供热外网及换热站设计.doc

1、 本科毕业 设计说明书 题 目： 院 （部）： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： I 目 录 摘 要 ABSTRACT 1 绪 论 1 1.1 设计题目 1 1.2 设 计 原 始 资 料 1 2 热负荷的计算 3 2.1 集中供热系统及热负荷 3 2.2 热负荷延续时间图 4 3 热水供热管网的设计 7 3.1 热水供热管道的平面布置型式及设计要点 7 3.2 供热管道的敷设 8 3.3 热水管网系统的定压方式 10 3.4 热媒的选择 12 4 热水供暖网路的水力计算及水压图 14 4.1 热水采暖系统的水力计算 14 4.2 热水网路的水压图 18 5 换热

2、站及其设备选择 22 5.1 换热站的作用与类型 22 5.2 换热站连接方式 22 5.3 换热器的基本类型与构造 22 5.4 换热器选型计算 23 5.5 水泵的选型计算 26 5.6 分汽缸 分水器及集水器 29 5.7 除污器的选择 29 5.8 补水箱的选择 30 II 6 供热管道及附件 31 6.1 管道和阀门 31 6.2 管道的保温与防腐 31 7 热系统的运行调节 34 7.1 初调节原理 34 7.2 集中调节 35 7.3 管网布置的合理性 35 7.4 管道水力计算的经济性分析 35 8 小结 36 谢 辞 37 参考 文献 38 附 录 39III 摘 要 随着我

3、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 某学校的集中供暖设计。 本工程是由济南市某学校投资兴建，旨在改善教职员工的教学条件，引进高层次人才，保证高层次人才的居住、办公环境，为教职员工提供一流的人文的居住、工作条件，并能达到 A 级教学、生活的标准。本工程分为教学楼、综合楼、会堂、学术交流中心、餐厅、宿舍等工程，总建筑面积为96756.5m2。 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，

4、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。 换热站的设计主要包括设备的布置，定位尺寸确定，换热器的选型，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；换热站；直埋敷设； IV ABSTRACT

5、With the city constructs developing and energy save and environment require,the heating systems have changed from single heating to district heating. So many district heating system come out in many north cities in China. This design topic for a school of central heating design. This project is inve

6、sted by jinan some schools, aims to improve teaching conditions of faculty, staff, the introduction of high-level personnel, to ensure high level talented persons residence, office environment, for staff to provide first-class human living, working conditions, and can achieve A level of teaching, th

7、e standard of life. This project is divided into the building, the complex building, hall, academic exchange center, restaurants, dormitories and other projects, a total construction area of 96756.5 m2. Central heating in hot water or steam as heat medium, from one or more heat sources by heating pi

8、pe 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 supply, air conditioning, such as production technology with hot system adjustment. These use the properties of the thermal system heat load and its si

9、ze is important basis of heating planning and design. The whole design in strict accordance with the specification, mature technology, economic focus on energy saving at the same time, make the whole network has a higher efficiency. Heat exchanger station design mainly includes the equipment layout,

10、 location size, selection of heat exchanger, circulating pump, supply water pump selection and the selection of auxiliary equipment calculation. This design based on the thermal indexes of energy saving buildings, in heat supply network of precise adjustment as the ultimate goal, to reduce the heat

11、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 matchmaker; heat source; convection; radiation - 1 - 1 绪 论 1.1 设计题目 某学校供热工程设计 1.1.1 设计工程概况 本工程是由济南市某学校投资兴建，旨在改善教职员工的教学条件，引进高层次人才，保证

12、高层次人才的居住、办公环境，为教职员工提供一流的人文的居住、工作条件，并能达到 A级教学、生活的标准。 本工程分为教学楼、综合楼、会堂、学术交流中心、餐厅、宿舍等工程，总建筑面积为 96756.5m2。 1.1.2 建筑说明 本工程要求：综合楼、学术交流中心采用空调、餐厅、宿舍采用采暖系统。工程采用全现浇框架结构，外墙采用抗渗透混凝土，地面以上 200 厚空心砖，用 聚苯板保温，内隔墙除地下室与地面以上局部墙体采用 240 砖墙外，其它墙体采用 100 厚轻钢龙骨石膏板（用于卫生间），按照节能 65%的标准建造。 1.1.3 工作任务 设计图纸、相关曲线图以及设计说明书。图纸包括：室外供热管网

13、平面布置图（要求标出每座建筑物的流量和负荷）、沿管道纵向剖面图、支座大样图；换热站设备布置平面图、换热站管道平面布置图、换热站流程图、换热站轴测图（或剖面图）、管网及换热站控制原理图、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、材料清单、设计施工说明、工程概算以及专题论述等。 1.2 设计原始资料 1.2.1 设计地区室外气象条件 冬季： 空调室外计算温度 tw=-10；供暖室外计算温度 tw=-7 室外大气压力 p=1020.2mbar；主导风向： EN 室外平均风速： V=3.2m/s；最大冻

14、土深度 :h=0.44m 日平均温度 Tm= +5的天数 106 天；极端最低温度 : -13.7 夏季： - 2 - 室外计算温度 tw= 34.8；室外计算湿球温度： tm=26.7 室外空调日平均温度： twm= 31.3； 温度日较差： t= 6.7 大气压力： p= 998.5mbar；室外风速： V=2.8m/s；主导风向：西南风 1.2.2 室内设计参数 位置 夏季温度（）冬季温度（ ）相对湿度（ %.）噪声值 dB（ A） 大 堂 262 202 555 50 餐 厅 262 202 55 卧 室 262 222 55 50 1.2.3 设计冷热媒及参数 1供暖 风机盘管供水温

15、度 60，回水温度为 50；采暖供水温度 80，回水温度为60。 2有 城市高温供水 130/70 进入换热站 1.2.4 基本设计要求 1、 平面图 a、 首先用细实线将土建平面图描下来； b、 再绘制供暖平面图。在图上注明管段的管径、阀门、补偿器、固定支架、活动支架的位置及型号。 2、 轴测图 供、回水干管，线型与平面图相同，立、支管，线型较干管稍细即可。各管段应标出管径、阀门、排气装置的位置及型号等。 供、回水干管在起端或末端注上标高，标高以米为单位。 在供、回水干管上要标出坡向和坡度（ i=0.003）。 3、 设计施工说明 应包括总的热负荷、热介质的种类及温度、防腐措施、保温材料及厚

16、度、调节方案、管材及其他在图纸中 未表达出来的内容。 - 3 - 2 热负荷的计算 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

17、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

18、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： 310hhQ q A (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 2-1 表 2-1 采暖热指标推荐值 qk（ W/m2） - 4 - 建筑类型 住宅 居住区综合 医院托幼 商店 展览馆 未采取

19、节能措施 5864 6067 6580 6580 95115 采取节能措施 4045 4555 5570 5570 80105 详细计 算 结果 见附录 1 2.1.2 热负荷的计算 采暖全年耗热量计算公式为： .0.0864a iahhi o httQ NQ tt (2-2) 式中 ahQ 采暖全年耗热量， GJ ； N 采暖天数， d； hQ 采暖设计热负荷， kW ； it 采暖室内计算温度，； at 采暖期平均室外温度，； .oht 采暖室外计算温度，。 代入数据，采暖全年耗热量为： )7(18 )9.0(184.87901060864.0 ahQ GJ54.608622.2 热负荷延

20、续时间图 2.2.1 绘制热负荷延续时 间图的意义 热负荷时间图是用来表示整个热源或热用户系统热负荷随时间变化规律的图。根据所观察时间期限的长短，热负荷时间图又分为全日热负荷图、月热负荷图和年负荷图。热负荷时间图形象的反应热负荷变化的规律。对集中供热系统设计、技术经济分析和运行管理，都很有用处。通过绘制热负荷延续时间图，能够清楚的显示出不同大小的供暖负荷在整个采暖季节累计耗热量，以及它在整个采暖季节总耗热量中所占的比重，这对于城市集中供热规划方案进行技术经济分析时，具有十分重要的意义。 本次设计中仅绘制出供暖热负荷延续时间图。在该图中，横坐标的左 方为室外温- 5 - 度，横坐标的右方为供暖期

21、延续天数；纵坐标为供暖热负荷。 2.2.2 供暖负荷随室外温度的变化 热负荷随室外温度变化图是以室外温度为横坐标，以对应室外温度下的热负荷为纵坐标绘制。 用下式可求出某一室外温度下的供暖热负荷。 hhoi hoi Qtt ttQ .(2-3) 式中 Q 在室外温度 .oht 下的供暖热负荷 ， W; hQ 供暖设计热负荷 ， W; .oht 某一室外温度 ， ； .oht 供暖室外计算温度 ， ； it 室内计算温度 ， 。 根据上式的计算结果可绘制出热负荷随室外温度变化曲线图。 图 2-1 热负荷随室外温度变化曲线图 2.2.3 热负荷延续时间图的绘制 查参考资料 I可知济南市的不同室外气温的延续时间如表 2-2 所示：