室外供熱管網(wǎng)供熱方案確定設(shè)計(jì)計(jì)算書

室外供熱管網(wǎng)供熱方案確定設(shè)計(jì)計(jì)算書第一節(jié)熱媒的選擇………第二節(jié)熱媒參數(shù)的確定…………………第三節(jié)供熱管網(wǎng)的平面布置……………第四節(jié)管網(wǎng)附件設(shè)計(jì)原則………………第一節(jié)熱媒的選擇一.熱媒分類供暖系統(tǒng)的常用熱媒是水、蒸汽、空氣。供暖系統(tǒng)的熱媒，應(yīng)根據(jù)安全、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)、建筑性質(zhì)和地區(qū)供熱條件等因素考慮決定。查《供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊》，列表如下：表4民用及公共建筑建筑種類適宜采用允許采用居民建筑、醫(yī)院、幼兒園托兒所等不超過95℃的熱水1低壓蒸汽2不超過110℃的熱水辦公樓、學(xué)校、展覽館等1不超過110℃的熱水2低壓蒸汽高壓蒸汽一般俱樂部影劇院1不超過110℃的熱水2低壓蒸汽不超過130℃的熱水注：1低壓蒸汽系壓力為≤70Kpa的蒸汽。2采用蒸汽為熱媒時(shí)，必須技術(shù)論證為管理，并在經(jīng)濟(jì)上經(jīng)分析為合理時(shí)才允許。查《供熱工程》：在集中供熱系統(tǒng)中，以水作為熱媒和蒸汽相比，有下述優(yōu)點(diǎn)：a熱水供熱系統(tǒng)的利用率高。由于在熱水供熱系統(tǒng)中，沒有凝結(jié)水和蒸汽泄漏，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)高，實(shí)踐證明，一般可節(jié)約燃料20%～40%。b以水作為熱媒用于供暖系統(tǒng)時(shí)，可以改變供水溫度來進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)（質(zhì)調(diào)節(jié)），既能減少熱網(wǎng)損失，又能較好的滿足衛(wèi)生要求。c由于水的熱容量大，在短時(shí)間水力工況失調(diào)時(shí)，不會(huì)引起顯著的供熱狀況的改變。d在熱電廠供熱的情況下，可以充分利用汽輪機(jī)的低壓抽汽，得到較高經(jīng)濟(jì)效益水介質(zhì)的缺點(diǎn)是輸送耗電量大。以蒸汽作為熱媒，與熱水相比有如下優(yōu)點(diǎn)：1)以蒸汽作為熱媒的使用面廣，能滿足多種熱用戶的要求。尤其在生產(chǎn)工藝用熱都要求采用蒸汽來供給熱量。2)汽網(wǎng)中輸送蒸汽凝結(jié)水所耗的電能少，輸送靠自身壓力，不用循環(huán)系統(tǒng)，不用耗電。3)因溫度和傳熱系數(shù)都比水高，可以減少散熱設(shè)備面積，降低了設(shè)備的費(fèi)用。4)由于蒸汽的密度很小，可以適用于地形起伏很大的地區(qū)和高層的建筑中，輸送和使用過程中不用考慮靜壓，連接方式簡便，運(yùn)行也很方便。但是蒸汽介質(zhì)有如下缺點(diǎn)：⑴能源效率低⑵蒸汽使用后凝結(jié)水回收困難，僅除鹽水（或軟化水）損失大，而且熱損失也大。⑶蒸汽在使用和輸送過程中損失大。⑷以蒸汽輸送距離短。以熱水作為熱媒時(shí)一般有如下的優(yōu)點(diǎn)：1)熱水供熱系統(tǒng)的熱能利用的效率高。2)用熱水可以改變熱水溫度來進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)，既可以減少熱網(wǎng)的熱損失又可以很好的滿足衛(wèi)生要求。3)熱水供熱系統(tǒng)的蓄熱能力強(qiáng)，系統(tǒng)中的水量大，水的比熱很大。因此，水力工況和熱力工況短時(shí)間的失調(diào)時(shí)也不會(huì)引起供暖狀況的很大波動(dòng)。4)熱水供熱系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送，其供熱半徑大。對于一個(gè)系統(tǒng)的熱媒選擇蒸汽的時(shí)候應(yīng)該遵循下面的原則：（1）凡是用戶用汽參數(shù)相同的中小型工廠，均可采用單管蒸汽系統(tǒng)。（2）凡是用戶用汽參數(shù)較大，可采用雙管蒸汽系統(tǒng)。（3）采暖期短、采暖通風(fēng)用汽量占全廠用汽量50%以下時(shí)，為節(jié)約初投資費(fèi)用可采用單管蒸汽系統(tǒng)。采暖期長、采暖通風(fēng)用汽量超過全廠用汽量的50%時(shí)，則可選用雙管蒸汽系統(tǒng)，其中一根蒸汽管供采暖通風(fēng)用汽，另一根蒸汽管專供生產(chǎn)用汽，全年運(yùn)行。（4）凡全廠絕大多數(shù)用戶以蒸汽為熱介質(zhì)，只有個(gè)別用戶采暖通風(fēng)以熱水為熱介質(zhì)，則全廠統(tǒng)一采用單管蒸汽系統(tǒng)，而在某一用戶建一換熱站利用蒸汽加熱低溫水（95℃以下）供個(gè)別一個(gè)或幾個(gè)用戶熱水作為采暖用。根據(jù)上述以水或蒸汽作為熱媒的特點(diǎn)，對熱電廠供熱系統(tǒng)來說，可以利用低位熱能的熱用戶（如供暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)等），應(yīng)首先考慮以熱水作為熱媒。因?yàn)橐运鳛闊崦?，可按質(zhì)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)，并能利用供熱汽輪機(jī)的低壓抽氣來加熱網(wǎng)路循環(huán)水，對熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益更為有利；對于生產(chǎn)工藝的熱用戶，通常以蒸汽作為熱媒。對于工業(yè)區(qū)的集中供熱系統(tǒng)，通常既有生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷，也有供暖、通風(fēng)等熱負(fù)荷，此時(shí)多以蒸汽作為熱媒來滿足生產(chǎn)工藝用熱要求。但對于供暖系統(tǒng)的形式，熱媒的選擇，則應(yīng)根據(jù)具體情況，通過全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定。一般來說，對于以生產(chǎn)用熱量為主，供熱量不大，而且供暖時(shí)間又不長的工廠區(qū)，宜采用蒸汽供熱系統(tǒng)向全廠供熱；對其室內(nèi)供暖系統(tǒng)，可考慮采用蒸汽加熱的熱水供暖系統(tǒng)或直接利用蒸汽供暖；對于廠區(qū)供暖用熱量較大，而且供暖時(shí)間又較長的情況，宜采用單獨(dú)的熱水供暖系統(tǒng)，向各建筑物供暖。總之，根據(jù)用戶性質(zhì)、介質(zhì)的種類、熱負(fù)荷的大小、用戶分散程度等綜合因素考慮。蒸汽和凝結(jié)水狀態(tài)參數(shù)變化較大的特點(diǎn)是蒸汽供暖系統(tǒng)比熱水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理上較為復(fù)雜的原因之一。由這一特點(diǎn)引起系統(tǒng)中出現(xiàn)“跑”、“冒”、“滴”、“漏”問題解決不當(dāng)時(shí)，會(huì)降低蒸汽供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和適用性。蒸汽供暖系統(tǒng)散熱器表面溫度高，易烤炙積在散熱器上的灰塵，產(chǎn)生異味，衛(wèi)生條件較差。由于上述“跑”、“冒”、“滴”、“漏”影響能耗以及衛(wèi)生條件等兩個(gè)原因，在民用建筑中，不適宜采用蒸汽供暖系統(tǒng)。在工廠中，蒸汽作為供熱系統(tǒng)的熱媒得到極廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷與其他熱負(fù)荷共存時(shí)，傳熱介質(zhì)的選擇盡量只利用一種供熱介質(zhì)，根據(jù)個(gè)體情況，通過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定熱媒。2、熱媒的選擇張家口容辰小區(qū)室外供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)屬于民用建筑供暖的設(shè)計(jì)，總的供熱面積為23.79萬平方米，通過比較熱水、蒸汽供熱的各自的優(yōu)缺點(diǎn)，采用熱水作為供熱熱媒比較合適。二.熱媒參數(shù)的確定1.熱媒參數(shù)的分類熱水供暖系統(tǒng)按照水的參數(shù)的不同，可以分為低溫?zé)崴┡到y(tǒng)（水溫低于100℃）和高溫?zé)崴┡到y(tǒng)（水溫高于100℃），熱水參數(shù)越高，輸送能力越大，越能節(jié)省輸送電量。但溫度過高反而不經(jīng)濟(jì)。要提高熱水參數(shù)則能耗大，設(shè)備投資大，所以確定熱水溫度時(shí)，要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。查《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》：對于以區(qū)域鍋爐房為熱源的熱力網(wǎng)，提高供水溫度、加大供回水溫差，可以減少熱力網(wǎng)的流量，降低管網(wǎng)投資和運(yùn)行費(fèi)用，而對鍋爐運(yùn)行的煤耗影響不大，從這方面看，應(yīng)提高區(qū)域鍋爐房供熱介質(zhì)溫度。但當(dāng)介質(zhì)溫度高于熱用戶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度時(shí)，用戶入口要增加換熱或降溫裝置，故提高供熱介質(zhì)溫度也存在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理化的問題。當(dāng)不具備確定最佳供回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較條件時(shí)，推薦的熱水熱力網(wǎng)供回水溫度的依據(jù)是：以區(qū)域鍋爐房為熱源時(shí)，供回水溫度的高低對鍋爐房運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能影響不大。當(dāng)供熱規(guī)模較小時(shí)，與戶內(nèi)采暖設(shè)計(jì)參數(shù)一致，可減少用戶入口設(shè)備投資。當(dāng)供熱規(guī)模較大時(shí)，為降低管網(wǎng)投資，宜擴(kuò)大供回水溫差，采用較高的供水溫度。當(dāng)供水溫度確定以后，回水溫度應(yīng)根據(jù)室外管網(wǎng)及內(nèi)部系統(tǒng)散熱設(shè)備的基建投資（室內(nèi)管網(wǎng)的基建投資與用水溫度的變化有關(guān)），系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用及系統(tǒng)折舊、修理和維護(hù)費(fèi)用總和最小的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較而確定。根據(jù)《集中供熱設(shè)計(jì)手冊》，當(dāng)不具備確定最佳供回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較條件時(shí)，熱水供回水溫度按以下原則確定：A區(qū)域性鍋爐房供回水溫度區(qū)域性鍋爐房為熱源，供熱規(guī)模較小時(shí)，供回水溫度可采用95/70℃,80/60℃的水溫,而供熱規(guī)模較大時(shí),經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較可采用110/70℃130/70℃,150/80℃等高溫水作為供熱介質(zhì)。B二次網(wǎng)供回水溫度可根據(jù)一次網(wǎng)供回水溫度和衛(wèi)生要求及供熱區(qū)內(nèi)熱用戶的要求,并經(jīng)過詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定，一般二次網(wǎng)供回水溫度有如下幾種參數(shù):95/70℃、85/65℃、80/60℃、70/50℃等。2熱媒參數(shù)的選擇熱媒參數(shù)，對于生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷，要滿足整個(gè)用戶生產(chǎn)工藝用汽壓力、溫度、和蒸汽干度的要求；對于供暖負(fù)荷，要盡可能提高熱媒參數(shù)，可以降低熱網(wǎng)投資和減少輸送電能消耗。在本設(shè)計(jì)中，只有供暖熱負(fù)荷，采用95/70℃的低溫水作為供熱介質(zhì)。第二節(jié)管網(wǎng)的平面布置1．管網(wǎng)的布置形式供熱管網(wǎng)布置形式有枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)兩大類型。枝狀管網(wǎng)系統(tǒng)簡單，管道的直徑沿途隨熱負(fù)荷的減少而減小，管道金屬耗量少，管網(wǎng)造價(jià)低、運(yùn)行管理方便。但是供熱的后備性差，即當(dāng)管道某處發(fā)生故障，在損壞地點(diǎn)以后的所有用戶供熱負(fù)荷中斷，甚至造成整個(gè)系統(tǒng)停止供熱?？紤]到建筑物具有一定的蓄熱能力，對于較小的管徑，排除熱網(wǎng)故障所用的時(shí)間短，短時(shí)停熱建筑物室溫不致大幅度降低。因此，枝狀管網(wǎng)是中小型供熱系統(tǒng)最普遍采用的管網(wǎng)形式。環(huán)狀管網(wǎng)實(shí)際上指輸配管網(wǎng)成環(huán)狀。從熱源到輸配管網(wǎng)，從輸配管網(wǎng)到熱用戶或二級(jí)換熱站的管網(wǎng)仍布置成枝狀。環(huán)狀管網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是具備很高的供熱后備能力。當(dāng)輸配干線某處出現(xiàn)事故時(shí)，可以切除故障段后，通過環(huán)狀管網(wǎng)由另一方向供熱。加之多熱源及其多條輸配干線通向環(huán)狀管網(wǎng)，因而極大提高了供熱的可靠性。在大型集中供熱系統(tǒng)中常用環(huán)狀管網(wǎng)。環(huán)狀管網(wǎng)和枝狀管網(wǎng)相比，熱網(wǎng)投資增大，運(yùn)行管網(wǎng)更為復(fù)雜。熱網(wǎng)要有較好的自動(dòng)控制措施，目前國內(nèi)剛開始使用。本次設(shè)計(jì)熱源為一個(gè)區(qū)域鍋爐房，所設(shè)計(jì)的小區(qū)面積不是太大，考慮到枝狀管網(wǎng)應(yīng)用較成熟，運(yùn)行調(diào)節(jié)較簡便，故本次設(shè)計(jì)熱網(wǎng)布置宜采用枝狀管網(wǎng)。2.熱水系統(tǒng)形式熱水熱源系統(tǒng)主要采用兩種形式：閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)。在閉式系統(tǒng)中，熱網(wǎng)的循環(huán)水作為熱媒，供給熱網(wǎng)用戶熱量而不從熱網(wǎng)中取出支用。在開式系統(tǒng)中，熱網(wǎng)的循環(huán)水全部或部分的從熱網(wǎng)中取出，直接用或熱水供應(yīng)熱用戶中。采用閉式系統(tǒng)，熱網(wǎng)補(bǔ)水量很少，可以減少水處理費(fèi)用和水處理設(shè)備投資：供熱系統(tǒng)的嚴(yán)密性也便于檢測?？紤]到城市水源，水質(zhì)方面因素等限制，本設(shè)計(jì)采用閉式管網(wǎng)較宜。3.平面布置原則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（如放氣、放水、疏水等裝置）的合理布置，因?yàn)檫@將涉及到檢查室（或操作平臺(tái)）的位置和數(shù)量，應(yīng)盡量使其減少。2）技術(shù)上可靠供熱管線盡量避開土質(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)供熱管線應(yīng)少穿主要交通線。一般平行于道路中心線并應(yīng)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。4.管網(wǎng)位置布置確定查《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，城市熱力網(wǎng)的布置應(yīng)在城市規(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。熱力網(wǎng)管道的位置應(yīng)符合下列規(guī)定：1）城市道路上的熱力網(wǎng)管道應(yīng)平行與道路中心線，并宜敷設(shè)在車行道以外的地方，同一條管道應(yīng)只沿街道的一側(cè)敷設(shè)；2）穿過廠區(qū)的城市熱力網(wǎng)管道應(yīng)敷設(shè)在易于檢修和維護(hù)的位置；3）通過非建筑區(qū)的熱力網(wǎng)管道應(yīng)沿道路敷設(shè)；4）熱力網(wǎng)管道選線時(shí)宜避開土質(zhì)松軟的地區(qū)、地震斷裂帶、滑坡危險(xiǎn)地帶以及高地下水位區(qū)等不利地段。第三節(jié)管網(wǎng)附件設(shè)計(jì)原則1．管道系統(tǒng)閥門設(shè)定位置查《集中供熱設(shè)計(jì)手冊》，根據(jù)不同用途、介質(zhì)溫度及工作壓力等因素選擇。1）閘閥只用于全開、全閉的供熱管道，不允許作調(diào)節(jié)用。閘閥主要起關(guān)斷作用，不宜做調(diào)節(jié)流量用。一般明桿式適用于腐蝕性介質(zhì)和室內(nèi)，暗桿式適用于非腐蝕性介質(zhì)和操作位置受限制處；楔式多為單閘板，平行式多為雙閘板。閘閥具有密封性好；全開啟時(shí)，介質(zhì)流動(dòng)阻力??；長度較短，布置緊湊；安裝時(shí)無方向性等優(yōu)點(diǎn)。但是，閘閥不宜單側(cè)受力，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，密封面易磨損，維修較困難，手輪高度較高。它常用在公稱通徑大于200㎜的管道上。2）蝶閥用于全開全閉的供熱管道上，并具有良好的調(diào)節(jié)性能。蝶閥可作啟閉和控制流量時(shí)使用。蝶閥的密封性能好，壽命長；開閉時(shí)間短，省力；流動(dòng)阻力??；結(jié)構(gòu)簡單，便于操作；外形尺寸小，重量輕，便于運(yùn)輸和安裝。但蝶閥的使用溫度較低，耐壓范圍也比較小。近年來，在城市供熱的熱水管網(wǎng)上和熱力站內(nèi)使用較為普遍，安裝時(shí)無方向性。3）截止閥只用于全開全閉的供熱管道，一般不作流量或壓力調(diào)節(jié)用。截止閥主要起關(guān)斷作用。小直徑截止閥一般為暗桿式，大直徑一般為明桿式。截止閥有方向性，安裝時(shí)應(yīng)注意使介質(zhì)流動(dòng)方向與閥體的箭頭方向一4致，不能裝反。截止閥的結(jié)構(gòu)比較簡單，制造、維修都比閘閥方便。但介質(zhì)流動(dòng)阻力較大，閥體長度較長。產(chǎn)品公稱通徑不大于200㎜。4）調(diào)節(jié)閥可用于全開全閉的供熱管道上，并具有良好的調(diào)節(jié)性能。。在供熱系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥一般裝在干線的分支點(diǎn)、用戶的熱入口處，以及熱源的分、集水器和熱力站中，用以解決初調(diào)節(jié)和運(yùn)行調(diào)節(jié)中的流量控制。但價(jià)格昂貴，易壞。5）減壓閥