毕业设计（论文）-张家口市某小区锅炉房及室外供热管网设计.pdf

毕业设计（论文） 第 页 中国矿业大学毕业设计（论文）任务书中国矿业大学毕业设计（论文）任务书 院（系） 建工学院 专业年级 建环 2001 学生姓名 xxx 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 任务下达日期：任务下达日期： 2005 年年 1 月月 21 日日 设计（论文）日期：设计（论文）日期： 2005 年年 2 月月 28 日至日至 2005 年年 6 月月 12 日日 设计（论文）题目：设计（论文）题目：张家口市京西小区锅炉房及室外供热管网设计 设计（论文）专题题目：设计（论文）专题题目：燃气供热的现状与发展 设计（论文）主要内容和要求：设计（论文）主要内容和要求： 张家口市京西小区为一居民住宅区，包括住宅楼 14 栋，每栋 均为 6 层（沿街单元为 5 层） ；中心花园两座。要求对本小区住宅 楼进行室外供热管网和锅炉房设计。相应标准按照国家规范要求 设计。设计内容： 1、热网的总热负荷计算及热力引入口的数量确定 2、确定供热介质及其参数、热源（热源的选址原则） 3、初步布置热网、确定敷设方式、供热管网的计算和设备选 择 4、锅炉选型及送风排烟系统、水处理系统、燃料系统、环保、 毕业设计（论文） 第 页 汽水系统的设计 5、锅炉房设备选择及布置（锅炉本体、循环水泵、补给水泵、 软化除氧机组、补给水箱） 6、绘制施工图（室外供热管网平面图、检查井的大样图、锅 炉房设备平面布置图、锅炉房燃气） 7、编制设计说明书 院长（系主任）签字：院长（系主任）签字： 指导教师签字：指导教师签字： 摘 要 本工程为张家口市京西小区锅炉房及室外供热管网设计，该小区的原 始地貌为黄泛冲积平原地貌，地形平坦，后经人工改造，地表略 有起伏。雨后测得地下水位埋深 1.702.5m，小区的地下水对砼无腐 蚀性。该小区总建筑面积为：117164m；由室内热负荷计算书得： 采暖面积热指标为 90w/m。室内采暖用户要求采用 95/70热 水采暖。根据室内采暖系统设计预留的热力网入口布置管道：每 一栋住宅楼有两或三个单元楼的，预留了一个用户热力网入口； 有四个单元楼的，预留了两个用户热力网入口；有五个单元楼的 预留了三个用户热力网入口。用户入口前的资用压力为 10mh2o。 该小区的室外供热管网敷设方式采取直埋无补偿形式，管材采用 无缝钢管 a3 号钢。锅炉房采用卧式室燃热水燃气锅炉，对给水进 行软化和除氧处理。系统采用补水定压。定压点设在循环水泵的 入口处，定压点的压力为 23mh20。热力网采用分阶段改变流量的 质调节。气源采用城市中压燃气管网中的燃气，管网中的燃气经 过调压站调压后进入锅炉房燃气系统。 关键词：锅炉房；直埋；热力网；供热 毕业设计（论文） 第 页 abstract abstract this project refer to the design of the west district boiler room of beijing of zhangjiakou and outdoor pipe network , the primitive ground form of this district, in order to be suffused with the ground form of alluvial plain yellowly, the topography is smooth, and then transformed artificially , the earths surface slightly rises and falls . examine so that the water table is buried 1 deeply after the rain 1. 70- 2. 5m, the groundwater in the district has no corrosivity to the concrete. this total construction area of district is: 117164m; whether hot load calculate book take in room. heating area index not hot 90w/m; indoor heating users demand to adopt 95 / 70 of hot water heating. design the heating power entry reserved and fix up the pipeline according to the indoor heating system: there are two or three unit buildings in every residential building, reserve the entry to a users heating power; there are four unit buildings , reserve the entry to the heating power of two users; there are the entries of heating power of three users of reservation of five unit buildings. the available pressure in front of users entry is 10mh2o. district this outdoor heating pipe network lay way take and bury and have no form of compensating direct, the pipe adopts the seamless steel tube a3 number steel. the boiler room adopts the horizontal room to fire the gas boiler of hot water, soften and get rid of oxygen to deal with in supplying water. the system adopts and mends water to press definitely. pressing a bit and having and locating in entry to the water circulating pump definitely, the pressure pressed a bit definitely is 23mh20. the heating power network adopts the quality changing the flow stage by stage to regulate . the source of the gas adopts and pigeonholes the gas of the gas pipe networks in the city, the gas among the pipe networks enters the gas system of boiler room after adjusting and pressing in the voltage regulating station. 毕业设计（论文） 第 页 keywords：boiler plant；direct- buried; heat- supply network; heat supply; 一 室外供热管网设计 1 设计原始资料 11 毕业课题 张家口市京西小区室外供热管网设计。小区的原始地貌为黄 泛冲积平原地貌，地形平坦，后经人工改造，地表略有起伏。 12 热负荷资料 采暖热负荷：小区总建筑面积为：117164m，由室内热负荷 计算书得：采暖热指标为 90w/m。室内采暖要求 95/70热水 采暖。 13 气象资料 1） 采暖期室外计算温度：-15； 2） 采暖期室外平均温度：-3.2； 3） 海拔高度：723.9m； 4） 主导风向：冬季 nnw；夏季 se 5） 大气压力：冬季 93.89kpa； 夏季 92.44 kpa； 6） 最大冻土深度：136cm。 14 用户热力入口的确定 本工程中的各个用户为住宅楼，根据室内采暖系统设计预留 的热力入口：每一栋住宅楼有两或三个单元楼的，预留了一个用 毕业设计（论文） 第 页 户热力入口；有四个单元楼的，预留了两个用户热力入口；有五 个单元楼的预留了三个用户热力入口。用户入口前的资用压力为 10mh2o。 15 张家口市的地形地质资料，见附录 1。 场区原始地貌为黄泛冲击平原，地形平坦，后经人工改造， 地表略有起伏，场区地下水主要第四系空隙潜水，以大气降水为 主要补给源，此外农田排灌、地表池塘水体亦对地下水补给；以 蒸发为主要排泄途径；勘察时雨前未侧到地下水位，雨后测得地 下水位埋深 1.702.5m；此水位在枯水季节有所下降，丰水季将 有所上升；据京西小区勘察资料，场区地下水对砼无腐蚀性；对 粉土层，渗透系数可取经验值 0.2m/d。 16 京西小区的总平面图，见附录 2。 17 小区内各用户的采暖面积，见下表。 表 1-1：小区内各建筑的供暖面积 顺 号 楼 号 建筑面积（平方米） 一 2 号楼 7805.40 二 4 号楼 8083.98 三 6 号楼 7805.40 四 8 号楼 8083.98 五 19 号楼 6046.44 六 20 号楼 7909.55 七 21 号楼 6911.54 八 22 号楼 9198.38 九 23 号楼 8086.26 十 24 号楼 9739.01 十一 25 号楼 5836.62 十二 26 号楼 7694.67 十三 27 号楼 6046.44 十四 28 号楼 4400.58 十五 29 号楼 6757.86 十六 30 号楼 6757.86 十七 合 计 117163.95 毕业设计（论文） 第 页 2 确定热网的总热负荷 2.1 热负荷计算 根据计算公式： qn=q*a*k （w） qn采暖热负荷， w q采暖热指标,w/m. a用户建筑面积，m. 考虑一定的管网损耗及漏损系数，k=1.2； 以 2 号楼为例说明用户热负荷的计算： qn=907805.40*1.2=702486.00 w 2 号楼的用户总热负荷为 702486.00 w，其他用户热负荷见下表： 表 2-1：各个用户的总热负荷 顺 号 楼 号 建筑热负荷（w） 一 2 号楼 702486.00 二 4 号楼 727558.20 三 6 号楼 702486.00 四 8 号楼 727558.20 五 19 号楼 544179.60 六 20 号楼 711859.05 七 21 号楼 622038.15 八 22 号楼 827853.75 九 23 号楼 727763.40 十 24 号楼 876510.45 十一 25 号楼 525295.80 十二 26 号楼 692520.30 十三 27 号楼 544179.60 十四 28 号楼 396052.20 十五 29 号楼 608207.40 十六 30 号楼 608207.40 十七 合 计 10544755.50 22 总热负荷的确定 根 据 上 面 计 算 的 各 个 用 户 的 热 负 荷 计 算 得 总 热 负 荷 为 毕业设计（论文） 第 页 q=10.54mw. 3 确定供热介质及其参数 31 确定供热介质 室内采暖系统要求室外提供热媒为水进行室内采暖。为了满 足室内采暖系统的需要，所以此工程的室外管网就确定为供热介 质为热水。 32 确定参数 根据室内热用户的采暖要求，需要外网提供供回水温度为： 95/70的热水进行采暖，为了满足室内热用户的采暖要求，所 以确定供热介质的温度为 95/70。 4 确定热源 根据当地的条件：这个小区的附近没有城市集中供热管网； 当地的地热资源不是很好，利用起来不经济；这个小区的供热负 荷年利用小时超过 4000 小时， 经过技术经济论证自建一个区域锅 炉房有比较显著的经济效益，而且当地又有比较丰富的天然气资 源，并且附近就有城市燃气管网， 报经当地政府批准，新建一燃气供热热水锅炉房，以满足此 小区居民的冬季采暖。 5 确定敷设方式 由于小区的美观、经济、当地的条件和有关规定，确定此工 程的敷设方式为直埋敷设。 此种方法占地少、施工周期短、维护工作量小、使用寿命长 节能效果好、初投资少等。目前，最多采用的型式是供热管道、 保温层和保护外壳三者紧密粘结在一起，形成整体式的预制保温 管结构型式。 6 初步布置 61 城市热力网的布置 在当地政府城市建设规划的指导下，考虑热负荷分布，热源 位置，与各种地上，地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、 地质条件、近远期热负荷的发展等多种因素，根据上面的原则把 毕业设计（论文） 第 页 管网敷设在道路下面，管道中心线平行与道路边缘，距道路边缘 为 1.0 米。这样主要是考虑了施工的方便，车辆可以直接将管道 器材运输到现场；而且将来维修和检修是更换管道时，不会破坏 园林绿地。考虑了初投资的经济性，管网为异程式。让主干管道 尽量穿过热负荷中心地带，这样主要是为了水力计算容易平衡， 管网运行比较平稳，运行费用比较节省。初步确定两种布置方案， 详见附录 3、4。 62 热网布置方案的确定 管网的间距查实用供热空调设计手册将管子的间距布置 为： dn300 管子的间距为 600mm；dn250 管子的间距为 520mm； dn200 管子的间距为 520mm；dn150 管子的间距为 400mm； dn125 管子的间距为 400mm；dn100 管子的间距为 400mm； dn80 管子的间距为 300mm； dn70 管子的间距为 300mm； 7 供热管网的初步水力计算 71 计算流量 gn=3.6*qn/(c*(tg-th) gn-采暖热负荷热力网设计流量，t/h; qn-采暖热负荷，kw; c-水的比热容，kj/kg*,取 c=4.1868 kj/kg* tg-采暖室外计算温度下的热力网供水温度， th-采暖室外计算温度下的热力网回水温度， 以 2 号楼为例来说明采暖热负荷热力网设计流量的计算： gn=3.6702486.0010 /4.1868（95-70）= 12.4 t/h 2 号楼的采暖热负荷热力网设计流量为 12.4 t/h,同理，其他 楼的采暖热负荷热力网设计流量见表 7-1 中各个楼前的管道。 72 计算管径 721 对管段进行编号对管段进行编号 首先对建筑物进行编号，然后对各个建筑物的引入管编成对 应建筑物编号的字母加上下标阿拉伯数字，以示区别。详见附录 3、4。 722 计算各个管段的管径计算各个管段的管径 由于热水网路的水力计算比较烦琐，所以在初步水力计算工 毕业设计（论文） 第 页 作中，通常利用水力计算图表进行计算。水力计算图表是在某一 密度值下编制的，如果热媒的密度不同，但质量流量相同，则应 对表中查出的速度和比摩阻进行修正。 本设计中，供回水温度与表中的相同，质量和流量相同的从 表中的速度和比摩阻不需要修正。 确定热水热力网主干线管径时，宜采用经济比摩阻。 一般情 况下，主干线设计比摩阻可取 40-80pa/m。热水热力网支干线， 供热介质流速不应大于 3.5m/s，同时比摩阻不应大于 300pa/m。 对于只连接一个用户热力站的支线，比摩阻可大于 300pa /m。按 此规定从热水管道水力计算表可以查得各个管段的管径和设计流 速以及管段的平均比摩阻。 主干线的平均比摩阻 r 值，对确定整个网路的管径起着决定 性作用，如选用比摩阻值越大，需要的管径越小，因而降低了管 网的基建投资和热损失，但网路循环水泵的基建投资及运行电耗 随之也增大，这就需要确定一个经济的比摩阻，使得在规定年限 内总费用为最小。影响经济比摩阻值的因素很多，理论上应根据 工程具体条件， 73 管道阻力的计算 管道的阻力分为管道的沿程阻力pm 和局部阻力pj，管道 的沿程阻力可按计算公式： pm= r*l ； （7.3.1） pm 管道沿程阻力,pa r管道平均比摩阻，pa/m l管段长度，m 以 a3 管段来说明管段的沿程阻力的计算： pm=31.0026.30=815.30 pa a3 管段的沿程阻力为 815.30 pa，同理，其他管道的沿程阻 力见表 7-1。 在初步计算中，局部阻力按沿程阻力的 30%的大小估算。 管道的总阻力为： p=pm+pj （7.3.2） p管道总阻力，pa pj管道局部阻力，pa 以 a3 管段来说明管段的总阻力的计算： 毕业设计（论文） 第 页 p=815.30+815.3030%=1059.9 pa a3 管段的总阻力为 1059.9 pa，同理，其他管道的总阻力见 表 7-1。 表 7-1：方案一的初步水力计算： 管 道 编号 管道长 度(m) 管道热 荷(w) 管道 流量 (t/h) 管道直 径(mm) 管道 流速 (m/s) 管 道 沿 程 平 均 比摩阻 管道沿 程阻力 管道局 部阻力 管 道 阻 力 a3 26.30 0.36 12.4 100 0.46 31.0 815.3 244.6 1059.9 a2 6.00 0.36 12.4 80 0.69 88.7 532.2 159.7 691.9 a1 32.30 0.72 24.8 100 0.92 123.8 3998.7 1199.6 5198.4 e1 35.50 0.61 21.0 100 0.78 87.3 3099.2 929.7 4028.9 13 29.90 1.33 45.8 150 0.75 49.0 1465.1 439.5 1904.6 b3 26.30 0.35 12.0 100 0.44 28.5 749.6 224.9 974.4 b2 6.00 0.35 12.0 80 0.66 81.7 490.2 147.1 637.3 b1 27.10 0.70 24.1 100 0.89 114.1 3092.1 927.6 4019.7 12 5.20 2.03 69.8 200 0.60 20.7 107.6 32.3 139.9 f1 35.50 0.61 21.0 80 1.15 250.5 8892.8 2667.8 11560.6 11 32.50 2.64 90.8 200 0.78 34.3 1114.8 334.4 1449.2 c3 26.30 0.36 12.4 100 0.46 31.0 815.3 244.6 1059.9 c2 6.00 0.36 12.4 80 0.69 88.7 532.2 159.7 691.9 c1 27.10 0.72 24.8 100 0.92 123.8 3355.0 1006.5 4361.5 10 2.60 3.36 115.6 200 0.99 56.0 145.6 43.7 189.3 p1 45.00 0.40 13.8 100 0.52 38.8 1746.0 523.8 2269.8 g2 6.00 0.54 18.6 80 1.04 205.0 1230.0 369.0 1599.0 g1 25.60 0.94 32.3 100 1.18 202.9 5194.2 1558.3 6752.5 9 31.20 4.30 147.9 250 0.81 28.0 873.6 262.1 1135.7 d3 26.30 0.35 12.0 100 0.44 28.5 749.6 224.9 974.4 d2 6.00 0.35 12.0 80 0.66 81.7 490.2 147.1 637.3 d1 27.10 0.70 24.1 100 0.89 114.1 3092.1 927.6 4019.7 8 26.90 5.00 172.0 250 0.92 36.1 971.1 291.3 1262.4 h1 6.00 0.53 18.2 80 1.04 205.0 1230.0 369.0 1599.0 7 27.30 5.53 190.2 250 1.03 45.0 1228.5 368.6 1597.1 o3 26.20 0.35 11.9 80 0.66 81.7 2140.5 642.2 2782.7 o2 6.00 0.35 11.9 65 0.93 204.7 1228.2 368.5 1596.7 o1 27.90 0.69 23.7 100 0.89 114.1 3183.4 955.0 4138.4 毕业设计（论文） 第 页 6 33.80 6.22 214.0 250 1.14 55.0 1859.0 557.7 2416.7 i3 22.20 0.37 12.6 80 0.71 95.9 2129.0 638.7 2767.7 i2 6.00 0.37 12.6 65 1.01 240.3 1441.8 432.5 1874.3 i1 20.20 0.73 25.1 100 0.92 123.8 2500.8 750.2 3251.0 5 6.60 6.95 239.1 250 1.30 71.8 473.9 142.2 616.0 n5 23.60 0.30 10.3 80 0.58 62.6 1477.4 443.2 1920.6 n4 6.00 0.30 10.3 65 0.81 156.7 940.2 282.1 1222.3 n3 14.90 0.60 20.6 125 0.50 26.8 399.3 119.8 519.1 n2 6.00 0.30 10.3 65 0.81 156.7 940.2 282.1 1222.3 n1 23.30 0.88 30.3 100 1.11 178.3 4154.4 1246.3 5400.7 4 35.10 7.83 269.4 300 1.03 36.2 1270.6 381.2 1651.8 m5 24.90 0.28 9.6 80 0.55 56.7 1411.8 423.5 1835.4 m4 6.00 0.28 9.6 65 0.78 142.2 853.2 256.0 1109.2 m3 16.20 0.56 19.3 125 0.45 22.0 356.4 106.9 463.3 m2 6.00 0.28 9.6 65 0.78 142.2 853.2 256.0 1109.2 m1 19.40 0.83 28.6 100 1.07 166.6 3232.0 969.6 4201.7 3 4.60 8.66 297.9 300 1.15 44.7 205.6 61.7 267.3 j1 36.00 0.62 21.3 80 1.21 274.9 9896.4 2968.9 12865.3 2 40.75 9.28 319.2 300 1.22 50.8 2070.1 621.0 2691.1 k2 40.45 0.54 18.6 100 0.70 71.5 2892.2 867.7 3759.8 l3 22.90 0.31 10.5 80 0.58 62.6 1433.5 430.1 1863.6 l2 6.00 0.31 10.5 65 0.81 156.7 940.2 282.1 1222.3 l1 17.55 0.71 24.4 100 0.89 114.1 2002.5 600.7 2603.2 k1 22.20 1.25 43.0 125 1.02 112.3 2493.1 747.9 3241.0 1 75.16 10.53 362.2 300 1.37 64.3 4832.6 1449.8 6282.4 综合 321.71 27861.8 表 7-2：方案二的初步水力计算 管道 编号 管道长 度(m) 管道 热负 荷(w) 管道 流量 (t/h) 管 道 直 径 (mm) 管道流 速 (m/s) 管 道 沿 程 平 均 比摩阻 管 道 沿 程阻力 管 道 局 部阻力 管 道 阻 力 a3 26.30 0.36 12.4 100 0.46 31.0 815.3 244.6 1059.9 a2 6.00 0.36 12.4 80 0.69 88.7 532.2 159.7 691.9 a1 31.68 0.72 24.8 100 0.92 123.8 3922.0 1176.6 5098.6 e1 36.12 0.61 21.0 100 0.78 87.3 3153.3 946.0 4099.3 10 29.90 1.33 45.8 150 0.75 49.0 1465.1 439.5 1904.6 b3 26.30 0.35 12.0 100 0.44 28.5 749.6 224.9 974.4 毕业设计（论文） 第 页 b2 6.00 0.35 12.0 80 0.66 81.7 490.2 147.1 637.3 b1 26.48 0.70 24.1 100 0.89 114.1 3021.4 906.4 3927.8 9 5.20 2.03 69.8 200 0.60 20.7 107.6 32.3 139.9 f1 36.12 0.61 21.0 80 1.15 250.5 9048.1 2714.4 11762.5 8 32.50 2.64 90.8 200 0.78 34.3 1114.8 334.4 1449.2 c3 26.30 0.36 12.4 100 0.46 31.0 815.3 244.6 1059.9 c2 6.00 0.36 12.4 80 0.69 88.7 532.2 159.7 691.9 c1 26.48 0.72 24.8 100 0.92 123.8 3278.2 983.5 4261.7 7 2.60 3.36 115.6 200 0.99 56.0 145.6 43.7 189.3 p1 45.00 0.40 13.8 100 0.52 38.8 1746.0 523.8 2269.8 g2 6.00 0.54 18.6 80 1.04 205.0 1230.0 369.0 1599.0 g1 26.22 0.94 32.3 100 1.18 202.9 5320.0 1596.0 6916.0 6 31.20 4.30 147.9 250 0.81 28.0 873.6 262.1 1135.7 d3 26.30 0.35 12.0 100 0.44 28.5 749.6 224.9 974.4 d2 6.00 0.35 12.0 80 0.66 81.7 490.2 147.1 637.3 d1 26.48 0.70 24.1 100 0.89 114.1 3021.4 906.4 3927.8 5 2.60 5.00 172.0 250 0.92 36.1 93.9 28.2 122.0 o3 26.20 0.35 11.9 100 0.44 28.5 746.7 224.0 970.7 o2 6.00 0.35 11.9 80 0.66 81.7 490.2 147.1 637.3 o1 55.20 0.69 23.7 125 0.57 35.0 1932.0 579.6 2511.6 h2 6.00 0.53 18.2 80 0.99 184.0 1104.0 331.2 1435.2 h1 24.92 1.22 42.0 125 0.99 107.1 2668.9 800.7 3469.6 4 33.18 6.22 214.0 250 1.14 55.0 1824.9 547.5 2372.4 n5 23.60 0.30 10.3 100 0.39 21.9 516.8 155.1 671.9 n4 6.20 0.30 10.3 80 0.58 62.6 388.1 116.4 504.6 n3 14.90 0.60 20.6 125 0.50 26.8 399.3 119.8 519.1 n2 6.20 0.30 10.3 65 0.81 156.7 971.5 291.5 1263.0 n1 50.10 0.88 30.3 125 0.71 54.7 2740.5 822.1 3562.6 i4 6.20 0.37 12.6 65 1.01 240.3 1489.9 447.0 1936.8 i3 16.20 1.25 42.8 150 0.71 42.8 693.4 208.0 901.4 i2 6.20 0.37 12.6 65 1.01 240.3 1489.9 447.0 1936.8 i1 15.82 1.61 55.4 125 1.32 190.5 3013.7 904.1 3917.8 3 51.28 7.83 269.4 300 1.03 36.2 1856.2 556.8 2413.0 m5 24.90 0.28 9.6 80 0.55 56.7 1411.8 423.5 1835.4 m4 6.00 0.28 9.6 65 0.78 142.2 853.2 256.0 1109.2 m3 16.20 0.56 19.3 125 0.45 22.0 356.4 106.9 463.3 毕业设计（论文） 第 页 m2 6.00 0.28 9.6 65 0.78 142.2 853.2 256.0 1109.2 m1 5.40 0.83 28.6 125 0.69 51.1 275.9 82.8 358.7 j2 6.00 0.62 21.3 80 1.15 250.5 1503.0 450.9 1953.9 j1 28.38 1.45 49.9 125 1.18 151.9 4310.2 1293.0 5603.2 2 99.13 9.28 319.2 300 1.22 50.8 5035.6 1510.7 6546.2 k2 40.45 0.54 18.6 100 0.70 71.5 2892.2 867.7 3759.8 l3 22.90 0.31 10.5 80 0.58 62.6 1433.5 430.1 1863.6 l2 6.00 0.31 10.5 65 0.81 156.7 940.2 282.1 1222.3 l1 17.55 0.71 24.4 100 0.89 114.1 2002.5 600.7 2603.2 k1 22.20 1.25 43.0 125 1.02 112.3 2493.1 747.9 3241.0 1 75.16 10.53 362.2 300 1.37 64.3 4832.6 1449.8 6282.4 综合 362.74 28713.1 74 比较确定热网 741 确定最不利管道确定最不利管道 热水网路水力计算是从主干线开始计算。 网路中平均比摩阻最 小的一条管线，称为主干线。在一般情况下，热水网路各用户要 求预留的作用压差是基本相等的，所以通常从热源到最远用户的 管线是主干线。详见附录 3、4。 742 水力不平衡点水力不平衡点 各个支路的不平横率越小，对于管网以后的运行管理就越方 便，而且运行费用也比较经济。但是不平衡率越小，管网的出投 资就也越大，所以根据城市热力网设计规范中的规定，室外 供热管网的水力不平衡率在 15%以下可以由管网运行是自行调节。 只有在 15%以上才需要进行设计时调节。 沿着主干管，从最后一个管段开始向热源去。计算每一个分 支点的水力不平衡率。利用计算公式: =pg-pz/(pg+h) (742.1) 水力不平衡率 pg主、支干管从节点到末端的总阻力，pa pz支管从节点到末端的总阻力，pa h室内用户需要的作用压头，取 10mh2o 表 7-3： 方案一的水力不平衡计算 节点编号 主干管的阻力 支干管的阻力 水力不平衡率 备注 a 1059.9 691.9 0.0036 b 6259.3 4028.9 0.0210 毕业设计（论文） 第 页 c1 974.4 637.3 0.0033 c 8162.9 4994.2 0.0293 d 11560.6 8302.8 0.0292 e1 1059.9 691.9 0.0036 e 9752 5421.4 0.0395 f1 2269.8 1599 0.0066 f 9941.3 9022.3 0.0084 g1 974.4 637.3 0.0033 g 11076.9 4994.2 0.0548 h 12339.4 1599 0.0956 i1 2782.7 1596.7 0.0115 i 13936.4 6921.1 0.0616 j1 2767.7 1874.3 0.0087 j 16353.1 6018.7 0.0888 k2 1920.6 1222.3 0.0069 k1 2439.7 1222.3 0.0119 k 16969.2 6500.4 0.0895 l2 1835.4 1109.2 0.0071 l1 2298.7 1109.2 0.0116 l 18621 6500.4 0.1022 水力不平衡，需要调节 m 18888.3 12865.3 0.0507 n2 1863.6 1222.3 0.0063 n1 4466.8 3759.8 0.0068 n 21579.4 7000.8 0.1199 水力不平衡，需要调节 经过水利计算和统计得：方案一的水力不平衡点共有 2 个。 表 7-4：方案二的水力不平衡计算 节点编号 主干管阻力 支干管的阻力 水力不平衡率 备注 a 1059.9 691.9 0.0036 b 6158.5 4099.3 0.0194 c1 974.4 637.3 0.0033 c 8063.1 4902.2 0.0293 d 11762.5 8203 0.0318 e1 1059.9 691.9 0.0036 e 9652.2 5321.6 0.0395 f1 2269.8 1599 0.0066 f 9841.5 9185.8 0.0060 毕业设计（论文） 第 页 g1 974.4 637.3 0.0033 g 10977.2 4902.2 0.0547 h2 970.7 637.3 0.0033 h1 3482.3 1435.2 0.0198 h 11099.2 6951.9 0.0373 i4 671.9 504.6 0.0017 i3 1263 1191 0.0007 i2 4753.6 1936.8 0.0269 i1 5655 1936.8 0.0352 i 13471.6 9572.8 0.0344 j3 1835.4 1109.2 0.0071 j2 2298.7 1109.2 0.0116 j1 2657.4 1953.9 0.0069 j 15884.6 8260.6 0.0658 k2 1863.6 1222.3 0.0063 k1 4466.8 3759.8 0.0068 k 22430.8 7707.8 0.1203 水力不平衡，需要调节 由于两个方案的不平衡率都在 15%以下，所以我比较方案是 就用 10%作为进行比较的标准。这样，经过水利计算和统计得： 方案二的水力不平衡点共有 1 个。 从上面的水力不平衡因素不难看出方案二是此工程的最佳方 案。 743 钢材和保温层的耗用量钢材和保温层的耗用量 方案一的各种不同管径的钢材耗用量见下表： 表 7-5：方案一的钢材耗量 型号 无缝钢管的长度(m) 单位长度重量(kg/m) 管子耗用量(kg) 300 155.61 55.21 8591.06 250 125.80 40.36 5077.29 200 40.30 32.03 1290.81 150 29.90 17.15 512.79 125 53.30 15.04 801.63 100 433.25 10.85 4700.76 80 267.75 8.38 2243.75 70 42.00 7.10 298.20 综合 1147.91 23516.28 经 过 计 算 和 统 计 得 到 各 种 不 同 管 径 的 钢 材 总 耗 用 量 为 毕业设计（论文） 第 页 23516.28kg。 方案二的各种不同管径的钢材耗用量见下表： 表 7-6：方案二的钢材耗量 型号 无缝钢管的长度(m) 单位长度重量(kg/m) 管子耗用量(kg) 300 225.56 55.21 12453.00 250 67.60 40.36 2728.34 200 40.30 32.03 1290.81 150 46.10 17.15 790.62 125 231.88 15.04 3487.40 100 406.40 10.85 4409.44 80 131.30 8.38 1100.29 70 68.30 7.10 484.93 综合 1217.43 26744.83 经 过 计 算 和 统 计 得 到 各 种 不 同 管 径 的 钢 材 耗 用 量 为 26744.83kg。 方案一的各种不同管径的聚乙烯套管的耗用量见下表： 表 7-7：方案一的钢材耗量 聚乙烯套管 套管用量(kg) 外径(mm) 厚度(mm) 单位长度重量(kg/m) 420 7 8.54 1328.88 365 6.6 6.99 879.34 315 6.2 5.66 228.10 250 4.9 3.55 106.15 225 4.4 2.87 152.97 200 3.9 2.26 979.15 160 3.2 1.48 396.27 140 3.0 1.21 50.82 综合 4121.67 经 过 计 算 和 统 计 得 到 各 种 不 同 管 径 的 钢 材 耗 用 量 为 4121.67kg。 方案二的各种不同管径的聚乙烯套管的耗用量见下表： 表 7-8：方案二的钢材耗量 聚乙烯套管 套管用量(kg) 外径(mm) 厚度(mm) 单位长度重量(kg/m) 420 7.0 8.54 1926.26 365 6.6 6.99 472.52 315 6.2 5.66 228.10 毕业设计（论文） 第 页 250 4.9 3.55 163.66 225 4.4 2.87 665.48 200 3.9 2.26 918.46 160 3.2 1.48 194.32 140 3.0 1.21 82.64 综合 4651.45 经 过 计 算 和 统 计 得 到 各 种 不 同 管 径 的 钢 材 耗 用 量 为 4651.45kg。 方案一的保温层聚氨脂的耗用量见下表： 表 7-9：方案一的聚氨脂耗量 保温层聚氨脂 聚氨脂的用量 厚度 单位长度重量 40.5 3.72 578.86 39.4 3.09 388.72 41.8 2.74 110.42 40.6 2.04 61.00 38.0 1.71 91.14 39.1 1.50 649.88 32.0 0.98 262.40 29.0 0.77 32.34 综合 2174.75 经 过 计 算 和 统 计 得 到 各 种 不 同 管 径 的 钢 材 耗 用 量 为 2174.75kg。 方案二的保温层聚氨脂的耗用量见下表： 表 7-10：方案二的聚氨脂耗量 保温层聚氨脂 聚氨脂的用量 厚度 单位长度重量 40.5 3.72 839.07 39.4 3.09 208.88 41.8 2.74 110.42 40.6 2.04 94.04 38.0 1.71 396.51 39.1 1.50 609.60 32.0 0.98 128.67 29.0 0.77 52.59 综合 2439.79 毕业设计（论文） 第 页 经过计算和统计得到各种不同管径的钢材耗用量为 2439.79kg 从上面的几个因素可以看出： 钢材耗量： 方案一为 23516.28kg; 方案二为 26744.83kg 聚乙烯耗用量： 方案一为 4121.67kg； 方案二为 4651.45kg 保温层聚氨脂耗用量：方案一为 2174.75kg； 方案二为 2439.79kg 从上面的几个经济方面的因素不难看出方案一是此工程的最 佳方案。 744 选定方案选定方案 虽然方案一的初投资比方案二的少了一点，但是管网的运行 费用和日常维护管理费用要比这要多；方案二的初投资虽然是比 方案一的多了一些，但是管网建成以后运行起来要比方案一平稳 的多，运行和维护管理费用也要经济的多。 综合了两个方案的水力计算和经济方面的因素，为了以后系 统运行的平稳，而且方案一、二的初投资相差也不是很多，所以 我选择方案二为次此工程的最佳方案。 8 供热热网的水力计算 81 管段的实际流速和平均比摩阻 811 实际流速的计算实际流速的计算 采用公式： v=g/(900*d 2 *) m/s v管段中实际流速，m/s g管段中的流量，kg/h d管段的内径，m 管段中流体的密度，取值 958.4kg/m 3 以供水管段 a3 为例来说明管段中介质的实际流速的计算： v=12.40/(9003.140.10 2958.4)=0.46 m/s 所以，管段的实际流速为 0.46 m/s，同理，其他管段的实际 流速见表 8-1。 812 实际平均比摩阻的计算实际平均比摩阻的计算 r=6.25*10 -8*g2/（*d5） pa/m r管段的平均比摩阻，pa/m 摩檫阻力系数， =0.11*(k/d) 0.25 k管壁的当量绝对粗造度，取 k=0.5*10 -3。 毕业设计（论文） 第 页 以供水管段 a3 为例来说明管段的实际平均比摩阻的计算： r=6.25*10 -8*g2/（*d5） =6.25*10 -8*0.11*(k/d)0.25*g2/（*d5） =6.2510 -80.11（0.510-3/0.10）0.25 12.402/（958.40.105） =29.2