供熱工程課程設(shè)計計算書某小區(qū)供熱系統(tǒng)

1、1 工程概況 1.1 工程概況1.1.1 工程名稱：某小區(qū)供熱系統(tǒng)1.1.2 地理位置：合肥地區(qū)1.1.3 本工程為合肥某小區(qū)的供熱系統(tǒng)設(shè)計，為小區(qū)的住宅樓和公寓樓采暖提供熱源，各熱用戶如下表1表1：建筑面積名稱1#住宅2#住宅 3#住宅4#公寓5#公寓6#公寓層數(shù)111111545建筑面積1210012100121004000480050001.2 設(shè)計內(nèi)容某小區(qū)換熱站及室外熱網(wǎng)方案設(shè)計2 設(shè)計依據(jù)2.1 設(shè)計依據(jù)1、李德英供熱工程中國建筑工業(yè)出版社，2004。2、流體輸配管網(wǎng)，中國建筑工業(yè)出版社。3、 王飛，張建偉，直埋供熱管道工程設(shè)計中國建筑工業(yè)出版社，2007。4、陸耀慶，實用供熱空調(diào)

2、設(shè)計手冊中國建筑工業(yè)出版社，1993。5、城市熱力網(wǎng)設(shè)計規(guī)范cjj34-2002。6、采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計規(guī)范gb0019-2003。7、城市熱力網(wǎng)設(shè)計規(guī)范cjj34-2002。8，公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)50189-2005。9，城市直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)范cjj/t81-98。 10， 李國斌，冷熱源系統(tǒng)安裝 中國建筑工業(yè)出版社，2006。 11， 張金和，圖解供熱系統(tǒng)安裝中國電力出版社， 2007。2.2 設(shè)計參數(shù)冬季采暖設(shè)計供水溫度80，回水溫度60。3 熱負(fù)荷概算3.1 熱用戶熱負(fù)荷概算及匯總3.1.1確定總負(fù)荷： 利用公式可以計算出各棟樓的熱負(fù)荷，匯總列入下表2： 表2：熱負(fù)荷熱用戶熱負(fù)

3、荷(w)合計熱負(fù)荷（kw）1#住宅1210045=5445002348.5（kw）2#住宅1210045=5445003#住宅1210045=5445004#公寓400050=2000005#公寓480050=2400006#公寓500055=2750003.2負(fù)荷匯總由上表計算的各用戶的熱負(fù)荷可以匯總得小區(qū)的總熱負(fù)荷為：2348.5（kw）4 熱交換熱站設(shè)計4.1 換熱器4.1.1 換熱器選型及臺數(shù)確定因為本小區(qū)的總熱負(fù)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。2348.50.6=1409.1kw

4、，2348.50.75=1761.4kw。所以取每臺換熱量為1700kw。所以選擇換熱量1700kw左右的換熱器兩臺。4.2 蒸汽系統(tǒng)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)過除塵以后進入分氣缸分出，再經(jīng)過減壓進入汽水換熱器。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(shè)溫控閥，控制熱水出水溫度。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)補水(排至室外下水道）。4.3熱供熱水系統(tǒng)4.3.1 熱水系統(tǒng)設(shè)計 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)水泵選用3臺(2用1備)，均采用變頻控制。4

5、.3.2 熱水系統(tǒng)主要設(shè)備選型計算循環(huán)水泵流量為33m3/h，揚程為30m。將數(shù)據(jù)輸入選泵軟件后得到如下表3：表3：東方泵業(yè)水泵參數(shù)產(chǎn)品名稱產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品型號流量揚程轉(zhuǎn)速功率汽蝕余 量dfg(dfrg)型單級單吸立式管道式離心泵立式dfg65-160()a/2/5.5323029005.53dfsg型水冷低噪聲離心泵立式dfsg65-160(i)a/2/5.5323029005.53dfw(dfwr)型臥式離心泵臥式dfw65-160（i）a/2/5.5323029005.53幾種泵在相同的揚程和流量下，均可以達到設(shè)計要求。4.4 補水定壓系統(tǒng)4.4.1 補水定壓方式確定 補水定壓水系統(tǒng)：采用膨

6、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)。5 室外管網(wǎng)設(shè)計5.1 管線布置與敷設(shè)方式5.1.1 管線布置原則布置原理：外網(wǎng)的網(wǎng)路形式對于供熱的可靠性、系統(tǒng)的機動性、運行是否方便以及經(jīng)濟效率有著很大影響。(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。(2)經(jīng)濟上合理。主干線力求短直，主干線盡量走熱負(fù)荷集中區(qū)。注意管線上的閥門、補償器和某些管道附件。(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，運行管理簡便，因為本工程是小區(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

7、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。5.1.2 敷設(shè)方式 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。5.1.3 管徑確定確定管道的管徑計算過程如下：(1) 管段的計算流量就是該管段所負(fù)擔(dān)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。 (5-1)式中：-采暖熱負(fù)荷熱力網(wǎng)設(shè)計流量，t/h；-采暖熱負(fù)荷，kw

8、；-水的比熱容，kj/kg，取c=4.1868 kj/kg；-各用戶相應(yīng)的熱力網(wǎng)供水溫度，；-各用戶相應(yīng)的熱力網(wǎng)回水溫度， 。 (2)熱負(fù)荷計算:以1#住宅為例來說明采暖熱負(fù)荷熱力網(wǎng)設(shè)計流量的計算：1#住宅的采暖熱負(fù)荷熱力網(wǎng)設(shè)計流量為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。 (3) 主干線計算： 因為熱水網(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-f-g。根據(jù)熱力網(wǎng)路水力計算的方法及步驟、供暖平面

9、圖中管道的布置及管道附件的位置，以經(jīng)濟比摩阻30-70pa/m為計算基礎(chǔ)，范圍內(nèi)，根據(jù)各管段的流量和平均比摩阻，查水力計算表確定管徑和實際比摩阻， 以ab為例：ab段設(shè)計流量gn/=100.96t/h，由經(jīng)濟比摩阻查水力計算表得：d=200mm，r=43。23pa/m，v=0.87m/s。同理，其他干管的計算也如此，分別列入表4。表4：管段計算管段編號計算流量(t/h)管長 (m)局阻當(dāng)量長度(m)折算長度(m)直徑(mm)流速(m/s)比摩阻(pa/m)管段壓力損失(pa)不平衡率(%)干管計算ab 100.9383.3641.362000.8743.231786.31 bc92.310.7

10、8.419.12000.8036.06690.6cd68.944.26.1650.412000.5920.061011.6de58.655.610.61500.9679.55843.23ef35.245.94.8450.71250.8375.243817.67fg23.449.35.5454.841000.866112.36161.45支管計算c123.416.35.121.4801.283116655e223.416.36.622.91000.86108.42482.36b48.623.97.831.7700.67105.183334.2173.2d510.324.47.832.2700.8

11、0151.024862.8f611.824.44.2828.68800.6579.82288.6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=rlzs=1786.3pa計算結(jié)果計入表3。用同樣的方法計算其他干管的管徑和壓力損失。表5：各管段的局部阻力當(dāng)量長度計算 單位(m)管段編號/局部阻力形式閘閥補償器彎頭分流三通直通管分流三通分支管ab波紋：0.84一個：2.52bc一個：8.4cd波紋：0.56一個：5.6de一個：5。6ef波紋：0.44一個：4.

12、4fg一個：1.28方形;3.5一個：0.76c1一個：1.28一個：3.82e2一個：1.65一個：4.95f6一個：1.65一個3b4一個：1.6方形：3.2一個：3d5一個：1.6方形：3.2一個：3(4) 支線計算以支管b4為例說明水力計算過程:管段b4的資用壓力為： p=pbc+pcdpde+pef+pfg=12524.52pa。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根據(jù)b4的流量8.6t/h和r查水力計算表得d=70mm， r=10518.02pa/m，v=0.67m/s由表5可知其當(dāng)量長度ld=7.8m則折算長度lzs=23

13、.9+7.8=31.7m，p=rlzs=105.1831.7=3334.266pa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。b4的剩余壓頭為p =2(12524.52-3334.266)=18380.508pa f=23.21104/7070(18380958)0.5+0.8128600=54706.089d=(gdndnf) 0.5=(8600707054706.089) 0.5=27即調(diào)壓板的孔徑為27。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，如果計算

14、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：其他支管計算方法與此相同， 現(xiàn)將各管段的計算結(jié)果列入表4。5.2 熱補償5.2.1 補償方式(1)確定熱補償器方式及固定支座位置：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)每個支架之間必須設(shè)一個補償器。盡量利用自然補償，不便使用方形補償器時應(yīng)選用套筒補償器或波形補償器，當(dāng)鋼管直徑較大，安裝位置有限時可設(shè)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(yīng)注意使用條件，避免氯離子腐蝕。本設(shè)計主要采用波紋管補償器和方形補償器。具體位置見

15、圖紙所示。局部阻力當(dāng)量長度結(jié)果如表5。(2)固定支架間距的確定原則： 固定支架用來承受管道因熱脹冷縮時所產(chǎn)生的推力，為此支架和基礎(chǔ)需堅固，以承受推理的作用，固定支架間距的大小直接影響到管網(wǎng)的經(jīng)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(shù)量。(3)固定支座有以下要求：1、在管道不允許有軸向位移餓節(jié)點處設(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，以保證管道彎曲部位的彎曲應(yīng)力不超過管子的許用應(yīng)力范圍。2、在支管裝設(shè)的支架要求距干管三通處的距離小于9

16、m。3、一次性補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(此表摘錄于實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊)表6：補償器與固定支架之間間距管徑()20015012510080間距(m)121。284。784。568。869。0綜上，本小區(qū)供熱管網(wǎng)固定支座位置如圖紙所示。5.2.2 固定支座受力計算（只算一個）固定支座受力以b4支路為例,在固定支座之間設(shè)有方形補償器.計算如下:方形補償器的尺寸: 固定支座的間距(1)確定方形補償器的幾何尺寸自由臂長根據(jù)圖形所示(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。彎管柔性系數(shù)k=1.774,應(yīng)力加強系數(shù)m=1.0,管子的斷面抗彎矩w=13.8c

17、m3管子的斷面慣性矩i=52.5cm4 管子的彈性系數(shù)e=20.001mpa 管子的線膨脹系數(shù)(3)計算方形補償器的折算長度lzh和彈性中心坐標(biāo)位置： =0=(4)計算折算管段對軸的慣性矩= (5)確定固定支架之間管道的計算熱伸長量（-）(6)計算方行補償器彈性力*支座的受力計算，簡圖如下所示:5.3 管材與保溫本工程采用高密度聚乙烯外護管聚安酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管。5.4 熱力入口具體詳圖見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、壓力表等檢測裝置，在供水管道上裝過濾器，防止污垢、雜物等局部系統(tǒng)內(nèi)，在低點處設(shè)置泄水閥，檢修時排泄供暖系統(tǒng)中的水量。6 管網(wǎng)試調(diào)節(jié)運行方案(1

18、)供熱管線工程宜與熱力站工程聯(lián)合進行試運行。(2)供熱管線的試運行應(yīng)有完善，靈敏，可靠的通信系統(tǒng)及其他安全保障措施。(3)在試運行期間，管道法蘭，閥門，補償器及儀表等處的螺栓應(yīng)進行熱緊。熱緊時的運行壓力應(yīng)在0.3mp以下。溫度宜達到設(shè)計溫度，螺栓應(yīng)對稱擰緊，在熱緊部位應(yīng)采取保護操作人員安全的技術(shù)措施。(4)試運行期間發(fā)現(xiàn)的問題，屬于不影響試運行安全的，可以待試運行結(jié)束后處理，屬于必須當(dāng)即解決的，應(yīng)停止運行處理。試運行的期間，應(yīng)從正常試運行狀態(tài)的時間起計72小時。(5)供熱工程應(yīng)在認(rèn)可的參數(shù)下試運行，試運行的時間應(yīng)連續(xù)運行72小時。試運行應(yīng)緩慢地升溫，升溫速度不應(yīng)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(shù)下運行。(6)試運行期間，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工作及試運行資料等記錄。(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(yīng)做好記錄。7 課程作業(yè)總結(jié)：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，我的感受真的很深，供熱工程是我們的專業(yè)