小區(qū)供熱系統(tǒng)的設(shè)計說明

1、摘 要本次畢業(yè)設(shè)計的課題為寶雞陽光城小區(qū)的供暖系統(tǒng)，包括供熱外網(wǎng)和換熱站的設(shè)計。該小區(qū)包括住宅樓與商業(yè)用樓，總建筑面積為105410m2，熱用戶計算熱負荷為4849kW。小區(qū)換熱站以城市供熱管網(wǎng)130/70的水為熱媒，用地板輻射采暖，采暖供回水溫度為55/45。首先，根據(jù)設(shè)計題目搜集資料，確定供熱系統(tǒng)的相關(guān)方案。包括集中供熱系統(tǒng)的選擇、枝狀管網(wǎng)的確定、熱負荷的計算、熱媒的選擇及其參數(shù)的確定。然后，進行小區(qū)供熱外網(wǎng)的設(shè)計。包括管道的敷設(shè)、管網(wǎng)中固定支架、閥門井、補償器等附件的位置與數(shù)量的確定，管道的保溫，管網(wǎng)的水力計算。通過水力計算確定管網(wǎng)的管徑以及壓力損失，并進行不平衡率的計算，盡量使每段管線

2、都能達到水力平衡。接著，確定換熱站系統(tǒng)流程；對換熱器、循環(huán)水泵、定壓水泵等主要設(shè)備進行選型計算；合理布置所有的設(shè)備以及它們之間的管道。同樣，還要對換熱站內(nèi)部進行水力計算以求得各種管路的管徑。最后，根據(jù)設(shè)計的供暖系統(tǒng)的特點提出合理有效的運行調(diào)節(jié)方法，利用自控裝置，將整個供熱系統(tǒng)設(shè)計成為根據(jù)用戶需要變質(zhì)量流量運行的智能系統(tǒng)。關(guān)鍵詞： 供熱外網(wǎng)；換熱站；水力計算；運行調(diào)節(jié)AbstractThis is a heating system design about one district in Bao Ji, which includes outdoor heating pipe network an

3、d heat transfer station. The district contents residence building and business building, the total constructiong area is about 105410 m2 and heat load is about 4849kW. Firstly, needing to collect some information basis the design subject, and confirming the correlation scheme about the confirming of

4、pipeline network, the calculate of the Secondly, putting up the design about the outdoor heating pipe network. It contents the laying of pipe, defining the position and number of the accessories such as fixed supports, valve wells and compensators, the defining of the pipeline, the hydraulic computa

5、tion of the pipeline . Through the hydraulic computation, we can confirm the diameter of the pipling and the pressure lossing, computing the hydraulic unbalance rate in order to make the hydraulic balance on every pipling. Then, the process of heating medium flow is determined. After the type of hea

6、t exchanger, water circulating pumps and make-up water pumps are chosen; they and the pipelines among them are arranged rationally. Also, the hydraulic computation of internal heat transfer station shouid be workouted to meet the need of every pipling. regulationKeywords: outdoor heating pipe networ

7、k; heat transfer station; ; operation and regulation目 錄前言.4第一章 原始資料51.1工程概況51.2原始資料5氣象資料5建筑資料資料5 1.2.3燃料資料.5 1.2.4水質(zhì)資料.6第二章 集中供熱系統(tǒng)的熱負荷72.1集中供熱熱負荷的特征72.2集中供熱熱負荷的計算72.3集中供熱系統(tǒng)熱媒的選擇102.4集中供熱系統(tǒng)熱媒參數(shù)的確定102.5熱網(wǎng)系統(tǒng)型式的確定11第三章 室外管網(wǎng)的設(shè)計123.1外網(wǎng)管道布置原則123.2外網(wǎng)管道敷設(shè)方式133.3供熱管道及其附件15供熱管道15閥門17管道的放氣與排水193.4補償器20 3.4.1補償器

8、的特性及計算.20 3.4.2補償器的分類和型號選擇.213.5支架22第四章 外網(wǎng)水力計算254.1水力計算的主要任務(wù)254.2水力計算的基本原則254.3水力計算方法及步驟25 4.4管路水力計算舉例.26第五章 換熱站的設(shè)計345.1設(shè)計題目345.2原始資料345.3換熱站概述355.4換熱站設(shè)計原則355.5換熱站的布置原則365.6設(shè)計方案365.6.1換熱站設(shè)計方案375.6.2采暖熱水供回水系統(tǒng)375.6.3補水定壓系統(tǒng)375.7設(shè)備的選擇與計算385.7.1換熱器385.7.2循環(huán)水泵395.7.3補水泵415.7.4補水箱的選型445.7.5水處理設(shè)備的選型455.7.6分

9、集水器的選型475.7.7除污器的選型485.8換熱站內(nèi)部水力計算50第六章 供熱系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)536.1供熱系統(tǒng)的初調(diào)節(jié)536.2供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)54第七章 供熱管道的保溫與防腐587.1供熱管道的保溫587.2供熱管道的防腐59參考文獻61致 謝62前言 本次設(shè)計是關(guān)于供熱外網(wǎng)及熱源的工程設(shè)計，由換熱站通過熱網(wǎng)輸送給用戶所需的熱量。應(yīng)與實際相結(jié)合，對管道保溫盒防腐采用新措施，設(shè)計換熱站的系統(tǒng)。查閱相關(guān)資料和最新規(guī)范，實時的進行分析，在系統(tǒng)運行控制以及管道防腐保溫等方面應(yīng)多考慮新技術(shù)、新材料，本設(shè)計是對大學(xué)四年所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識的實際結(jié)合，也是理論與實際相結(jié)合的一個過程。在課程設(shè)計的基

10、礎(chǔ)上參考國家有關(guān)的規(guī)范、標準、工程設(shè)計圖集及相關(guān)資料，獨立完成所要求的設(shè)計任務(wù)。使自己在設(shè)計過程中掌握設(shè)計計算步驟，培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，為即將到來的工作奠定堅實的基礎(chǔ)。正確合理的計算熱負荷是確定熱源類型、規(guī)模，以及供熱系統(tǒng)管徑大小、方案運行是否合理，能否取得經(jīng)濟效益的重要因素，因此在管網(wǎng)設(shè)計前必須對各類熱負荷的數(shù)量、性質(zhì)及參數(shù)進行詳細的調(diào)查和準確的計算。合理地選擇室外供熱管道的敷設(shè)方式和確定供熱管道的平面布置，對于節(jié)省供熱系統(tǒng)工程投資，保證熱網(wǎng)運行安全可靠和施工維修操作方便等，具有重要的意義。所以本設(shè)計采用集中供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟技術(shù)分析，設(shè)計兩種管道布置形式，分別作出他們的

11、預(yù)算，進行經(jīng)濟技術(shù)比較，合理的設(shè)計方案。第一章 原始資料1.1工程概況 本次設(shè)計為寶雞陽光城小區(qū)的供暖系統(tǒng)設(shè)計，主要包括外網(wǎng)設(shè)計和小區(qū)換熱站設(shè)計。小區(qū)共有高層建筑14棟、1個三層幼兒園、一個三層會所、1個市場。另外5幢樓一層為商業(yè)建筑?？傉嫉孛娣e約為54000平方米，總供熱面積為105410m2，熱用戶計算熱負荷為4849kW。城市供熱管網(wǎng)由教育東路引入，經(jīng)換熱站換熱后向各樓供熱。城市供熱管網(wǎng)的供熱介質(zhì)參數(shù)為130供水，80回水。1.2原始資料氣象資料：寶雞：海拔：616.2米 室外計算干球溫度：采暖 -5 冬季通風(fēng) -1 夏季通風(fēng) 30 冬季空調(diào) -8 夏季空調(diào) 33.5 夏季空調(diào)日平均溫度

12、 29 夏季室外濕球溫度 24.8建筑資料：區(qū)域規(guī)劃圖、住宅建筑圖。燃料資料：田燃氣體積組成：CH4=98.00% , CmHn=0.40% , C3H8=0.30% , C4H10=0.30%, N2=0.04% , Qdw=36533KJ/Kg .標態(tài)下密度：0=0.7435Kg/m3 , 相對密度 d=0.575標態(tài)下的質(zhì)量定壓熱容 Cp=1.557KJ/Kg.0C相對分子質(zhì)量 M=16.654氣體常數(shù) R=50.92 (9.8J/Kg .0C)0號輕柴油： Wy=0% Ay=0.01% Cy=85.55% Hy=13.49% Oy=0.66%Ny=0.04% Sy=0.25% Qdw=

13、42900KJ/Kg水質(zhì)資料： 采用城市自來水，供水壓力 0.3Mpa .表1-1 水質(zhì)資料PH值7.5總堿度2.1mmol/L總硬度3.1mmol/L含鹽量278mg/L碳酸鹽硬度2.1 mmol/L夏季平均水溫16oC非碳酸鹽硬度1.0 mmol/L冬季平均水溫10oC溶解氧含量5.8 mg/L懸浮物、含油量微量，可忽略第二章 集中供熱系統(tǒng)的熱負荷2.1集中供熱熱負荷的特征2.2集中供熱熱負荷的計算結(jié)合實際情況，本2.3集中供熱系統(tǒng)熱媒的選擇集中供熱系統(tǒng)的熱媒主要是熱水和蒸汽。對于熱媒的選擇主要取決于熱用戶的使用特征和要求，同時也與選擇的熱源型式有關(guān)。本設(shè)計中小區(qū)的主要建筑是居民樓和商用樓

14、，生活采暖是供熱的主要目的，因此本設(shè)計采用的供熱熱媒為熱水，與蒸汽熱媒相比，以熱水作為熱媒有以下優(yōu)點：（1）熱水供熱系統(tǒng)的熱能利用效率高。由于在熱水供熱系統(tǒng)中，沒有凝結(jié)水與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)好，實踐證明，一般可節(jié)約燃料20%40%。（2）以水作為熱媒用于供暖系統(tǒng)時，可以改變供水溫度來進行供熱調(diào)節(jié)（質(zhì)調(diào)節(jié)），既能減少熱網(wǎng)熱損失，又能較好的滿足衛(wèi)生要求。（3）熱水系統(tǒng)的蓄熱能力高，由于系統(tǒng)中水量多，水的比熱大，因此，在水力工況和熱力工況短時間失調(diào)時，也不會引起供暖狀況的很大波動。（4）熱水供熱系統(tǒng)可以遠距離輸送，供熱半徑大。2.4集中供熱系統(tǒng)熱媒參數(shù)的確定2

15、.5熱網(wǎng)系統(tǒng)型式的確定熱網(wǎng)是集中供熱系統(tǒng)的主要組成部分，擔負熱能輸送任務(wù)。熱網(wǎng)系統(tǒng)的型式取決于熱媒、熱源與熱用戶的相互位置和供熱地區(qū)熱用戶的種類、熱負荷大小和性質(zhì)等。選擇熱網(wǎng)型式時應(yīng)遵循安全供熱和經(jīng)第三章 室外管網(wǎng)的設(shè)計3.1外網(wǎng)管道布置原則（1）城市道路上的熱力網(wǎng)管道一般應(yīng)平行與道路中心線，并應(yīng)盡量敷設(shè)在車行道以外的地方，一般情況下同一條管道應(yīng)只沿街道的一次敷設(shè)。（2）穿過廠區(qū)的城市熱力管網(wǎng)道，應(yīng)敷設(shè)在易于檢修和維護的位置。（3）管徑等于或小于300mm的熱力網(wǎng)管道，可以穿過建筑物的地下室或自建筑物下專門敷設(shè)的通行管溝內(nèi)穿過。（4）熱力網(wǎng)管道可以和給水管道、電壓10kV以下的電力電纜、通信電

16、纜、壓縮空氣管道、壓力排水管道和重油管道一起敷設(shè)在綜合管溝內(nèi)。但熱力管道應(yīng)高于給水管道和重油管道，并且給水管道應(yīng)做絕緣層和防水層。（5）地上敷設(shè)的城市熱力網(wǎng)管道，可以和其他管道敷設(shè)在一起，但應(yīng)便于檢修，且不應(yīng)架設(shè)在腐蝕性介質(zhì)管道下方。經(jīng)過初步規(guī)劃設(shè)計，該因小區(qū)高層建筑較多，考慮將小區(qū)分為高低兩個區(qū)，低區(qū)已18層為界限。低區(qū)供暖管線分為東、西兩條大的支路，高區(qū)只有西邊一條主干線。管線沿小區(qū)地下車庫邊緣架空敷設(shè)，管線力求短而直。3.2外網(wǎng)管道敷設(shè)方式3.3供熱管道及其附件供熱管道及其附件是供熱管道輸送熱媒的主體部分。供熱管道附件是供熱管道上的管件（三通、彎頭等）、閥門、補償器、支座和器具（放氣、放

17、水、除污等裝置）的名稱。這些附件是構(gòu)成供熱管線和保證供熱管管線正常運行的重要部分。供熱管道供熱管道是需要承受水系統(tǒng)壓力的，所以管道就需要是能夠承壓的管道。供熱管道通常采用鋼管。鋼管最大優(yōu)點是能承受較大的內(nèi)壓力和動荷載；缺點是鋼管內(nèi)部及外部易受腐蝕。室內(nèi)供熱管道常采用水煤氣管或無縫鋼管；室外供熱管道都采用無縫鋼管和鋼板卷焊管。根據(jù)城市熱力管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范的要求管道鋼材號應(yīng)符合表3.2規(guī)定，管道鋼材的質(zhì)量及規(guī)格應(yīng)符合國家標準的規(guī)定。表3-2 管道材料和種類的選擇表3-3 鋼材適用范圍 本設(shè)計中選用Q235-A無縫鋼管鋼管的連接可采用焊接、法蘭盤連接和絲扣連接；焊接連接可靠、施工簡便迅速，廣泛用于管道之

18、間及補償器等的連接；法蘭連接裝卸方便，通常用在管道與設(shè)備、閥門等需要拆卸的附件連接上。對于室內(nèi)供熱管道，通常借助三通、四通、管接頭等管件，進行絲扣連接，也可采用焊接或法蘭連接。尤其應(yīng)遵守以下幾方面的問題。3.3.2閥門閥門是用來開閉管路和調(diào)節(jié)輸送介質(zhì)流量的設(shè)備。在供熱管道上，常用的閥門形式有：截止閥、閘閥、蝶閥、止回閥和調(diào)節(jié)閥等。按閥門的用途可分為：（1） 切斷用：用來切管或者接通管路中的介質(zhì)。如閘閥、截止閥、球閥、旋塞閥、蝶閥等。（2） 止回用：用來防止介質(zhì)倒流。如止回閥。（3） 調(diào)節(jié)閥：用來調(diào)節(jié)管路中介質(zhì)的壓力和流量。如節(jié)流閥、減壓閥、調(diào)節(jié)閥、蝶閥、V形開口球閥、平衡閥等。（4） 分配用：

19、用來改變管路中介質(zhì)流動的方向，起到分配介質(zhì)的作用。如分配閥、三通或四通旋塞閥、三通或者四通球閥等。（5） 安全用：用于超壓安全保護，排放多余介質(zhì)，防止壓力超過規(guī)定數(shù)值。如安全閥、溢流閥等。（6） 其它特殊用途：如蒸汽疏水閥、空氣疏水閥、排污閥、放空閥、呼吸閥、排渣閥、溫度調(diào)節(jié)閥等。 截止閥按介質(zhì)流向可分為直通式、直角式和直流式三種。其結(jié)構(gòu)形式，按閥桿螺紋的位置可分為明桿和暗桿兩種。截止閥關(guān)閉嚴密性好，但閥體長，介質(zhì)流動阻力大，產(chǎn)品公稱通徑不大于200mm。閘閥的結(jié)構(gòu)形式也有明桿和暗桿兩種。另外按照閘板的形狀和數(shù)目，有楔式與平行式，以及單板與雙板的區(qū)別。閘閥的優(yōu)缺點與截止閥相反,它通常用在公稱直

20、徑大于200mm的管道上。截止閥和閘閥主要起開閉管路的作用。由于其調(diào)節(jié)性能不好，不適于用來調(diào)節(jié)流量?，F(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)基本實現(xiàn)了各種型號截止閥和閘閥的生產(chǎn)，因此光靠管徑作為選擇閥門的選擇依據(jù)，已經(jīng)不盡科學(xué)了。蝶閥閥體長度很小，流動阻力小，調(diào)節(jié)性能優(yōu)于截止閥和閘閥，但造價較高。蝶閥的使用原則如下：（1） 由于蝶閥相對于閘閥、球閥壓力損失比較大，故適用于壓力損失要求不嚴的管路系統(tǒng)。（2） 由于蝶閥可以用作流量調(diào)節(jié)，故在需要進行流量調(diào)節(jié)的管路中宜于選用。（3） 由于蝶閥的結(jié)構(gòu)和密封材料的限制，不宜用于高溫、高壓的管路系統(tǒng)。一般工作溫度在300以下，工程壓力在PN40以下。（4） 由于蝶閥結(jié)構(gòu)長度比較短，且

21、又可以做成大口徑，故咋結(jié)構(gòu)長度要求短的場合或是大口徑閥門（如DN1000以上），宜選用蝶閥。（5） 由于蝶閥僅旋轉(zhuǎn)90°就能開區(qū)或者關(guān)閉，因此在啟閉要求快的場合宜選用蝶閥。對于上述三種閥門它們的連接方式可用法蘭、螺紋連接或采用焊接。它們的傳動方式可用手動傳動（用于小口徑）齒輪、電動、液動和氣動（用于大口徑）等傳動方式。熱網(wǎng)規(guī)范規(guī)定，對于公稱直徑大于或等于600mm的閥門，應(yīng)采用電動驅(qū)動裝置。止回閥是用來防止管道或設(shè)備中介質(zhì)倒流的一種閥門。它利用流體的動能來開啟閥門。在供熱系統(tǒng)中，止回閥常安裝在泵的出口、疏水器的出口管道上，以及其它不允許流體反向流動的地方。常用的止回閥有旋啟式和升降式

22、兩種。本設(shè)計中，考慮到截止閥的阻力很大，而且目前技術(shù)上已經(jīng)解決了管徑對于閥門選擇方面的限制問題，所以在供熱外網(wǎng)管道上（除少部分安裝的入戶截止閥外）安裝的均為閘閥，主要安裝在熱力管網(wǎng)干支管的起點以及用戶熱力入口處。在閥門安裝施工的過程中還應(yīng)特別注意以下原則：工作壓力大于或等于1.6MPa且公稱直徑大于或等于350mm的管道上的閘閥應(yīng)裝旁通閥。旁通閥的直徑可按閥門直徑的十分之一選用。公稱直徑大于或等于600mm的閥門，應(yīng)采用電動驅(qū)動裝置。由遠動系統(tǒng)操作的閥門，其旁通閥亦應(yīng)采用電動驅(qū)動裝置。管徑大于500mm的熱水熱力網(wǎng)干管在低點、垂直升高管段前、分段閥門前宜設(shè)阻力小的永久性污裝裝置。管道的放氣與排

23、水為了便于熱水管道和凝結(jié)水管道順利放氣和在運行或檢修時排凈管道中的存水，地下敷設(shè)供熱管道宜設(shè)坡度，其坡度不小于0.002，同時，應(yīng)配置相應(yīng)的放氣及排水3.4補償器3.4.1自然補償?shù)奶匦院陀嬎愎艿雷冃螘r會產(chǎn)生橫向位移，而且補償?shù)墓芏尾荒芎荛L，因此在管段較長的地方還應(yīng)加設(shè)補償器進行補償。表3-5表3-5 補償器短壁估算表3.4.2補償器分類及型號選擇°彎頭構(gòu)成“U”形的補償器，靠其彎管的變形來補償管段的熱伸長。方形補償器通常用無縫鋼管煨彎或機制萬頭組合而成。制造方便；不用專門維修，因而不需要為它設(shè)置檢查室；工作可靠；作用在固定支架上的軸向推力相對較小。它的缺點是介質(zhì)流動阻力大，占地多。

24、在安裝補償器的時候，經(jīng)常采用冷拉（冷緊）的方法，來增加其補償能力或達到減少對固定支座推力的目的。套筒式補償器具有補償能力大、結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、流體阻力小、安裝方便等優(yōu)點。但它有漏汽、漏水，需要經(jīng)常檢修，更換填料等缺點。球形補償器具有補償能力大、占地空間小、安裝方便、投資省等優(yōu)點。這種管道特別適合三維位移的蒸汽和熱水管道。波紋管補償器具有配管簡單、安裝容易、維修方便等方面的優(yōu)點。該補償器的工作壓力有0.6、1.0、1.6、2.5MPa型，工作溫度在450以下，尺寸規(guī)格有DN502400mm等。波紋管補償器的使用范圍如下：（1） 變形與位移量大而空間位置受到限制的管道。（2） 變形與位移量大而

25、工作壓力低的大直徑管道。（3） 需要限制接管荷載的敏感設(shè)備入口管道。（4） 要求吸收或者隔離高頻機械震動的管道。（5） 考慮吸收地震或者地基沉陷的管道。，本設(shè)計選用PN1.6MPa的軸向波紋管補償器。每個管段補償器的具體選型見外網(wǎng)設(shè)計說明。3.5支架管道支架是支承管道并承受管道作用力的管路附件。它的作用是支承管道和限制管道位移。支架承受管道重力和由內(nèi)壓力、外載和溫度變化引起的作用力，并將這些荷載傳遞到建筑結(jié)構(gòu)或地面的管道構(gòu)件上。根據(jù)支架對管道位移的限制情況，活動支架是允許管道和支承結(jié)構(gòu)有相對位移的管道支架?；顒又Ъ馨雌錁?gòu)造和功能分為滑動、滾動、彈簧、懸吊和導(dǎo)向等支架形式。根據(jù)本設(shè)計的實際情況要

26、求固定支架是不允許管道和支承結(jié)構(gòu)有相對位移的管道支架。它主要用于將管道劃分成若干補償管段，分別進行熱補償，從而保證補償器的正常工作。本設(shè)計中采用的夾于混凝土柱上保溫雙管固定支架，如圖3.1所示。圖3.1 夾于混凝土柱上保溫雙管固定支架尺寸圖在支架安裝過程中應(yīng)注意以下原則：（1）管道的熱伸長量不得超過補償器所允許的補償量。（2）管段因膨脹和其他作用而產(chǎn)生的推力，不得超過固定支架所能承受的允許推力。（3）不應(yīng)使管道產(chǎn)生縱向彎曲。承力結(jié)構(gòu)宜采用耐腐蝕材料，或采取可靠的防腐措施。在外網(wǎng)施工過程中，第四章 外網(wǎng)水力計算4.1水力計算的主要任務(wù)熱力管網(wǎng)水力計算的主要任務(wù)是：（1）按已知的熱媒流量和壓力損失

27、，確定管道的直徑。（2）按已知熱媒流量和管道直徑，計算管道的壓力損失。（3）按已知管道直徑和壓力損失，計算或校核管道中的流量。4.2水力計算的基本原則熱水管路水力計算應(yīng)遵循以下基本原則：（1）管網(wǎng)干管管徑，不應(yīng)小于50mm，通往個單體建筑物（熱用戶）的管徑，一般不宜小于下列尺寸：蒸汽管道：25mm；熱水管道：32mm。（2）在供熱管網(wǎng)設(shè)計中，有的點出現(xiàn)靜壓值超過允許極限值時，一般宜分開設(shè)置獨立的供熱系統(tǒng)。4.3水力計算方法及步驟（1）確定熱水網(wǎng)路中各個管段的計算流量 t/h 公式（4-1）式中 供暖系統(tǒng)用戶的計算流量，t/h； 供暖系統(tǒng)用戶的設(shè)計熱負荷，kW； 水的比熱，取=4.1868kJ/

28、kg·； 、網(wǎng)路的設(shè)計供、回水溫度，。（2）確定熱水網(wǎng)路的主干線，及其沿程比摩阻，根據(jù)城市熱力網(wǎng)設(shè)計規(guī)范，比摩阻R取4080Pa/m。（3）根據(jù)網(wǎng)路主干線各管段的計算流量和初步選用的平均比摩阻R值，利用熱水供暖管道水力計算表，確定主干線各管段的標準直徑和相應(yīng)的實際比摩阻。（4）根據(jù)選用的標準管徑和管中局部阻力的形式，確定各管段局部阻力系數(shù)。（5）根據(jù)管段長度L和管段局部阻力系數(shù)利用公式（4-2）計算各管段壓降P。 Pa 公式（4-2） 式中 管段壓降，Pa； 管段的沿程阻力損失，Pa； 管段的局部阻力損失，Pa； 管段的實際比摩阻，Pa/m；管段的實際長度，m；管段的阻力系數(shù)之和，無

29、量綱；管段的動壓，為，Pa。（6）主干線水力計算完成后，便可進行支干線、支線等水力計算。應(yīng)按支干線、支線的資用壓力確定其管徑，但熱水流速不應(yīng)大于3.5m/s，同時比摩阻不應(yīng)大于400Pa/m。為了滿足網(wǎng)路中各用戶的作用壓差平衡，必須使各并聯(lián)管路的壓降大致相等，故并聯(lián)支線的推薦比摩阻需用公式（4-3）進行計算 Pa/m 公式 (4-3)式中 推薦比摩阻，Pa/m；資用壓降，即與支線并聯(lián)的主干線的壓降，Pa；考慮局部阻力的管段折算長度，,m。根據(jù)公式（4-3）可得到支線的推薦比摩阻，結(jié)合管段的流量可利用熱水供暖系統(tǒng)管道水力計算表確定支線的公稱直徑、實際比摩阻及實際壓降。對于實際壓降過小的管段為維持

30、網(wǎng)路平衡，可在用戶引入口處安裝節(jié)流閥節(jié)流。（7）根據(jù)以上各個支路的壓力降，計算并聯(lián)支路間的不平衡率，按公式（4-4）進行。 公式（4-4）4.4管路水力計算舉例已低區(qū)1路管網(wǎng)為例，對各段管路進行編號，并繪制水力計算簡圖，如圖4.1所示。圖4.1 低區(qū)1路管網(wǎng)計算草圖（1）主干線水力計算本設(shè)計的低區(qū)外網(wǎng)主要由東（2路）西（1路）兩條大的分支組成，對于東支，可以很明顯的看出從換熱站到15號樓2單元管道的輸送距離最遠，故選取該管線為東支主干線進行計算。而西支，同樣可以發(fā)現(xiàn)從換熱站到熱11號樓1單元的管線最長，由于無法直接對東西兩支管路進行比較得出最不利環(huán)路，所以，決定對東西兩支管路分別進行最不利環(huán)路

31、水力計算。根據(jù)流量和初步選定的主干管推薦比摩阻，可得主干線的各管段的公稱直徑，同時可得出各管段實際的比摩阻,如一路管段1-2,確定管段1-2的管徑和相應(yīng)的比摩阻R。=161.186t/hD=250mm， R=39Pa/m。管段1-2包括一個彎頭，所以查表可得管段1-2的局部阻力系數(shù)之和=11=1。管段1-2的壓力損失 ： =2517.168Pa。用同樣的方法，可計算西支1路主干線的其余管段，確定其管徑和壓力損失，結(jié)果列于表4.1。表4.1 1西路主干線水力計算表東支2路各管段的水力計算也用以上的方法進行，計算結(jié)果列于表4.2。表4.2 西支主干線水力計算表由以上水力計算得西支1路主干線壓力損失

32、為：=109.44kPa。東支壓力損失為：=91.61kPa。計算得東西兩大支路（在公共節(jié)點32處）不平衡率為：=16>15 用節(jié)流閥節(jié)流（2）支干線水力計算 以支干線12為例來進行水力計算說明。 支干線12的資用壓力為： 3739.5Pa 假設(shè)局部阻力損失與沿程損失的估算比=0.4，則比摩阻大致應(yīng)控制在：=3739.5/4.4(1+0.4)= 653Pa/m。支干線12應(yīng)盡可能消耗掉其資用壓力，理想情況是通過調(diào)節(jié)支干線12上各管段的管徑來實現(xiàn)，這樣既可節(jié)約因為管徑過大而引起的不必要的管材浪費，又可節(jié)省用來消耗資用壓力的閥門。但對于某些支干線（例如靠近換熱站的支干線），即使選用最小管徑也

33、不足以消耗掉其資用壓力而達到水力平衡，那么只能通過加節(jié)流閥門來調(diào)壓。根據(jù)=653Pa/m和=8.8t/h，查表可確定管段12的公稱直徑為DN50，實際比摩阻為R=Pa/m。管段8-9包括一個旁流三通，所以查表可得管段12的局部阻力系數(shù)之和=12.5=2.5。利用公式（4-2）可得到管段12的實際壓降為3004.32Pa，不平衡率為：=20>15 加節(jié)流閥調(diào)節(jié)。同上，可計算得其余支管段的管徑、比摩阻、壓降。西支各支干線水力計算結(jié)果列于表4.3。表4.3 西支1路各支線水力計算表同樣，東支各支干線水力計算也采用上述方法，計算結(jié)果列于表4.4。表4.4 東支1路各支線水力計算表從上表可以看出，

34、部分支線的不平衡率已經(jīng)超過了15%，而且已經(jīng)選擇了允許的最小管徑，卻仍不滿足要求，這時則需要加節(jié)流閥節(jié)流。第五章 換熱站的設(shè)計5.1設(shè)計題目寶雞：海拔：616.2米 室外計算干球溫度：采暖 -5 冬季通風(fēng) -1 夏季通風(fēng) 30 冬季空調(diào) -8 夏季空調(diào) 33.5 夏季空調(diào)日平均溫度 29 夏季室外濕球溫度 24.8換熱站系統(tǒng)使用的熱媒為熱水（130），經(jīng)過換熱器換熱后，再流回外網(wǎng)。熱水入戶后，首先要接入壓力表、溫度計等測量儀表，用以監(jiān)測熱網(wǎng)熱水的狀態(tài)參數(shù)。然后，接入除污器，以防外網(wǎng)的雜物污染換熱器。此外，除污器兩邊設(shè)閥門和壓力表，并設(shè)旁通管，以便檢測除污器是否堵塞。接著經(jīng)過溫控閥進入換熱器，溫

35、控閥受換熱器二次網(wǎng)處的溫度控制。從換熱器出來的一次網(wǎng)回水需要裝熱水表，檢測熱水流量。采暖熱水供回水系統(tǒng)本設(shè)計的外網(wǎng)末端管徑不是很大，采暖分為高低兩個區(qū)域，低區(qū)分為東、西兩個支路，低區(qū)回水需要先經(jīng)過集水器，再經(jīng)過除污器除去可能從外網(wǎng)和用戶系統(tǒng)的管道中帶來的鐵銹等會影響換熱器正常運行的雜質(zhì)。為了定時排除除污器中來自室外熱網(wǎng)的雜質(zhì)和檢修除污器，在它的旁邊還需要加設(shè)旁通管。這樣便可以在保證系統(tǒng)正常運行的情況下完成除污器的維護和檢修工作，從而實現(xiàn)了換熱站的連續(xù)供熱。除去雜質(zhì)后的采暖回水便可進入循環(huán)水泵。在循環(huán)水泵旁邊也設(shè)有旁通管，旁通管上要加設(shè)防止發(fā)生短路現(xiàn)象的止回閥。這樣做是為了保證在出現(xiàn)由于突然斷電

36、或其他原因引起水泵突然停止運行時，使回水不會沖壞水泵的葉片，而可以順利的從旁通管通過。最后，采暖回水便進入了換熱器。在換熱器的管程內(nèi)回水被殼程里的一次外網(wǎng)水加熱到55。當然，也有可能低于這個溫度，因為，在通常的運行狀態(tài)下系統(tǒng)都不是滿負荷運行，而調(diào)節(jié)換熱站供暖能力的首選措施便是調(diào)節(jié)一次網(wǎng)水流量，這樣自然就降低了采暖供水溫度。而后被加熱后的熱水便可接入供熱管網(wǎng)，送入熱用戶。當然，在換熱器循環(huán)水入口及采暖供水出口都應(yīng)設(shè)置溫度計和壓力傳感器。補水定壓系統(tǒng) 本換熱站采用四臺板式換熱器換熱，高低區(qū)各兩臺，一次網(wǎng)和二次網(wǎng)均采用立式直通除污器。補水用鈉離子交換自動軟水器軟化。高低區(qū)循環(huán)水泵均為一備一用，補水泵

37、高低區(qū)一備一用，設(shè)備布置盡量靠墻布置，遵守美觀簡潔，便于維護的原則來自自來水廠的自來水首先經(jīng)過水表，記錄所使用的水量，然后進入全自動軟水器，進行水的軟化。被軟化后的水進入軟化水箱。軟化水箱內(nèi)設(shè)有液位傳感器，用以控制全自動軟水器的啟動和停止，也就是控制自來水的進入與否。當軟化水箱內(nèi)的自由水位低于設(shè)定高度時，全自動軟水器就會啟動，開始進行軟水處理，將軟化水送入軟化水箱。當軟化水箱的自由水位超過了設(shè)定高度，全自動軟水器就會停止運行。這樣，就實現(xiàn)了軟化水箱內(nèi)的恒定水位?？紤]到系統(tǒng)在初運行時，需要往系統(tǒng)內(nèi)大量補水，而完全借助補水泵的揚程，卻浪費了自來水外網(wǎng)的壓力是不妥的，不利于系統(tǒng)節(jié)能。所以在全自動軟水

38、器的出口還需加設(shè)另外一條管道，直接將軟化水利用自來水外網(wǎng)的壓力直接補至循環(huán)水泵的入口。這條管道上還裝有止回閥，當系統(tǒng)壓力高于自來水外網(wǎng)壓力時，此管路即停止工作。軟水轉(zhuǎn)入軟化水箱，再利用補水泵向系統(tǒng)補水。從軟化水箱出來的軟化水進入補水泵。補水泵不僅要保證一定的系統(tǒng)補水量，而且要保證循環(huán)水泵入口的恒定壓力。所以本設(shè)計在循環(huán)水泵的入口，加設(shè)了壓力探頭。當該處壓力高于設(shè)定壓力時，控制柜就會根據(jù)從壓力探頭傳來的壓力信號，對補水泵發(fā)出指令，從而改變（減小）補水泵的揚程，使定壓點的壓力維持不變。當定壓點（循環(huán)水泵入口）的壓力低于設(shè)定壓力時，同樣控制柜也會根據(jù)從壓力探頭傳來的壓力信號，對補水泵發(fā)出指令，從而改

39、變（增大）補水泵的揚程，仍然可以使定壓點的壓力保持不變。綜合以上所敘述的系統(tǒng)，就是換熱站的工藝流程，也就是說換熱站正是靠這個原理來工作的。換熱站系統(tǒng)流程圖見圖紙。補水泵揚程可按公式（5-8）計算： mH2O 公式（5-8）式中 補給水泵揚程，m H2O；系統(tǒng)中補水點的壓力，kPa；泵的吸水管路的阻力，kPa；泵的出水管路的阻力，kPa；補給水箱最低水位高出系統(tǒng)補水點所產(chǎn)生的靜壓，m H2O；3計算附加裕量，m H2O。通常認為補給水泵吸水管損失和出水管損失較小，而且補給水箱高出水泵的高度往往作為富裕值或為抵消吸水管損失和出水管損失的影響，所以上述公式可簡化為： 。故H=71+3=74m H2O

40、補水箱的選型根據(jù)暖通空調(diào)設(shè)計手冊的要求,補水箱的容量應(yīng)能滿足補水3060分鐘的流量要求，若按能滿足事故補水30分鐘的流量要求來確定補給水箱的容量，則Q=1/2m3體積過大。若按日常補水量補水30分鐘的流量要求來確定補給水箱的容量，則Q=1/2m3綜合考慮，取按事故補水30分鐘的一半的補水量，即5.16m3為水箱的體積。本設(shè)計中的補水箱采用其有效容積為5.2m3，查找水箱樣本，得水箱尺寸為2400mm×1600mm×1500mm。表5-7 水箱尺寸表公稱容積m3有效容積m3主要尺寸鋼板厚度底部支座水箱本體重量Kg長L寬B高H箱頂S2箱底S箱壁S1邊距C間距C1數(shù)量N55.22

41、400160015004553009003937.9圖5.2 水箱尺寸含義表示圖水處理設(shè)備的選型為了減輕水對管道的腐蝕，供暖系統(tǒng)的補水必須是軟化水。因此，在自來水進入補水箱之前，必須經(jīng)過軟化處理。水的軟化一般采用離子交換軟化方法，其效果穩(wěn)定，易于控制。當需要除堿時，一般考慮氫-鈉離子交換法。石灰預(yù)處理的系統(tǒng)較復(fù)雜，操作要求也高，處理水量較小的場合不宜采用。采用離子交換法處理時，根據(jù)處理水量計算決定交換器的型號、臺數(shù)、工作周期、再生劑消耗量和自耗水量，并決定再生溶液制備方法，選定相應(yīng)設(shè)備。當采用其他方法處理時，應(yīng)進行主要設(shè)備選擇計算和藥劑消耗量計算。由于本設(shè)計需要處理軟化水量不大，而且采用離子交

42、換處理工序比較復(fù)雜，因此在本設(shè)計中采用的是全自動軟水器，其工作過程均為全自動操作，完全避免了人為因素的干擾，大大提高了軟化水設(shè)備的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。軟水器軟水器 （3）結(jié)構(gòu)合理，占地面積小。 （4）設(shè)計選型靈活，適應(yīng)范圍廣。本設(shè)計中選用JM系列全自動軟水器，在補水箱的選型計算中已經(jīng)求得軟化水量為：5.16t/h。據(jù)此，選擇型號為SRF-2750-C的全自動軟水器。其具體技術(shù)參數(shù)見表5-8。表5-8 軟水器選型表型號產(chǎn)水量（m3/h)進出水管DN（mm)樹脂罐（mm)樹脂裝填量（L)鹽罐（mm)D1H1個數(shù)D2H2個數(shù)SRF-2750-C5-625500190012606008301注：進水總硬度

43、5mmol/L時，產(chǎn)水量可取上限；進水總硬度5mmol/L時，產(chǎn)水量可取下限。集（分）水器的選型高區(qū)：所需集（分）水器接直徑為250mm的三個接管，工作溫度為55，熱水流量為325.22t/h，分（集）水器內(nèi)部水的流速定為0.5m/s，在集（分）水器的選型表中，選取筒體直徑為500mm的集（分）水器，排污管直徑50mm,封頭高度h=150mm長度計算如下;L=130+L1+L2+L3+L4+120+2h式中L1=250+120=370mmL2=250+250+120=620mmL3=250+250+120=620mmL4=250+120=370mmh=150mm故L=130+370+620+620+370+2×150=2470mm除污器的選型城市熱網(wǎng)中的熱水經(jīng)換熱器后或者小區(qū)供熱系統(tǒng)中的熱水在經(jīng)過供熱管網(wǎng)回到換熱站內(nèi)后，不可避免地會帶有一些雜質(zhì)及污物，這些雜質(zhì)和污物如果進入換熱系統(tǒng)，很可能會成散熱器堵塞，造成供回水循環(huán)不暢，散熱器不熱，室內(nèi)溫度低等問題。因此在循環(huán)水泵的入口前必須安裝