某小区室外管网系统工程设计说明书.doc

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1、（封面）XXXXXXX学院某小区室外管网供热系统工程设计报告题 目：院（系）：专业班级：学生姓名：指导老师：时 间： 年 月 日摘 要本次设计地点范围为 某花园小区室外管网工程设计，小区位于，内有六栋低层住宅楼，每栋为6层。本小区是一个住宿小区，小区内设有集中采暖系统，结合实际情况，小区都是底层住宅，所以采暖不分高低区，主要系统为: 集中采暖系统。本小区内的配套系统大体如下：集中采暖系统,本小区采暖由小区换热站统一提供热源，一次网供热由市政管网提供，各系统中的管道都沿路或沿墙敷设，力求简短顺直节约管材。随着人们生活水平的提高，集中供热被越来越多地采用，采用集中供暖可以减少能量的浪费,提高供热效

2、率,减少环境污染,利于管理.同时采用集中供热可提高供热质量,提高人们的生活质量本设计以经济、环保、节能为原则，通过借鉴以前的设计方法和经验，采用了合理的技术措施，使设计的各个系统达到了很好的使用效果。关键词：集中供热；管道保温；换热站目 录第1章 绪论11.1 设计概况11.1.1 我国城市供热的技术走向11.2 设计目的及意义21.3 设计指导思想21.4 集中供热系统21.4.1 设计题目21.4.2 设计原始资料21.4.3 设计地区气象资料31.4.4 设计参数资料3第2章 供暖外网热负荷的计算42.1 集中供热系统热负荷的概算42.1.1 集中供热系统42.1.2 热负荷的计算方法和

3、规划供热面积42.2 热负荷的计算42.2.1 采暖设计热负荷的计算42.2.2 年负荷的计算6第3章 供暖方案的确定83.1 系统热源型式及热媒的选择83.2 供热管道的平面布置类型83.3 供热管道的定线以及敷设方式83.4 管道的保温与防腐93.5 供热管网系统定压方式的确定9第4章 供暖管网的水力计算及水压图114.1 供暖管网的水力计算114.1.1 计算方法114.1.2 水力计算的步骤11第5章 供热管网水压图的绘制245.1 供热管网水压图确定245.2 选定静水压曲线位置245.3 选定回水管动水压曲线位置255.4 选定供水管动水压曲线位置25第6章 供热调节266.1 供

4、热调节分类266.2 连接管道供暖系统计算26第7章 管道的保温297.1 管道保温目的297.2 管道保温的方法29第8章 附件的选择308.1 固定支座的选择308.2 支架选择计算308.3 补偿器选择计算328.3.1 供热管道的热伸长328.3.2 管道的补偿器33第9章 换热站设备的选取359.1 换热器的选取359.1.1 换热器类型的选取359.1.2 换热器选型计算359.1.3 凝结水冷却器（水水换热器）的选择计算379.2 热网循环水泵389.2.1 水泵的计算389.2.2 补给水泵选择：399.2.3 补水箱的选择409.3 集水器409.4 除污器的选择419.4.

5、1 旋流除污器原理419.4.2 旋流除污器产品特点419.4.3 旋流除污器技术参数429.4.4 旋流除污器工作原理429.4.5 旋流除污器外型尺寸439.4.6 旋流除污器规格型号449.4.7 旋流除污器选用说明459.4.8 旋流除污器设备使用46第10章 工程经济技术分析4810.1 概述4810.2 管网布置的合理性分析4810.3 管道水力计算的经济分析49致谢辞50参考文献51第1章 绪论1.1 设计概况1.1.1 我国城市供热的技术走向1，我国城市集中供热的技术方向，主要采用热电联产的型式，这是我国当前的具体情况决定的。当然，集中供热的首要前提是节约能源，但是当前我国电力

6、紧张的局面也是不能忽视的。在供热的同时，生产一定量的电力，也能缓解部分用电的需要。2，落实热负荷，是集中供热一切要素之首。没有准确的热负荷，热电站的建设将似海滩上的建筑，不仅不能节约燃料，更无经济效益可谈。3，目前，我国建设资金短缺，无论是建设热源还是管网，耗资都相当大。因此，改造老凝汽式电站为热电厂，既可大大降低投资，也可缩短工期，且运行效益可立竿见影。这是集中供热应优先考虑的热源。4，尽可能在老厂扩建供热机组，降低生产与非生产设施投资，并且技术上有比较强的后盾，安全生产有比较可靠的保证。5，热源内机组参数的选择，应优先选用较高参数的机组。12MW及6MW容量机组，宜选用次高压；3MW及以下

7、机组宜选用中压机组。总之应尽可能少用和不用次中压或低压机组。6，热源内机组型式的选择，宜以背压机组带基本负荷，在多台机组中可选用一台抽汽冷凝机组，以增加负荷调节的灵活性。7，在大、中城市采暖负荷较大时，宜选用大容量的两用机组，采暖季节降低部分电负荷供热，非采暖季节仍恢复正常运行，节能效益是非常理想的。8，近年发展起来的循环流化床锅炉，具有许多优点：煤种适应范围广；适应负荷变化范围50%100%；热效率较高；易于脱硫且投资少，适宜作建筑材料。9，集中供热方案的优化方面，现已有北京水利电力经济研究所、清华大学等单位研制了优化软件，它包括热源布点优化、热源机组组合选型优化、热力管网管径、路径优化、并

8、可计算热力规划或可行性研究报告有关技术经济指标等。今后应广泛应用，以节约能源，降低投资，提高效益。1.2 设计目的及意义毕业设计的目的主要是对已经学过的专业知识的进一步加深，分析总结和解决实际问题的最后一次实践教学环节，也是我在大学四年所学专业知识的综合训练。它对提高我们的个人素质，增强就业后的竞争能力至关重要。学生在毕业设计实践的基础上，综合运用所学的专业知识，参考国家有关规范标准、工程设计图集及其它参考资料，能够比较系统地掌握专业设计的计算步骤、方法。独立完成毕业设计任务，培养自己分析和解决实际工程问题的能力，熟练一定电脑绘图能力和文字处理能力，为以后顺利走向工作岗位奠定良好的基础。1.3

9、 设计指导思想目前，我国的能源紧张是影响我国经济发展的重要因素，并被认为是当今世界具有普遍性的问题。我国能源发展的速度比较缓慢但是能源浪费却十分严重，所以本工程的设计应该尽量的节约能源，提高能源的利用率，要因地制宜地确定综合利用能源的供热方案，同时结合我国的国情和社会主义建设初级阶段资金短缺等实际困难，在确定设计方案时也要力求节俭，减少工程造价。本设计就是在遵循经济合理的前提下，经过经济分析比较后，设计小区1.4 集中供热系统1.4.1 设计题目 某花园小区室外管网工程设计1.4.2 设计原始资料区域总平面图一张见包括道路走向、建筑物分布、建筑物高度及建筑面积、建筑用途、区域的地形标高和位置坐

10、标1.4.3 设计地区气象资料采暖室外计算温度：tw = -5； 冬季采暖天数: N=106天；采暖期：11月22日至次年3月7日 采暖室外平均温度：=7.6； 最大冻土层深度：50。 采暖期日平均温度：01.4.4 设计参数资料一级网供回水温度： 130/70； 二级网供回水温度： 95/70；室内计算温度：；第2章 供暖外网热负荷的计算2.1 集中供热系统热负荷的概算2.1.1 集中供热系统集中供热系统指的是以热水或蒸汽作为热媒集中向一个具有多种热用户的较大区域供热的系统.2.1.2 热负荷的计算方法和规划供热面积本小区只有住宅楼居民，且都是底层住宅楼，供暖设计热负荷采用面积热指标法。规划

11、供热面积如下表2-1 表2-1小区建筑面积建筑性质住宅合计建筑面积21888218882.2 热负荷的计算2.2.1 采暖设计热负荷的计算根据城市热力网设计规范及当地的气象条件和实际情况，其采暖供热热负荷采用采暖面积热指标法来确定。具体的计算公式方法如下：以下公式取自供热工程P10页1-2公式。 Q= qF10 KW 式中 Q建筑物的供暖设计热负荷，KW；F 建筑物的建筑面积，m2； q建筑物供暖面积热指标，W/m2；它表示每1 m建筑面积的供暖设计热负荷，见表2-2建筑物供暖面积热指标推荐值:表2-2建筑物供暖面积热指标推荐值 建筑物类型住宅居住区综合学校办公医院托幼旅馆商店食堂热指标（）5

12、8-6460-6768-8065-8060-7065-80115-148 注：1、本表摘自城市热力网设计规范CJ34-90,1990年版； 2、热指标中已包括约5%的管网热损失在内.故此住宅居民热指标取综合值：60计算时候把楼层分为112号,如下图2-1:1# 2# 3# 4#5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 图2-1 小区建筑编号根据计算各个楼的热负荷如下表2-3:表2-2 各建筑物供暖面积与热负荷汇总表建筑编号建筑总面积(m)层数热指标热负荷Q(KW)1#115266069.12076846.082#1920660115.23#1920660115.24#1920660

13、115.25#153666092.166#1920660115.27#153666092.168#153666092.169#1152666069.1207686046.0810#1920660115.211#1920660115.212#1920660115.2 根据表2-2可知总供热面积为21888,总的采暖热负荷为1313.28KW.2.2.2 年负荷的计算 （2-2）式中 采暖年耗热量,GJ； 采暖平均热负荷，KW； 采暖期天数。室内计算温度，； 供暖室外计算温度，； 采暖期日平均温度，； 供暖设计热负荷，根据表2-2可知=11660.05KW。根据上式可得 =(18+7.6)/(18

14、+20)11660.05=7855191.6W采暖期年耗热量=0.8647855191.6=6786885.5J第3章 供暖方案的确定3.1 系统热源型式及热媒的选择该小区有如下特点：（1）小区处于建设阶段，且规划负荷只采暖热负荷无生活热水热负荷；（2）该区域内建筑物以住宅为主，有六幢低层住宅每栋6层，热负荷较集中；(3)小区总建筑面积为2.1888万m2，设计总热负荷为7.879MW。基于上述特点，本规划以水-水换热站作为供热热源，以热水作为小区供热管网的热媒，换热站设在小区的东南角上一低层住宅侧。3.2 供热管道的平面布置类型供热管道平面布置图示与热媒的种类、热源和热用户相互位置及热负荷的

15、变化热点有关，分有枝状和环状两类。由于枝状网比较简单，造价较低，运行管理比较方便，它的管径随着到热源的距离增加而减小本设计中，力争做到设计合理，安装质量符合标准和操作维护良好的条件下，热网能够无故障的运行，尤其对于只有供暖用户的热网，在非采暖期停止运行期内，可以维护并排除各种隐患，以满足在采暖期内正常运行的要求，小区采暖对热网的后备储热能力要求不高，故采用闭式双管制枝状连接。3.3 供热管道的定线以及敷设方式供热管道的敷设方式分为架空敷设和地下敷设。考虑到新乡地区的气候条件，小区所在地的地质条件，地下水位及供暖管网与小区整体环境和协调性等条件，本设计均采用地下敷设方式。再者小区面积较小、敷设管

16、线较短，适宜采用无沟（直埋）敷设方式，一般采用的型式是供热管道、保温层和保护外壳，三者紧密粘接在一起，形成整体式的预制保温管结构型式。3.4 管道的保温与防腐（1）直埋敷设管道保温采用预制保温。首先在管道上涂耐热防锈漆两遍，外用玻璃棉毡捆扎再用镀锌丝缠绕，用密纹玻璃布包扎做为保护层，表面涂冷底子油2遍。（2）保温。 地下直埋管道保温通常采用预制保温管，采用采用氰聚塑预制保温管,增加保温层的耐久性和分辨各种介质的管道在保护层外涂刷颜色漆。（3）管道的防腐涂料选用铁红防锈漆。（4）水压实验，实验压力为工作压力的1.5倍。管道系统安装后，进行实验，十分钟内压力下降不大于0.05MPa ，不漏为合格。

17、（5）热力管道严密性实验合格后，须清除管内留下的污垢或杂物，热水及凝结水管道以系。统内可能达到的最大压力和流量进行清水冲洗，直至排出口水洁净为合格。3.5 供热管网系统定压方式的确定补给水泵定压方式是目前国内集中供热系统最常用的一种定压方式。补给水泵定压方式主要有三种形式：（1）补给水泵连续补水定压方式（2）补给水泵间歇补水定压方式（3）补给水泵补水定压设在旁通管处的定压方式间歇补水定压方式要比连续补水定压方式少耗一些电能，设备简单，但其动水压曲线上下波动，不如连续补水方式稳定。间歇补水定压方式宜使用在系统规模不大，供水温度不高、系统漏水量较小的供热系统中；对于系统规模较大，供水温度较高的供热

18、系统，应采用连续补水定压方式（见图3-1）。图 3-1 补给水泵连续补水定压方式示意图1补给水箱 2补给水泵 3安全阀 4加热装置 5网路循环水泵 6压力调节阀 7热用户上述三种补水定压方式，其定压点都在网路循环水泵的吸入端。对于大型的热水供热系统，为了适当地降低网路的运行压力和便于网路的压力工况，可采用定压点设在旁通管的连续补水定压方式，使旁通管不断通过网路水。网路循环水泵的计算流量，要包括这一部分流量，因此多耗电能。综合以上优缺点以及小区实际，本设计中选择补给水泵连续补水定压方式。第4章 供暖管网的水力计算及水压图4.1 供暖管网的水力计算4.1.1 计算方法 本设计中的水力计算采用当量长

19、度法。4.1.2 水力计算的步骤（1）确定网路中热媒的计算流量 （4-1）式中 供暖系统用户的计算流量，T/h； 用户热负荷，KW； 水的比热，取=4.187KJ/Kg； /供热网路的设计供回水温度，。表4-1低层建筑的热负荷与流量计算表建筑编号建筑总面积(m)热负荷Q(KW)流量G(t/h)1#115269.1203.9628876846.082.641922#1920115.26.60483#1920115.26.60484#1920115.26.60485#153692.165.283846#1920115.26.60487#153692.165.283848#153692.165.28

20、3849#115269.1203.9628876846.082.6419210#1920115.26.604811#1920115.26.604812#1920115.26.6048（2）确定热水网路的主干线，及其沿程比摩阻，根据城市热力网设计规范，1、首先对主干线上的各管段进行水利算：取管段的平均比摩阻在R=20-70Pa/m范围内，根据各管段的计算流量和平均比摩阻确定各管段的管径。例如：管段0-1：计算流量75.29472 t/h ，平均比摩阻R=20-70Pa/m，从附录9-1中可确定管段0-1的管径和相应的比摩阻R值 : DN=200mm R=23.724Pa/m v=0.6475m/

21、s管段0-1中局部阻力的当量长度Ld， 可由附录9-2查出得 闸阀 13.36=3.36m 一个方形补偿器 123.4=23.4m局部阻力当量长度之和 Ld=3.73+23.4=27.13m管段0-1的折算长度 Lzh=51+27.13=78.13m管段0-1的压力损失 p=RLzh=23.72478.13=1853.56Pa用同样的方法根据图4-1,可计算主干线的其余管段，确定其管径和压力损失，计算结果列于附表1表4-2中。 图4-1 小区水力计算草图用户入口编号主干线水力计算表 附表1表4-2管段水力计算管段编号管径闸阀或截止阀分流三通异径接头分段阀门和关断阀方形补偿器局部阻力当量长度ld

22、(m)直通管分支管主干线0-120013.7323.36123.434.051-215013.3615.610.5622.24115.429.242-312522.214.410.5622.24112.526.343-412512.214.422.24112.523.584-510011.6513.319.814.755-670111210.567.911.466-770111217.910.09环路的主干线水利计算附表2表4-3 环路主干线水力计算管段编号计算流量G(t/h)管段长度 (m)局部阻力当量长度之和d(m)折算长度 zh(m)公称直径d(mm)流速v(m/s)比摩阻(Pa/m)管

23、段的压力损失 p（Pa)123456789主干线0-175.29478.634.0542.652000.64823.7241011.831-248.875548.1629.2477.41500.80555.54295.72-326.419254.326.3480.641250.63844.423582.033-419.814428.6623.5852.241250.45221149.284-513.2136.8414.7551.591000.4834.731791.725-66.62311.4634.46700.560.062069.676-73.96311.4610.0921.55700.2

24、9621.6465.482. 支线,以及支线的计算(1)支线2-11以2-8段为例, 2-8段的资用压力为： 管段2-8的资用压差P2-8 =P2-7 =9058.177Pa设局部损失与沿程损失的估算比值j=0.6 (见供暖工程附录9-3)，则比摩阻大致可控制为:根据G2-15=23.78t/h，由参1附录9-1可确定管段2-8的公称直径为DN80，实际比摩阻为R=320.44Pa/m，局部阻力列于表4-3，表4-4局部阻力表管段名称闸阀补偿器热压弯头分流三通异径接头当量长度2-8DN801101111.2817.903.82 0.2612.72则管道的这算长度L=19.11+12.72=31

25、.83m实际压里损失P2-8 =320.4431.83=10199.6pa支线2-8和主干线并联环路234567之间的不平衡率为 X=10199.6-9058.177/10199.6=0.11=11%15%由此可知环路不能平和必需加调节装置。以消除剩余压头，可以加调压板，则调压板的孔径计算为： 支线的剩余压头为 H=2（13353.88-9053）=4300.882=8601pa=23.21802870+0.81226.41921000=21645根据公式得到调压板的孔径为：=64mm由R=264.25 Pa/m为参考，则可以计算的支线管径如表4-8支线的水力计算表4-8支线水力计算管段编号管

26、径闸阀或截止阀分流三通异径接头分段阀门和关断阀方形补偿器局部阻力当量长度ld(m)直通管分支管支线1-128011.483.280.267.922.9212-1380127.910.913-147010.227.911.114-15500.650.131.36.58.5815-16501.36.57.8环路的支线水利计算表4-8-1支线水力计算管段编号计算流量G(t/h)管段长度 (m)局部阻力当量长度之和d(m)折算长度 zh(m)公称直径d(mm)比摩阻(Pa/m)管段的压力损失 p（Pa)12345689支线1-1226.419246.83122.9269.75180145.763340

27、.81912-1319.814428.65910.939.55980222.272422.74313-1413.209636.8111.147.9170248.82761.6814-156.604822.9548.5831.53450366.553144.99915-163.9628811.4647.819.26450129.61010.88 计算管路引入户管道的支线abcde的管径如下图4-2所示: 7 6 5 4 3 i h g f16 15 14 13 12e d c b a11 10 9 82100 n m l k j 图4-2 入户管段编号示意图1）支线3a上的水力计算管段3a上的资

28、用压差为：P3a=P3-7=5476.149Pa设局部损失与沿程损失的估算比值E=0.6 (见供暖工程附录9-3)，则比摩阻大致可控制为 计算结果见下表表4-9-1水力计算表 管段编号计算流量(t/h)管段长度（m）局部阻力当量长度之和（m）折算长度（m）公称直径（mm）比摩阻（Pa/m）管段的压力损失(Pa)2-a6.6054.6952.537.009503452481.16表4-9-2局部阻力计算表 管段编号公称直径d(mm)名称数量（个）局部阻力(m)2-a50截止阀10.56旋钮开关11.7合计12.53由与资用压头的差值=2994.96不平衡率：需在2-a管段上加调压孔板17421.

29、63调压板的孔径为：如上图所计算同理用此方法可计算的其他入户管径水力计算经过计算所有用户的计算结果如表4-10:表4-10 入户管径水力计算管段编号计算流量G(t/h)管段长度 (m)当量长度之和d(m)折算长度 zh(m)公称直径d(mm)比摩阻(Pa/m)管段的压力损失 p（Pa)支线不平衡率(%)1234568910主干线3-a3.962884.6592.357.009503542481.19544-b2.641924.6592.357.009503542481.19425-c6.60484.6592.357.009503542481.1926-d6.60484.6592.357.009

30、5059.6417.736107-e6.60484.6592.357.00950支线入户8-f5.2838419.11412.7241.5780220.449163.69659-g6.604822.9273.240.099570119.964810.344310-h5.2838442.5683.254.458501015500.255011-i5.2838428.6592.0833.93950147.65009.341312-j3.9628846.83122.9269.75180145.763340.826513-k2.6419228.65910.939.55980222.272422.743

31、314-l6.604836.8111.147.9170248.82761.681415-m6.604822.9548.5831.53450366.553144.9992516-n6.604811.4647.819.26450129.61010.8861由以上表格可以看出支线4-b, 8-f,9-g ,10-h ,12-j ,16-n支线不平和率超过15%需要加挡板 挡板的半径计算如下4-b 挡板孔径计算=13676.57调压板的孔径为：8-f 挡板孔径计算=24601.5调压板的孔径为：9-g 挡板孔径计算=14491.96调压板的孔径为：10-h 挡板孔径计算=16731.96调压板的孔径为

32、：12-j 挡板孔径计算=8077.52调压板的孔径为：15-m挡板孔径计算=8979.36调压板的孔径为：16-n 挡板孔径计算=7918.278调压板的孔径为：调压办其他计算孔径如下表4-11表4-11调压板孔径调压用户计算f调压板孔径d2-a1742130.784b1367631.078f2460123.179g1449133.7510h1683131.4112j807740.1915m8979.3642.8716-n7918.27828.65第5章 供热管网水压图的绘制5.1 供热管网水压图确定绘制水压图可以全面地反映热网和各热用户的压力状况，并确定使其实现的技术措施。在运行中，通过热

33、水管路的实际水压图，可以全面地了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况，从而发现关键性的矛盾和采取必要的技术措施，保证安全运行。热水供热系统在运行和停止运行时，系统内热媒必须满足下列基本技术要求：在与热水网路直接连接的用户系统内，压力不超过用户系统用热设备及其管道构件的承压能力。在高温水网路和用户系统内，水温超过100的地点，热媒压力应不低于该水温下的汽化压力。从安全角度考虑，热网规范规定，除上述要求外，还应留有3050Kpa的富裕压力。与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵运行和停止运行时，其用户系统回水管出口压力必须高于用户系统内的充水高度，以防止系统倒空吸入空气破坏正常的

34、运行和腐蚀管道。回水管内任何一点的压力都应比大气压高出5mH2O。以免吸入空气。热水网路的热力站或用户的吸入口，供回水管的资用压力应满足所需的作用压头。5.2 选定静水压曲线位置 本设计采用直接连接的热用户最高为6层，层高3m。循环水泵放置于热力站内，以循环水泵中心线为水压图的基准面，因小区坡度较小，可忽略用户地形的高差，可并入到富裕压头中。则：此系统中热水所能达到最高点为高层用户的顶层，Hy=63=18mH2O。供水温度90，气化压力 hg=0 mH2O ,富裕压头 hf=4.8 mH2O。因此，定出静水压线高度 H=Hy+hg+hf =18+4.8=22.8mH2O5.3 选定回水管动水压

35、曲线位置回水动压曲线位置应保证所有直接连接的用户系统不倒空和网路上任一点的压力不低于5 mH2O，这是控制回水管动压曲线的最低位置的要求。与热水网路直接连接的用户系统内，底层散热器所承受的静水压里不能超过散热器的承压能力，这是控制回水管动压曲线最高位置的要求。本设计回水管主干线的总压降，通过水力计算，取与供水主干线压降相等，为14365.71Pa，即：1.4mH2O。(防止压力波动，本设计取50kpa5.0mH2O)则：回水干线动水压曲线的末端位置22.8+1.424.2mH2O。5.4 选定供水管动水压曲线位置网路供水管以及网路直接连接的用户系统的供水管中，任何一点不能出现汽化现象。在网路上任一处的用户引入口内供回水管的资用压力差应满足用户所需的循环压力。本设计中，用户所预留的资用压力差为5mH2O，供水管主干线末端的水位高度为：24.2+5=29.2mH2O。供回水管的压力损失相等，即1.4mH2O。则在热源出口处，供水管动水压曲线的高度应29.2+1.430.6mH2O。在本设计中，换热器内部压力损失预留15mH2O，则网路循环水泵的扬程为 30.6+15-22.822.8mH2O。由以上计算，可绘制出静水压曲线j-j及动水压曲线。主干线及主要支干线的水压图