供熱工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書示例

頁腳頁腳課程大作業(yè)說明書課程《供熱工程》班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 目錄工程概況…………11工程概況………………………...11設(shè)計(jì)內(nèi)容………………………...11設(shè)計(jì)依據(jù)……………………...….11設(shè)計(jì)依據(jù)………………………...11設(shè)計(jì)參數(shù)………………………...11負(fù)荷概算………………….……...11用戶負(fù)荷………………………...11負(fù)荷匯總………………………...11熱交換站設(shè)計(jì)……………………11熱交換器……...…………………11蒸汽系統(tǒng)…………………...……11凝結(jié)水系統(tǒng)……………………...11熱水供熱系統(tǒng)…………………...11補(bǔ)水定壓系統(tǒng) 11室外管網(wǎng)設(shè)計(jì)……………………11管線布置與敷設(shè)方式…………...………………11熱補(bǔ)償……...……11管材與保溫……………………...11熱力入口………………………...11課程作業(yè)總結(jié)………………………..11參考資料1工程概況工程概況本工程某小區(qū)供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為1-6#樓房采暖提供熱源。各熱用戶如下：內(nèi)容1#住宅2#住宅3#住宅4#公寓5#公寓6#公寓層數(shù)111111545高度4040401814.418建筑面積（向121001210012100400048005000工程名稱：某小區(qū)供熱系統(tǒng)地理位置：城市道路以北熱用戶：1#住宅、2#住宅、3#住宅、4#公寓、5#公寓、6#公寓設(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)（參見附帶圖紙）設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)《采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB0019-2003《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ34-2002《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ/T81-98《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》50189-2005《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-暖通空調(diào).動(dòng)力》-2003《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇-暖通空調(diào).動(dòng)力》-2007設(shè)計(jì)參數(shù)冬季采暖設(shè)計(jì)均為水溫：80/60°C熱負(fù)荷概算熱用戶熱負(fù)荷概算Qn=qf*F1#、 12100*45=545500(w) 2#、 12100*45=544500(w) 3#、12100*45=544500(w)4#、4000*50=200000(w) 5#、4800*50=240000(w)6#、5000*55=275000(w)3.2熱負(fù)荷匯總熱用戶1#住宅2#住宅3#住宅4#公寓5#公寓6#公寓熱負(fù)荷(w)12100*45=54450012100*45=54450012100*45=5445004000*50=2000004800*50=2400005000*55=275000合計(jì)熱負(fù)荷(kw)544,5*3+200+240+275=2348,5(kw)4熱交換熱站設(shè)計(jì)4.1換熱器4.1.1換熱器選型及臺數(shù)確定總熱負(fù)荷為Q/n=2348.5kw，c是水的質(zhì)量比熱，取4187J/(kg?.(熱網(wǎng)供水溫度80心」/熱網(wǎng)回水溫度600c所以總流量GnuB8^Qyc/G：-t2/)=3.6*103s*2348.5*103w/4187J/(kg?/(80-60)0c=100.96t/h根據(jù)以上可選用兩臺GRJZ-B25機(jī)組型號的G108板式換熱器，每臺換熱量為1750kW，每臺流量為60t/h，滿足總熱負(fù)荷的70%，2348.5*0.7=1643.95w。其采暖系統(tǒng)具體數(shù)據(jù)：管徑為DN150mm；循環(huán)水泵的功率為15kw，揚(yáng)程30-40m；計(jì)量泵P155功率100W；補(bǔ)水泵功率為0.55-2.2長川，揚(yáng)程20-90m，流量為1.2-2m3/h；一次管徑為DN133mm。4.1.2換熱面積計(jì)算At_(158.1-60)-(158.1-80)j-ln[(158.1-60)\(158.1-80)]_87.7℃=273+87.7K=360.7Kk=2500-5000W/(m,k)]F=Qn^nk*At*pj2348500 _m2500*360.7*0.85注：Qn 總熱負(fù)荷量，W；k 傳質(zhì)系數(shù)，［W/(m.k)］；At 對數(shù)平均溫度，K；jp 修正系數(shù),一般取0.85-0.9；f 換熱面積，m4.2蒸汽系統(tǒng)蒸汽耗量計(jì)算小區(qū)由市政熱網(wǎng)提供飽和蒸汽，蒸汽壓力為0.6MPa,蒸汽耗量約2t/h。G= Q =0.278(，”-4.1871)蒸汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本流程圖：市政蒸汽0.6MPa -過濾器一一減壓閥一一安全閥一一分氣缸一一計(jì)量器一一溫控閥———板式換熱器注：換熱器進(jìn)口設(shè)溫控閥，控制熱水出水溫度4.3凝結(jié)水系統(tǒng)凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)板式式換熱器 -疏水器 排出凝水I I凝水泵————凝水箱—————I自來水（補(bǔ)水）凝結(jié)水系統(tǒng)主要設(shè)備選型計(jì)算熱水系統(tǒng)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)（入口）板式換熱器（出口）——熱用戶I I——————循環(huán)水泵—————注：循環(huán)水泵選用3臺（2開1備），均采用變頻控制。熱水系統(tǒng)主要設(shè)備選型計(jì)算循環(huán)水泵的流量：G=（1.1?1.2）G'揚(yáng)程：H=（1.1?1.2）（Hr+Hwg+Hwh+Hy）注：G 循環(huán)水泵的流量，t/h；G’——熱網(wǎng)最大設(shè)計(jì)流量，t/h;H——循環(huán)水泵的揚(yáng)程，MH2O;Hr——網(wǎng)路循環(huán)水通過熱源內(nèi)部的壓力損失，MH2O；Hwg——網(wǎng)路主干線供水管的壓力損失，MH2O；Hwh——網(wǎng)路主干線回水管的壓力損失，MH2O；Hy——主干線末端用戶系統(tǒng)的壓力損失，M%O。管徑確定補(bǔ)水定壓補(bǔ)水定壓方式確定補(bǔ)水定壓：采用補(bǔ)給水泵補(bǔ)水，膨脹水箱定壓的方式。補(bǔ)給水泵選用兩臺，一開一備。主要設(shè)備選型計(jì)算補(bǔ)水泵的揚(yáng)程：Hb=Hj+AHb-Zb;膨脹水箱的容積：Vp=aAtVs=0.0006*75*Vs=0.045Vs;膨脹水箱高度應(yīng)滿足：Z+P+(2?5)<H<40；J Pg 「5室外管網(wǎng)設(shè)計(jì)管線布置與敷設(shè)方式管線布置原則供熱管網(wǎng)布置原則：外網(wǎng)網(wǎng)路形式對于供熱的可靠性、系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性、運(yùn)行是否方便以及經(jīng)濟(jì)效率有著很大影響。應(yīng)在城市建設(shè)規(guī)劃的指導(dǎo)下，考慮熱負(fù)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(guān)系和水文、地質(zhì)條件等多種因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。①經(jīng)濟(jì)上合理：主干線力求短直，主干線盡量走熱負(fù)荷集中區(qū)。要注意管線上的閥門，補(bǔ)償器和某些管道附件的合理布置，這將涉及到檢查室的位置和數(shù)量，應(yīng)盡可能使其數(shù)量減少。②技術(shù)上可靠：線路應(yīng)盡可能走過地勢平坦，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(xiǎn)地帶以及地下水位高等不利地段。③對周圍環(huán)境影響少而協(xié)調(diào)：管線應(yīng)少穿主要交通線。一般平行于道路中心線并盡量敷設(shè)在車行道以外的地方。通常情況下管線應(yīng)只沿街道的一側(cè)敷設(shè)。地上敷設(shè)的管道，不應(yīng)影響城市環(huán)境美觀，不妨礙交通。供熱管道與各種管道、構(gòu)筑物應(yīng)協(xié)調(diào)安排，相互之間的距離，應(yīng)能保證運(yùn)行安全、施工及檢修方便。本工程應(yīng)用的管線布置：因枝狀管網(wǎng)布置簡單，供熱管道的直徑，隨距熱源越遠(yuǎn)而逐漸減小;且金屬耗量小，基建投資小，運(yùn)行管理簡便；又因本工程是小區(qū)的管網(wǎng)敷設(shè)，使用環(huán)狀管網(wǎng)布置熱網(wǎng)投資太大，運(yùn)行管理也過于復(fù)雜，所以選擇枝狀管網(wǎng)。，具體布置如小區(qū)管網(wǎng)布置圖所示。敷設(shè)方式本工程供熱管網(wǎng)的敷設(shè)形式：采用有補(bǔ)償直埋敷設(shè)，補(bǔ)償器設(shè)在局部地溝內(nèi)。具體如圖所示。注：安裝時(shí)，應(yīng)保證管線在設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算出的熱位置在運(yùn)行時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)，并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)給出的預(yù)拉值進(jìn)行預(yù)拉。在管道安裝完畢、水壓試驗(yàn)合格和接頭處理結(jié)束后回填管溝。管徑確定確定管道的管徑計(jì)算過程如下：熱流量計(jì)算:以1#住宅為例：G/=3.6*103Q//c/(t/-t/)n n12=3.6*103*544500w/4187J/(kg?/(80-60)0c=23.41t/h同理，其他用戶的熱負(fù)荷為:2#住宅:23.41t/h；3#住宅:23.41t/h；4#公寓:8.6t/h；5#公寓:10.31t/h；6#公寓:11.82t/h。主干線計(jì)算:熱水網(wǎng)路各用戶所需要的作用壓差相等主干線為:A-B-C-D-E-F-G。取主干線的平均比摩阻在40~80Pa/m范圍內(nèi)。根據(jù)各管段的流量和平均比摩阻，查水力計(jì)算表，確定管經(jīng)和實(shí)際比摩阻。AB管段：計(jì)算流量為100.96t/h,平均比摩阻在40~80Pa/mn內(nèi)，查附錄2-1，得出管經(jīng)和實(shí)際比摩阻如下：d=200mm;R=43.2Pa/m;v=0.87m/s管段AB上局部阻力的當(dāng)量長度可由附錄2-2查出，結(jié)果如下：一個(gè)閘閥1x3.36=3.36m;兩個(gè)彎頭2x4,2=8,4m局部阻力當(dāng)量長度之和Ld=8.4+3.36=11.76m管段AB的折算長度Lzh=11.76+26.6=38.36m

管段AB的壓力損失AP=Rlzh=38.36x43.2=1657Pa同樣的方法，可確定主干線上其余管段BC、CD、DE、EF、FG的管徑和壓力損失，結(jié)果見附表1。支線計(jì)算以支線BR1為例，管段資用壓力為△PBR1=△PAC+△PBC+APCD+APDE+△PEF+APFG=1989+454+4213+2156+3583=12395Pa管段BR1的估算比摩阻為:R’=△Plx(1+aj)1239543x(1+0.6)=180.2Pa/m再根據(jù)管段BR1的流量8.6t/h和估算比摩阻。查水力計(jì)算表得d=70mmR=105.2Pa/m v=0.67m/s管段BR1上的所有局部阻力的當(dāng)量長度可有附表2-2查出，2個(gè)閘閥 2x1.28=2.56m；1個(gè)分流三通 1x3=3m1個(gè)焊接異徑接頭 1x0.4=0.4m局部阻力的當(dāng)量長度之和Ld=2.56+3+0.4=5.96mBR1管段折算長度為：43+5.96=48.96m；管段BR1的壓力損失：△P=RxLzh=48.96x105,2=5151Pa支線BR1和主干線并聯(lián)環(huán)路BCDEFG之間的不平衡率為X=12395—5151=58%>15%12395超過允許誤差范圍，需要用調(diào)壓板調(diào)壓.調(diào)壓扳一般安裝在供水管上，所以利用調(diào)壓扳需消耗的剩余壓頭應(yīng)同時(shí)包括供水和回水兩管的剩余壓頭之和.其它支管計(jì)算同上。列入表。支線BR1的剩余壓頭為：H=12395-5151=7244Paf=23.21*10-4*D2網(wǎng)+0.812G.n=23.21*10-4*702*『958*7244+0812*8600=36943D=GD2/f=8600*702/36943=33.8mmn n所以調(diào)壓板孔徑為33.8mm,其他支線計(jì)算方法同上。附1：管道計(jì)算結(jié)果列表：管段計(jì)算流管段局部阻折算長直徑流速比摩阻管段支線不編號量長度力當(dāng)量度D(mV(m/s)R(pa/m)壓損△平衡率G(t/h)L(m)長度Lzh(m)m)P(Pa)X%Ld(m)主線AB100.9626.63.3629.962000.8743.21294BC92.3635.819.355.12000.836.11989CD68.9514.28.422.62000.5920.1454

DE58.6435.817.0652.861500.9679.74213EF35.2324.24.428.61250.8375.42156FG23.4125.87.2233.021000.87108.53583GR8R923.4144.5044.51000.87108.54828支線BR18.6434.6847.68700.67105.25151CR2R323.4144.5044.51000.87108.54828DR410.31435.6148.61800.5760.52941ER5R623.4144.50.3344.831000.87108.54864FR711.82435.3648.36800.6579.33835注：支線BR1、CR2R3、DR4、GR8R9不平衡率均超過-15%,可用調(diào)壓板調(diào)壓，也可用閥門節(jié)流。附2：局部阻力當(dāng)量長度（m）列表：管:局阻形我管段編一閘閥波紋管補(bǔ)償器異徑接頭分流三通直通管分流三通分通管AB①，3.36BC①，10.9①，8.4CD①，8.4DE①，10.9①，0.56①，5.6EF①，4.4FG①，1.65①，5.57BR1①，1.28①，0.4①，3CR2R3DR4①，1.28①，0.51①，3.82ER5R6①，0.33FR7①，1.28①，0.26①，3.82GR8R9熱補(bǔ)償補(bǔ)償方式.固定支架間的最大允許間距可根據(jù)初步設(shè)定管徑確定，當(dāng)管徑為125mm時(shí)，固定支架最大間距應(yīng)為65m,當(dāng)管徑＜100mm時(shí)，固定支架最大間距應(yīng)為60m,當(dāng)每個(gè)支架之間必須設(shè)一個(gè)補(bǔ)償器。盡量利用自然補(bǔ)償，不便使用方形補(bǔ)償器時(shí)應(yīng)選用套筒補(bǔ)償器或波紋管補(bǔ)償器，方形補(bǔ)償器所在處應(yīng)有補(bǔ)償器穴。當(dāng)鋼管直徑較大,安裝位置有限時(shí)可設(shè)置套筒補(bǔ)償器或波紋管補(bǔ)償器。套筒補(bǔ)償器使用時(shí)需要注意定期檢修,以防漏水。波紋管補(bǔ)償器選擇時(shí)應(yīng)注意使用條件,避免氯離子腐蝕。k本小區(qū)供暖管道采用軸向波紋管補(bǔ)償器,預(yù)拉伸敷設(shè)。具體位置見圖紙所示。為使軸向波紋管補(bǔ)償器嚴(yán)格地按管線軸線熱脹冷縮,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)。具體如圖紙所示。iii.固定支座要求：①在管道不允許有軸向位移餓節(jié)點(diǎn)處設(shè)置固定支座例:在支管分出的干管處②在熱源出口，熱力站和熱用戶入口處均應(yīng)設(shè)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③在管路彎管的兩側(cè)應(yīng)設(shè)置，以保證管道彎曲部位的彎曲應(yīng)力不超過管子的許用應(yīng)力范圍。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(jì)算（只算一個(gè)）軸向型波紋補(bǔ)償器對固定支架的水平推力單位換算：1兆帕=10公斤/平方厘米=10*10牛頓/平方厘米