戴瑞热源外网课程设计说明书

1、Jilin Architectural and Civil Engineering Institute 课程设计计算书设计名称热源外网课程设计 学 院 市政与环境工程学院 专 业 建筑环境与设备工程 班 级 072班 姓 名 戴瑞 学 号 03107241 指导教师 张璐 设计时间 2010.12.62010.12.26 目 录第一章 设计任务说明.1 1.1设计原始资料. 1. 1.2图纸要求.1 1.3设计计算说明书要求.1第二章 采暖设计热负荷计算.12.1热负荷计算.1 2.2确定供热系统的供热原理.3 第三章 方案确定及布置管道.4 3.1系统热源型式及热媒的选择 .4 3.2 热网

2、系统型式.4 3.2 热网管道的布置.4第四章 水力计算及水压图绘制.5 4.1水力计算 .5 4.2 水压图绘制.9第五章 换热站设备的选型与计算.10 5.1循环水泵和补给水泵的选型 .11 5.2 换热器的选型.12 5.3其它设备的选型.13致谢参考文献 第一章 设计任务说明1.1设计原始资料小区所在地区：松原；采暖室外计算温度：-22；最高建筑物高度：18m；小区建筑分布情况：如平面图所示，建筑功能包括：住宅、幼儿园；供暖面积热指标：根据建筑功能、建筑物所在地区从相关手册中选择热媒及参数：一次网热媒为高温水，供水温度为130，回水温度为80； 二次网热媒为低温水，供水温度为85，回水

3、温度为65。用户预留资用压力3-5mH2O。1.2图纸要求（1）热水管网平面布置图（1张），（2）热水管网剖面图（地沟敷设）（1张）（3）水压图（1张） （4）热力入口平、剖面大样图（1张） （5）换热站（锅炉房）设备与管道平面布置图（1张） （6）换热站（锅炉房）设备与管道剖面图或系统图（1张） （7）设计说明1.3设计计算说明书要求 课程设计说明书包括原始条件，设计计算公式和有关数据，文字说明及附图。应字迹工整，计算准确，简明扼要。 第二章 采暖设计热负荷计算 2.1 热负荷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

4、如下：以下公式取自供热工程P139页6-2公式。 Q= qF10 KW (2.1-1) 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2.1-1。表2.1-1 采暖热指标推荐值q( W/m2)建筑物类型住宅学校医院旅馆商店餐厅影剧院热指标4474608065806070658011514095115根据上表热指标的推荐值，选取住宅的热指标q=50w/；幼儿园 q=70w/。另外为了满足室内热负荷的要求，供暖管网内的流量由公式2.1-2求得。 以下公式取自供热工程P89页4-25公式G=AQ/(

5、tg-th) kg/h (2.1-2) Q-供暖用户系统的设计热负荷 W.A-采用不同计算单位的系数，本计算A取0.86.G-用户的计算流量，kg/h.tg、th -网路的设计供回水温度， . 综上，例如4-01#楼热负荷：Q=50×280×6=84000W 其管段流量G=0.86×840000÷（85-65）=3612kg/h 设计区位内各栋楼的热负荷及其入户管的流量如下表： 热负荷计算表建筑编号面积热指标W/m2建筑单层面积建筑层数热负荷入户流量40150280684000361240250280684000361240350420612600054

6、184045056038400036124055038035700024514065038035700024514075046036900029674085054038100034834095062039300039994105058038700037414115042036300027094125052037800033544135064039600041284145040036000025804155062039300039994167030051050004515417504403660002838418506603990004257419506003900003870420506003

7、900003870421506603990004257422504403660002838423504403660002838424506603990004257由此表可知：采暖总的热负荷为1992KW、所需热媒的总流量为85.656t/h2.2 确定供热系统的供热原理 本设计以城市一次热网热水130/80为热源，经过小区换热站换热后得到85/65的热水供小区采暖用。管网采用枝状连接。异程布置，热水沿主干线，经枝线分别送至各用户，又沿相同路线返回热源。 从换热站引出主干线，分别供给低区用户。本次设计无高区热源部分，所以不考虑高区供热。热源动力由两台台水泵并联运行，其中一台为备用泵；。欲使热网按

8、水压图给定的压力状况运行，采用补给水泵定压方式。 第三章 方案确定及布置管道3.1 系统热源型式及热媒的选择根据对住宅小区的调查，该小区有如下特点：(1) 该区域内建筑物以住宅为主，其中有一栋楼为幼儿园；大部分楼为三层，还有一小部分为六层，幼儿园为五层且该区热负荷较集中。(4)小区总建筑面积为3.924万m2，设计总热负荷为1992.0kw。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，换热站设在小区的右上角一十字路口侧。3.2 热网系统型式1、确定管网布置形式：基于前述小区特点，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。这主要是考虑到枝状

9、管网布置型式简单，管径随距热源越远越小；减少基建投资，运行管理简便。2、确定管网敷设方式：本小区面积较小、敷设管线较短，采用无补偿直埋敷设方式，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、管道附件在与干管相连接的管路分支处与分支管路相连接的较长的用户支管处均应装设阀门；在系统最低点或局部最低点应设泄水阀，最高点或局部最高点设放空气阀。考虑以后维修方便，在需要的位置设检查井。 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铁丝缠绕，用密纹玻璃布包扎做为保护层，表面涂冷底子油2遍

10、。（2）保温 地下直埋管道保温采用预制保温管。保温层用聚氨脂硬脂泡沫塑料保温，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。另外管道的防腐涂料选用铁红防锈漆。 5、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。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。3.3 热网管道的布置1、管网布置原则（1） 热源的位置本设即热源为小区内的换热站（2） 管网的走向 实际定向时要掌握地质，水文资料，地上，地下构筑物情况，除了技

11、术经济合理外还要考虑维修管理方便，布置时应注意：、管道应尽量穿越负荷区，走向宜平行于建筑物。、尽量少穿越公路，铁路等主要交通干线。、为了施工及管理方便，管线应尽量走绿化地带。、热力管沟外侧与其他建筑物，管线保持一定距离，与基础外边净距不小于1.5米。、热网规划时应当适当考虑各小区连接方便及小区负荷对称。（3） 管道敷设 本设计管线全部采用有补偿直埋敷设，采暖管道宜埋于地下水位之上，本设计埋深为1.2米，管道坡度为0.003，管道最高处设放气阀，最底处设泄水阀。（4） 检查井的设置 检查井数量要求少，不应设在交通要道和人行车流频繁处，在管道分支有阀门处及其他各种阀门处；需要经常维修的设备和部件处

12、应设检查井。第四章 水力计算及水压图绘制4.1 水力计算 热水网路水力计算的方法及步骤如下：（1） 确定热水网路中各个管段的计算流量：管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算流量之和，以此计算流量确定管段的管径和压力损失。 （2）确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻 热水网路水力计算是从主干线开始，网路中平均比摩阻最小的一条 管线，称为主干线，一般是从热源到最远用户的管线是主管线。 主管线的平均比摩阻R值，对确定整个管网的管径请着决定性的作 用，如选比摩阻大的，则管径小，选比摩阻小的，则管径大，这对能耗也起着至关重要的作用。在条件允许时，主干线的比摩阻尽量小些，管径大些，有利于供暖的可靠性

13、，可取4080pa/m进行计算。 （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R值， 利用水力计算表，确定各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。 （4）热水网路的局部损失，采用当量长度法，将管段的局部阻力损失折 合成相当的沿程损失，所以，热水网路中的管段的总压降等于： P=R（L+Ld）=RLzh pa 式中Lzh管段的折算长度 在进行估算时，局部阻力的当量长度Ld可按管道的实际长度L的百分数计算，即Ld=jLj局部阻力当量长度百分数，本设计取j=0.2（5） 根据管段的沿程比摩阻和折算的局部阻力损失，计算管段的总压降。（6） 主干线水力计算完成后，可进行支干线，支线等水力计算，

14、应按支干线，支线的资用压力确定其管径，管路的水力计算见下表：管段编号计算流量kg/h）管段长度（m）局部阻力当量长度折算长度（m）公称直径（）流速（m/s）比摩阻（Pa/m)管段的压力损失（Pa）1-285656227.2429.241750.96621812.882-3820444013.2453.241750.91562981.443-47843257.2412.241750.8751624.244-573014247.2431.241750.81441374.565-669402107.2417.241750.7737637.886-765145457.2442.241750.72351

15、478.47-85379335.68.61750.5923197.88-943860365.641.61500.72431788.89-1036120405.545.51250.85793594.510-1132250637.460.41250.76633805.211-1222317844.488.41250.5330265212-138514873.6590.65800.47413716.6513-14451513316700.3836576536.5925240.35 7-187-1511352282.5530.55800.61712169.0515-168901442.5546.558

16、00.49452094.7516-176450628700.557560017-182967222.824.8500.43701736109.90 8-218-199933252.5527.55700.851794931.4519-20567610212500.83255306020-212823232.825.8500.43661702.865.359694.25 9-239-227740532.5555.55800.43341888.722-23399959362700.3428.51767117.553655.7 11-2611-249933263.6529.65800.55561660

17、.424-25606361263800.3321132325-262709482.850.8500.4582946.4143.455929.8 12-3012-2713803174.421.41000.5137791.827-289546312.5533.55800.53521744.628-29670813215700.5780120029-302580122.814.28500.3852742.5684.234478.964.2水压图绘制1）在图纸下部绘制出热水网路的平面布置图；（2）在平面图的上部以网路循环水泵中心线的高度为基准面，沿基准面在纵坐标上按一定的比例尺做出距离的刻度；（3）在

18、横坐标上，找到网路上各点或各用户距热源出口沿管线计算距离的点，在相应点沿纵坐标方向绘制出网路相对于基准面的标高，构成管线的地形剖面图；（4）绘制静水压曲线。静水压曲线是网路循环水泵停止工作时，网路上各点 测压管水头的连线。因为网路上各用户是相互连通的，静止时网路上各点的测压管水头均相等，静水压曲线就应该是一条水平直线。它不能超过各用户的作用压头。因为各用户的用水高度都为18m，供水温度为85时，其汽化压力为0mH2O，加上35m的富裕压力则静水压曲线高度应在18.5+0+4=22m，取整数为22m。（5）绘制回水干管动水压曲线。当网路循环水泵运行时，网路回水管各点测压管水头的连线称为回水管动水

19、压曲线。从定压点即静水压线和纵坐标的交点A开始画。回水总压降为0.86m。定压点即干管末端的压力为22mH2O，那么回水干管始端B也就是末端用户的出口压力为22+2.524=24.524mH2O。连接A、B两点，将为主干线回水管的动水压线AB。（6）绘制供水干管的动水压曲线。末端用户的资用压头为5 mH2O，则末端用户入口处C点压力即供水管主干线末端点的压力应为24.524+5=29.524 mH2O。供水主干线的总压力损失与回水管相等也为2.524 mH2O，那么在热源出口处即供水管始端D点动水压曲线的水位高度，应为29.524+2.524=32.048 mH2O。连接C、D即为主干线供水管

20、的动水压线CD。 热源内部压力损失为10 mH2O，则热源出口压力为32.048+10=42.048 mH2O，那么热源入口E点的压力为42.048mH2O，两点连接起来，为热源的水压线。（7）各分支管线的动水压曲线。可根据各分支管线在分支点处供、回水管的测压管水头高度和分支线的水力计算结果。 第五章 换热站设备的选型与计算5.1循环水泵和补给水泵的选型1. 循环水泵的选择： （1）流量G1G1=(1.1-1.2)G=1.1×85.656=94.22t/h （2）扬程H （5-7）式中：Hr、Hw、Hy分别为热源、热网和热用户的阻力损失。Hr近似取1015mH2O，Hw包括供水和回水

21、管路的全部损失，由水力计算结果得出，Hy按用户的形式和连接方式确定，一般的直接连接用户可取25mH2O，对间接连接的用户可以取810mH2O。 =10+5+5=20mH2O H1=1.1*20=22mH2O根据流量和扬程选择型号为KQL125/300-11/4的水泵两台，一台备用。性能参数见表5-11表5-11水泵性能表型号转速（r/min）流量(t/h)扬程(m)功率（kw）必须气蚀余量（m）泵重量（kg）KQL125/300-11/4148011025.71132142. 补给水泵的选择1）选择原则1）补给水泵的流量，主要取决于整个系统的渗漏水量。目前热网规范规定闭式热水网路的补水率，不宜

22、大于总循环水量的1%；热力站补水泵，其流量按系统总容水量的1%计算。事故补水量一般取正常补水量的4倍计算。2）补给水泵的扬程，应按水压图静水压线的压力要求来确定。3）补给水泵的台数，宜选用两台，按2%流量考虑，可不设备用泵，正常时一台工作，事故时两台全开。也可以选择两台水泵，一台按12%，另一台按4% 。正常运行，开启12%水泵，4%水泵备用；事故时开启4%水泵。（2）流量G=85.6×4%=3.4 （3）扬程H:H= 22m×1.1=24.2m 根据流量和扬程选择型号为50LG24-20*5的水泵台。IS水泵性能表型号转速（r/min）流量(t/h)扬程(m)功率（kw）

23、必须气蚀余量（m）泵重量（kg）KQL25/160-15/229604.4100112.3345.2换热器的选型换热器选型计算: 1)换热站总计算热负荷 Q=qv××C（tg-th）/3.6 Q计算热负荷，MW qv流量，t/h 水密度，kg/m3 取970.2kg/m3 C水比热，kJ/m3·K 取4.2kJ/m3·K tg、th二次网供回水温度， 取85供65回 2)单台换热器的传热面积计算: tm=（t1-tg）-（t2-th）/ln（t1-tg）/（t2-th） tm换热器的平均对数温差， tg、th二次网供回水温度， 取95供70回 T1、t2

24、一次网供回水温度， 取130供80回 F=Q/Ktm F换热器的换热面积，m2 tm换热器的平均对数温差， K换热器的换热系数， 取30005000（本设计取4000） 安全系数， 取0.97由以上公式分别计算得：计算热负荷Q=1.992MW换热器的平均对数温差tm=27.3换热器的换热面积F=1.992×106/0.97×4000×27.3=18.8m2 由此查<<供热工程>>2004版 李德英 主编 ；选取两台型号为 BR0.3型板式换热器,其中一台备用（一用一备），5.3其他设备的选型1. 其他设备的选择:a.各接管的管径选择补水管管

25、径由补水泵进出口直径确定：由于本设计所取补水泵的进出口直径都为，进口：50mm；出口：32mm；故接管管径分别取进口取DN50mm，出口取DN32mm。而补水箱接市政管网的给水管管径，由流量Q=3.6m3/h=1L/s，由经济流速1.01.5m/s，查得：管径：DN32mm，流速：1.22m/s。而其他设备接口管管径均流量分配而取，具体见换热站设计平面图。 b.二次网回水设除污器采用Y型除污器，分别由接管的管径确定型号。 致谢语至此 本次设计接近尾声生，回头看这三周来每天收集资料 整理资料，分析计算，画图。一路走来也蛮充实的。在此次设计中学了很多东西，都将会是影响我一生的知识。感谢本次设计的指导老师张璐老师。这次设计是