供熱工程課程設(shè)計(jì)計(jì)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(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　某小區(qū)換熱站及室外熱網(wǎng)方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p

3、><b>　　2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)</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(wǎng)》，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(shè)計(jì)》中國建筑工業(yè)出版社，2007。</p><p>　　4、陸耀慶，《實(shí)用供熱

4、空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》中國建筑工業(yè)出版社，1993。</p><p>　　5、《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ34-2002。</p><p>　　6、《采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB0019-2003。</p><p>　　7、《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ34-2002。</p><p>　　8，《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》50189-2005。</p

5、><p>　　9，《城市直埋供熱管道工程技術(shù)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(shè)計(jì)參數(shù)</b></p>&

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

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

8、gt;</p><p>　　4.1.1 換熱器選型及臺(tái)數(shù)確定</p><p>　　因?yàn)楸拘^(qū)的總熱負(fù)荷為2348.5KW，按照單臺(tái)換熱器的換熱量要達(dá)到總熱荷的60%—75%的比例，選一臺(tái)換熱器不合適，且要考慮備用，故選用兩臺(tái)換熱器較為合理。2348.5×0.6=1409.1KW，2348.5×0.75=1761.4KW。所以取每臺(tái)換熱量為1700KW。所以選擇換熱量17

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

10、lt;/p><p>　　凝結(jié)水系統(tǒng)：汽-水換熱器(分汽缸）凝結(jié)水--疏水器--凝水(軟水)箱--采暖系統(tǒng)補(bǔ)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(shè)計(jì)</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(jìn)口，循環(huán)

11、水泵選用3臺(tái)(2用1備)，均采用變頻控制。</p><p>　　4.3.2 熱水系統(tǒng)主要設(shè)備選型計(jì)算</p><p>　　循環(huán)水泵流量為33m3/h，揚(yáng)程為30m。將數(shù)據(jù)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(shù)</p><p>　　幾種泵在相同的揚(yáng)程和流量下，均可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><

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

13、<p>　　5.1.1 管線布置原則</p><p>　　布置原理：外網(wǎng)的網(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。</p><p>　　(1)對周圍環(huán)境影少而協(xié)調(diào)，管道應(yīng)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(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)。注意管線上的

14、閥門、補(bǔ)償器和某些管道附件。</p><p>　　(3)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;而金屬耗量小，基建投資小，運(yùn)行管理簡便，因?yàn)楸竟こ淌切^(qū)的管網(wǎng)敷設(shè)，所以選擇枝狀管網(wǎng)。由城鎮(zhèn)供熱工程技術(shù)規(guī)程可查閱知，熱水管網(wǎng)距建筑物基礎(chǔ)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(wǎng)布置圖所示。</p>

15、;<p>　　5.1.2 敷設(shè)方式</p><p>　　供熱管道的敷設(shè)方式分為架空敷設(shè)和地下敷設(shè)。本小區(qū)管網(wǎng)敷設(shè)均采用地下敷設(shè)方式。本工程采用高密度聚乙烯外護(hù)管聚安酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管，所以本工程管線均采用直埋敷設(shè)。敷設(shè)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(jì)算過程如下：</p&

16、gt;<p>　　(1) 管段的計(jì)算流量就是該管段所負(fù)擔(dān)的各個(gè)用戶的計(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。</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-采暖熱負(fù)荷熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)流量，t/h；</p><p&g

17、t;　　-采暖熱負(fù)荷，KW；</p><p>　　-水的比熱容，KJ/Kg·℃，取C=4.1868 KJ/Kg·℃；</p><p>　　-各用戶相應(yīng)的熱力網(wǎng)供水溫度，℃；</p><p>　　-各用戶相應(yīng)的熱力網(wǎng)回水溫度，℃ 。 </p><p>　　(2)熱負(fù)荷計(jì)算:以1#住宅為例來說明采暖熱負(fù)荷熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算：

18、</p><p>　　1#住宅的采暖熱負(fù)荷熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)流量為23.4 t/h,同理，其他用戶的熱負(fù)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(jì)算： 因?yàn)闊崴W(wǎng)路各用戶所需要的作用壓差是相等的，所以從熱源到最遠(yuǎn)用戶G為主干線，即主干線為：A-B-C-D-E

19、-F-G。</p><p>　　根據(jù)熱力網(wǎng)路水力計(jì)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(jīng)濟(jì)比摩阻30-70Pa/m為計(jì)算基礎(chǔ)，范圍內(nèi)，根據(jù)各管段的流量和平均比摩阻，查水力計(jì)算表確定管徑和實(shí)際比摩阻， 以AB為例：AB段設(shè)計(jì)流量Gn/=100.96t/h，由經(jīng)濟(jì)比摩阻查水力計(jì)算表得：d=200mm，R=43。23Pa/m，v=0.87m/s。</p><p>　　同理，

20、其他干管的計(jì)算也如此，分別列入表4。</p><p><b>　　表4：管段計(jì)算</b></p><p>　　管段AB的局部阻力當(dāng)量長度可查閱《供熱工程》附錄2-2。結(jié)果為：一個(gè)煨彎2.52；一個(gè)波紋管補(bǔ)償器0.84；合計(jì)：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(jì)算結(jié)果計(jì)入表3。用同樣的方法

21、計(jì)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(dāng)量長度計(jì)算 單位(m)</p><p><b>　　(4) 支線計(jì)算</b></p><p>　　以支管B4為例說明水力計(jì)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(jù)B4的流量8.6t/h和R＇查水力計(jì)算表得</p><p>　　d=70mm， R=10518.02Pa/m，v=0.67m/s</p><p>　　由表5可知其當(dāng)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(diào)壓裝置， 在B4管段上加調(diào)壓孔板，采用調(diào)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(diào)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(diào)壓孔板來消除剩余壓頭，如果計(jì)算不平衡率小于15%，即滿足不平衡率要求，則不必加裝調(diào)壓孔。同理：其他支管計(jì)算方法與此相同， 現(xiàn)將各管段的計(jì)算結(jié)果列入表4。</p><p><b>　　5.

26、2 熱補(bǔ)償</b></p><p>　　5.2.1 補(bǔ)償方式</p><p>　　(1)確定熱補(bǔ)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(jù)初步設(shè)定管徑確定，安裝波紋管補(bǔ)償器的的干線固定支架的最大間距應(yīng)小于50米。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)償器或波形補(bǔ)償器，當(dāng)鋼管直徑

27、較大，安裝位置有限時(shí)可設(shè)置套筒補(bǔ)償器或波形補(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。波形補(bǔ)償器選擇時(shí)應(yīng)注意使用條件，避免氯離子腐蝕。本設(shè)計(jì)主要采用波紋管補(bǔ)償器和方形補(bǔ)償器。具體位置見圖紙所示。局部阻力當(dāng)量長度結(jié)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(shí)所產(chǎn)生的推力，為此支架和基礎(chǔ)需堅(jiān)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(wǎng)的經(jīng)濟(jì)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(shù)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(diǎn)處設(shè)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(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；在管路彎管的兩側(cè)應(yīng)設(shè)置，以保證管

29、道彎曲部位的彎曲應(yīng)力不超過管子的許用應(yīng)力范圍。</p><p>　　2、在支管裝設(shè)的支架要求距干管三通處的距離小于9m。</p><p>　　3、一次性補(bǔ)償器與固定支架之間的間距不應(yīng)大于表中數(shù)據(jù)的一半：見表6(此表摘錄于實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊)</p><p>　　表6：補(bǔ)償器與固定支架之間間距</p><p>　　綜上，本小區(qū)供熱管網(wǎng)固定支座

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

31、　自由臂長</b></p><p><b>　　根據(jù)圖形所示</b></p><p>　　(2)根據(jù)管子規(guī)格，查表得彎管的特性系數(shù)和管子的材料特性值。</p><p>　　彎管柔性系數(shù)K=1.774,應(yīng)力加強(qiáng)系數(shù)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(shù)E=20.001×

32、;MPa 管子的線膨脹系數(shù)</p><p>　　(3)計(jì)算方形補(bǔ)償器的折算長度Lzh和彈性中心坐標(biāo)位置：</p><p><b>　　=0</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　(4)計(jì)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(jì)算熱伸長量</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　(6)計(jì)算方行補(bǔ)償器彈性力</p><p><b>　　*</b></p><p>　　支座的受力計(jì)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(hù)管聚安酯泡沫塑料預(yù)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(shè)置在單幢建筑物用戶的地溝入口，站內(nèi)設(shè)置溫度計(jì)、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(nèi)，在低點(diǎn)處設(shè)置泄水閥，檢修時(shí)排泄供暖系統(tǒng)中的水量。</p><p>　　6 管網(wǎng)試調(diào)節(jié)運(yùn)行方案</p><p>　　(1)供熱管線工程宜與熱力站工程聯(lián)合進(jìn)行試運(yùn)行。</p><p>　　(2)供熱管線的試運(yùn)行應(yīng)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(yùn)行期

36、間，管道法蘭，閥門，補(bǔ)償器及儀表等處的螺栓應(yīng)進(jìn)行熱緊。熱緊時(shí)的運(yùn)行壓力應(yīng)在0.3MP以下。溫度宜達(dá)到設(shè)計(jì)溫度，螺栓應(yīng)對稱擰緊，在熱緊部位應(yīng)采取保護(hù)操作人員安全的技術(shù)措施。</p><p>　　(4)試運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)的問題，屬于不影響試運(yùn)行安全的，可以待試運(yùn)行結(jié)束后處理，屬于必須當(dāng)即解決的，應(yīng)停止運(yùn)行處理。試運(yùn)行的期間，應(yīng)從正常試運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間起計(jì)72小時(shí)。</p><p>　　(5)供熱工程

37、應(yīng)在認(rèn)可的參數(shù)下試運(yùn)行，試運(yùn)行的時(shí)間應(yīng)連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)。試運(yùn)行應(yīng)緩慢地升溫，升溫速度不應(yīng)大于10度/小時(shí)。在低溫試運(yùn)行正常以后，可緩慢升溫到試運(yùn)行參數(shù)下運(yùn)行。</p><p>　　(6)試運(yùn)行期間，管道，設(shè)備的工作狀態(tài)應(yīng)正常，并應(yīng)做好檢查和考核的各項(xiàng)工作及試運(yùn)行資料等記錄。</p><p>　　(7)試運(yùn)行開始后，每隔1小時(shí)對補(bǔ)償器及其他管路附件進(jìn)行檢查，并應(yīng)做好記錄。</p>

38、<p><b>　　7 課程作業(yè)總結(jié)：</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(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)是我大學(xué)以來第一次使用CAD畫圖，全部計(jì)算機(jī)制作。遇到不會(huì)的問題我就上網(wǎng)搜索，去圖書館查閱一些資料和技術(shù)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(diǎn)專業(yè)的規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊，以后要

39、多看這方面的書籍。</p><p>　　我這次做的課程設(shè)計(jì)難免會(huì)有很多錯(cuò)誤之處，因?yàn)槲覀兤綍r(shí)學(xué)的是理論知識(shí)，而這是一個(gè)實(shí)際工程，會(huì)有很多實(shí)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(shè)計(jì)手冊。在課程設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不足之處，還懇請老師多批評(píng)指正。</p><p>　　在今后的學(xué)習(xí)中，我將更加努力的學(xué)習(xí)自己的專業(yè)課知識(shí)，多多了解設(shè)計(jì)規(guī)

40、范和技術(shù)資料。用自己百分百的努力來實(shí)現(xiàn)夢想，體現(xiàn)自我價(jià)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(wǎng)》。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(shè)計(jì)》中國建筑工業(yè)出版

41、社， 2007。</p><p>　　4，《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》中國建筑工業(yè)出版社，1993。</p><p>　　5，《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ34-2002。</p><p>　　6，《采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB0019-2003。</p><p>　　7，《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ34-2002。</p><