北京市某小区室外官网工程设计样本

北京建筑大学环境与能源学院/课程设计指引书课程名称供热工程设计题目北京市某社区室外管网工程设计班级****学生姓名**学号*********日期指引教师院长年10月10日目录一．供暖系统设计热负荷 5二.热负荷延续时间图及年耗热量 52.1供暖热负荷延续时间图 5三.热网形式与敷设方式选取 63.1热网系统型式选取 63.2供热管网敷设方式选取 8四.水力计算 84.1热水网路水力计算办法及环节 84.2本设计中某社区热水网路水力计算。 8五.供热调节 145.1供热管网运营调节目 155.2供热管网运营调节办法 155.2.1减少供热量 155.2.2热量分派应均衡 155.3供热管网运营调节实用设备 155.3.1自力式流量控制阀 155.3.2压差阀 155.3.3均流阀 165.3.4温控阀 165.4供热管网运营调节 165.4.1质调节 165.4.2量调节 165.4.3间歇调节 165.4.4分阶段变化流量质调节 165.5在运营调节过程中需注意问题 17六.附件选取 176.1固定支架选取 176.2补偿器选取计算 186.2.1供热管道热伸长 186.2.2管道补偿器 18参照文献 19前言摘

要

本次设计地点范畴为北京市某社区。设计重要内容为社区室外管网工程设计。

供暖系统:

随着人们生活水平提高，集中供热被越来越多地采用，采用集中供暖可以减少能量挥霍,提高供热效率,减少环境污染,利于管理.同步采用集中供热可提高供热质量,提高人们生活质量.但是在以往设计中,由于外网与内网配合往往浮现缝隙,使得各个建筑物资用压头与实际需要浮现偏差,使系统水力失调,

挥霍了大量热量,而供热效果却不甚抱负.本次设计规定解决这一问题,使得系统平衡性有一种较大提高,减少系统失调损失,节约燃料和电、水消耗,并提高供热质量。

核心词：供热效率；换热站,资用压差，水利失调。1.1

国内都市供热技术走向

1，国内都市集中供热技术方向，重要采用热电联产型式，这是国内当前详细状况决定。固然，集中供热首要前提是节约能源，但是当前国内电力紧张局面也是不能忽视。在供热同步，生产一定量电力，也能缓和某些用电需要。

2，贯彻热负荷，是集中供热一切要素之首。没有精确热负荷，热电站建设将似海滩上建筑，不但不能节约燃料，更无经济效益可谈。

3，当前，国内建设资金短缺，无论是建设热源还是管网，耗资都相称大。因而，改造老凝汽式电站为热电厂，既可大大减少投资，也可缩短工期，且运营效益可立竿见影。这是集中供热应优先考虑热源。

4，尽量在老厂扩建供热机组，减少生产与非生产设施投资，并且技术上有比较强后盾，安全生产有比较可靠保证。

5，热源内机组参数选取，应优先选用较高参数机组。12MW及6MW容量机组，宜选用次高压；3MW及如下机组宜选用中压机组。总之应尽量少用和不用次中压或低压机组。

6，热源内机组型式选取，宜以背压机组带基本负荷，在多台机组中可选用一台抽汽冷凝机组，以增长负荷调节灵活性。

7，在大、中都市采暖负荷较大时，宜选用大容量两用机组，采暖季节减少某些电负荷供热，非采暖季节仍恢复正常运营，节能效益是非常抱负。

8，近年发展起来循环流化床锅炉，具备许多长处：煤种适应范畴广；适应负荷变化范畴50%～100%；热效率较高；易于脱硫且投资少，适当作建筑材料。

9，集中供热方案优化方面，现已有北京水利电力经济研究所、清华大学等单位研制了优化软件，它涉及热源布点优化、热源机组组合选型优化、热力管网管径、途径优化、并可计算热力规划或可行性研究报告关于技术经济指标等。此后应广泛应用，以节约能源，减少投资，提高效益。

一．供暖系统设计热负荷热负荷为进行供暖工程设计基本性数据，a、按用途分：民用热负荷（居民住宅和公建采暖、空调、通风和生活热用水供应热负荷）、工业热负荷（生产工艺、厂房采暖、通风、空调和厂区生活用热水供应热负荷）。

b、按使用时间分：季节性热负荷（只在一年中某些季节才需要热负荷）、常年性热负荷（常年都需要热负荷）。其计算办法重要有如下几种：1.体积热指标法.Q=qV（t1-t2）*0.001KW

2.面积热指标Q=Qf*0.001KW3.都市规划指标法依照都市规划指标，一方面拟定该区居住人数，然后依照街区规划人均建筑面积、街区住宅与公共建筑建筑比例指标，来估算该街区综合供暖热指标。本课程设计，所设计热负荷以给定，无需计算。二.热负荷延续时间图及年耗热量2.1供暖热负荷延续时间图2.2室外温度相应供暖热负荷和延续时间（北京）下表：室外温度（℃）延续小时数n(h)供暖热负荷（kW）530963008.5325993008.5019893008.5-214693008.5-49343008.5-64743008.5-81883008.5-91063008.5三.热网形式与敷设方式选取3.1热网系统型式选取热网是集中供热系统重要构成某些，肩负着热能输送任务。其系统型式取决于热媒、热源与热顾客互相位置和供热地区热顾客种类、热负荷大小和性质等。选取热网系统形式应遵循基本原则是安全供热和经济性。热网系统重要有如下两种型式：（1）枝状管网枝状管网布置简朴，供热管道直径，随距热源越远而逐渐减小；且金属耗量小，基建投资小，运营管理简便。但枝状管网不具后备供热性能。当供热管网某处发生故障时，在故障点后来热顾客都将停止供热。由于建筑物具备一定蓄热能力，普通可采用迅速消除热网故障办法，以使建筑物室温不致大幅度地减少。因而，枝状管网是供热管网最普遍采用方式。为了使管网发生故障时，缩小事故影响范畴和迅速消除故障，在于干管相连接管路分枝处，及在与分支管路相连接较长顾客支管处，均应装设阀门。

（2）环状管网环状管网布置重要长处是具备很高供热后备能力。当输配干线某处浮现事故时，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，运营管理更为复杂，热网要有较高自动控制办法。3.2供热管网敷设方式选取本设计中社区供热管网敷设方式均为无补偿直埋敷设，设固定墩。考虑采用该敷设方式，重要是基于当前，直埋敷设已是热水供热管网重要敷设方式。由于无沟敷设不需砌筑地沟，土方量及土建工程量减少；管道预制，现场安装工作量减少，施工进度快；因而可节约供热管网投资费用。无沟敷设占地小，易于与其她地下管道和设施相协调。此长处在老城区、街道窄小、地下管线密集地段敷设供热管网时更为明显[5]。四.水力计算4.1热水网路水力计算办法及环节

（1）拟定热水管网中各个管段计算流量管段计算流量就是该管段所承担各个顾客计算流量之和，依照这个计算流量来拟定该管段管径和压力损失。各管段计算流量可依照管段热负荷和管网供回水温差通过下式来拟定：

（2）拟定热水管网主干线及其沿程比摩阻;热水管网水力计算是从主干线开始计算，主干线是管网中平均比摩阻最小一条管线。

（3）依照热水管网主干线各管段计算流量和初步选用平均比摩阻数值，运用附录9-1水力计算表，拟定主干线各管段管径和相应实际比摩阻。

（4）依照选用管径和管段中局部阻力形式，查附录9-2，拟定各管段局部阻力当量长度总和以及管段折算长度。

（5）依照管段折算长度以及由附录9-1查到比摩阻，运用式(9-25)计算主干线各管段总压降。

（6）计算各分支干线或支线。4.2本设计中某社区热水网路水力计算。因热水网路各顾客规定预留作用压差相等，因此从热源到最远顾客这段管线是主干线，即图中管段1-10为主干线。水力计算表 依照上图水力计算表进行选型计算，计算成果见表1、2。表1水力计算表序号负荷(W)流量(kg/h)公称直径管长(m)v(m/s)R(Pa/m)ΔPy(Pa)ζ动压(Pa)ΔPj(Pa)总阻力(Pa)13.00E+06103472.39920050.1930.86936.3331823.6673370.9151112.7442936.41122.00E+0675994.66917548.9520.91350.1392454.4053410.0981230.2953684.732.00E+0664501.46215037.5970.95362.0762333.8671.5446.835670.2523004.1242.00E+0651687.01612519.6051.08399.3751948.2460.8577.011461.6092409.85552.00E+0651687.01612538.321.08399.3753808.0480.1577.01157.7013865.74961.00E+0637781.59912538.320.79253.692057.4161.5308.306462.4592519.875744109015170.7658025.9060.842112.1532905.4260.1348.60834.8612940.286842848014737.0598055.6050.818105.9525891.4590.8328.961263.1696154.628942848014737.0598012.5780.818105.9521332.6641.5328.961493.4411826.105102412808298.5387012.0840.64682.713999.5010.2204.86840.9741040.475总计1.00E+07438067.584339.1625554.69912.53901.5744827.50530382.204表2局部阻力计算表序号ζ详细设立13分流四通323分流四通331.5分流三通(2→1)1.540.8煨弯0.850.1分流三通(1→3)0.161.5分流三通(1→2)1.570.1分流三通(1→3)0.180.8煨弯0.891.5分流三通(2→3)1.5100.2蝶阀0.2干线阻力汇总又计算成果可知由热力站至最远端单向阻力为30.4KPa，则整个最不利环路阻力约为60.8KPa五.供热调节据关于资料记录，国内建筑采暖能耗是有些发达国家建筑采暖能耗3倍作用，在采暖过程中，挥霍了诸多能源，导致这种现状因素有诸多，既有当前因素，也有历史存留因素。无论是那种因素，通过对热网运营调节都能提高能源运用率。初调节只能解决各换热站或各社区、各楼宇之间热量均匀性，但不能保证每个热顾客室温在整个供暖期都处在一种均衡室内设计温度，因而，需要通过热网运营调节来缓和不必要能源挥霍问题。5.1供热管网运营调节目供热调节目，一是使系统中各顾客室内温度比较适当；二是避免不必要热量挥霍，实现热水采暖经济运营。及时运营调节可以保证锅炉等设备高效运营，保证供应热量和实际需求负荷良好匹配，防止热量过度供应。5.2供热管网运营调节办法供热节能重要通过减少供热量、热量分派均衡来实现。5.2.1减少供热量随着室外气温不断变化，热网热负荷也在不断变化，供热量最小值就是为满足采暖建筑国家采暖原则规定期所供热量，也就是说，总供热正好与基本总需求相等，供热量不大于需求量阐明供热不达标，供热量不不大于需求量，阐明顾客散热加大，导致热能挥霍。因而，在供热运营时，需要适时地调节热网，从而使得供求热量相等，并且始终维持在最小值。5.2.2热量分派应均衡为了避免因热网水力失衡、导致冷热不均现象发生，在热量分派上，应尽量使每个热顾客室温均衡。这样调节后使得冷顾客室温达标了，热顾客室温超标也减轻了，从而减少了热能挥霍。热网节能前基本就是热网平衡，并且供热调节前提条件就是热网平衡。不同供热调节方式，需要不同热网平衡技术。5.3供热管网运营调节实用设备热网平衡设备功能重要是运用流量输配基本规律安全实现流量按需分派，简介几种比较惯用设备：自力式流量控制阀、压差阀、均流阀、温控阀。5.3.1自力式流量控制阀分自动和手动两某些，自动某些由自动阀瓣、弹簧和膜片构成，手动某些由手动阀瓣、刻度尺构成，两者由一种公共腔体有机地结合在一起。手动某些两边压差通过导压管作用在膜片两侧，手动某些设定流量大小，自动某些保持手动某些两边压差不变，从而保持设定流量不变。5.3.2压差阀稳定被控阻力件压差，使回路之间互相独立。被控阻力件两边压差通过导压管作用在膜片两侧，当被控阻力件两边压差增大时，膜片克服弹簧弹力带动自动阀瓣关小自动阀口，减小流量，从而减少被控阻力件两边压差；反之，增大被控阻力件两边压差，这样，就保证了被控阻力件压差始终不变。5.3.3均流阀可调孔板上有几种大小不同原则孔，在同样压差下，每个孔通过不同流量，它与流量阀或压差阀连用，效果最佳。5.3.4温控阀当室内温度高于给定温度值时，感温元件热膨胀增大，克服弹簧弹力，带动自动阀瓣，关小阀口，减小进入散热器流量，散热器散热量自动减小，室温随之下降；反之，室温随之升高。5.4供热管网运营调节5.4.1质调节质调节是当前应用最多一种调节办法。只对供水温度进行变化，而不变化循环水流量。质调节重要合用于一、二级热网，其长处在于：水力平衡稳定，热网自动化调节容易实现，从而使得热源厂和热网运营更加安全；其缺陷在于：实现了节热功能，但是挥霍了很大电能。5.4.2量调节当前量调节很少使用。供水温度始终保持不变，只对循环水流量进行变化。其比较合用于一级热网，但是由于当前热网平衡控制存在问题，因而，在国内运用较少。而将量调节应用在二级热网中，技术上很难实现。在平衡控制方面，二级热网较难；并且随着室外气温不断升高，管网水流量逐渐减少，此时较严重垂直热力失调容易在室内供暖系统中产生。节热和节电是量调节最大长处。流量在管道中变化实现重要是通过压力变化来进行，而水是不可压缩，具备非常快传递速度，因而，此调节可以实现调节上同步。5.4.3间歇调节间歇调节就是变化每天供暖小时数。这种调节不会使网络循环水量和供水温度变化，只会将每天供热时间不断减少，因而，其只能作为供暖初期和末期一种辅助调节办法。间歇调节长处在于：依照热顾客需求进行供热。5.4.4分阶段变化流量质调节把供暖期按室外温度提成几种阶段，在每个阶段流量不变，变化管网供水温度。分阶段变化流量质调节重要合用于一、二级热网。在热网平衡控制上这种调节较容易实现，但是实现上要比质调节难点。由于流量变化不持续，节热同步只能某些节电，因而很少在一级网中使用，大多数在二级网上使用。分阶段变化流量质调节综合质调节和量调节长处，节约电耗。5.5在运营调节过程中需注意问题（1）发挥自控系统在初调节中作用。热力站兴起年限很短，在初期设计上存在诸多缺陷，由于近几年通讯发展，自控调节技术被广泛应用于供热管网，但当前并不是所有换热站可实现集中控制，大大减少了集中调控效果，需要尽快完善，才干发挥出效果。（2）换热站回水压力泵应改为变频运营。末端热力站一次网回水上加压泵如设计为工频运营，当启动加压泵时，会存在抢水现象，需要临近次末端原先资用压头满足热力站也启动回水加压泵，如果回水加压泵采用变频控制，末端某些运营工况将有明显改进。（3）质调节过程就是热源温度调节，热源受煤质及设备故障等因素在正常运营过程中也许浮现供水温度大幅度波动，在寒冷期一次网供水温度波动最高可达20℃左右，前端热力站为维持正常温度而频繁调节一次网阀门开度，导致水力不平衡，给全网运营调节导致很大困难，在运营中需要加强管理，严格控制自行调节。（4）在供热设备与热网负荷匹配，同步热网也平衡抱负状况下，二级热网循环泵变频调速具备很高节电效益。正是由于热网不平衡，使得二级热网循环泵变频调速不具备较高节能效益，从而使得此项节能技术推广受到很大阻碍。因而，一方面要系统优化换热站设备站内设备在选型时严格按照设计工况进行，从而使得节能效果最佳。同步二级网水利平衡和热力平衡是质、量调节前提，站内加装自控装置，将必要调控装置及温控装置加装在二级网中，在保证热顾客用热效果前提下，通过质、量调节来实现节能最佳效果。六.附件选取6.1固定支架选取供热管道安装固定支架间距如下图所示。管道公称直径DN(mm)方形补偿器热介质：热水敷设方式：地沟325050501006012565150752008025085350956.2补偿器选取计算6.2.1供热管道热伸长查阅《暖通空调》附录14－5，按如下公式计算管道热伸长量：式中：管道线性膨胀系数，取=12×10－6m/m.℃， 管道最高使用温度，取85℃； 管道安装时温度，可近似取-5℃； 为两固定