Toc200993289第六章 供熱系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)53HYPERLINK l _T

15、oc2009932906.1供熱系統(tǒng)的初調(diào)節(jié)53HYPERLINK l _Toc2009932916.2供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)54HYPERLINK l _Toc200993292第七章 供熱管道的保溫與防腐58HYPERLINK l _Toc2009932937.1供熱管道的保溫58HYPERLINK l _Toc2009932947.2供熱管道的防腐59HYPERLINK l _Toc200993295參考文獻61HYPERLINK l _Toc200993296致62前言 本次設計是關于供熱外網(wǎng)及熱源的工程設計，由換熱站通過熱網(wǎng)輸送給用戶所需的熱量。應與實際相結(jié)合，對管道保溫盒防腐采用新措施

16、，設計換熱站的系統(tǒng)。查閱相關資料和最新規(guī)，實時的進展分析，在系統(tǒng)運行控制以及管道防腐保溫等方面應多考慮新技術、新材料，本設計是對大學四年所學的根底理論和專業(yè)知識的實際結(jié)合，也是理論與實際相結(jié)合的一個過程。在課程設計的根底上參考國家有關的規(guī)、標準、工程設計圖集及相關資料，獨立完成所要求的設計任務。使自己在設計過程中掌握設計計算步驟，培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，為即將到來的工作奠定堅實的根底。正確合理的計算熱負荷是確定熱源類型、規(guī)模，以及供熱系統(tǒng)管徑大小、方案運行是否合理，能否取得經(jīng)濟效益的重要因素，因此在管網(wǎng)設計前必須對各類熱負荷的數(shù)量、性質(zhì)及參數(shù)進展詳細的調(diào)查和準確的計算。合理

17、地選擇室外供熱管道的敷設方式和確定供熱管道的平面布置，對于節(jié)省供熱系統(tǒng)工程投資，保證熱網(wǎng)運行平安可靠和施工維修操作方便等，具有重要的意義。所以本設計采用集中供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟技術分析，設計兩種管道布置形式，分別作出他們的預算，進展經(jīng)濟技術比擬，合理的設計方案。第一章 原始資料1.1工程概況本次設計為城小區(qū)的供暖系統(tǒng)設計，主要包括外網(wǎng)設計和小區(qū)換熱站設計。小區(qū)共有高層建筑14棟、1個三層幼兒園、一個三層會所、1個市場。另外5幢樓一層為商業(yè)建筑?？傉嫉孛娣e約為54000平方米，總供熱面積為105410m2，熱用戶計算熱負荷為4849kW。城市供熱管網(wǎng)由教育東路引入，經(jīng)換熱站換熱后向各樓供熱。城市供熱管

18、網(wǎng)的供熱介質(zhì)參數(shù)為130供水，80回水。1.2原始資料1.2.1氣象資料：海拔：616.2米 室外計算干球溫度：采暖 -5 冬季通風 -1 夏季通風 30 冬季空調(diào) -8 夏季空調(diào) 33.5 夏季空調(diào)日平均溫度 29 夏季室外濕球溫度 24.81.2.2建筑資料：區(qū)域規(guī)劃圖、住宅建筑圖。1.2.3燃料資料：田燃氣體積組成：CH4=98.00% , CmHn=0.40% , C3H8=0.30% , C4H10=0.30%, N2=0.04% , Qdw=36533KJ/Kg .標態(tài)下密度：0=0.7435Kg/m3 , 相對密度 d=0.575標態(tài)下的質(zhì)量定壓熱容 Cp=1.557KJ/Kg.

19、0C相對分子質(zhì)量 M=16.654氣體常數(shù) R=50.92 (9.8J/Kg .0C)0號輕柴油： Wy=0% Ay=0.01% Cy=85.55% Hy=13.49% Oy=0.66%Ny=0.04% Sy=0.25% Qdw=42900KJ/Kg1.2.4水質(zhì)資料： 采用城市自來水，供水壓力 0.3Mpa .表1-1 水質(zhì)資料PH值7.5總堿度2.1mmol/L總硬度3.1mmol/L含鹽量278mg/L碳酸鹽硬度2.1 mmol/L夏季平均水溫16oC非碳酸鹽硬度1.0 mmol/L冬季平均水溫10oC溶解氧含量5.8 mg/L懸浮物、含油量微量，可忽略第二章 集中供熱系統(tǒng)的熱負荷2.1

20、集中供熱熱負荷的特征集中供熱是指將熱能經(jīng)濟可靠地輸送到生產(chǎn)、生活和采暖等各種不同熱用戶的區(qū)域供熱方式。其熱用戶有供暖、通風、熱水供給、空氣調(diào)節(jié)、生產(chǎn)工藝等用熱系統(tǒng)。這些用熱系統(tǒng)熱負荷的大小及其性質(zhì)是供熱規(guī)劃和設計的最重要依據(jù)。居民住宅的公共建筑的采暖、空調(diào)、通風和生活熱水供給熱負荷屬于民用熱負荷。生產(chǎn)工藝、廠房采暖、通風、空調(diào)和廠區(qū)的生活熱水供給熱負荷屬于工業(yè)用熱負荷。所以，本設計中居民樓供暖屬于民用熱負荷。集中供熱系統(tǒng)的熱負荷，按其性質(zhì)還可分為：1季節(jié)性熱負荷供暖、通風、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱負荷是季節(jié)性熱負荷。季節(jié)性熱負荷的特點是：與室外溫度、濕度、風向、風速和太陽輻射熱等氣候條件有很密切關系，

21、其中對它的大小起決定性作用的是室外溫度，因而在全年有很大的變化。2常年性熱負荷生活用熱主要指熱水供給和生產(chǎn)工藝系統(tǒng)用熱屬于常年性熱負荷。常年性熱負荷的特點是：與氣候條件的關系不大而且，它的用熱狀況在全日中變化較大。其中，生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的用熱量直接取決于生產(chǎn)狀況，熱水供給用熱量與生活水平、生活習慣以及居民成分等有關。綜上述資料所述，本供熱系統(tǒng)應該屬于季節(jié)性民用熱負荷。2.2集中供熱熱負荷的計算 對集中供熱系統(tǒng)進展規(guī)劃或初步設計時，往往尚未進展各類建筑物的具體設計工作，不可能提供較準確的建筑物熱負荷的資料。因此，通常是采用概算指標法來確定各類熱用戶的熱負荷。概算指標法包括體積熱指標法或是面積熱指標法

22、，本次設計采用的是面積熱指標法。其計算方法如公式2-1所示。2-1式中 Q 采暖設計熱負荷kW； h 采暖熱指標W/m2，可按表2-1 取用； A 采暖建筑物的建筑面積m2。表2-1 采暖熱指標住宅 居住區(qū) 綜合 學校 辦公 醫(yī)院 托幼 旅館 商店 食堂 餐廳 影劇院 展覽館 大禮堂 體育館 4045 4555 5070 5570 5060 5570 100130 80105 100150 注：1 、表中數(shù)值適用于我國東北、華北、西北地區(qū)； 2 、寒冷地區(qū)熱指標取較小值，冷指標取較大值；嚴寒地區(qū)熱指標取較大值，冷指標取較小值。 結(jié)合實際情況，本設計民用建筑采暖供熱熱指標確定為45W/m2，商用

23、建筑采暖供熱熱指標確定為60W/m2 。根據(jù)上述公式計算可得各建筑供暖熱負荷，其計算結(jié)果見表2-2。表2-2 熱負荷計算結(jié)果建筑物單元單層面積m2低區(qū)層數(shù)高區(qū)層數(shù)采暖熱指標qhW低區(qū)負荷KW)低區(qū)流量t/h高區(qū)負荷KW)高區(qū)流量t/h11單元1142.6 16 0 45102.67 8.83 0.00 0.00 單元2142.6 16 0 45102.67 8.83 0.00 0.00 單元3142.6 16 0 45171.90 14.78 0.00 0.00 一號樓商業(yè)建筑1153.8 106012單元1142.6 16 0 45102.67 8.83 0.00 0.00 單元2142.6

24、 16 0 45102.67 8.83 0.00 0.00 單元3142.6 160 45154.66 13.30 0.00 0.00 二號樓商業(yè)建筑866.4 106013單元1142.6 18045115.51 9.93 0.00 0.00 單元2142.6 18045115.51 9.93 0.00 0.00 14單元1327.3 17645281.17 24.18 88.37 7.60 四號樓商業(yè)建筑513.1 106015幼兒園368.8 306066.38 5.71 0.00 0.00 15單元1142.6 18045115.51 9.93 0.00 0.00 單元2142.6 1

25、8045115.51 9.93 0.00 0.00 16單元1327.3 181045265.11 22.80 147.29 12.67 16會所297.1 304540.11 3.45 0.00 0.00 17單元1327.3 181045265.11 22.80 147.29 12.67 18單元1142.6 18045115.51 9.93 0.00 0.00 單元2142.6 18045115.51 9.93 0.00 0.00 19單元1327.3 171445295.01 25.37 206.20 17.73 九號樓商業(yè)建筑743.7 1060110單元1142.6 1804511

26、5.51 9.93 0.00 0.00單元2142.6 18045115.51 9.93 0.00 0.00 111單元1142.6 18045115.51 9.93 0.00 0.00 單元2142.6 18045115.51 9.93 0.00 0.00 單元3142.6 18045115.51 9.93 0.00 0.00 112單元1327.3 17 8 45374.74 32.23 117.83 10.13 113市場2072.6 1060114單元1142.6 16045102.67 8.83 0.00 0.00 單元2142.6 16045102.67 8.83 0.00 0.0

27、0 單元3142.6 16045102.67 8.83 0.00 0.00 115單元1142.6 16045102.67 8.83 0.00 0.00 單元2142.6 16045135.41 11.65 0.00 0.00 十五號樓商業(yè)建筑545.6 10602.3集中供熱系統(tǒng)熱媒的選擇集中供熱系統(tǒng)的熱媒主要是熱水和蒸汽。對于熱媒的選擇主要取決于熱用戶的使用特征和要求，同時也與選擇的熱源型式有關。本設計中小區(qū)的主要建筑是居民樓和商用樓，生活采暖是供熱的主要目的，因此本設計采用的供熱熱媒為熱水，與蒸汽熱媒相比，以熱水作為熱媒有以下優(yōu)點：1熱水供熱系統(tǒng)的熱能利用效率高。由于在熱水供熱系統(tǒng)中，沒

28、有凝結(jié)水與蒸汽泄漏以及二次蒸汽的熱損失，因而熱能利用率比蒸汽供熱系統(tǒng)好，實踐證明，一般可節(jié)約燃料20%40%。2以水作為熱媒用于供暖系統(tǒng)時，可以改變供水溫度來進展供熱調(diào)節(jié)質(zhì)調(diào)節(jié)，既能減少熱網(wǎng)熱損失，又能較好的滿足衛(wèi)生要求。3熱水系統(tǒng)的蓄熱能力高，由于系統(tǒng)中水量多，水的比熱大，因此，在水力工況和熱力工況短時間失調(diào)時，也不會引起供暖狀況的很大波動。4熱水供熱系統(tǒng)可以遠距離輸送，供熱半徑大。2.4集中供熱系統(tǒng)熱媒參數(shù)確實定熱媒參數(shù)確實定，也是供熱系統(tǒng)方案的一個重要問題。其確定應結(jié)合具體條件，考慮熱源、管網(wǎng)、用戶系統(tǒng)等方面的因素，進展技術經(jīng)濟比擬確定。當不具備確定最正確供、回水溫度的技術經(jīng)濟比擬條件時

29、，熱水熱力網(wǎng)供、回水溫度按以下的原則確定： 1熱電廠為熱源：設計供水溫度可取110-150，回水溫度約70。采用一級加熱供水溫度取較小值；采用二級加熱包括串聯(lián)尖峰鍋爐取較大值。 2區(qū)域鍋爐房為熱源：供熱規(guī)模較小時，采用95-70的水溫；供熱規(guī)模較大時，應采用較高供水溫度。3生活熱水負荷的管網(wǎng)，供水溫度一般不應低于以下規(guī)定： a.閉式系統(tǒng)：70；b.開式系統(tǒng)：60。 本設計采用小區(qū)換熱站供暖，地板輻射采暖。一次網(wǎng)供回水溫度為130/70，二次網(wǎng)設計供水溫度55，回水溫度452.5熱網(wǎng)系統(tǒng)型式確實定熱網(wǎng)是集中供熱系統(tǒng)的主要組成局部，擔負熱能輸送任務。熱網(wǎng)系統(tǒng)的型式取決于熱媒、熱源與熱用戶的相互位置

30、和供熱地區(qū)熱用戶的種類、熱負荷大小和性質(zhì)等。選擇熱網(wǎng)型式時應遵循平安供熱和經(jīng)濟性兩個根本原則。對于熱水供熱系統(tǒng)型式確實定時，還應特別注意供熱的可靠性，當局部管段出現(xiàn)故障后，熱網(wǎng)具有后備供熱的可能性問題。熱水供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)型式主要有枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)兩種形式。枝狀主要優(yōu)點是布置簡單，供熱管道的直徑，隨離開熱源越遠而越??；金屬耗量小，基建投資小，運行管理簡便。但是枝狀管網(wǎng)不具后備供熱的性能,當管網(wǎng)*處發(fā)生故障時，在故障點后的熱用戶都將停頓供熱。由于建筑物有一定的蓄熱能力，通?？刹捎醚杆傧收系姆椒?，以使建筑物室溫不致大幅降低，同時在與干管相連接的管路分支處，及在與分支管路相連接的較長的用戶支管處

31、安裝設閥門，來進一步縮小事故的影響圍和迅速消除故障。因此，枝狀管網(wǎng)是熱水管網(wǎng)最普遍采用的方式，本設計也采用這種型式。對于環(huán)狀管網(wǎng)，它的主要優(yōu)點就是具有很高的供熱后備能力。當輸配干線的*處出現(xiàn)故障時可以切除故障段后，通過環(huán)狀管網(wǎng)由另一方向保證供熱。但是由于它的熱網(wǎng)投資比擬大，運行管理較為復雜，其本身要求較高的自動控制措施，目前在國剛開場使用，各方面不是很完善。綜合考慮，在本設計中采用枝狀管網(wǎng)的熱網(wǎng)系統(tǒng)型式。第三章 室外管網(wǎng)的設計3.1外網(wǎng)管道布置原則供熱管網(wǎng)布置原則是應在城市建立規(guī)劃的指導下，考慮熱負荷分布、熱源位置、與各種地上、地下管道及構(gòu)筑物、園林綠地的關系和水文、地質(zhì)條件等多種因素，經(jīng)技術

32、經(jīng)濟比擬確定。供熱管線平面位置確實定，即定線，應遵循如下根本原則：1經(jīng)濟上合理 主干線力求短直，主干線應盡量走熱負荷集中區(qū)。要注意管線上的閥門，補償器和*些管道附件如放氣、放水、疏水等裝置的合理布置，因為這將涉及到檢查室的位置和數(shù)量，盡可能使其數(shù)量減少。2技術上可靠 供熱管線應盡可能走地勢平坦，土質(zhì)好、水位低的地區(qū)，盡量避開土質(zhì)松軟地區(qū)、地震斷裂帶、滑坡危險地帶以及地下水位高等不利地帶。3對周圍環(huán)境影響少而協(xié)調(diào) 供熱管線應少穿主要交通線。一般平行于道路中心線并盡量敷設在車行道以外的地方。通常情況下管線應只沿街道的一側(cè)敷設。地上敷設的管道，不應影響城市美觀，不阻礙交通。供熱管道與各種管道、構(gòu)建物

33、應該協(xié)調(diào)安排，相互之間的距離，應能保證運行平安、施工及檢修方便。而對于城市熱力管道的布置還應遵循以下原則：1城市道路上的熱力網(wǎng)管道一般應平行與道路中心線，并應盡量敷設在車行道以外的地方，一般情況下同一條管道應只沿街道的一次敷設。2穿過廠區(qū)的城市熱力管網(wǎng)道，應敷設在易于檢修和維護的位置。3管徑等于或小于300mm的熱力網(wǎng)管道，可以穿過建筑物的地下室或自建筑物下專門敷設的通行管溝穿過。4熱力網(wǎng)管道可以和給水管道、電壓10kV以下的電力電纜、通信電纜、壓縮空氣管道、壓力排水管道和重油管道一起敷設在綜合管溝。但熱力管道應高于給水管道和重油管道，并且給水管道應做絕緣層和防水層。5地上敷設的城市熱力網(wǎng)管道

34、，可以和其他管道敷設在一起，但應便于檢修，且不應架設在腐蝕性介質(zhì)管道下方。經(jīng)過初步規(guī)劃設計，該因小區(qū)高層建筑較多，考慮將小區(qū)分為上下兩個區(qū)，低區(qū)已18層為界限。低區(qū)供暖管線分為東、西兩條大的支路，高區(qū)只有西邊一條主干線。管線沿小區(qū)地下車庫邊緣架空敷設，管線力求短而直。3.2外網(wǎng)管道敷設方式室外供熱管道是集中供熱系統(tǒng)中投資份額較大，施工最繁重的局部，合理的選擇供熱管道的敷設方式以及做好管網(wǎng)的定線工作，對節(jié)省投資、保證熱網(wǎng)平安可靠的運行和施工維修方便等，都具有重要的意義。室外供熱管道的敷設方式可以分為地上敷設和地下敷設兩種。地上敷設是利用支架或利用建筑物、構(gòu)建物作為支撐點，來架設供熱管線的方法。按

35、照管道支架安裝高度的不同，地上敷設又可以分為低支架、中支架和高支架三種敷設方式。供熱管道地上敷設市較為經(jīng)濟的一種敷設方式。它不受地下水位和土質(zhì)的影響，便于運行管理易于發(fā)現(xiàn)和消除故障；但占地面積多，管道的熱損失較大。地下敷設可分為有地溝敷設和無溝直埋敷設。在地溝敷設中采用地溝作為地下管線的維護構(gòu)筑物。地溝的作用是承受土壓力和地面負荷并防止水的侵入。根據(jù)地溝人行通道的設置情況，可以分為通行地溝、半通行地溝和不通行地溝。無溝直埋敷設是供熱管道直接埋設與土壤中的敷設方式。這兩種敷設方式散熱損失量小，不占用地外表積，較為美觀。但是不利于運行管理，造價較高。綜合考慮，本設計中存在大面積的的地下車庫，地下直

36、埋敷設不方便，采用地下車庫架空敷設則既經(jīng)濟又方便。熱網(wǎng)管道地上敷設的方式有:地上敷設采用架空的方式，熱力管道宜架設在獨立支架上，也可架設在棧橋、沿建筑物、構(gòu)筑物外墻上，架設的管道不得阻礙車輛和行人的通行，不得影響建筑物采光。地上架空敷設的供熱管道，按高度分為高、中、低支架。高支架凈高4m；中支架凈高24m；低支架凈高0.31.0m，并應高出積雪層高度。架空敷設供熱管道采用如下原則如下：低支架敷設，在不阻礙交通和行人的地段敷設，不影響城市和廠區(qū)的美化，不影響工廠廠區(qū)的美化，不影響工廠廠區(qū)擴建的地段和地區(qū)，保溫構(gòu)造應有足夠的機械強度和有可靠的防護設施。中支架敷設，在不通行或非主要通行車輛的地段，人

37、行交通不頻繁的地方敷設。高支架敷設，跨越廠外或廠區(qū)主要干道，跨越障礙物和車輛通行的地區(qū)，以及行人和小型車輛通行的地區(qū)。地上敷設熱力管道的一般要求1熱力管道跨越水面、峽谷地段和道路時，可永久性公路橋立交橋上架設，不得在鐵路橋梁下敷設供熱管道。2)熱力管道不得不跨越大跨度障礙時，宜采用拱管構(gòu)造或者懸垂管構(gòu)造、桁架構(gòu)造。3沿建筑物構(gòu)筑物敷設的供熱管道，應摸清建筑物構(gòu)筑物的詳細情況，應不阻礙起重器運行及門窗開啟。4多管共架敷設時，管道的排列布置，應使所有管道的安裝及維修方便，并應該考慮管架荷載的合理分布。5供熱管道如果與輸送易揮發(fā)或者易燃以及化學侵蝕性介質(zhì)的工藝管道共架設時，除應執(zhí)行有關專業(yè)部門規(guī)定外

38、，一般應敷設在工藝管道的上面。6地上敷設的熱網(wǎng)管道，在架空電線下面通行時，管道上方應安裝防止導線斷線觸及管道的防護網(wǎng)。防護網(wǎng)的邊緣應超出管道的最大風偏圍。7地上敷設的熱網(wǎng)管道同架空輸送電線或電氣化鐵路穿插時，管網(wǎng)的金屬局部包括穿插點兩側(cè)5m圍鋼筋混凝土構(gòu)造的鋼筋應接地。接地電阻不應大于10。管道敷設凈距和凈高見表3-1：表3-1 架空管道與其他建筑的距離3.3供熱管道及其附件供熱管道及其附件是供熱管道輸送熱媒的主體局部。供熱管道附件是供熱管道上的管件三通、彎頭等、閥門、補償器、支座和器具放氣、放水、除污等裝置的名稱。這些附件是構(gòu)成供熱管線和保證供熱管管線正常運行的重要局部。3.3.1供熱管道供

39、熱管道是需要承受水系統(tǒng)壓力的，所以管道就需要是能夠承壓的管道。供熱管道通常采用鋼管。鋼管最大優(yōu)點是能承受較大的壓力和動荷載；缺點是鋼管部及外部易受腐蝕。室供熱管道常采用水煤氣管或無縫鋼管；室外供熱管道都采用無縫鋼管和鋼板卷焊管。根據(jù)城市熱力管網(wǎng)設計規(guī)的要求管道鋼材號應符合表3.2規(guī)定，管道鋼材的質(zhì)量及規(guī)格應符合國家標準的規(guī)定。表3-2 管道材料和種類的選擇表3-3 鋼材適用圍 本設計中選用Q235-A無縫鋼管鋼管的連接可采用焊接、法蘭盤連接和絲扣連接；焊接連接可靠、施工簡便迅速，廣泛用于管道之間及補償器等的連接；法蘭連接裝卸方便，通常用在管道與設備、閥門等需要拆卸的附件連接上。對于室供熱管道，

40、通常借助三通、四通、管接頭等管件，進展絲扣連接，也可采用焊接或法蘭連接。尤其應遵守以下幾方面的問題。1彎頭的鋼材質(zhì)量，壁厚不小于管道厚；焊接彎頭宜雙面焊接；鋼管焊制三通，支管開孔應進展補強。2城市熱力網(wǎng)管道一般采用無縫鋼管、鋼管卷焊管。管道鋼材號應符合表2.6.1的規(guī)定。管道鋼材的質(zhì)量及規(guī)格應符合國家標準的規(guī)定。3熱力網(wǎng)管道的連接應采用焊接。管道與設備、閥門等的附件連接時，應采用法蘭連接。對于DN200mm的放氣閥，采用螺紋連接。4室外采暖計算溫度低于-5C地區(qū)，露天敷設的不連續(xù)運行的凝結(jié)水管道放水閥門及室外采暖計算溫度低于-10C地區(qū),露天敷設的熱水管道設備附件均不得采用灰鑄鐵制品。5彎頭的

41、鋼材質(zhì)量，壁厚不小于管道厚。焊接彎頭宜雙面焊接。鋼管焊制三通，支管開孔應進展補強，對于承受干管軸向荷載較大直埋敷設管道。應考慮三通干管的軸向補強。6熱力網(wǎng)管道所用的變徑管應采用壓制或鋼板卷制。其材質(zhì)應小低于管道鋼材質(zhì)量。壁厚不小于管道壁厚。3.3.2閥門閥門是用來開閉管路和調(diào)節(jié)輸送介質(zhì)流量的設備。在供熱管道上，常用的閥門形式有：截止閥、閘閥、蝶閥、止回閥和調(diào)節(jié)閥等。按閥門的用途可分為：切斷用：用來切管或者接通管路中的介質(zhì)。如閘閥、截止閥、球閥、旋塞閥、蝶閥等。止回用：用來防止介質(zhì)倒流。如止回閥。調(diào)節(jié)閥：用來調(diào)節(jié)管路中介質(zhì)的壓力和流量。如節(jié)流閥、減壓閥、調(diào)節(jié)閥、蝶閥、V形開口球閥、平衡閥等。分配

42、用：用來改變管路中介質(zhì)流動的方向，起到分配介質(zhì)的作用。如分配閥、三通或四通旋塞閥、三通或者四通球閥等。平安用：用于超壓平安保護，排放多余介質(zhì)，防止壓力超過規(guī)定數(shù)值。如平安閥、溢流閥等。其它特殊用途：如蒸汽疏水閥、空氣疏水閥、排污閥、放空閥、呼吸閥、排渣閥、溫度調(diào)節(jié)閥等。 截止閥按介質(zhì)流向可分為直通式、直角式和直流式三種。其構(gòu)造形式，按閥桿螺紋的位置可分為明桿和暗桿兩種。截止閥關閉嚴密性好，但閥體長，介質(zhì)流動阻力大，產(chǎn)品公稱通徑不大于200mm。閘閥的構(gòu)造形式也有明桿和暗桿兩種。另外按照閘板的形狀和數(shù)目，有楔式與平行式，以及單板與雙板的區(qū)別。閘閥的優(yōu)缺點與截止閥相反,它通常用在公稱直徑大于200

43、mm的管道上。截止閥和閘閥主要起開閉管路的作用。由于其調(diào)節(jié)性能不好，不適于用來調(diào)節(jié)流量?，F(xiàn)在技術已經(jīng)根本實現(xiàn)了各種型號截止閥和閘閥的生產(chǎn)，因此光靠管徑作為選擇閥門的選擇依據(jù)，已經(jīng)不盡科學了。蝶閥閥體長度很小，流動阻力小，調(diào)節(jié)性能優(yōu)于截止閥和閘閥，但造價較高。蝶閥的使用原則如下：由于蝶閥相對于閘閥、球閥壓力損失比擬大，故適用于壓力損失要求不嚴的管路系統(tǒng)。由于蝶閥可以用作流量調(diào)節(jié)，故在需要進展流量調(diào)節(jié)的管路中宜于選用。由于蝶閥的構(gòu)造和密封材料的限制，不宜用于高溫、高壓的管路系統(tǒng)。一般工作溫度在300以下，工程壓力在PN40以下。由于蝶閥構(gòu)造長度比擬短，且又可以做成大口徑，故咋構(gòu)造長度要求短的場合或

44、是大口徑閥門如DN1000以上，宜選用蝶閥。由于蝶閥僅旋轉(zhuǎn)90就能開區(qū)或者關閉，因此在啟閉要求快的場合宜選用蝶閥。對于上述三種閥門它們的連接方式可用法蘭、螺紋連接或采用焊接。它們的傳動方式可用手動傳動用于小口徑齒輪、電動、液動和氣動用于大口徑等傳動方式。熱網(wǎng)規(guī)規(guī)定，對于公稱直徑大于或等于600mm的閥門，應采用電動驅(qū)動裝置。止回閥是用來防止管道或設備中介質(zhì)倒流的一種閥門。它利用流體的動能來開啟閥門。在供熱系統(tǒng)中，止回閥常安裝在泵的出口、疏水器的出口管道上，以及其它不允許流體反向流動的地方。常用的止回閥有旋啟式和升降式兩種。本設計中，考慮到截止閥的阻力很大，而且目前技術上已經(jīng)解決了管徑對于閥門選

45、擇方面的限制問題，所以在供熱外網(wǎng)管道上除少局部安裝的入戶截止閥外安裝的均為閘閥，主要安裝在熱力管網(wǎng)干支管的起點以及用戶熱力入口處。當需要調(diào)節(jié)供熱介質(zhì)流量時，設置手動調(diào)節(jié)閥或自動流量調(diào)節(jié)裝置。在閥門安裝施工的過程中還應特別注意以下原則：1工作壓力大于或等于1.6MPa且公稱直徑大于或等于350mm的管道上的閘閥應裝旁通閥。旁通閥的直徑可按閥門直徑的十分之一選用。2公稱直徑大于或等于600mm的閥門，應采用電動驅(qū)動裝置。由遠動系統(tǒng)操作的閥門，其旁通閥亦應采用電動驅(qū)動裝置。3管徑大于500mm的熱水熱力網(wǎng)干管在低點、垂直升高管段前、分段閥門前宜設阻力小的永久性污裝裝置。3.3.3管道的放氣與排水為了

46、便于熱水管道和凝結(jié)水管道順利放氣和在運行或檢修時排凈管道中的存水，地下敷設供熱管道宜設坡度，其坡度不小于0.002，同時，應配置相應的放氣及排水裝置。放氣裝置應設置在熱水、凝結(jié)水管道的高點處包括分段閥門劃分的每個管段的高點處，放氣閥門的管徑采用1532mm。熱水、凝結(jié)水管道的局部低點處包括分段閥門劃分的每個管段的低點處，應安裝放水裝置。熱水管道的放水裝置應保證一個放水段的排水時間不超過表3-4的規(guī)定。規(guī)定放水時間主要是考慮在冬季出現(xiàn)事故時能迅速放水，縮短搶修時間，以免供暖系統(tǒng)和網(wǎng)路凍結(jié)。管徑大于500mm的熱水熱力網(wǎng)干管在低點、垂直升高管段前、分段閥門前宜設阻力小的永久性污裝裝置。表3-4熱水

47、管道放水時間表管道公稱直徑mm放水時間hDg30023Dg35050046Dg60057注：寒冷地區(qū)采用表中規(guī)定的放水時間較小值。停熱期間供熱裝置無凍結(jié)危險的地區(qū)表中的規(guī)定可放寬。3.4補償器在室外管網(wǎng)系統(tǒng)中為了防止供熱管道升溫時，由于熱伸長或溫度應力而引起管道變形或破壞，必須在管道上設置補償，以補償管道的熱伸長。從而減少管壁的應力和作用在閥件或支架構(gòu)造上的作用力。供熱管道上采用的補償器種類很多，主要有管道的自然補償、方形補償器、波紋管補償器、球形補償器和套筒補償器等。前三種是利用補償器材料的變形來吸收熱伸長；后兩種是利用管道的位移來吸收熱伸長。3.4.1自然補償?shù)奶匦院陀嬎阕匀谎a償就是利用管

48、道自身的彎曲管段如L型或Z型等來進展管道熱伸長的補償?shù)姆绞?。自然補償不需要設置專門的補償器，因此在考慮管道的熱補償時，應盡量利用其自然彎曲的補償能力。但由于管道變形時會產(chǎn)生橫向位移，而且補償?shù)墓芏尾荒芎荛L，因此在管段較長的地方還應加設補償器進展補償。自然補償器常采用的有L形或者Z形兩種型式。當轉(zhuǎn)角不大于150時，管道臂長不宜超過2025m，短壁估算方法如下：式中，L形管道短壁長度，m；長臂的熱伸長量，mm；管道外徑，mm= 式中，L形管道長壁長度，m；管材在設計溫度t時的線性膨脹系數(shù)，查表為12.2m/m；熱媒溫度與管道安裝溫度之差，mm以管徑DN200的管道為例，取=22m：=2212.24

49、5=12mm=3.27m其余各管徑管段L形補償器的短壁估算值見表3-5表3-5 補償器短壁估算表DNd0(mm0L1(m)ttL1(m)L2m)L2(m)250273220.0000122450.012 3.65 0.0020 200219220.0000122450.012 3.27 0.0018 150159220.0000122450.012 2.78 0.0015 125133220.0000122450.012 2.55 0.0014 100108220.0000122450.012 2.29 0.0013 8089220.0000122450.012 2.08 0.0011 707

50、7220.0000122450.012 1.94 0.0011 6573220.0000122450.012 1.89 0.0010 5057220.0000122450.012 1.67 0.0009 4045220.0000122450.012 1.48 0.0008 3238220.0000122450.012 1.36 0.0007 3.4.2補償器分類及型號選擇方形補償器由四個90彎頭構(gòu)成U形的補償器，靠其彎管的變形來補償管段的熱伸長。方形補償器通常用無縫鋼管煨彎或機制萬頭組合而成。它的主要優(yōu)點是制造方便；不用專門維修，因而不需要為它設置檢查室；工作可靠；作用在固定支架上的軸向推力相

51、對較小。它的缺點是介質(zhì)流動阻力大，占地多。在安裝補償器的時候，經(jīng)常采用冷拉冷緊的方法，來增加其補償能力或到達減少對固定支座推力的目的。套筒式補償器具有補償能力大、構(gòu)造簡單、占地面積小、流體阻力小、安裝方便等優(yōu)點。但它有漏汽、漏水，需要經(jīng)常檢修，更換填料等缺點。球形補償器具有補償能力大、占地空間小、安裝方便、投資省等優(yōu)點。這種管道特別適合三維位移的蒸汽和熱水管道。波紋管補償器具有配管簡單、安裝容易、維修方便等方面的優(yōu)點。該補償器的工作壓力有0.6、1.0、1.6、2.5MPa型，工作溫度在450以下，尺寸規(guī)格有DN502400mm等。波紋管補償器的使用圍如下：變形與位移量大而空間位置受到限制的管

52、道。變形與位移量大而工作壓力低的大直徑管道。需要限制接收荷載的敏感設備入口管道。要求吸收或者隔離高頻機械震動的管道?？紤]吸收地震或者地基沉陷的管道。綜合考慮補償器的性價比以及施工方面的具體情況等因素，本設計選用PN1.6MPa的軸向波紋管補償器。每個管段補償器的具體選型見外網(wǎng)設計說明。3.5支架管道支架是支承管道并承受管道作用力的管路附件。它的作用是支承管道和限制管道位移。支架承受管道重力和由壓力、外載和溫度變化引起的作用力，并將這些荷載傳遞到建筑構(gòu)造或地面的管道構(gòu)件上。根據(jù)支架對管道位移的限制情況，分為活動支座和固定支座兩種?；顒又Ъ苁窃试S管道和支承構(gòu)造有相對位移的管道支架?；顒又Ъ馨雌錁?gòu)造

53、和功能分為滑動、滾動、彈簧、懸吊和導向等支架形式。根據(jù)本設計的實際情況要求，支架不需要進展位移，所以不設置活動支架。固定支架是不允許管道和支承構(gòu)造有相對位移的管道支架。它主要用于將管道劃分成假設干補償管段，分別進展熱補償，從而保證補償器的正常工作。本設計中采用的夾于混凝土柱上保溫雙管固定支架，如圖3.1所示。圖3.1 夾于混凝土柱上保溫雙管固定支架尺寸圖在支架安裝過程中應注意以下原則：1管道的熱伸長量不得超過補償器所允許的補償量。2管段因膨脹和其他作用而產(chǎn)生的推力，不得超過固定支架所能承受的允許推力。3不應使管道產(chǎn)生縱向彎曲。 支座的承力構(gòu)造宜采用耐腐蝕材料，或采取可靠的防腐措施。在外網(wǎng)施工過

54、程中，固定支架間距只要不超過最大允許間距民用建筑55m即可。管道滑動支架最大間距、波紋管補償器固定點之間最大允許距離見表3-6和表3-7。公稱直徑3240506580100125150200250最大間距2.32.63.13.74.15.05.66.48.810.5表3-6 管道滑動支架最大間距表表3-7 波紋管補償器固定點之間最大允許距離表公稱直徑3240506580100125150200250最大間距25253035404550556070第四章 外網(wǎng)水力計算4.1水力計算的主要任務熱力管網(wǎng)水力計算的主要任務是：1按的熱媒流量和壓力損失，確定管道的直徑。2按熱媒流量和管道直徑，計算管道的

55、壓力損失。3按管道直徑和壓力損失，計算或校核管道中的流量。4.2水力計算的根本原則熱水管路水力計算應遵循以下根本原則：1管網(wǎng)干管管徑，不應小于50mm，通往個單體建筑物熱用戶的管徑，一般不宜小于以下尺寸：蒸汽管道：25mm；熱水管道：32mm。2在供熱管網(wǎng)設計中，有的點出現(xiàn)靜壓值超過允許極限值時，一般宜分開設置獨立的供熱系統(tǒng)。4.3水力計算方法及步驟1確定熱水網(wǎng)路中各個管段的計算流量t/h 公式4-1式中 供暖系統(tǒng)用戶的計算流量，t/h；供暖系統(tǒng)用戶的設計熱負荷，kW；水的比熱，取=4.1868kJ/kg；、網(wǎng)路的設計供、回水溫度，。2確定熱水網(wǎng)路的主干線，及其沿程比摩阻，根據(jù)城市熱力網(wǎng)設計規(guī)

56、，比摩阻R取4080Pa/m。3根據(jù)網(wǎng)路主干線各管段的計算流量和初步選用的平均比摩阻R值，利用熱水供暖管道水力計算表，確定主干線各管段的標準直徑和相應的實際比摩阻。4根據(jù)選用的標準管徑和管中局部阻力的形式，確定各管段局部阻力系數(shù)。5根據(jù)管段長度L和管段局部阻力系數(shù)利用公式4-2計算各管段壓降P。Pa公式4-2 式中管段壓降，Pa；管段的沿程阻力損失，Pa；管段的局部阻力損失，Pa；管段的實際比摩阻，Pa/m；管段的實際長度，m；管段的阻力系數(shù)之和，無量綱；管段的動壓，為，Pa。6主干線水力計算完成后，便可進展支干線、支線等水力計算。應按支干線、支線的資用壓力確定其管徑，但熱水流速不應大于3.5

57、m/s，同時比摩阻不應大于400Pa/m。為了滿足網(wǎng)路中各用戶的作用壓差平衡，必須使各并聯(lián)管路的壓降大致相等，故并聯(lián)支線的推薦比摩阻需用公式4-3進展計算Pa/m公式 (4-3)式中推薦比摩阻，Pa/m；資用壓降，即與支線并聯(lián)的主干線的壓降，Pa；考慮局部阻力的管段折算長度，,m。根據(jù)公式4-3可得到支線的推薦比摩阻，結(jié)合管段的流量可利用熱水供暖系統(tǒng)管道水力計算表確定支線的公稱直徑、實際比摩阻及實際壓降。對于實際壓降過小的管段為維持網(wǎng)路平衡，可在用戶引入口處安裝節(jié)流閥節(jié)流。7根據(jù)以上各個支路的壓力降，計算并聯(lián)支路間的不平衡率，按公式4-4進展。公式4-44.4管路水力計算舉例已低區(qū)1路管網(wǎng)為例

58、，對各段管路進展編號，并繪制水力計算簡圖，如圖4.1所示。圖4.1 低區(qū)1路管網(wǎng)計算草圖1主干線水力計算本設計的低區(qū)外網(wǎng)主要由東2路西1路兩條大的分支組成，對于東支，可以很明顯的看出從換熱站到15號樓2單元管道的輸送距離最遠，應選取該管線為東支主干線進展計算。而西支，同樣可以發(fā)現(xiàn)從換熱站到熱11號樓1單元的管線最長，由于無法直接對東西兩支管路進展比擬得出最不利環(huán)路，所以，決定對東西兩支管路分別進展最不利環(huán)路水力計算。根據(jù)流量和初步選定的主干管推薦比摩阻，可得主干線的各管段的公稱直徑，同時可得出各管段實際的比摩阻,如一路管段1-2,確定管段1-2的管徑和相應的比摩阻R。=161.186t/hD=

59、250mm， R=39Pa/m。管段1-2包括一個彎頭，所以查表可得管段1-2的局部阻力系數(shù)之和=11=1。管段1-2的壓力損失 ： =2517.168Pa。用同樣的方法，可計算西支1路主干線的其余管段，確定其管徑和壓力損失，結(jié)果列于表4.1。表4.1 1西路主干線水力計算表管段編號低區(qū)負荷KW)流量Gt/h管段長度lm局部阻力系數(shù)公稱直徑(mm)流速(m/s)比摩阻R(Pa/m)局部阻力損失(Pa沿程壓力損失管段壓力損失Pa)11874.25161.185553.812500.9239419.02098.22517.221771.58152.3558812.312500.8835383.34

60、30.5813.831668.91143.526266.822500.8230665.7204869.741497.01128.7428621.812500.7123249.5501.4750.951215.84104.56224169.162000.91502459.5845510914.56920.8379.1913886.842000.7130998.126043602.17546.0946.9637457.441500.76501143.628704013.68443.4238.1341233.711500.5722160.8741.4902.29340.7529.3045161125