西安紫郡长安北区住宅小区供热工程设计

1、摘 要随着我国城市建设事业的发展，以及国家对于能源与环境保护的要求，供暖系统的规模从单幢采暖系统发展成为中大型区域集中供暖系统，出现了大量住宅，公共建筑的集中供暖系统。集中供暖在节能和坏境保护方面都有很大的优势，发展速度很快。本设计题目为西安紫郡长安北区住宅小区的集中供热设计。本工程包括为居民楼，商业楼，学校等工程，总建筑面积为.6m2。集中供热是以热水或蒸汽作为热媒，从一个或多个热源通过供热管网，向一个城镇或较大区域的各热用户供应热能的方式。集中供热系统的热用户有供暖、通风、热水供应、空调调节、生产工艺等用热系统。这些用热系统热负荷的性质及其大小是供热规划和设计的重要依据。整个设计严格按照规

2、范，充分考虑技术，经济同时关注节能，使整个热网有一个较高的效率。锅炉房的设计主要包括设备的布置，定位尺寸确定，锅炉的选型，循环水泵，补给水泵的选型及辅助设备的选择计算。本次设计以节能建筑的热指标为基础，以热网的精确调节为最终目标，尽量降低热网的各项指标，尽量应用精确调节的阀门和设备，为计量供热打好基础。关键词：供暖系统，热负荷，水力计算，锅炉房，直埋敷设ABSTRACTWith the city constructs developing and energy saving and environment requiring,the heating systems have changed f

3、rom single heating to district heating. So many district heating system come out in many north cities in China.This design topic is for a community of central heating design,which name is Zijun Changan in Xian. This project is divided into residential buildings, commercial buildings, school and othe

4、r projects，a total construction area of 91794.57m2. Central heating in hot water or steam as heat medium, from one or more heat sources by heating pipe network, to a town or a larger area of each heat users supply heat. The central heating system of heat users with heating, ventilation, hot water su

5、pply, air conditioning, such as production technology with hot system adjustment. These use the properties of the thermal system heat load and its size is important basis of heating planning and design. The whole design in strict accordance with the specification, mature technology, economic focus o

6、n energy saving at the same time, make the whole network has a higher efficiency.The boiler room design mainly includes the equipment layout, location size, selection of boiler, circulating pump, supply water pump selection and the selection of auxiliary equipment calculation.This design based on th

7、e thermal indexes of energy saving buildings, in heat supply network of precise adjustment as the ultimate goal, to reduce the heat supply network of the indicators as far as possible, try to use precise control valves and equipment, provided a basis for heat metering.Key Words: heating systems，hot

8、matchmaker，heat source，boiler room绪 论1.设计题目西安紫郡长安北区住宅小区供热工程设计2.设计工程概况本课题所设计的工程位于西安市，小区共有高层建筑21栋，其中32层5栋、18层3栋，1个学校、及若干2层商业建筑。总占地面积约.6平方米，小区内设锅炉房，位于小区西南角，并向各高层以及商铺供热。小区的室内供热方式定为散热器供暖系统，故小区供回水温度为85/60。共有两个压力分区，十八层（包括18层）以下为低区，十八层以上为高区。3.集中供热的国内外发展现状3.1 城市集中供热发展概述我国城市供热热源的型式有热电厂、集中锅炉房、分散锅炉房、工业余热、核能、地热、

9、太阳能、热泵、家庭用电暖器和小燃煤(油、气)炉等。集中供热广泛应用的热源主要是热电厂和集中锅炉房。供热所用能源包括煤炭、燃油、天然气、电能、核能、地热、太阳能等，集中供热所用能源仍以煤炭为主。随着人民生活达到小康水平目标的实现，国家在能源政策上提出了节约与开发并重的方针，在城市环境保护和节约能源上采取了一系列措施，各地方城市供热产业得到了迅猛发展，形成了以热电联产为主，集中锅炉房为辅，其他方式为补充的供热局面。3.2 城市供热技术发展趋势（1）大型供热机组比重增加一些城市为适应工业与民用热负荷的增长，正建设大型供热机组，以代替小型供热机组，目前20万千瓦以上大型抽凝供热机组已在北京、沈阳、吉林

10、、长春、郑州、邯郸、太原等城市安装运行，大型供热机组比重正在增加。（2）城市热、电、冷联产快速发展随着工业的发展和人民生活水平的提高，既需供热又需供冷的城市公用建筑大量增加，一些城市已发展了一批以热电厂为热源的集中供热与供冷系统，溴化锂制冷负荷的增加，使热电厂的综合效益明显提高，现已出现迅速增加热、电、冷联产的势头。（3）多热源联网运行日益得到发展随着供热规模的扩大，供热较发达的城市已开始尝试多热源联网运行。多热源联网运行可以优化生产和运行方式，增加热力运行的灵活性、互补性，提高系统的经济性和可靠性，系统对自动监控、微机仿真、变流量压力控制技术要求较高。（4）城市供热开始引进竞争伴随国际公用事

11、业自由化的趋势，集中供热产业已逐渐由独占走向竞争，有关省份已出台有关公用事业行业引进竞争的政策，鼓励不同所有制的资本参与城市供热投资，这将对提高供热管理水平，降低供热成本，保障热用户权益起到巨大的促进作用。（5）开始使用洁净燃料随着人们现代文明和环保意识的不断加强，以油、气等相对清洁的燃料代替污染较重的煤而作为都市使用的主要一次能源已成为必然趋势，应积极发展燃气-蒸汽联合循环发电供热机组，以达到高效、节能、改善环境、提高电网调峰能力的目的。3.3城市供热技术与国际先进水平的比较丹麦、芬兰等北欧国家的集中供热发展居世界领先水平。以丹麦为例，几十年来一直不遗余力的发展热电联产、集中供热，每个大城市

12、都建有热电厂和垃圾焚烧炉用于集中供热。热电联产、天然气和再生能源满足丹麦全国大部分的热负荷需求。俄罗斯也是世界上集中供热比较发达的国家之一。全俄动力设计研究院是俄罗斯最大的热电联产设计研究部门，负责全国各城市热力规划、设计及新技术、新产品研究开发。在俄罗斯和北欧等集中供热发达的国家，设立国家级的热电设计研究机构是一个很重要的保证，而我国在这方面差距比较明显。韩国集中供热的历史与中国相当，基本上都是始于七十年代，八十年代中期进入快速发展阶段，经十几年的发展，韩国供热发展速度之快、规模之大以及技术之先进均使人刮目相看。韩国集中供热的规划、设计、施工、监理，全面引进芬兰的供热先进技术和经验，扬长避短

13、，达到了技术先进、投资效率高、施工运行管理方便、安全的目的。我国集中供热起步晚，与世界先进水平还有很大差距。如何从政策上和体制上引导集中供热既注重数量扩张，又注重质量和效率的提高，实现集中供热发展由数量型到效益型的转变，北欧国家的经验值得我们借鉴。总之与国外先进供热技术相比，我国供热产业尚有很大差距，主要表现在：能源热利用率低，热能浪费严重，供热成本高；缺乏权威性的国家级供热系统及设备研究机构，先进供热技术得不到全面推广，这些都严重制约着我国集中供热产业的发展。 4.工作任务设计图纸以及设计计算说明书。图纸包括：室外供热管网平面布置图、沿管道纵向剖面图、大样图、水压图；锅炉房设备布置平面图、管

14、道平面布置图、流程图、剖面图、主要设备材料明细表；设计施工说明等。说明书由全部设计步骤及计算和计算结果整理而成，其中包括原始资料、设计方案论证、设计计算、设备及附件选择、设计施工说明等。5.设计原始资料5.1 设计地区室外气象条件：西安市5.2 建筑资料：建筑总体平面图5.3 燃料资料：天然气成分CH4C2H6C3H6C4H10H2CO2N2体积百分数%92.021.710.4830.05861.7593.790.18应用基低位发热量Qnet.ar =34748.9KJ/Nm；=0.7Kg/m6.基本设计要求6.1供热管网部分6.1.1.外网热负荷计算(1)供暖热负荷计算 (2)生活及热水供应

15、负荷计算。6.1.2.供热管网水力计算(1)布置系统,绘制计算草图。 (2)管网水力计算。6.1.3.管道敷设方式确定。确定直埋管支墩或地沟形式及尺寸. 进行技术经济比较。6.1.4.设备、附件选择计算。包括：水箱，水泵，疏水器，减压装置，补偿器，管道支座，防腐保温等。6.1.5.绘制管道平面图，纵、横断面图，水压图，大样图等。6.2锅炉房部分6.2.1.锅炉型号及台数选择计算热负荷计算。确定锅炉房计算热负荷、平均热负荷及年热负荷。锅炉型号及台数选择。根据计算热负荷的大小、特点、热媒参数、燃料种类等选择锅炉型号及台数，要求进行技术经济比较。6.2.2.水处理系统选择计算确定水处理设备的生产能力

16、。确定水处理方式，设备选型，台数、药剂耗量及用水量计算。确定除氧方法及设备选择计算.(4)计算锅炉排污量，确定排污系统。6.2.3.热力系统设备及管道选择计算确定汽水系统，绘出系统草图。水泵、水箱的选择计算。换热器及其它设备、管道选择计算。6.2.4.锅炉通风排烟系统设计计算送、引风量。确定送风、排烟系统布置并画出草图。计算烟道阻力和烟囱阻力。送、引风机选型计算。6.2.5.锅炉房工艺布置锅炉房设备布置。烟风道、汽水管道和排污管道布置。确定锅炉房建筑尺寸。6.2.6. 绘制锅炉房设备平面布置图，管道平面图，热力系统图，剖面图，大样图。 第一章 热媒及参数的选择1.1 热媒的选择热媒就是热量的来

17、源。1.2供热的热介质、参数确定原则供暖热媒参数的选择，应根据建筑物的性质，现有热媒参数的状况， 以及今后与城市热网连接的可能性等条件综合考虑确定。热水管网在供热初期，其供水温度不宜过高，以留有一定的裕度，当外部热负荷增加时，可提高供水温度，扩大供热能力；其供回水的温差，直接连接时一般选用25，间接连接时不宜小于45。为了节约能源，提高热电厂的经济效益，应降低抽排气参数，应尽可能降低热电厂的供回水温度8。1.3供热介质选择根据城市热力网设计规范：对民用建筑物采暖、通风、空调及生活热水热负荷供热的城市热力网应采用水作供热介质。故本设计以锅炉房作为热源，由于是居住小区，仅有供暖和热水供应热负荷，故

18、可采用热水作为热媒，热水作为供热介质具有以下的优点：（1）热能效率高。从能源角度分析，以热水为热介质时，由于热水是用低压抽汽加热而得到的，所以能提高联产发电量。同蒸汽供热系统相比，没有凝结水和蒸汽泄露，以及二次蒸汽热损失，节能20%40%；（2）调节方便。热水温度可以根据室外空气温度进行调节，以达到节能和保证室内采暖温度的目的。（3）热水蓄热能力强，热稳定性好。（4）输送距离长。一般可达510km。（5）热损失小。1.4热媒介质参数选择供热介质的参数，即热水供暖系统的计算供、回水温度，应结合具体工程条件，考虑热源、热网、热用户系统等方面的因素，进行技术经济比较后确定。根据国家相关规范，考虑设计

19、地区的实际综合协调热源、热网、热用户三者之间的关系，经过技术经济比较，最后确定出技术上先进可靠、经济上合理节约、使用上安全可靠的小区集中供热热网设计的最佳方案。低温水系统的供水温度应小于或等于95为宜，回水温度一般为70。本工程设定供回水温度为85/60。第二章 供热管网部分 2.1集中供热系统及热负荷集中供热是以热水或蒸汽作为热媒，从一个或多个热源通过供热管网，向一个城镇或较大区域的各热用户供应热能的方式。集中供热系统的热用户有供暖、通风、热水供应、空调调节、生产工艺等用热系统。这些用热系统热负荷的性质及其大小是供热规划和设计的重要依据。因此设计前首先需要计算清楚各部分负荷的大小。集中供热系

20、统各热用户用热系统的热负荷，按其性质分为两大类，即季节性热负荷和常年性热负荷。季节性热负荷指只有一年中某些季节才需要的热负荷。季节性热负荷特点是它与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射热等气候条件密切相关,其中对它的大小起决定性作用的是室外温度，因而在全年中有很大的变化；常年性热负荷主要取决于生活用热和生产状况,其日变化较大,而在全年的变化较小由于是对集中供热系统进行初步设计，不具备较准确的建筑物热负荷资料，根据城市热力网设计规范：当没有建筑物设计热负荷资料时，通常采用热指标法概算各类热用户的设计热负荷。对于供暖设计热负荷的概算，可采用面积热指标法或体积热指标法。由于单位建筑面积热指标法计算简

21、便，是国内经常采用的方法，而且在总结我国许多单位进行建筑物供暖热负荷的理论计算和实测数据工作的基础上，我国城市热力网设计规范给出了供暖面积热指标的推荐值，所以本次设计采用该种方法。2.1.1 采暖设计热负荷采暖热负荷是城市集中供热系统中最重要的负荷，当热用户提不出设计热负荷时，可以采用估算的方法计算。民用建筑的采暖、通风（空调）、及生活热水热负荷的估算方法及具体取值，应根据CJJ34-2002城市热力网设计规范确定。其计算公式如下：采暖热负荷为： (2-1)式中 Qk采暖设计热负荷，Kw；A采暖建筑物的建筑面积，m2； qk采暖热指标，W/m2；即每平方米建筑的供暖设计热负荷。其推荐值见表2-

22、1表2-1 采暖热指标推荐值qk（W/m2）建筑类型住宅居住区综合医院托幼商店展览馆未采取节能措施586460676580658095115采取节能措施4045455555705570801052.1.2 生活及热水供应热负荷 与采暖热负荷一样，采用热指标法。表2-2 生活热书热指标推荐值qk（W/m2）用水设备热指标（W/m2)住宅无生活设备，只对公共建筑供热水时2.5-3全部住宅有浴盆并供给生活热水时15-20详细计算结果见附录表12.2 供热管网的布置及草图2.2.1热水供热管道的平面布置型式及设计要点热网是集中供热系统的主要组成部分，担负热能输送任务。热水供热管网的系统型式与热源位置，

23、热用户分布及其热负荷性质和大小以及地形地质条件等因素有关。选择热网系统型式应遵循的基本原则是安全供热和经济性。2.2.2 热水供热管网的平面布置类型热网的平面布置，必须保证在热网运行安全可靠的同时，力求消耗材料少，投资省，其布置形式与热源（热电厂或锅炉房）的位置、热用户的分布、热负荷性质等因素有关。热网的平面布置型式，主要有枝状布置、环状布置、放射状布置、网格状布置四种方式，其中前两种布置方式比较常见。下面介绍一下各自的优缺点：枝状管网的优点是系统简单，造价较低，运行管理较方便；其缺点是没有供热的后备性能，即当管路上某处发生故障时，在损坏地点以后的所有用户供热中断，甚至造成整个系统停止供热，进

24、行检修。环状管网的优点是具备供热的后备性能，但是环状管网的投资和金属消耗量都很大，因此实际工作中很少采用。为了在热水管网发生故障时，缩小事故影响范围和迅速消除故障，在与干管相连接的管路分支处，及在与分支管路相连接的较长的用户支管处，均应装设阀门，在非采暖期停止运行期间，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。因此，在国内供暖热网中，多用枝状网路。在本设计中采用枝状管网。2.2.3 供热管道的布置原则供热管线平面位置的确定其布置原则是应在城市建设规划的指导下，综合考虑热负荷分布、热源位置、地下各种管道布置情况以及地上建筑、园林绿地的关系和水文、地质条件、建筑区近期及远期的发展规划

25、等多种因素，并确保技术上可靠、经济上合理和施工维修方便等要求。供热管道平面位置的确定，应遵守如下的基本原则：（1）经济上合理 城市供热管道的布置主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区，并靠近热负荷大的用户。要注意管线上的阀门、补偿器和某些管道固件（如放气、放水、疏水等装置）的合理布置，因为这将涉及到检查室（或操作平台）的位置和敷设，应尽可能使其数量减少。（2）技术上可靠 管道的走向宜平行于厂区或建筑区域的干道或建筑物。供热管线应尽量避开土质松软、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段。 （3）维修方便 对周围环境影响少而协调，供热管线应少穿越主要交通线。减少与公路、铁路、沟谷和河流

26、的交叉，一般平行于道路中心线并应尽量敷设在车行道以外的地方。通常情况下管线应只沿街道的一侧敷设。供热管道与各种管道、构筑物应协调安排，相互之间的距离，应能保证运行安全、施工及检修方便。供热管道与建筑物、构筑物或其他管线的最小水平净距和最小垂直净距应该严格的参阅城市热力网设计规范中的相关规定。2.2.4 供热管道的敷设城市供热管道的敷设方式应考虑工程所在地区的气候、水文地质、地形特征、建筑物和交通线路的密集程度，还要兼顾技术经济合理、维修管理方便等因素。2.2.5集中供热管道的一般敷设原则（1）城市街道上和居住区内的热力网管道宜采用地下敷设。当地下敷设困难时，可采用地上敷设，但设计时应注意美观。

27、（2）工厂区的热力网管道，宜采用地上敷设。（3）热水热力网管道地下敷设时，应优先采用直埋敷设；热水或蒸汽管道采用管沟敷设时，应首选不通行管沟敷设；穿越不允许开挖检修的地段时，应采用通行管沟敷设；当采用通行管沟困难时，可采用半通行管沟敷设。蒸汽管道采用管沟敷设困难时，可采用保温性能良好、防水性能可靠、保护管耐腐蚀的预制保温管直埋敷设，其设计寿命不应低于25年。（4）直埋敷设热水管道应采用钢管、保温层、保护外壳结合成一体的预制保温管道，其性能应符合城镇供热直埋管道工程技术规程的规定。2.2.6 集中供热管道的敷设方式供热管道敷设是指将供热管道及其附件按设计条件使之就位的工作。城市供热管道的敷设方式

28、分为下列两种：(1)地上架空敷设。按支架的高度分为低支架、中支架、高支架。(2)地下敷设。地下敷设可以分为地沟敷设和无沟敷设（直埋敷设）。地沟敷设按地沟的情况可分为不通行地沟、半通行地沟和通行地沟三种。 供热管道地上敷设除管架基础外可以不受地下设施和地下水的影响。运行、维护、检修、安装均较方便，施工时土方量亦小，因而是比较经济的敷设方式。但地上敷设缺点是占地面积大，管道热损失大，在市中心通过，影响市容观瞻，地上敷设一般有高、中、低支架之分，随北形及现场实际情况适当选用。主要是用于敷设在工厂厂区和城市非建设区的供热管网。地上敷设适用于下列场合：地下水位较高，年降雨量大，土质为湿陷性黄土或腐蚀性土

29、壤。选用地下敷设时必须进行大量的土方工程或地形复杂的地段，地下敷设密度大，难于采用地下敷设的地段，或在工业企业中有其他管道，可共架敷设的场合。地下敷设通常有管沟敷设和直埋敷设地下敷设不影响城市美观和交通，因而地下敷设是城镇集中供热管道广泛采用的敷设方式。有沟敷设：供热管道敷设在地沟内，管道本身不承受外界荷载。地沟分三种：通行地沟除敷设管道外，还设有高度不小于1.8米的人行通道，工作人员可以进入沟内巡视、检修和更换管道。多用在热源出口及不允许开挖路面的地方。管沟较长时应有通风和照明。在地下管线密集的城市中心区，供热管道也可以与其他管道一起敷设在通行的综合地沟内。不通行地沟其尺寸只考虑管道施工操作

30、条件，工作人员不能进入。这种地沟横断面尺寸小，造价较低，目前广泛应用。半通行地沟介于通行地沟和不通行地沟之间，地沟内的人行通道尺寸较小，工作人员只能进行巡视及简单操作。直埋敷设：管道直接埋设于土壤之中，无地沟，管道本身直接承受外界荷载，造价低，施工简便，是一种有发展前途的敷设形式。也称架空敷设，其造价便宜，维修方便，多用于工业区、郊区、地下水位高、永久冻土区、湿陷性土壤区等地质构造特殊的地区，以及跨越铁路、公路、河流等地段。多数设专用支架。根据支架高度不同，分为高支架、中支架、低支架和地面敷设。高支架的高度在4.5米以上，一般在跨越公路、铁路等障碍物时采用；中支架高度为3米左右，在一般工业区内

31、采用；低支架高度为0.51米左右，在城郊空旷地区或工业区沿工厂围墙敷设时采用；地面敷设是利用管枕将管道垫起，和地面保持一定的间隙作排水用，只在地面相当平整时采用。本工程在不考虑地下车库的条件下采用地下直埋敷设。2.2.7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。为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。

32、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。（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2.2.8热水管网系统的定压方式为实现热水管网设计水压图的运行工况，必须通过设置定压装置，采用一定的定压方式，来维持热水供热系统中定压点压力恒定。供热系统在运行或停止状态下，压力始终保持不变的店成为恒压点。供热系统在无泄漏补水，并忽略热水体积膨胀时，恒压点的压点的压力值是唯一的，且等于静水压线值。恒压点的位置一般在系统循环水泵入口处，也可以在系统的任何一点，视供热系统的形式而定

33、。维持恒压点压力恒定不变是热水供热系统正常运行定的基本条件。热水供热系统由于不严密，产生漏水损失，将引起系统内压力的波动。维持热水供热系统内热媒压力一定或在一定范围内波动，必须不断的向系统内补水。所以热水供热系统的定压系统往往和补水系统同时考虑。热水网路常用的定压方式有膨胀水箱定压，补给水泵定压，惰性气体定压，蒸汽定压等。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

34、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说明：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。鉴于本设计中供

35、热系统规模不大、供热温度不高所以选择间歇性补水定压方式。根据以上原则绘制的计算草图于附录图1，图2中。2.3热水采暖系统的水力计算2.3.1水力计算的基本步骤在进行热水网路水力计算之前，首先应按比例绘制管网平面布置图。图中标明热源位置，管道上所有附件和配件，每个计算管段的热负荷及其长度等。一般按下列步骤进行计算：（1）确定热水网路中各个管段的计算流量供暖系统中网路各个管段的计算流量就是该管段所承担的各个用户的计算流量之和。所谓计算流量就是用来计算管径和阻力损失的最大流量。采暖系统用户的设计流量可用下式确定10： （4-1）式中 供暖系统用户的设计流量，T/h； 用户设计热负荷，KW； /二级网

36、的设计供回水温度，。（2） 确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻。管网中平均比摩阻最小的一条管线称为主干线（最不利环路），一般是从热源到最远用户的管线。水力计算从主干线开始。主干线的平均比摩阻值对确定整个外网管径和系统的循环压力损失起着决定性作用。如果选用的值较大（即热媒流速越高），则所需管径越小，此时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和运行电耗也就随之增大。因此需要确定一个经济的比摩阻，使得在规定的计算年限内总费用为最小。故城市热力网设计规范规定：一般情况下，主干线设计比摩阻可取30-70Pa/m。（3）根据网路主干线各管段的计算流量和初步选用的平均比摩阻，利用水力计算表确

37、定主干线各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。（4）求出管段的折算长度Lzh根据管段选用的标准管径和管段中局部阻力形式，确定管段的局部阻力的当量长度总和Ld，求出各管段的折算长度Lzh。（5）计算主干线各管段的总压降P 根据管段的折算长度和实际比摩阻，计算出各管段的压力损失及主干线总压降。 （4-2）式中 管段压降，Pa； 管段的实际比摩阻，Pa； 管段的实际长度，m； 局部阻力当量长度。（6）主干线水力计算完成后，进行热水网路支干线，支线的水力计算。按支干线及支线的资用压力确定出它们的管径 当确定主管线的管径后，同时主干线中各管段的阻力损失都已知后，就可用同样的方法确定各分主管的管径。为了满足

38、热水网路中各热用户的作用压差，必须加大靠近热源处用户支线的比摩阻，以便消耗剩余压差，尽量达到各并联环路节点压力平衡，但支线的流速和比摩阻不应超过极限值，根据热网规范规定：热网支干线、支线应按允许压力降确定管径，但流速不应大于3.5m/s，同时比摩阻不应大于300Pa/m。2.3.2水力计算主干线水力计算该系统中对于低区来说由于从锅炉房到行政综合楼的管道的输送距离最远，故选取该管线为最不利环路干线进行计算。以采暖系统段为例水力计算，计算过程如下： 计算热负荷为14427.563kw，得到流量为1252.47m3/h,根据管段AB的计算流量和值的范围，查水力计算表，可确定管段AB的管径和相应的比摩

39、阻值：管径：DN500比摩阻值：52.8pa/m流速:1.67m/s 管段的局部损失系数为2.5，动压头为1381.7，故局部损失为3454.255pa 管段AB的压力损失:P=pj+py =3454.255+52.8*54.462Pa=6332.498Pa 用同样的方法，可计算主干线的其余管段。确定其管径和压力损失。其他管段的管径和压力损失计算结果于附表2。2.3.3 热水网路的水压图热水网路的水压图是表示热水网路中，各点压力分布的图（实质为热网测压管水头线）。它可以全面地反映热网和各热用户的压力状况，反映各热用户所处地势高低，建筑物的高度和热网系统恒压点位置等，对网路压力分布的影响。通过绘

40、制水压图，可以确定网路与各热用户的连接方式，选择网路和用户的自控措施，以保证供热系统安全经济的运行。2.3.4网路水压图的几点要求（1）利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力值。（2）利用水压曲线，可表示出各段的压力损失值。由于热水管网中各处的流速差别不大式可改写为，即管道中任意两点的测压管水头高度之差就等于水流过该两点之间的管道压力损失值。（3）根据水压曲线的坡度，可以确定管段的单位管长的平均压降的大小。水压曲线越陡，管段的单位管长的平均压降就越大。（4）由于热水管路系统是一个水力连通器，因此，只要已知或固定管路上任意一点的压力，则管路中其他各点的压力也就已知或确定了前面的水力计算只确定

41、热水管道中各管段的压力损失值，但不能确定热水管道上各点的压力值。综上所述，水压图是热水网路设计和运行的重要工具。2.3.5水压图在热水管网设计的重要作用在热水管网系统中连接着许多用户。这些用户对热水的供水温度，压力及流量的要求可能各有不同。在管网的设计阶段必须对整个网路的压力状况有个整体的考虑。因此，通过绘制热水网路的压力分布图（也称水压图），用以全面反映管网和各用户的压力壮况，并确定保证使它实现的技术措施。在运行中，通过网路的实际水压图，可以全面了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况，从而揭示关键性的影响因素和采取必要的技术措施，保证安全运行。通过绘制水压图，可以确定网路与各热用户的

42、连接方式，选择网路和用户的自控措施，以保证供热系统安全经济的运行。2.3.6 热水网路压力状况的基本技术要求热水供热系统在运行或停运时，系统内热媒的压力必须满足下列基本技术要求：（1）与热水网路直接连接的各用户系统内的压力，都不应超过该用户系统用热设备及其管道附件的承压能力。（2）为保证高温水网路和用户系统内不发生汽化现象，在水温超过100的点，热媒压力应不低于该水温下的汽化压力。即不汽化。（3）为了保证用户系统不发生倒空现象，破坏供热系统正常运行和腐蚀管道，与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵运转或停止工作时，其用户系统回水管出口处的压力必须高于用户系统的充水高度，以防止系统倒吸

43、入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。即不倒空。（4）为保证循环水泵不发生汽蚀现象，网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出5mH2O，以免吸入空气。即不吸气。（5）在热水网路的热力站或用户引入处，供回水管的资用压差应满足热力站或用户所需的作用压头。即压头足。2.3.7绘制热水网路水压图的步骤和方法根据管网平面布置图和管网所在区域的地形图，各用户屋顶标高，管网水力计算结果，系统定压方式，定压点位置，以及散热器等用热设备承压能力等条件，按照对热水网路压力状况的基本技术要求，绘制热水网路水压图。（1）建立坐标系，画出沿干管的地形变化纵剖面图，标出各点及各用户建筑物标高。以网路循环水泵的中心线的

44、高度（或其他方便的高度）为基准面，以热源出口为起点建立坐标系，纵坐标表示各点标高或网路各点测压管水头高度，横坐标表示管线各点至热源的计算长度。按照网路上的各点和用户从热源出口起沿管路计算的距离，在横坐标上相应的点标出网路相对于基准面的标高和房屋高度，并画出沿管线的纵剖面。（2）选定静水压曲线的位置。静水压曲线是热水网路循环水泵停止工作时，网路上各点的测压管水头的连线。它是一条水平的直线，静水压曲线高度必须满足两个要求。1）与热水网路直线连接的供暖用户系统内，底层散热器所承受的静水压力不超过散热器的承压能力，2）热水网路及与它直接连接的用户系统内，不会出现汽化或倒空。（3）选定回水管动水压曲线的

45、位置。在网路循环水泵运行时，网路回水管各点的测压管水头的连接线，称为回水管动水压曲线，水在管中流动时，需要消耗能量克服流动阻力，因此回水管动水压线在网路水泵入口处最低，在回水干管末端最高。（4）选定供水管动水压曲线的位置在网路循环水泵运转时，网路供水管内各点的测压管水头连线称为供水管动水压曲线。供水管动水压曲线沿着水流动方向逐渐下降，它在每米管长上降低的高度反映了供水管的比压降值。供水管动水压曲线的位置应满足：1） 网路供水干管以及与网路直接连接的用户系统的供水管中，任何一点都不应该出现汽化。2） 在网路上任何一处用户引入口或热力站的供回水管之间的资用压差，应能满足用户引入口或热力站所需要的作

46、用压力。 根据以上原则绘出的高低区水压图见相关图纸。 第三章 锅炉房部分3.1设计资料3.1.1热负荷及其介质参数供暖热负荷：低区16MW与高区6MW 供暖温度：85/60 3.1.2燃气资料天然气成分CH4C2H6C3H6C4H10H2CO2N2体积百分数%92.021.710.4830.05861.7593.790.18应用基低位发热量Qnet.ar =34748.9KJ/Nm；=0.7Kg/m3.1.3水质资料总硬度：3.1mmol/L；碳酸盐硬度：2.1mmol/L;非碳酸盐硬度：1.0mmol/L总碱度：2.1mmol/L；溶解氧：5.8mg/L;PH值：7.5；含盐量：278mg/

47、L夏季平均水温：16冬季平均水温：10悬浮物和含油量微量，忽略不计。3.1.4气象资料（西安地区）海拔高度412.7米，采暖室外计算温度5C .，室内计算温度18C 。采暖期室外平均温度1C .，采暖天数120天，常年主导风向：西北，大气压力，冬季：734mmHg，夏季：718mmHg，最大冻土深度：45厘米。3.1.5其它资料采暖季工作： 120天；水源： 城市自来水，供水压力0.3MPa；锅炉房空气温度 20；凝结水回收方式：余压回水3.2 锅炉型号及台数选择计算3.2.1热负荷计算(1) 最大计算热负荷：Qmax=K0K1Q0 MWK0热水管网的热损失系数，取1.1K1供暖热负荷同期使用

48、系数，取1Q0供暖最大热负荷，MWQ低=1.1016.0=17.6MWQ高=1.106.0=6.6MW3.2.2供暖平均热负荷：QPj=(tn-tpj)/(tn-tw)Q0 MWtw室外供暖计算温度tpj供暖期室外平均温度tn供暖室内计算温度（取18）则1=（18-（-1）/(18-(-5) x17.6MW=14.54MW2=19/23x6.6MW=5.45MW平均热负荷表明热负荷的均衡性，设备选择时应考虑这一因素，如变负荷对设备运行经济性和安全性的影响。3.2.3供暖年耗热量 这是计算全年燃料消耗量的依据，也是技术经济比较的一个依据。供暖为全天连续供暖。年耗热量为：Qa1=QPj124360

49、0n=14.54243600120=.72GJQa2=QPj2243600n=5.45243600120=56505.6GJ3.2.4锅炉类型及台数选择根据最大计算热负荷和热媒参数，确定锅炉的容量和进出口水温，给出锅炉的型号和主要技术参数。根据热负荷确定锅炉台数，不设备用锅炉。根据设计资料可知锅炉为热水锅炉，供回水温差15。低区所选锅炉型号为WNS10.5-1.0/95/70-Q（Y） 锅炉额定功率为10.5MW，工作压力1.0MP，锅炉进出口水温115/70，设计热效率91.5%。最大计算热负荷为17.6MW，因此选用2台锅炉。高区所选锅炉型号为WNS7-1.0/95/70-Q（Y） 锅炉额

50、定功率为7.0MW，工作压力1.0MP，锅炉进出口水温95/70，设计热效率92%。最大计算热负荷为6.6MW，因此选用1台锅炉。3.3水处理系统选择计算3.3.1确定水处理设备生产能力水处理设备的生产能力G由锅炉补给水量、热水管网补给水量、水处理设备自耗水量等确定： G=1.1(Gbgl+ Gbrw+ Gzh) 式中 Gbgl锅炉补给水量,该设计中热水锅炉不连续排污不予考虑，Gbgl取值为0； Gbrw热水管网补给水量，热水管网补给水量按照锅炉循环水量的3%取值； Gzh水处理自耗水量；锅炉循环水量 t/h，得：Gxh1=1.11372.16t/h = 1509.38t/h，Gxh2=1.1

51、517.32t/h =569.05t/h热水管网补给水量，按照锅炉循环水量的3%取值：Gbg1=3%Gxh1=0.03*1509.4*1.1=49.8t/h，Gbg,2=3%Gxh2=0.03*569.1*1.1=18.8t/h水处理设备自耗水 Gzh一般是用于逆流再生工艺的逆流冲洗过程，按照热水管网补给水量Gbrw1+ Gbrw2=68.6t/h进行预选型号为SRE-T5602FC的全自动软水器两台并联运行，其流量可按预选的离子交换器相应的截面积进行估算： Gzh=F t/h (4-3)式中逆流冲洗速度，取2m/h F交换器截面积， 水的密度，常温水1t/m3Gzh=201=0.64t/hG

52、=1.1(Gbgl+ Gbrw+ Gzh*2) =76.85t/h经校核，76.85t/h80t/h=40t/h*2，该离子交换器满足需求。3.3.2确定水处理方式，设备选型，台数、药剂耗量及用水量计算 水的软化方法一般采用离子交换软化法，其效果稳定，易于控制。选择2台离子交换器满足再生需要，每昼夜再生次数为1-2次，型号及参数如下：，根据低压锅炉水质标准锅炉相对碱度应小于0.2。因此，无论从经济角度或防止锅炉发生苛性脆化的角度，本设计均不考虑补给水的除碱。按下表差得为0.412。锅炉工作压力0.490.981.471.962.45NaOH(%)1040607080故选用型号为SRE-T560

53、2FC的全自动软水器两台并联运行，软化水量为20-40t/h 出水硬度.6mmol/L，双罐系统一用一备，共三台。详细技术指标如下：3.3.3确定除氧方法及设备根据其含氧量为5.8mg/L=0.16ml/L，不符合水质标准要求的0.1ml/L，本设计中需设除氧设备。除氧方法采用最新的解吸除氧方式，克服了目前常规的热力除氧，真空除氧等方法存在的不足，选用解吸式除氧器CJYZS-42，具体参数如下： 3.3.4计算锅炉排污量由于本锅炉为热水锅炉，故排污方式为定期排污，以排除炉水内的杂质和沉淀物，根据水质情况不同周期不同，通常一天排一次，排污水应冷却到允许温度排入下水道，宜设排污降温池进行冷却。一般

54、排污量不超过给水量的5%.3.4热力系统设备及管道选择计算3.4.1水泵的选择计算本锅炉房为低温热源供暖，仅供冬季采暖使用。系统采用循环水泵用来克服整个供热系统的压力损失。采用补给水泵对整个系统进行补水和定压。1)循环水泵应满足的条件（1）循环水泵的总流量应不小于管网的总设计流量，当热水锅炉出口至循环水泵的吸入口有旁通管时，应不计入流经旁通管的流量。（2）循环水泵的扬程应不小于流量条件下热源、热力网、最不利环路压力损失之和。（3）循环水泵应具有工作点附近较平缓流量扬程特性曲线，并联运行的水泵型号相同。（4）循环水泵承压耐温能力应与热力网的设计参数相适应。（5）应尽量减少循环水泵的台数，设置三台

55、以下循环水泵时，应有备用泵，当四台或四台以上水泵并联使用时，可不设备用泵。（6）热力网循环水泵入口侧压力应不低于吸入口可能达到最高水温下饱和蒸汽压力加50KPa。2)循环水泵的选择（1）循环水泵的容量和台数 循环水泵的容量根据系统循环水量计算，采暖循环水泵采用两台，一备一用。 锅炉循环水量 t/h，式中Q锅炉额定热负荷，kw； k管网散热损失系数，取1.1； c管网热水平均比热容，c=4.2kJ/(kg)； t热水供回水温差，10；锅炉循环水量Gxh1=1.11372.16t/h = 1509.38t/h，Gxh2=1.1517.32t/h =569.05t/h（2）循环水泵的扬程循环水泵的扬程不应小于下列各项之和： H0H1+H2+H3+H4 H1