供熱工程課程設計計算書--某小區(qū)供熱系統(tǒng)

1、<p><b>　　1 工程概況 </b></p><p><b>　　1.1 工程概況</b></p><p>　　1.1.1 工程名稱：某小區(qū)供熱系統(tǒng)</p><p>　　1.1.2 地理位置：合肥地區(qū)</p><p>　　1.1.3 本工程為合肥某小區(qū)的供熱系統(tǒng)設計，為小區(qū)的住宅樓

2、和公寓樓采暖提供熱源，各熱用戶如下表1</p><p><b>　　表1：建筑面積</b></p><p><b>　　1.2 設計內容</b></p><p>　　某小區(qū)換熱站及室外熱網方案設計</p><p><b>　　設計依據</b></p><p

3、><b>　　2.1 設計依據</b></p><p>　　1、李德英《供熱工程》中國建筑工業(yè)出版社，2004。</p><p>　　2、《流體輸配管網》，中國建筑工業(yè)出版社。</p><p>　　3、 王飛，張建偉，《直埋供熱管道工程設計》中國建筑工業(yè)出版社，2007。</p><p>　　4、陸耀慶，《實用供熱

4、空調設計手冊》中國建筑工業(yè)出版社，1993。</p><p>　　5、《城市熱力網設計規(guī)范》CJJ34-2002。</p><p>　　6、《采暖通風與空調設計規(guī)范》GB0019-2003。</p><p>　　7、《城市熱力網設計規(guī)范》CJJ34-2002。</p><p>　　8，《公共建筑節(jié)能設計標準》50189-2005。</p

5、><p>　　9，《城市直埋供熱管道工程技術規(guī)范》CJJ/T81-98。</p><p>　　10， 李國斌，《冷熱源系統(tǒng)安裝》 中國建筑工業(yè)出版社，2006。</p><p>　　11， 張金和，《圖解供熱系統(tǒng)安裝》中國電力出版社， 2007。</p><p><b>　　2.2 設計參數</b></p>&

6、lt;p>　　冬季采暖設計供水溫度80℃，回水溫度60℃。</p><p><b>　　3 熱負荷概算</b></p><p>　　3.1 熱用戶熱負荷概算及匯總</p><p>　　3.1.1確定總負荷： </p><p>　　利用公式可以計算出各棟樓的熱負荷，匯總列入下表2：</p><

7、p><b>　　表2：熱負荷</b></p><p><b>　　3.2負荷匯總</b></p><p>　　由上表計算的各用戶的熱負荷可以匯總得小區(qū)的總熱負荷為：2348.5（KW）</p><p>　　4 熱交換熱站設計</p><p><b>　　4.1 換熱器</b&

8、gt;</p><p>　　4.1.1 換熱器選型及臺數確定</p><p>　　因為本小區(qū)的總熱負荷為2348.5KW，按照單臺換熱器的換熱量要達到總熱荷的60%—75%的比例，選一臺換熱器不合適，且要考慮備用，故選用兩臺換熱器較為合理。2348.5×0.6=1409.1KW，2348.5×0.75=1761.4KW。所以取每臺換熱量為1700KW。所以選擇換熱量17

9、00KW左右的換熱器兩臺。</p><p><b>　　4.2 蒸汽系統(tǒng)</b></p><p>　　熱源：小區(qū)由市政熱網提供飽和蒸汽，蒸汽壓力為0。6MPa。蒸汽經過除塵以后進入分氣缸分出，再經過減壓進入汽水換熱器。</p><p>　　蒸汽系統(tǒng)：市政蒸汽--計量--分汽缸--減壓--汽-水換熱，汽-水換熱器進口設溫控閥，控制熱水出水溫度。&

10、lt;/p><p>　　凝結水系統(tǒng)：汽-水換熱器(分汽缸）凝結水--疏水器--凝水(軟水)箱--采暖系統(tǒng)補水(排至室外下水道）。</p><p><b>　　4.3熱供熱水系統(tǒng)</b></p><p>　　4.3.1 熱水系統(tǒng)設計</p><p>　　熱水供暖系統(tǒng)：換熱器熱水出口--熱用戶--循環(huán)水泵--換熱器熱水進口，循環(huán)

11、水泵選用3臺(2用1備)，均采用變頻控制。</p><p>　　4.3.2 熱水系統(tǒng)主要設備選型計算</p><p>　　循環(huán)水泵流量為33m3/h，揚程為30m。將數據輸入選泵軟件后得到如下表3：</p><p>　　表3：東方泵業(yè)水泵參數</p><p>　　幾種泵在相同的揚程和流量下，均可以達到設計要求。</p><

12、p>　　4.4 補水定壓系統(tǒng)</p><p>　　4.4.1 補水定壓方式確定</p><p>　　補水定壓水系統(tǒng)：采用膨脹罐加補給水泵的方式對熱水系統(tǒng)定壓補水，補水泵選用2臺(1用1備)。</p><p><b>　　5 室外管網設計</b></p><p>　　5.1 管線布置與敷設方式</p>

13、<p>　　5.1.1 管線布置原則</p><p>　　布置原理：外網的網路形式對于供熱的可靠性、系統(tǒng)的機動性、運行是否方便以及經濟效率有著很大影響。</p><p>　　(1)對周圍環(huán)境影少而協(xié)調，管道應少穿交通線，考慮園林綠化等因素，管道便于檢查、維修。</p><p>　　(2)經濟上合理。主干線力求短直，主干線盡量走熱負荷集中區(qū)。注意管線上的

14、閥門、補償器和某些管道附件。</p><p>　　(3)枝狀管網布置簡單，供熱管道的直徑隨距熱源越遠而逐漸減小;而金屬耗量小，基建投資小，運行管理簡便，因為本工程是小區(qū)的管網敷設，所以選擇枝狀管網。由城鎮(zhèn)供熱工程技術規(guī)程可查閱知，熱水管網距建筑物基礎要大于3米，距城市道路邊緣不小于1。5米，所以布置管線鄰近道路的管線距道路邊緣距離為2米，供回水管道間距為750mm，具體布置如小區(qū)管網布置圖所示。</p>

15、;<p>　　5.1.2 敷設方式</p><p>　　供熱管道的敷設方式分為架空敷設和地下敷設。本小區(qū)管網敷設均采用地下敷設方式。本工程采用高密度聚乙烯外護管聚安酯泡沫塑料預制直埋保溫管，所以本工程管線均采用直埋敷設。敷設的截面圖如CAD圖所示。</p><p>　　5.1.3 管徑確定</p><p>　　確定管道的管徑計算過程如下：</p&

16、gt;<p>　　(1) 管段的計算流量就是該管段所負擔的各個用戶的計算流量之和，以此計算流量、確定管段的管徑和壓力損失。</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-采暖熱負荷熱力網設計流量，t/h；</p><p&g

17、t;　　-采暖熱負荷，KW；</p><p>　　-水的比熱容，KJ/Kg·℃，取C=4.1868 KJ/Kg·℃；</p><p>　　-各用戶相應的熱力網供水溫度，℃；</p><p>　　-各用戶相應的熱力網回水溫度，℃ 。 </p><p>　　(2)熱負荷計算:以1#住宅為例來說明采暖熱負荷熱力網設計流量的計算：

18、</p><p>　　1#住宅的采暖熱負荷熱力網設計流量為23.4 t/h,同理，其他用戶的熱負荷為:2#住宅:23.4 t/h、3#住宅:23.4 t/h、 4#公寓:8.6 t/h、5#公寓:10.3 t/h、6#公寓:11.8 t/h。</p><p>　　(3) 主干線計算： 因為熱水網路各用戶所需要的作用壓差是相等的，所以從熱源到最遠用戶G為主干線，即主干線為：A-B-C-D-E

19、-F-G。</p><p>　　根據熱力網路水力計算的方法及步驟、供暖平面圖中管道的布置及管道附件的位置，以經濟比摩阻30-70Pa/m為計算基礎，范圍內，根據各管段的流量和平均比摩阻，查水力計算表確定管徑和實際比摩阻， 以AB為例：AB段設計流量Gn/=100.96t/h，由經濟比摩阻查水力計算表得：d=200mm，R=43。23Pa/m，v=0.87m/s。</p><p>　　同理，

20、其他干管的計算也如此，分別列入表4。</p><p><b>　　表4：管段計算</b></p><p>　　管段AB的局部阻力當量長度可查閱《供熱工程》附錄2-2。結果為：一個煨彎2.52；一個波紋管補償器0.84；合計：3.36折算長度lzs=38+3.36=41.36m。管段AB的壓力損失△P=R×lzs=1786.3Pa計算結果計入表3。用同樣的方法

21、計算其他干管的管徑和壓力損失。</p><p>　　表5：各管段的局部阻力當量長度計算 單位(m)</p><p><b>　　(4) 支線計算</b></p><p>　　以支管B4為例說明水力計算過程:</p><p>　　管段B4的資用壓力為： △P=△PBC+△PCD△PDE+△PEF+△PFG=12524.5

22、2Pa。</p><p>　　管段B4的估算比摩組為：R＇=△P/lbj(1+aj)，其中aj=0.6，則R＇=327.5Pa/m</p><p>　　根據B4的流量8.6t/h和R＇查水力計算表得</p><p>　　d=70mm， R=10518.02Pa/m，v=0.67m/s</p><p>　　由表5可知其當量長度ld=7.8m&l

23、t;/p><p>　　則折算長度lzs=23.9+7.8=31.7m，△P=Rlzs=105.18×31.7=3334.266Pa</p><p>　　不平衡率X=(12524.52-3334.26)÷12524.52=73%，顯然不平衡率不滿足要求。需要裝調壓裝置， 在B4管段上加調壓孔板，采用調壓板消除剩余壓頭。</p><p>　　B4的剩余壓

24、頭為△P =2×(12524.52-3334.266)=18380.508Pa </p><p>　　f=23.21×10ˉ4/×70×70×(18380×958)0.5+0.812×8600=54706.089</p><p>　　d=(G×Dn×Dn÷f) 0.5=(8600×

25、70×70÷54706.089) 0.5=27㎜</p><p>　　即調壓板的孔徑為27㎜。</p><p>　　所以，對不平衡率很大的支路可以加裝調壓孔板來消除剩余壓頭，如果計算不平衡率小于15%，即滿足不平衡率要求，則不必加裝調壓孔。同理：其他支管計算方法與此相同， 現將各管段的計算結果列入表4。</p><p><b>　　5.

26、2 熱補償</b></p><p>　　5.2.1 補償方式</p><p>　　(1)確定熱補償器方式及固定支座位置：</p><p>　　固定支架間的最大允許間距可根據初步設定管徑確定，安裝波紋管補償器的的干線固定支架的最大間距應小于50米。當每個支架之間必須設一個補償器。盡量利用自然補償，不便使用方形補償器時應選用套筒補償器或波形補償器，當鋼管直徑

27、較大，安裝位置有限時可設置套筒補償器或波形補償器。套筒補償器使用時需要注意定期檢修，以防漏水。波形補償器選擇時應注意使用條件，避免氯離子腐蝕。本設計主要采用波紋管補償器和方形補償器。具體位置見圖紙所示。局部阻力當量長度結果如表5。</p><p>　　(2)固定支架間距的確定原則：</p><p>　　固定支架用來承受管道因熱脹冷縮時所產生的推力，為此支架和基礎需堅固，以承受推理的作用，固

28、定支架間距的大小直接影響到管網的經濟性，因此要求固定支架布置合理，使固定支架允許間距加大以減小管架的數量。</p><p>　　(3)固定支座有以下要求：</p><p>　　1、在管道不允許有軸向位移餓節(jié)點處設置固定支座，例：在支管分出的干管處；熱源出口，熱力站和熱用戶入口處，均應設置固定支座，以消除外部管路作用于附件和閥門上的作用力，使室內管道相對穩(wěn)定；在管路彎管的兩側應設置，以保證管

29、道彎曲部位的彎曲應力不超過管子的許用應力范圍。</p><p>　　2、在支管裝設的支架要求距干管三通處的距離小于9m。</p><p>　　3、一次性補償器與固定支架之間的間距不應大于表中數據的一半：見表6(此表摘錄于實用供熱空調設計手冊)</p><p>　　表6：補償器與固定支架之間間距</p><p>　　綜上，本小區(qū)供熱管網固定支座

30、位置如圖紙所示。</p><p>　　5.2.2 固定支座受力計算（只算一個）</p><p>　　固定支座受力以B4支路為例,在固定支座之間設有方形補償器.計算如下:</p><p>　　方形補償器的尺寸: 固定支座的間距</p><p>　　(1)確定方形補償器的幾何尺寸</p><p><b>　

31、　自由臂長</b></p><p><b>　　根據圖形所示</b></p><p>　　(2)根據管子規(guī)格，查表得彎管的特性系數和管子的材料特性值。</p><p>　　彎管柔性系數K=1.774,應力加強系數m=1.0,管子的斷面抗彎矩w=13.8cm3管子的斷面慣性矩I=52.5cm4 管子的彈性系數E=20.001×

32、;MPa 管子的線膨脹系數</p><p>　　(3)計算方形補償器的折算長度Lzh和彈性中心坐標位置：</p><p><b>　　=0</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　(4)計算折算管段對軸的慣性矩</p><p><b>

33、;　　= </b></p><p>　　(5)確定固定支架之間管道的計算熱伸長量</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　(6)計算方行補償器彈性力</p><p><b>　　*</b></p><p>　　支座的受力計算，簡圖如下所示:

34、</p><p><b>　　5.3 管材與保溫</b></p><p>　　本工程采用高密度聚乙烯外護管聚安酯泡沫塑料預制直埋保溫管。</p><p><b>　　5.4 熱力入口</b></p><p>　　具體詳圖見2#圖紙，它設置在單幢建筑物用戶的地溝入口，站內設置溫度計、壓力表等檢測裝置，

35、在供水管道上裝過濾器，防止污垢、雜物等局部系統(tǒng)內，在低點處設置泄水閥，檢修時排泄供暖系統(tǒng)中的水量。</p><p>　　6 管網試調節(jié)運行方案</p><p>　　(1)供熱管線工程宜與熱力站工程聯合進行試運行。</p><p>　　(2)供熱管線的試運行應有完善，靈敏，可靠的通信系統(tǒng)及其他安全保障措施。</p><p>　　(3)在試運行期

36、間，管道法蘭，閥門，補償器及儀表等處的螺栓應進行熱緊。熱緊時的運行壓力應在0.3MP以下。溫度宜達到設計溫度，螺栓應對稱擰緊，在熱緊部位應采取保護操作人員安全的技術措施。</p><p>　　(4)試運行期間發(fā)現的問題，屬于不影響試運行安全的，可以待試運行結束后處理，屬于必須當即解決的，應停止運行處理。試運行的期間，應從正常試運行狀態(tài)的時間起計72小時。</p><p>　　(5)供熱工程

37、應在認可的參數下試運行，試運行的時間應連續(xù)運行72小時。試運行應緩慢地升溫，升溫速度不應大于10度/小時。在低溫試運行正常以后，可緩慢升溫到試運行參數下運行。</p><p>　　(6)試運行期間，管道，設備的工作狀態(tài)應正常，并應做好檢查和考核的各項工作及試運行資料等記錄。</p><p>　　(7)試運行開始后，每隔1小時對補償器及其他管路附件進行檢查，并應做好記錄。</p>

38、<p><b>　　7 課程作業(yè)總結：</b></p><p>　　在我自己的努力下終于完成了這次供熱工程的課程設計，我的感受真的很深，供熱工程是我們的專業(yè)課，我們必須努力去完成。這次課程設計是我大學以來第一次使用CAD畫圖，全部計算機制作。遇到不會的問題我就上網搜索，去圖書館查閱一些資料和技術手冊。在這期間，我提高了查找資料的能力，也開始了解了一點專業(yè)的規(guī)范和設計手冊，以后要

39、多看這方面的書籍。</p><p>　　我這次做的課程設計難免會有很多錯誤之處，因為我們平時學的是理論知識，而這是一個實際工程，會有很多實際的客觀因素影響，以及各種突發(fā)狀況，還有一些工程中的要求規(guī)范我不是非常的了解。所以我們以后要多了解規(guī)范和設計手冊。在課程設計中的錯誤和不足之處，還懇請老師多批評指正。</p><p>　　在今后的學習中，我將更加努力的學習自己的專業(yè)課知識，多多了解設計規(guī)

40、范和技術資料。用自己百分百的努力來實現夢想，體現自我價值。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　1，李德英《供熱工程》中國建筑工業(yè)出版社，2004。</p><p>　　2，《流體輸配管網》。中國建筑工業(yè)出版社。</p><p>　　3， 王飛，張建偉《直埋供熱管道工程設計》中國建筑工業(yè)出版

41、社， 2007。</p><p>　　4，《實用供熱空調設計手冊》中國建筑工業(yè)出版社，1993。</p><p>　　5，《城市熱力網設計規(guī)范》CJJ34-2002。</p><p>　　6，《采暖通風與空調設計規(guī)范》GB0019-2003。</p><p>　　7，《城市熱力網設計規(guī)范》CJJ34-2002。</p><