某市生活管理处采暖系统节能改造工程简析

筑龙网HYPERLINK"/"筑龙网水暖电资料全部免费下载了！！！某市生活管理处采暖系统节能改造工程简析我设计的题目是沧州市某生活管理处采暖系统的节能改造工程。这个集中供热系统的采暖面积是33.8万平方米.通过计算可知，该系统每年至少可节煤5000吨。换句话说，30%多的能量被浪费了。如果我的设计被采纳，这个管理处每年可以节约大约一百万元的经费（如果煤价是200元/吨）。而我所做的仅仅是装调节阀，平衡并联管路阻力；安装温度计，压力表，对采暖系统进行监控；换掉了过大的循环水泵和补给水泵；编制了锅炉运行参数表。原始资料1.供热系统平面图，包括管道走向、管径、建筑物用途、层高、面积等。2.锅炉容量、台数、循环水泵型号及台数等。本系统原有15吨锅炉三台，启用两台；10吨锅炉三台，启用一台；配有12SH-9A型160KW循环水泵三台，启用两台。3.煤发热量为23027KJ/kg（5500kcal/kg）。4.煤耗量及耗煤指标，由各系统资料给出。采暖面积：33.8万m2；单位面积煤耗量：39.54kg/m2？年。5.气象条件：沧州地区的室外供热计算温度是-9℃，供热天数122天，采暖起的平均温度-0.9℃。6.锅炉运行平均效率按70%计算。7.散热器以四柱为主，散热器相对面积取1.5.8.系统要求采用自动补水定压。设计内容1.热负荷的校核计算《节能技术》设计属集中供热系统的校核与改造。鉴于设计任务书所提供的原始资料有限，拟采用面积热指标法进行热负荷的概算。面积热指标法估算热负荷的公式如下：Qnˊ=qf×F/1000kW其中：Qnˊ——建筑物的供暖设计热负荷，kW；F——建筑物的建筑面积，㎡；qf——建筑物供暖面积热指标，W/㎡；它表示每1㎡建筑面积的供暖设计热负荷。因此，为求得建筑物的供暖设计热负荷Qnˊ，需分别先求出建筑物供暖面积热指标qf和建筑物的建筑面积F.1.1热指标的选择由《节能技术》附表查得：住宅的热指标为46~70W/㎡.我们知道，热指标与建筑物所在地的气候条件和建筑类型等因素有关。根据建筑物的实际尺寸，假定一建筑模型，使用当地的气象资料，计算出所需热指标。这样可以使热指标接近单位面积的实耗热量，以减小概算误差。建筑模型：长30米，宽10米，高3.6米。普通内抹灰三七砖墙；普通地面；普通平屋顶。东、西及北面均无窗，南面的窗墙面积比按三比七。不考虑门的耗热量。注：考虑到简化计算热指标时，选用的建筑模型忽略了门的耗热量，东窗、西窗和北窗的耗热量，且业主有安装单层窗户的可能性，还考虑到室外管网热损失及漏损，为使概算热指标接近实际情况，楼层高度取值适当加大；本设计若无特殊说明，资料即来源于《供热工程》；若无沧州的数据，则取与之毗邻的天津市的资料进行计算。1.1.1冷风渗透耗热量Q′2的计算根据附录1-6，沧州市的冷风朝向修正系数：南向n=0.15.按表1-7，在冬季室外平均风速vpj=2.8m/s下，双层木窗冷风渗透量L=3.58m3/m·h.窗墙面积比按三比七，若采用尺寸（宽×高）为1.5×2.0，带上亮的三扇两开窗，应有窗户11个。而每个窗户可开启部分的缝隙总长为13米。那么南向的窗户缝隙总长度为11×13=143m.V=L×l×n=2.2×143×0.15=42.04m3/h冷风渗透耗热量Q′2等于：Q′2=0.278Vρwcp（tn-t′w）=0.278×42.04×1.34×1×[18-（-9）]=423W1.1.2围护各部分耗热量Q′的计算将所选建筑模型分成顶棚，墙体及窗，地面三部分，分别求其耗热量。有关计算请参见“耗热量计算表”。Q′顶棚=6885WQ′墙体及窗=12340WQ′地面=2701W1.1.3不同层高的热指标：一层：q1=（2701+12340+6885）/300=73W/㎡二层：q2=（2701+12340×2+6885）/600=57W/㎡三层：q3=（2701+12340×3+6885）/900=52W/㎡四层：q4=（2701+12340×4+6885）/1200=49W/㎡说明：四层以上的建筑物，为保险起见，其热指标按四层的取值。1.1.4各用户的计算流量流量计算公式：GL=0.86×∑Q/（tg-th）Kg/h其中：GL——流量，Kg/h；∑Q——热负荷，W；tg、th——供回水温度，℃。说明：在选择概算热指标时已经考虑室外管网热损失及漏损，故在此不再考虑此系数2.外网水力平衡的计算与较核这部分的计算已经列于水力计算表中，在此只给出扼要的计算说明。2.1外网的编号由于本工程的管段较多，若从1开始，顺次递增编完所有的管段，其最后的一个管段编号会很大。而且，从锅炉房出来的是六根管，如此编号，各管始末段不直观，不利于水力计算。因此，从锅炉房出来的六根管，各个均由1开始顺次递增编号，分别用圆形、斜三角形、三角形、菱形、方形和多边形圈住管段编号并命名为圆形环路、斜三角形环路、三角形环路、菱形环路、方形环路和多边形。2.2比摩阻的计算《节能技术》中给出了计算公式为：R=0.00688×0.00050.25×G2/（U1×D0.25）其中：R——比摩阻，Pa/m；G——流量，Kg/h；U1——水的密度。近似取100℃时的值：958.38Kg/m3；D——管径，m.2.3沿程阻力的计算《节能技术》中给出的计算公式为：R=H×L其中：R——沿程阻力，Pa；H——比摩阻，Pa/m；L——管段长度，m.2.4管段阻力公式：《节能技术》中给出了计算公式为：R=H×L（1+α）其中：R——沿程阻力，Pa；H——比摩阻，Pa/m；L——管段长度，m.α——局部阻力系数。局部阻力与沿程损失的比例百分数，一般取α=0.3.对比2.2和2.3中的两个公式，可得出以下关系式：R管段=1.3×R沿程2.5用户阻力的确定按照指导老师给出的经验值（采暖面积为4000㎡的用户压头取2m水柱，2000㎡的取1m），结合实际情况稍做扩展，用户压力按以下原则选取：

个别采暖面积大于5000㎡的，其用户压头按以上表格类推。末端用户的用户压头按上表的1.5倍选取。2.6环路的阻力计算各环路的总阻力等于用户阻力和供回水管路的阻力之和，即：R环=2×R沿程+R用户2.7并联管路的水利平衡一般来说，两个管路并联时，其各自的阻力是不相同的，需要进行水利平衡计算，阻力较小的管路剩余压力即为两管路阻力之差。剩余压力可用调压孔板消耗掉，孔板公式：d=3.56×（G×1000）0.5/Y0.25其中：d——孔板直径，mm；G——管段计算流量，t/h；Y——调压孔板需要消耗的剩余压头。3.锅炉运行台数及容量选择匹配3.1锅炉容量的确定通过热负荷的计算，已经求得总热负荷为18.2MW.根据《供暖通风与空调工程设计资料大全》公式3-1.1，锅炉用于采暖时，其容量公式为：D=k0×k1×D1其中：D——采暖容量，W；k0——室外管网热损失及漏损系数。此项多因用户不热放水或使用管网热水造成，已在概算热指标中以考虑，故此系数取1；k1——采暖热负荷同时使用系数，查表应取1；D1——最大设计热负荷，W.将数据代入以上公式：D=k0×k1×D1=1×1×18.2=18.2MW3.2锅炉台数的确定1吨的锅炉相当于0.7MW.欲达到18.2MW的热容，需要锅炉的吨位是：n=18.2/0.7=26t现有15吨锅炉两台，10吨锅炉三台。考虑到方便锅炉的运行与维修，最好使用同一型号的锅炉。即：运行两台15吨锅炉，或三台10吨锅炉均可。但是，一般说来，较大的锅炉效率高，故最大热负荷时拟运行两台15吨锅炉。其它锅炉作为备用或运行调节时再用。4.循环水泵容量及台数的确定4.1循环水泵流量的确定在水力计算中，已经计算出了总流量：G=625t/h4.2循环水泵扬程的确定由水力计算，已经计算出了最不利环路为圆形编号的环路。其室外管网与末端用户的阻力之和为26m.4.3循环水泵的选择原12Sh-9A型160KW的循环水泵流量、扬程均过大，应换为一台12Sh-19A型90KW的循环水泵，原12Sh-9A型160KW的循环水泵可作为备用泵。两种型号的水泵参数如下：

做出12Sh-19A型90KW的循环水泵的水泵特性曲线，当流量为625t/h时，扬程是28.8m，满足要求。循环水泵稍有余量，有利于当管网水力失调时，保障末端用户的正常供热。应当说明的是，此时水泵运行在高效区偏左。5.自动补水、设计定压5.1补水泵流量的确定一般来说，补水量循环水量的5%选取。在水力计算中，已经计算出了总流量为625t/h.G=625×5%=31.25t/h5.2补水泵扬程的确定5.2.1静水压力的确定本工程中最高的楼是五层，按层高2m计算，并留3m的富裕压力。Hb=3×5+3=18m5.2.2水泵进出口压力损失。管段按10m，取比摩阻为500Pa/m，那么，水泵进出口压力损失为0.5m水柱。5.2.3补水泵的扬程的确定补水泵的扬程计算公式为：H=Hb+Hs–h其中H——补水泵的扬程，m；Hb——补补水点压力力，一般取取静水压力力，m；Hs——水水泵进出口口压力未免免损失，m；h——补水箱与补水泵泵的高差，取2m.代入数据：：H=Hb+Hss–h=118+0..5-1..5=17m5.2.4补补水泵的确确定补水点若定定循环水泵泵的吸入口口。在由流流量为31.225t//h，扬程17m，选用IS655-50--125型3KW水泵（流流量为30t/h，扬程18.55m）两台，一一用一备。5.3定压设设计拟采用变频频定压，接接于循环水水泵的吸入入口处。其其扬程取静静水压线18m，流量取取循环水量量的3%，即：625×4%=311.25t/h变频柜依上上数据选用用。附变频频电路图供供参考，下下面是变频频定压的介介绍及工作作原理。这这部分设计计资料来源源于《工业业与民用常常用水泵》，稍稍做改动。我我们是非电电专业学生生，此部分分不作为本本设计的重重点。变频定压，就就是根据水水压微小的的变化，通通过改变水水泵电机的的供电频率率，从而调调节水泵的的转速，以以维持水系系统的压力力不变的定定压方式。它它省去了高高位水箱，也也不用气压压罐。既节节能，又省省建筑面积积。它的不不足是必须须依靠电源源。工作原理：：平时转换换开关置于于自动位置置，控制器器1KM吸合，水水泵由变频频恒压控制制水泵运转转。水压信信号经变送送器送至控控制器KGS，由KGS控制变频频器VVVF的输出频频率，从而而控制水泵泵的转速。当当系统需要要的补水量量增大时，水水压欲下降降，控制器器KGS使变频器VVVF的输出频频率提高，水水泵的转速速提高，补补水量增大大，以满足足系统需要要补水量的的增大，维维持水压基基本保持不不变。当系系统需要补补水量的减减少时，过过程相反，控控制系统使使水泵减速速，仍维持持系统水压压的恒定。如果1号变变频泵发生生故障，触触电ARM接通，继继电器2KM通电吸合合，发出故故障报警信信号。同时时，由于时时间继电器器3KM的通电，经经延时，接接触器2KM通电吸合合，2号变频泵泵自动投入入工作。6.监测计量系统66.1流量变送送器的型号号的选择与与安装根据计算循循环水量625t/hh，可把总总管管径设设计为DN4000，故选用LWCQQ-04222型不断流流式涡轮流流量变送器器，用于测测量总流量量。这种变送器器的特点：：抗杂质性性能强，叶叶轮转动可可自动排除除悬浮物，污污垢对精度度的影响小小，流量范范围宽，灵灵敏度高，压压力损失可可忽略不计计。所选变送器器可安装在在除污器与与循环水泵泵吸入口之之间或循环环水泵出口口和锅炉进进口之间。安安装时，可可配备DN40定型三通通，要求通通过法兰连连接。注意：须保保证流体充充满管道，不不得有气泡泡。同时，应应保证变送送器进水口口前端至少少有20倍的管径径长度的直直管段，出出水口端应应有不小于于7倍的管径径长度的直直管段。如如果原有管管道不能满满足以上要要求，则应应另设管道道或加长原原管道。LWCQ型变送器器可不设旁旁通管，但但应远离外外界电磁场场，其信号号线采用双双芯屏蔽线线。LWCQ-04422型变送器器的工作参参数为：公公称直径400mmm，正常流流量范围320~~11000m3/hh，最大工工作压力1MPaa.各用户和各各管段流量量的检用便便携测式流流量仪。流流量集中检检测投资大大，且不必必需，故不不予采纳。6.2测温元元件的选择择采用微机监监测，网路路总供、回回水网路及及各环路供供、回水网网路；最近近用户、最最远用户、建建筑规模较较大的用户户及重要用用户分别安安装AD90或TZ型热敏电电阻作为测测温元件，信信号线使用用双芯屏蔽蔽线；其它它用户采用用TZ型热敏电电阻，信号号线使用RV1××0.4~~0.755mm2普通导线线即可。其其余用户安安装工业用用温度计或或玻璃液体体温度计。测测量范围要要求：（-1000~+1000），精度度要求：（0.5~~2）℃。有机液液体呈红色色，刻度清清晰，易于于读数，精精度可靠，价价格便宜易易损坏，可可带保护套套。注意：系统统总供、回回水测点布布置，要求求精度较高高。总回水水温度测点点应设两台台锅炉各供供水管合并并后的总供供水管上。温温度计安装装应使感温温部分位于于被测介质质中心，较较小的管径径可倾斜安安装。倾斜斜安装时，温温度计与管管轴的夹角角不应小于于45.，且温度度计插入管管道的方向向应与流体体流动的方方向相反。温温度计要在在安装便于于工作人员员观察的部部位。测温点布置置见施工图图。6.3压力表表的选择选用普通弹弹簧压力表表：测压点点压力相对对稳定，最最大量程取取1.5倍额定压压力：测压压点压力不不稳定，最最大量程取取2倍额定压压力。通常常总供回水水精度选一一级，其它它可稍放宽宽，常用Φ100的，重要要的取Φ200..6.4微机监监测计量仪仪的选择根据选用流流量变送器器的型号和和数量，以以及测温元元件的布置置情况，选选用GWJ—Ⅱ型多点测测温微机监监测计量仪仪。GWJ—Ⅱ型多多点测温微微机监测计计量仪的功功能——测供、回回水温度：：20~1110℃；测各用用户入口处处的回水温温度：20~1110℃；测总循循环水量：：小于999t/h；计量瞬瞬时热量：：小于999××104W；累计全全年热量：：9999999×1104WW；打印供供热参数。6.5其它要要求为进行网路路平衡调整整，要求网网路系统各各用户引入入口设置检检查井。在在各环路、各各用户供、回回水管安装装压力表、温温度计和调调节阀，详详见施工图图。为进行耗煤煤量、耗电电量、耗水水量的监测测，要求锅锅炉房单独独安装电表表、水表并并设置煤称称。选择压力表表时，一般般要求被测测点的压力力在压力表表量程的1/3~~2/3范围内为为佳。安装装时，压力力表要安在在便于工作作人员观察察的部位，且且要求压力力表垂直。取取压口与压压力之间应应设阀门，以以备检修时时使用。一一般在不读读数时，应应将压力阀阀关闭。7.锅炉运行量化管管理有关计计算数据已已经列于“量化管理理运行参数数表”中，在此此只给出相相关的计算算依据公式式及简要说说明，锅炉炉运行量化化管理所需需的数据请请参阅该表表。7.1供、回回水的温度度《节能技术术》公式（3-30）和公式式（3-30）给出了了运行调节节的供、回回水的温度度计算公式式：tg=tnn+Δts′×[Q/（ā×？）]β+Δtj′×[Q/（G×？）]℃th=tgg-2Δtj′×[Q/（G×？）]℃其中：thh、tg——某一室外外温度下的的总供、回回水温度，℃；tn——供供暖室内计计算温度，℃；Δts′——用户散散热器设计计供、回水水的平均温温度，℃；Δts′=0.5××（tg′+th′-2ttn），℃tg′、th′——设计供、回回水的温度度，℃；Δtj′——用户设计计供、回水水的温差，℃Δtj=（tgg′-th′）/2℃Q——相对热量，Q=（tn–tw）/（tn–t′w）；tw——当当天室外日日平均温度度，可采用用当地气象象台站预报报值，℃；tw′——供暖室外外计算温度度，℃；β=1/（1+BB）B——散热器传热系数数实验指数数，可查《节节能技术》附附录3-1和3-2；ā——用户散热器相对对面积，即即散热器设设计面积与与实际需要要面积之比比，ā=FFs/Fj；？——锅锅炉运行相相对时间，？？=TTs/24；G——相对流量，即调调节时所需需要的实际际流量与设设计流量之之比，G=GGs/GGj.7.2耗热量量的计算《节能技术术》公式（6-3）Qy=Q′′z（tn–tw）/（tn–t′w）W其中Qy——运行热负负荷，即实实际耗热量量，W；Q′z——设计最大热负荷荷，W；tn、tw——设设计室内、外外温度，℃；7.3供热量量及锅炉运运行方式最冷时，两两台锅炉均均降负荷至至90%（18.99MW）运行，一一台连续运运行，另一一台间歇运运行；当室室外温度升升至-3℃时降负荷荷至80%运行（16.88MW）运行，一一台连续运运行，另一一台间歇运运行；当室室外温度升升至3℃时一台锅锅炉100%负荷（10.55MW）运行，间间歇运行。7.4总耗热热量的计算算《节能技术术》公式（6-5）Qq=8..64×110-2××Qz′×N×（tn-ttw·p）/（tn-ttw′）MJ//y其中：Qqq——总耗热，MJ/y；Qz′——最大设计计热负荷，MW；N——室外日平均温度度tw≤5℃（或8℃）的天数数（采暖天天数），天天；tn、tw·p、tww′——分别为室室内设计温温度，tw≤5℃（或8℃）期间的的室外日平平均温度和和采暖室外外设计温度度，℃7.5日耗煤煤量的计算算《节能技术术》公式（6-8a）Bd=Qdd/（Qdw×η）kg其中：Byy——日耗煤量量，kg；Qd——日供热量，kJJ.Qdw——煤的的低位发热热量，kJ/kkg；η——锅炉运行效率。7.6量化管管理及其运运行记录在锅炉运行行过程中，量量化管理员员每天收取取气象预报报的室外日日平均温度度，在“量化管理理运行参数数表”中查取对对应的供、回回水温度该该天的锅炉炉运行参数数，并按“锅炉运行行参数及供供热、耗煤煤量表”挂牌公布布，以指导导司炉人员员按需供热热，计量耗耗煤量，并并根据供热热效果进行行合理调整整。交接班班时，核对对实际供热热量、耗煤煤量、耗水水量，计算算锅炉运行行效率，并并按“锅炉运行行参数及供供热、耗煤煤量表”的要求做做好记录。每每班微机打打印记录纸纸，一同附附在记录表表中。根据据本班的供供热情况和和天气预报报，公布下下一班的供供热、耗煤煤指标及运运行参数，作作为下一班班供暖运行行的依据。此外，在锅锅炉运行期期间，对用用户室温应应采用自记记式温度计计进行巡回回检查，连连续记录，用用以检查供供暖效果。同同时，还应应对室外温温度进行实实测，自动动记录，以以核对采暖暖期室外平平均温度。在在此期间，要要保存微机机的累计供供热量。采采暖结束后后，应根据据年耗热量量、室内外外实测平均均温度，核核算系统实实际供热指指标和年平平均供热指指标。还应应统计核算算采暖期总总耗煤量、耗耗电量、耗耗水量，计计算锅炉的的平均热效效率，总结结经验，以以降低成本本，提高效效益，实现现锅炉运行行量化管理理的科学化化、规范化化、标准化化。8.概算年耗煤量、耗耗电、耗水水量8.1年供暖热热负荷Qq计算由《节能技技术》附表表6-3可知，日日平均温度度tw≤+5℃的天数为122天，此间间的室外平平均温度tw·pp=--0.9℃。该系统统的最大热热负荷Qz′=18..16MWW，根据《节节能技术》公公式6-5，可得到到实际年供供暖热负荷荷为：Qq=8.644×10--2×QQz′×N×（tn-ttw·p）/（tn-t′w）=8.64×110-2××18.116×1006×1550×（18+00.9）/（18+9）=1.34288979××108MJ/yy8.2年耗煤煤量By的计算已知煤的发发热量是230227kJ//kg，锅炉的的平均运行行效率可达达65%，由根据据《节能技技术》公式式6-8a得：By=Qqq/（Qdw×η）=1.34288979××108//（230227×700%）=8331tt往年耗煤量量By′=33.8××104××39.554=133365t和往年相比比，可节煤煤B′=133665-83331==50334t根据《节能能技术》公公式6-8b，折合标标煤为：By=B′′×Qddw/Qb=5034××230227/293008=3955t节煤率：B′/By′==50334/133665=37.77%采取节能措措施后单位位采暖面积积耗煤（230227kJJ/kgg）量：By/A总=83331×1103//（33.88×1044）=244.65kg/mm2对应综合热热指标：q=18..2×1006/（33.88×1044）=533.85W/mm28.3年耗电电量Py的计算根据节能方方案动力设设备运行情情况可知：：该系统供暖暖天数为122天，室外外设计温度度从-9℃到5℃（最大温温差15℃），即每1℃的温差大大约为8天。当室外温度度5≤tw≤3℃时，单台台锅炉运行行时间为21.55h，动力设设备运行取取21.55h；当室外外温度tw<3℃时，有一一台锅炉连连续运行，动动力设备按按照采暖期期内连续运运行考虑。计计算其有功功功率，其其功率系数数取0.7.那么，采采暖系统动动力设备的的年耗热量量为：Py=[221.5××8×33×60++24×（122--3×8）×60]]×0.77=1204556kWW·h8.4年耗水水量Gy的计算年耗水量GGy由两部分分组成：采采暖开始