供热工程课程设计

第1页摘要改革开放三十年，我国集中供热事业获得了长足发展，节能环保、安全性高等因素越发受人们的关注。然而与发达国家相比，我国在建筑节能与供热系统的能源利用；建筑节能材料；供热设备的选择；供热系统的选择和控制以及节能环保意识等方面存在很大的差距。展望未来，集中供热将面临新的竞争和挑时间，在供热及能源利用技术方面还需要不断改进和提高。本次课程设计的研究对象和主要内容是以热水为热媒的西安电机厂室外供热管网的设计。本文首先根据基本设计资料提出了供暖系统设计方案，并根据建筑物热负荷进行了初步水力计算，然后对管网的固定支座、活动支座、补偿器、保温层等结构进行了选择和计算，最后对系统进行了水力计算，绘制出了该管网的水压图，并计算了水泵的扬程。关键词：环保节能；供热设计；水力计算目录TOC\o"1-3"\h\z\u1962引言 3196861、设计条件 5306362、确定供热方案 8179483、管道的初步水力计算 12296844、布置固定支座，选择和布置管道的补偿器 15201315、管网水力计算 19171216、绘制热水管网的水压图及水泵的选择 2516587、确定入口连接方式及选择设备 3148998、选择保温材料并确定其厚度 32321199、确定固定支座，活动支座的类型 35243310、设计感想 382060911、参考文献 39引言集中供热工程，目前已成为现代化城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的重要组成部分。集中供热系统包括热源、热网和用户三部分。热源主要是热电站和区域锅炉房，以煤、重油或天然气为燃料；有的国家已广泛利用垃圾作燃料。工业余热和地热也可作热源。热网分为热水管网和蒸汽管网，由输热干线、配热干线和支线组成，其布局主要根据城市热负荷分布情况、街区状况、发展规划及地形地质等条件确定，一般布置成枝状，敷设在地下或地上。主要用于工业和民用建筑的采暖、通风、空调和热水供应，以及生产过程中的加热、烘干、蒸煮、清洗等操作。集中供热的优点是：①提高能源利用率、节约能源。②有条件安装高烟囱和烟气净化装置，便于消除烟尘，减轻大气污染，改善环境卫生，还可以实现低质燃料和垃圾的利用。③可以腾出大批分散的小锅炉房及燃料、灰渣堆放的占地，用于绿化，改善市容。④减少司炉人员及燃料、灰渣的运输量和散落量，降低运行费用，改善环境卫生。⑤易于实现科学管理，提高供热质量。实现集中供热是城市能源建设的一项基础设施，是城市现代化的一个重要标志，也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。改革开放三十年，我国集中供热事业获得了长足发展，与发达国家相比，在建筑节能与供热系统的能源利用；建筑节能材料；供热设备的选择；供热系统的选择和控制以及节能环保意识等方面存在很大的差距。展望未来，集中供热将面临新的竞争和挑时间内，在供热及能源利用技术方面还需要不断改进和提高。本次课程设计的研究对象和主要内容是以热水为热媒的西安电机厂室外供热系统的设计。本文首先根据基本设计资料提出了供暖系统设计方案，并根据建筑物热负荷进行了初步水力计算，然后对管网的固定支座、活动支座、补偿器、保温层等结构进行了选择和计算，最后对系统进行了水力计算，绘制出了该管网的水压图，并计算了水泵的扬程。1、设计条件1.1设计条件图西安电机厂建筑总平面图（附图）1.2厂区已知条件厂址：陕西省西安市生产规模：大型企业工作制度：三班制1.3气象参数气象资料按暖通空调设计规范确定。本设计主要了解冬季供暖室外计算温度及全年供暖季天数，以便考虑热媒，选择系统，确定负荷量及调节方式等。气象参数见下表：冬季采暖室外计算温度-3.2℃采暖天数99天冬季采暖室内计算温度18℃夏季通风室外计算度28℃冬季平均风速：0.9m/s冬季月平均最冷温度-4℃1.4热源及热媒种类热源：厂区所需热负荷总量比较大，供热的热源由厂区的热水锅炉房提供，为满足厂区氧气站、乙炔站等建筑物的供热需求，采用115/70℃的高温水。热媒：厂区的供热系统的热媒主要是热水和蒸汽，它们各有特点，以热水水作为热媒与蒸汽相比，有下述优点：①热水供热系统的热能利用率高。可以避免蒸汽系统因疏水器性能不好或管理不善的漏气损失和凝结水回收损失等热能浪费。②以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进行供热调节，既能减少热网热损失，又能较好地满足要求。③热水供热系统的蓄热能力高，由于系统中水量多，水的比热容大，因此，在水力工况和热力工况短时间失调时，不会引起供暖状况和大的波动。④热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。由于厂区的生产生活用热采用热水作为热媒可以满足，且热水系统与蒸汽系统相比有上述有点，所以本设计采用高温水作为热媒。1.5热负荷分布厂区各建筑物热负荷分布表编号名称供暖热负荷（kcal/h）通风热负荷（kcal/h）1主厂房3024x103608x1032焊接车间1665x103252x1033线圈车间1070x103--4工具修配厂720x103360x1035铸工车间290x103--6锻工车间7木土车间295x103--8氧气站31x103--9压缩空气站10.5x103--10电工库11乙炔站13.2x103--12锅炉房13总仓库155x103--14易燃材料库25.8x103--15中央实验室755x103--16食堂73x103--17办公楼146x103--18汽车库62.6x103--19煤场20废料库21木材堆1.6用户引入口位置在设计中应由室外管道设计者共同商定，引入口位置应综合考虑室内外设施，力求少占建筑有效面积，同时也要有利于外网的布置。主厂房，焊接车间由于面积比较大，而且供暖通风负荷比较大，设置两个引入口。2、确定供热方案2.1选择供热系统及管制供热系统：双管闭式热水供热系统热源：热水锅炉房，如下图所示2.2布置管道走向在集中供热系统中，随着集中供热热源点的减少，供热半径的增大，供热管网的建设投资越来越大，因此，合理地选定供热管网的线路，确定管道的布置走向，考虑在满足用热要求的前提下使管道最短和管材最省，节省供热管网的建设投资及施工安装量，缩短工期以及保证供热管网安全可靠的运行和便于维护都是十分重要的。2.3供热管网布置方式外网的网路形式对于供热的可靠性、系统的机动性、运行是否方便以及经济效益有着很大的影响。因为室外供热管网是供热系统中投资最多、施工最繁重的部分，所以合理地选择供热管道的敷设方式以及作好观望平面的定线工作，对节省投资、保证热网安全可靠地运行和施工维修方便的那个，都具有重要的意义。供热管网布置原则是应在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、地质条件等多种因素，经技术经济比较确定。供热管线平面位置的确定，既定线，应遵守如下基本原则：①经济上合理。②技术上可靠。③对周围环境影响少而协调。供热管网的平面布置主要右枝状和环状两种形式，最常见的是枝状置。枝状管网布置简单，供热管道的直径，随距热源越远而逐渐减小；且金属耗量小，基建投资小，运行管理简便。但枝状管网不具后备供热的性能。当供热管网某处发生故障时，在故障点以后的热用户都将停止供热。由于建筑物具有一定的蓄热能力，通常可采用迅速消除热网故障的方法，以使建筑物室温不致大幅度地降低。因此，枝状管网是供热管网最普遍采用的方式。为了使管网发生故障时，缩小事故的影响范围和迅速消除故障，在与干管相连接的管路分枝处，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。环状管网布置的主要优点是具有很高的供热后备能力。当输配干线某处出现事故时，可以切除故障段后，通过环状管网由另一方向保证供热。环状管网和枝状管网相比，热网投资增大，运行管理更为复杂，热网要有较高的自动控制措施。本设计由于供热面积仅限定在厂区内部，供热距离较短，为节省投资和简化管理，采用比较简单的枝状管网。2.4管道敷设方式本设计中供热管网的敷设方式均为地上（架空）敷设。考虑采用该敷设方式，主要是基于目前，架空敷设广泛的应用于工厂区和城市郊区。它是将供热管道敷设在地面上的独立支架或带纵梁的桁架、悬梁支架上，也可以敷设在墙体的墙架上。供热管道采用地上（架空）敷设时，其特点是：管道不受地下水的侵蚀和土壤腐蚀，因而管道寿命长。另外由于空间开阔，有条件采用工作可靠、构造简单的方形补偿器。施工土方量少，维修施工方便，造价低，易于发现和消除管道事故。但占地面积和所占空间较多，管道热损失大，并且不够美观。按照支架的高度不同，可有以下三种地上敷设形式：①低支架敷设②中支架敷设③高支架敷设本设计采用中支架敷设，支架高度为4.0米，如左下图所示。2.5检查平台采用中高支架敷设供热管道时，在装有阀门、放水、放气、除污装置的地方，应设操作平台。操作平台的尺寸应保证维修人员操作方便。操作平台周围应设置防护栏和供操作人员上下用的专用楼梯。为减少投资，检查平台的数目不宜过多。下图为热力管道的放气和排水装置简图，高点排气，低点排水。3、管道的初步水力计算管道初步水力计算包括确定各支管、主干管的流量、流体流速、平均比摩阻等参数。具体参数由《实用供热空调设计手册》查阅。3.1管道流量计算根据每栋建筑物的热负荷确定入户口的流量。利用以下公式进行计算G=3.6Q/C(tg’-th’)t/h式中Q—管段的热负荷，W；tg’—系统的设计供水温度，℃;th’—系统的设计回水温度，℃。C—供回水平均温度下水的比热容KJ/(kg·℃)质量流量的单位为t/h，体积流量的单位为m3/h，供回水平均温度下水的密度为963.62kg/m3，根据公式进行换算。流量计算表编号名称热负荷流量kcal/hkwt/hm3/h1主厂房36324213.1280.2883.312焊接车间19172223.7242.3743.973线圈车间10701241.223.6524.544工具修配厂10801252.823.8724.775铸工车间290336.46.416.656锻工车间7木土车间295342.26.526.778氧气站3135.960.690.719压缩空气站10.512.180.230.2410电工库11乙炔站13.215.3120.290.3012锅炉房13总仓库155179.83.433.5614易燃材料库25.829.9280.570.5915中央实验室755875.816.6917.3216食堂7384.681.611.6717办公楼146169.363.233.3518汽车库62.672.6161.381.4419煤场20废料库21木材堆3.2确定各管段管径、比摩阻、流速根据各管段的流量查阅《供热空调设计手册》，线性内差得到各管段管径、平均比摩阻、流速等。比摩阻：对于支管，选用R=60~120Pa/m的比摩阻对于干管，选用R=30~60Pa/m的比摩阻支管的管径、比摩阻、流速支管编号流量G管径DN比摩阻R流速vm3/hmmPa/mm/sa11.444062.730.35a221.98510097.780.82a321.98510097.780.82a441.655125107.460.95a56.776585.360.6a63.3255089.740.5a73.3255089.740.5a80.242513.330.12a90.9532800.34a100.7132450.26a114.2756530.20.3b117.3210060.660.64b225.5412527.470.5b341.655125107.460.95b424.7712538.150.59b53.5650102.940.53b60.592577.50.31b70.325200.19b80.8932650.3干管的管径、比摩阻、流速干管编号流量G管径DN比摩阻R流速vm3/hmmPa/mm/sA13.355091.110.61A24.796541.960.41A326.77512544.580.64A490.41520039.360.82A5100.5120048.620.9A6104.78520052.840.93B11.6740850.41B218.99100730.75B344.5315046.80.88B486.18520035.890.87B5110.95520059.141B6114.51520063.021.03B7115.40520064.671.044、布置固定支座，选择和布置管道的补偿器4.1管道支座管道支座是供热管道的重要构件。支座的作用是支撑管道并限制管道的变形和位移；管道支座承受从管道传来的压力，外载负荷作用力（重力、摩擦力、风力等）和温度变形的弹力，并将这些力传递到支承结构物（支架）或地上去。支座的设置和选型，应保证正确支撑管道，符合管道补偿、热位移和对设备的要求，防止管道振动等。供热管道常用的支座有活动支座和固定支座两种。固定支座在供热管道上，为了分段地控制管道的热伸长，保障补偿器的均匀工作，防止管道因热伸长而引起变形和事故，需要设置固定支座。通常在供热管道下列位置，应设置固定支座：在补偿器的两端、在管道节点分叉处、在管道拐弯处、及管道进入热力入口前的地方。固定支座最常用的是金属结构型，采用焊接或螺栓连接方法将管道固定在支座上。活动支座在供热管道上设置的活动支座，其作用在于承受供热管道的质量，该质量包括管道的自重，管内流体和保温结构质量等。室外架空敷设管道的活动支座，还承受风载荷。同时管道的活动支座还应保证管道在发生变形时能够自由地移动。活动支座可分为滑动支座、滚动支座、滚柱支座及悬吊支座等四种类型。本设计在方形补偿器的两端均设置滑动支座。4.2补偿器的选择供热管道随着输送热媒温度的升高，管道将产生热伸长。如果这种热伸长不能得到补偿，就会使管道承受巨大的压力，甚至造成管道破裂毁坏。为了避免管道由于温度变化而引起的应力破坏，保证管道在热状态下稳定和安全，必须在管道上设置各种补偿器，以补偿管道的热伸长及减弱或消除因膨胀而产生的应力。供热管网中常用的补偿器种类很多，其中最常用的有利用管道的弯曲而形成的自然补偿、方形补偿器等。1）自然补偿器利用管道敷设线路上的自然弯曲（Z形或L形）来吸收管道的热深长变形，布置管道时，应尽量利用管道的原有弯曲进行自然补偿。自然补偿的优点是装置简单、可靠、不占地和空间。本设计中采用了L形和Z形的自然补偿，下面分别举例，进行计算：①L形补偿器：L形补偿器的长臂和短臂长度分别为L1和L2短臂长度L2=1.1（ΔL1×d0/300）0.5长臂伸长量ΔL1=L1αΔt式中：d0—管道外径，mmα—管道在设计温度下大的线膨胀系数，取α=0.012mm/(m·℃)Δt—热媒温度与管道安装温度之差，取119℃现已知L1=17mDN=32mmd0=38mm则ΔL1=17×0.012×119=24.3mmL2=1.1（24.3×38/300）0.5=1.9m故短臂的最短长度为1.9mL形补偿器两端需要布置固定支座，管径为DN32的管段，要求长臂L1≤18m，短臂L2≥2.5m，所以，取用L1=17m，L2=5m的L形补偿器是合理的。②Z形补偿器Z形补偿器由L1，L2（两端壁）和L3（中间臂）组成，L3的长度由管径、Δ（L1+L2）、n=（L1+L2）/L1来确定。现已知L1=10m，L2=8m，则Δ（L1+L2）=18×0.012×119=30mm=3cmn=（10+8）/10=1.8DN=100查Z形补偿器线算图，得到L3=2m所以，采用L3=3m是合理的。方形补偿器方形补偿器通常是用无缝钢管煨弯或机制弯头组合而成，在供热管道中，方形补偿器得到广泛的应用。为了减少热状态下方形补偿器的补偿弯曲应力，或增加补偿器的补偿能力，在安装前，应对方形补偿器进行预拉伸。方形补偿器的优点是制造和安装方便，轴向推力较小，补偿能力大，运行可靠，不需经常维修，因而不需为它设置检查室或检查平台。方形补偿器的选用尺寸（Ⅱ型）补偿器编号DNLΔLabmmmmmmmmmU165558015001500U21257010216001600U32009013129802980U4200689923802380U52006910023802380U6100649317001700U7150446417501750U82008912929802980U92006910023802380本设计中采用了较多的方形补偿器，补偿器的型号，均采用Ⅱ型，如左图所示。将方形补偿器进行编号，分别根据管径大小、管道伸长量，进行尺寸的选择，具体尺寸见下表：4.3布置阀门阀门是用以接通、关断和调节流量的设备。在供热管道上，常用的阀门有：截止阀、闸阀、蝶阀等。阀门的使用应根据阀门用途、热媒种类、最大工作压力、热媒温度、管道直径来选择。用于截断或接通流体时，选用闸阀、截止阀、蝶阀等。用于调节流量和压力时可选用调节阀、节流阀、减压阀。用于限制流向，应选用止回阀。用于安全保护，应选用安全阀。本设计在检查平台供水管流出平台的一侧，供水主干管和回水主干管以及流向支管的一侧设置闸阀。5、管网水力计算5.1选取最不利环路由设计简图可看到A6→A1为最长支线，定为最不利环路最不利环路，环路的路径为A6→A5→A4→A3→A2→A15.2管道阻力的计算管道的阻力分为管道的沿程阻力ΔPy和局部阻力ΔPj，管道的沿程阻力可按计算公式：ΔPy=R×L式中ΔPy—管道沿程阻力,PaR—管道平均比摩阻，Pa/mL—管段长度，m管道的沿程阻力可按计算公式：ΔPj=0.5×ρv2×Σξ式中ΔPj—管道局部阻力，Paρ—管道流体密度，Kg/m3v—管段流体流速，m/sΣξ—局部阻力系数，m所以管道的总阻力为：ΔP=ΔPy+ΔPj下面以A1管段为例来说明管段的阻力的计算：A1管段管长为L=25m，比摩阻R=91.11Pa/m,流速v=0.61m/s，供水密度ρ=947.05Kg/m3，阻力系数Σξ=1（包括一个90°热压弯头）沿程阻力ΔPy=L×R=25×91.11=2277.75Pa局部阻力ΔPj=0.5×ρv2×Σξ=0.5×947.05×0.612×1=170.20Pa总阻力ΔP=2453.95Pa干管其他管段的计算以及支管的水力计算方法同上。供回水干管及支管的水力计算见表5-1~5-8。表5-1供水干管水力计算表编号流量G管径DN比摩阻R流速v管道长度L沿程阻力

ΔPy=RLξ密度

ρ局部阻力

ΔPj总阻力ΔPm3/hmmPa/mm/smPaKg/m3PaPamH2OA13.355091.110.61252277.751947.05176.202453.950.26A24.796541.960.41542265.844.5947.05358.202624.040.28A326.77512544.580.64703120.65.8947.051124.944245.540.46A490.41520039.360.82903542.45.8947.051846.715389.110.58A5100.5120048.620.91366612.325947.051917.788530.100.92A6104.78520052.840.93914808.445947.052047.766856.200.74总104.78544122627.357471.5930098.943.24表5-2供水干管局部阻力系数计算表编号90°热压弯头ξ方形补偿器ξ三通ξ闸阀ξ突缩ξ总ξA10.50.51A231.54.5A3320.50.35.8A4320.50.35.8A5325A60.5310.55表5-3回水干管水力计算表编号流量G管径DN比摩阻R流速v管道长度L沿程阻力

ΔPy=RLξ密度

ρ局部阻力

ΔPj总阻力ΔPm3/hmmPa/mm/smPaKg/m3PaPamH2OA13.355091.110.61252277.751977.81181.922459.670.27A24.796541.960.41542265.845977.81410.922676.760.29A326.77512544.580.64703120.66.8977.811361.744482.340.48A490.41520039.360.82903542.46.8977.812235.435777.830.62A5100.5120048.620.91366612.326977.812376.088988.400.97A6104.78520052.840.93914808.445.5977.812325.707134.140.77总104.78544122627.358891.7931519.143.40表5-4供水干管局部阻力系数计算表编号90°热压弯头ξ方形补偿器ξ三通ξ闸阀ξ突扩ξ总ξA10.50.51A2325A3330.50.36.8A4330.50.36.8A5336A60.531.50.55.5表5-5供水支管水力计算表编号流量G管径DN比摩阻R流速v管道长度L沿程阻力

ΔPy=RLξ密度

ρ局部阻力

ΔPj总阻力ΔPm3/hmmPa/mm/smPaKg/m3PaPamH2Oa11.444062.730.357439.111.5947.0587.01526.120.06a221.98510097.780.82212053.383947.05955.193008.570.32a321.98510097.780.82212053.383947.05955.193008.570.32a441.655125107.50.95242579.043947.051282.073861.110.42a56.776585.360.6312646.162.8947.05477.313123.470.34a63.3255089.740.5232064.022.8947.05331.472395.490.26a73.3255089.740.5232064.022.8947.05331.472395.490.26a80.242513.330.1220266.62947.0513.64280.240.03a90.9532800.342217601.5947.0582.111842.110.20a100.7132450.264136452.3947.0573.623718.620.40a114.2756530.20.34012082947.0572.631280.630.13表5-6供水支管局部阻力系数计算表编号90°热压弯头ξ三通ξ闸阀ξ突缩ξ总ξa110.51.5a211.50.53a311.50.53a411.50.53a50.51.50.50.32.8a60.51.50.50.32.8a70.51.50.50.32.8a80.51.52a90.511.5a101.50.50.32.3a110.51.52表5-7回水支管水力计算表编号流量G管径DN比摩阻R流速v管道长度L沿程阻力

ΔPy=RLξ密度

ρ局部阻力

ΔPj总阻力ΔPm3/hmmPa/mm/smPaKg/m3PaPamH2Oa11.444062.730.357439.112977.81119.78558.890.06a221.98510097.780.82212053.383.5977.811150.593203.970.35a321.98510097.780.82212053.383.5977.811150.593203.970.35a441.655125107.460.95242579.043.5977.811544.334123.370.44a56.776585.360.6312646.163.3977.81580.823226.980.35a63.3255089.740.5232064.023.3977.81403.352467.370.27a73.3255089.740.5232064.023.3977.81403.352467.370.27a80.242513.330.1220266.62.5977.8117.60284.200.03a90.9532800.342217602977.81113.031873.030.20a100.7132450.268136452.3977.8176.013721.010.40a114.2756530.20.34012082.5977.8176.351284.350.13表5-8回水支管局部阻力系数计算表编号90°热压弯头ξ三通

ξ闸阀

ξ突扩ξ总ξa11.50.52a2120.53.5a3120.53.5a4120.53.5a50.520.50.33.3a60.520.50.33.3a70.520.50.33.3a80.522.5a90.51.52a101.50.50.32.3a110.522.56、绘制热水管网的水压图及水泵的选择6.1热水网路压力状况的基本技术要求①热水供热系统在运行或停止运行时，系统内热媒的压力必须满足下列基本技术要求。②在与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过该用户系统用热设备及其管道构件的承压能力。③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。④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，以防止系统倒空吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。⑤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。⑥在热水网路的热力站或用户引入口处，供、回水管的资用压差，应满足热力站或用户所需的作用压力。6.2绘制热水网路水压图的步骤1）建立坐标系取循环水泵的中心线的高度为基准面。横坐标为OX，按照网路上的各点和各用户从热源出口起沿管路计算的距离，在O-X轴上相应点标出网路相对于基准面的表格和房屋高度。纵坐标为OY，按照一定比例做出标高的刻度。

2）确定静水压线的位置根据静水压曲线高度必须满足的原则，即不超压、不汽化、不倒空来确定静水压曲线的高度。供水温度为115℃，考虑汽化问题。各建筑物的充水高度详见水压图。综合考虑，要使所有建筑物都满足不倒空、不汽化。本设计采用115℃的高温水，汽化压力为P=7.5mH2O用户5：0mH2O（地形高度）+8mH2O（建筑高度）+7.5mH2O（汽化压力）+（3~5）mH2O（安全余量）=20.5mH2O用户8：-0.5mH2O+8mH2O+7.5mH2O+4mH2O=19.5mH2O用户9：-0.5mH2O+8mH2O+7.5mH2O+4mH2O=19.5mH2O用户7：0.5mH2O+8mH2O+7.5mH2O+4mH2O=20mH2O用户2：0.5mH2O+8mH2O+7.5mH2O+4mH2O=20mH2O用户1：0.5mH2O+8mH2O+7.5mH2O+4mH2O=20mH2O用户17：0.5mH2O+8mH2O+7.5mH2O+4mH2O=20mH2O用户18：0.5mH2O+18mH2O+7.5mH2O+4mH2O=30mH2O静水压线按照用户18的要求定为30m，此时可以满足各建筑物的不超压、不汽化、不倒空的要求。确定动水压线的位置静水压线的高度确定后，利用水力计算所获得的各计算管段的阻力损失，就可以确定系统中其他各点压力，画出动水压线。绘制时从定压点开始，定压点设在水泵吸入口，先画出回水压线。沿着主干线的回水管向最末端用户引入口逐段画出。主干线最末端建筑引入口的资用压头，通常预留10mH2O，因此，当回水压线画完后，据此就可以确定最末端用户引入口供水管上的压力。供水压线由最末端用户开始，沿着主干线的供水管，向热源入口逐段绘制。锅炉房的内部阻力损失通常为10~15mH2O，至此水压图就全部绘制完成。绘制动水压线时，要检查回水压线是否满足系统的不超压、不吸入空气、不汽化、不倒空的条件。建筑编号地形相对高度m建筑高度m汽化压力mH2O总和m5087.515.58-0.587.5159-0.587.51570.587.51620.587.51610.587.516180.587.516170.5187.526各建筑物的地形高度、建筑高度、汽化压力及其总和见下表将水压图和建筑高度地形高度等绘制在一张图上，见下图：西安某电机厂供热系统主干管1热水网路水压图6.2定压方式的选择维持定压点的压力稳定是供热系统正常运行的基本前提。每个热水供热系统中都有一个定压系统。在运行过程中，定压系统的作用一般有三个：1）维持定压点压力稳定；2）补水；3）能够容纳热水供热系统的膨胀水。常用的定压方式主要有：膨胀水箱定压、补水泵定压、补水泵变频调速定压、惰性气体定压、蒸汽定压等多种。用供热系统的补水泵保持定压点压力稳定的方法称为补水泵定压。补水泵定压方式是目前国内供热系统中最常用的一种定压方式。它主要有以下三种形式：1）补水泵连续补水定压方式；2）补水泵间歇补水定压方式；3）补水泵补水定压点设在旁通管处的定压方式。下图所示为补水泵连续补水定压方式的简图：6.3水泵的选择供热系统中，常用的水泵由单级清水离心泵和管道泵两种。当流量大时，也采用单级双吸离心泵。锅炉房内部的阻力损失通常是10~15mH2O，取13mH2O，则水泵的扬程为H=46.64+13≈60m水泵的流量G用下式计算：G=1.1Q/(Δt·c·ρ)式中Q—承担系统的总负荷，WΔt—系统的供回水温差，℃ρ—水的密度，取963.62kg/m3c—水的比热容，取4.198KJ/(kg·℃)所以，水泵1的流量为G=116m3/h所以，根据扬程和流量，按照水泵特性曲线选择水泵型号和配套电机，以满足本供热系统的要求。7、确定入口连接方式及选择设备7.1入口连接方式本设计的入口连接均采用直接连接，直接连接的方式包括①无混合装置的直接连接②装混合水泵的直接连接③装混合水泵的直接连接由上文的水压图可知，采用无混合装置的直接连接均可满足用热需求，所以厂区内各建筑物均采用比较简单的无混合装置直接连接。7.2设备的选择需要供暖热负荷的建筑物采用铸铁散热器，铸铁散热器结构简单、防腐性能好，使用寿命长，适用于各种水质；热稳定性好，价格低廉。工厂中比较适合用铸铁散热器。散热器应满足安全、舒适、经济等有要求，此外，对于工业厂房，还要易清扫、不积灰。采用通风热负荷的建筑物采用热水型暖风机。离心式风机用于输送大量热风时的热风供暖系统，特点是风量大、制热量大、，属于大型风机，主要用于大型车间等作业场所。工业厂房布置暖风机是应注意，对于空气中含有燃烧危险的粉尘、产生易燃易爆气体和纤维未经处理的生产厂房，从安全角度考虑，不得采用再循环空气。8、选择保温材料并确定其厚度管道保温的目的是减少热媒的热损失，防止管道外表面的腐蚀，避免运行和维修时烫伤人。保温设计的基本原则是减少散热损失、节约能源。提高经济效益、满足工艺要求、保证供热参数、改善工作环境、防止烫伤等，为此，外表面温度高于50℃的管道及附件必须保温。在输送过程中需要控制介质温度降低，减少热损失，必须从节约和经济的角度进行保温设计。供热管道的保温结构一般有防锈层、保温层。保护防潮层组成。室外架空敷设时，由于受到自然环境的侵袭，考虑到检修不方便，因而对保护层要求较高，防水良好；支架较高时，为了减轻支架荷重，保温层的质量应较轻。管道保温结构断面图如作图所示，由供热管道、保温层和保护层组成。8.1保温材料及其制品根据集中供热外网的参数，推荐选用下列保温材料：玻璃棉制品：具有密度小、导热系数低、化学稳定性好、使用温度高和不能燃烧等特点。架空敷设的管线普遍采用玻璃棉制品保温。玻璃棉制品主要有玻璃棉板、岩棉保温管件、岩棉保温管壳、岩棉保温带等。本设计采用的保温材料是玻璃棉材料。8.2供热管道的防腐1）管道防腐的原则热水供热管网或季节性运行的蒸汽供热管网的管道及附件，应涂刷耐热、耐湿、防腐性能良好的涂料。常年运行的室内蒸汽管道及附件，可不涂刷防腐材料。常年运行的室外蒸汽管道也可涂刷耐高温的防腐涂料。架空管道采用普通薄钢板作保护层时，薄钢板内外表面均应涂刷防腐材料，施工后外表面应涂刷面漆。不保温管道及附件，为了防腐和便于识别，应进行外部油漆。保温管道的保温层外表面，应涂刷油漆，并标记管道内介质流向及色环。2）防腐层的要求不保温管道，室内管道先涂两度防锈漆，再涂一度调和漆：室外管道先涂刷两度云母氧化铁酚醛底漆，再涂两度云母氧化铁面漆；管沟中的管道，先涂一度防锈漆，再涂两度沥青漆。保温管道，管道内介质温度低于120℃时，管道表面涂刷两度漆；管道内介质温度高于120℃时，管道表面可不涂刷防锈漆。8.3保温层厚度根据管径、热损失量来选择玻璃棉保温材料的厚度，各管段的保温层厚度见下表：各管段保温层厚度管段编号a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10管径DNmm40100100125655050253232保温层厚度mm40.435.535.536.633.537.837.828.329.429.4单位热损失w/m27.546.446.435.337.131.331.32325.125.1管段编号A1A2A3A4A5A6管径DNmm5065125200200200保温层厚度mm37.833.536.638.938.938.9单位热损失w/m31.337.135.377.277.277.2管段编号b1b2b3b4b5b6b7管径DNmm100125125125502525保温层厚度mm35.536.636.636.637.828.328.3单位热损失w/m46.435.335.335.331.32323管段编号B1B2B3B4B5B6B7管径DNmm40100150200200200200保温层厚度mm40.435.537.538.938.938.938.9单位热损失w/m27.546.46