供热管网毕业设计说明书.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流供热管网毕业设计说明书.精品文档.沈阳建筑大学毕业设计说明书毕 业 设 计 题 目 哈尔滨市滨江小区供热管网及换热站设计 学院专业班级市政与环境工程学院建筑环境与设备工程2003-2班学 生 姓 名 张芸栗 性别 女 指 导 教 师 王宏伟 职称 副教授 2007年6月11日摘 要本工程为哈尔滨市滨江小区供热管网及换热站设计。小区内所有建筑物均为民用住宅，四周为商业网点。小区占地面积约为12万，建筑面积约为15万。供暖热负荷0.68×107W，总循环水量265.03t/h。小区一次水供回水温130/80，二次水供回水温95/70。管网布置为闭式双管异程式系统，枝状形式。采用补水泵定压方式，系统运行时，采用质调节调节方式，以适应热负荷的变化。整个管道均为无补偿直埋敷设，所有管段采用预制保温管，保温材料为聚氨酯，保护层为聚乙烯，由国家标准设计图集管道及设备保温98R418确定其保温层厚度，通过水力计算确定管径。小区设一个地下换热站，内设2台型号BR0.5板式换热器，2台型号为IS200-150-400C的热水循环泵（一备一用），2台型号为IS50-32-200C的补水泵（一备一用），卧式直通除污器。整个网路由绘制的水压图可知网路压力工况均满足技术要求。关键词： 热负荷；水压图 ；热力交换站AbstractThis project designed the heat supply pipe network and heatexchanging station of BinJiang district in Haerbing .All the buildings in this district are for residential use. Area covers approximately 120,000 and a building area of about 150,000 . Heating load 0.68 × 107W, with a total circulation stood 265.03t / h. Once water provides to return to water temperature 130 /80 , two waters provide to return to water temperature 95 /70 Adopt the way of patch water pump fix press.The pipe network is designed as seamless two-pipe system with tree-shaped. When the system is functioning, it adopt the quality flux regulates, in order to adapt to the changes of heat-load.The whole pipe is directly buried and self-compensated, the entire pipe sections are insulating constructive, (heat preservation material is polymer of ammonia and ester, protect layer is polyethylene). Design standards by the State Atlas "piping and equipment insulation" 98R418 its insulating layer thickness, through hydraulic calculation to determine diameter. We establish one underground heat-exchanging station. In this station, there are two platform board type exchange heat organ, their model is BR0.5, there are two platform cycle pump, IS200-150-400C, (with a prepared one) and there are two platform patch water pump，their model is IS50-32-200C(with a prepared one). Drawing from the entire network of hydraulic pressure on the network map known conditions are met technical requirements Key words：heat-load；hydraulic plot；Heat-exchange station.目 录第一章 供热方案的确定31.1前言31.2集中供暖热负荷41.2.1集中供热系统热负荷的概算和特征41.2.2热负荷的计算41.3供热方案的确定及管道布置101.3.1供热方案的确定101.3.2热水供热管网平面布置型式101.3.3补偿器的选择及校核11第二章 水力计算1421确定各用户的设计流量1422主干线水力计算1423支线水力计算142.4水压图绘制162.4.1热水网路压力状况的基本技术要求162.4.2绘制热水网路水压图的步骤：162.5连接方式的确定18第三章 热水供热系统的供热调节193.1供热调节193.2直接连接质调节计算19第四章 换热站的形式选择及计算214.1换热站的形式选择214.2换热站的内部设备计算214.2.1循环泵的计算和选择224.2.2补给水泵的计算和选择234.2.3补水箱的选择234.2.4换热器的计算和选择234.2.5除污器的选择264.2.6换热站换热设备的布置26第五章 供热管道的选择及其附件275.1管材的选择及管道的链接275.2阀门的选择275.3管道的放气排水装置的布置285.4检查井的布置285.5供热管道的保温29第七章 技术经济分析31第八章 结论32参考文献33附表1：水温调节曲线1附表2：水利计算表2附表3：外文翻译27哈尔滨市滨江小区供热管网及换热站设计第一章 供热方案的确定1.1前言所谓集中供热是指由集中热源所产生的蒸汽，热水，通过管网供给一个城市或部分区域生产，采暖和生活所需的热量方式。集中供热是现代化城市的基础设施之一，也是城市公用事业的一项重要设施。集中供热不仅能给城市城市提供稳定，可靠的高品位热源，改善生活环境，而且节约能源，减少污染，有利于城市美化，有效的利用城市有效空间。所以，集中供热具有显著的经济效益和社会效益。集中供热的发展，要充分考虑到城市的性质，地位，热负荷密度，气象条件和发展规模等多方面因素，并和城市经济发展目标相适应，同时与能源建设发展相协调。本设计为哈尔滨滨江小区供热管网及换热站施工图设计。目前，集中式供热是城市供暖的最主要方式，也是城市整体规划和布局的方向。根据承德当地的地理位置，气象，地质，海拔高度，确定热力管网的铺设方式为直埋无补偿铺设，供热调节采用分阶段改变流量的质调节。这样既满足用户热负荷的需要，又节约了能源。从而使本次设计既经济又合理，符合设计的宗旨。设计的整个过程中，我认真的研究了设计的原始资料，并查阅了相关的书籍、手册和各种资料，考虑到节能、环保的长久发展，通过经济分析和经济技术比较，确定了系统的设计方案，进行了有关内容的详细计算。但是，由于本人设计水平有限，在此次设计中，肯定有很多不足和考虑不周的地方。虽然在设计过程中经过各位辅导老师的细心指导，已经改正了许多错误，可还是可能存在许多纰漏之处，希望各位老师给予指正。1.2集中供暖热负荷1.2.1集中供热系统热负荷的概算和特征集中供热系统的热用户有供热、通风、热水供应、空气调节、生产工艺等用热系统。这些用热系统热负荷的大小及其性质是供热规划和设计的最重要依据。对集中供热系统进行规划或初步设计时，往往尚未进行各类建筑物的具体设计工作，不可能提供较准确的建筑物热负荷的资料。因此，通常是采用概算指标来确定各类热用户的热负荷。1.2.2热负荷的计算 一、计算公式【3】 =qA/10 （1-1） Qh-采暖设计热负荷（KW） qh-采暖热指标（W/m2） A-采暖建筑物的建筑面积（m2） 二、负荷计算 根据热力网设计规范可知住宅的采暖热指标在4045（W/m2）,这里取qh=45(W/m2)、商业网点取qh=70(w/)1#的负荷计算： 由CAD查得单层单元面积得单元面积：1#/一单元： A=193.5017×6=1161.01（）代入公式得：Qh=45*1161.01/103=52.24(kw)同理计算得个楼个单元的负荷，填入下表1-1：表1-1负荷计算楼编号单层面积层数建筑面积A采暖热指标q热负荷QhW/kw1# /1193.501761161.01024552.2454591#/2192.759361156.55584552.0450111# /3175.883661055.30164547.4885721#/4194.853661169.12164552.6104721#总4541.989245204.3895142#/1199.804661198.82764553.9472422#/2198.201661189.20964553.5144322#/3191.505661149.03364551.7065122#/4198.201661189.20964553.514432191.505661149.03364551.7065122#/6198.201661189.20964553.5144322#总1368.926268213.557245369.6100743#/1242.509361455.05584565.4775113#/2242.509361455.05584565.4775113#/3265.42762530.85524523.8884843#总3440.966845154.8435064#/1119.67466718.04764532.3121424#/2219.021661314.12964559.1358324#/3233.951761403.71024563.1669594#总3435.887445154.6149335#/1233.520661401.12364563.0505625#/2230.409561382.4574562.2105655#/3197.868661187.21164553.4245225#总661.798763970.792245178.6856496#/1242.998451214.9924554.674646#/2239.568661437.41164564.6835226#/372.63812145.2762456.5374296#/总2797.679845125.8955917#/1264.4261586.524571.39347#/2264.4261586.524571.39347#总3173.0445142.78688#/1.1119.71675598.58354526.93625758#/1.2118.48416710.90464531.9907078#/2.1101.7395508.6954522.8912758#/2.298.79036592.74184526.6733818#/3.1100.35085501.7544522.578938#/3.293.43176560.59024525.2265598#总3473.269145156.29710959#/1194.551861167.31084552.5289869#/2194.554261167.32524552.5296349#/3237.951461427.70844564.2468789#/4432.50562865.01124538.9255049#总4627.355645208.23100211#/1239.298361435.78984564.61054111#/2223.233561339.4014560.27304511#/3227.852161367.11264561.52006711#/4206.885661241.31364555.85911211#总5383.61745242.26276512#/1177.193461063.16044547.84221812#/2187.811561126.8694550.70910512#/369.43042138.8608456.24873612#总2328.890245104.80005913#/1226.441961358.65144561.13931313#/2226.441661358.64964561.13923213#总2717.30145122.27854514#/1229.914461379.48644562.07688814#/2178.625261071.75124548.22880414#/3209.881561259.2894556.66800514#/4198.551361191.30784553.60885114#总4901.834445220.58254815#/1195.970161175.82064552.91192715#/2196.194361177.16584552.97246115#/3369.5431369.5434516.62943515#总2722.529445122.51382316#/1195.635561173.8134552.82158516#/2208.822761252.93624556.38212916#/3253.745661522.47364568.51131216#总3949.222845177.71502617#/1238.09261428.5524564.2848417#/2231.466161388.79664562.49584717#/3196.127761176.76624552.95447917#总3994.114845179.73516618#/1159.37696956.26144543.03176318#/2187.296761123.78024550.57010918#/3194.93761194.9376458.77219218#总2274.979245102.37406419#/1239.148761434.89224564.57014919#/2231.466161388.79664562.49584719#/3239.148761434.89224564.57014919#总4258.58145191.63614520#/1196.127761176.76624552.95447920#/2191.158361146.94984551.61274120#/3191.158361146.94984551.61274120#/4196.127761176.76624552.95447920#总4647.43245209.1344421#/198.53035492.65154522.169317521#/2189.50561137.034551.1663521#/3120.50326723.01924532.53586421#/4222.631561335.7894560.11050521#/5216.005561296.0334558.32148521#/6186.276261117.65724550.29457421#总6102.179945274.598095522#/1186.416561118.4994550.33245522#/2216.005561296.0334558.32148522#/3195.040461170.24244552.66090822#/4188.59361131.5584550.9201122#总4716.332445212.234958B1#/1224.717461348.30444560.673698B1#/2225.548861353.29284560.898176B1#/3232.784161396.70464562.851707B1#总4098.301845184.423581B2#/1224.245461345.47244560.546258B2#/2454.30762725.84245122.66289B2#/3396.60351396.60354517.8471575B2#总4467.917945201.0563055B3#/1245.629761473.77824566.320019B3#/2286.484361718.90584577.350761B3#/3231.674161390.04464562.552007B3#总4582.728645206.222787B4#/1207.682661246.09564556.074302B4#/2234.378161406.26864563.282087B4#/3256.459561538.7574569.244065B4#/4406.72841406.72844518.302778B4总4597.849645206.903232B5#/1195.952761175.71624552.907229B5#/2238.785661432.71364564.472112B5#/3215.009961290.05944558.052673B5#总3898.489245175.432014B6#/1253.1761519.024568.3559B6#/2267.240561603.4434572.154935B6#/3246.016561476.0994566.424455B6#总4598.56245206.93529B7#/1230.374161382.24464562.201007B7#/2300.039561800.2374581.010665B7#总3182.481645143.211672B8#/1211.917561271.5054557.217725B8#/2228.964861373.78884561.820496B8#/3237.176661423.05964564.037682B8#/4471.15821471.15824521.202119B8#总4539.511645204.278022B9#/1240.6761444.024564.9809B9#/2233.759161402.55464563.114957B9#/3241.314761447.88824565.154969B9#总4294.462845193.250826B10#/1325.894661955.36764587.991542B10#/2325.894561955.3674587.991515B10#/3416.45161416.45164518.740322B10#总4327.186245194.723379B11#/1.1112.44145562.2074525.299315B11#/1.2123.15466738.92764533.251742B11#/2.1111.78715558.93554525.1520975B11#/2.2122.43776734.62624533.058179B11#/3.1118.32475591.62354526.6230575B11#/3.2129.59816777.58864534.991487B11总3963.908445178.375878B12#1.1148.38435741.92154533.3864675B12#1.2156.70246940.21444542.309648B12#/2.1139.62945698.1474531.416615B12#/2.2150.48316902.89864540.630437B12#总3283.181545147.7431675B13#/1289.775761738.65424578.239439B13#/2299.406961796.44144580.839863B13#/3284.538561707.2314576.825395B13#/45242.326645235.904697B14#/1253.748661522.49164568.512122B14#/2222.587761335.52624560.098679B14#总62858.017845128.610801B15#/1253.748661522.49164568.512122B15#/2222.587761335.52624560.098679B15#/3253.748661522.49164568.512122B15#/4222.587761335.52624560.098679B15#/5253.748661522.49164568.512122B15#/6222.587761335.52624560.098679B15#总8574.053445385.8324031.3供热方案的确定及管道布置1.3.1供热方案的确定一、供热方案确定原则： 集中供热系统方案的确定，应该根据国家合理利用能源的方针和政策，全面地考虑热源、供热管网和热用户三个方面的因素，经过经济分析和经济技术比较，全面的分析考虑各种因素，最后确定最佳方案。其总的原则是经济上合理、技术上可靠，尽可能地达到：最小的投资费用；最小的运行费用；稀有材料消耗最少；劳动力消耗最少；能源得到充分合理利用；环保、可持续利用；工程在一定时期从全局看是合理可行的。二、供热方案的确定根据计算完的总负荷并综合热源、管网和热用户热媒种类的情况，对工厂的车间厂房或民用建筑和公用建筑，可采取不同的供暖方案；因本设计中的建筑均为民用建筑，故可采用95/70°C的低温水作为热媒。热网是集中供热系统的主要组成部分，担负热能输送任务，热水供热管网的系统型式与热源位置，热用户分布及其热负荷性质和大小以及地形地质条件等因素有关。热网系统型式应遵循的基本原则是安全供热和经济性选择。又考虑到工程造价，对低层建筑可采用直接连接，考虑到管道的保温问题，对管网的敷设采用直埋敷设，而且采用将供热管道、保温层、和保护层外壳三者紧密粘结在一起，形成整体的预制保温管结构(其详细材料及保温层结构见保温部分及保温层结构图)。1.3.2热水供热管网平面布置型式热水供热管网平面布置型式主要有枝状和环状两大类。本设计采用枝状管网。枝状管网布置简单，这种管网供热管道的直径，距热源越远越小，造价低，运行管理方便。其缺点是没有供热的后备能力，当某点发生事故时，其后的所有用户均被断绝供热。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办法，以使建筑物室温不致大幅度地降低。为了在热水管网发生故障时，缩小事故影响范围和迅速消除故障，在与干管相连的管路分支处，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。具体布置见小区平面布置图。1.3.3补偿器的选择及校核解决管道受热伸长的方法，通常是在两固定点间，设置补偿器（又称伸缩器）来吸收管道的热伸长，以减少管道在运行过程中所产生的弯曲应力，保证管道安全稳定运行。热力网管道的热补偿设计，应考虑如下各点：充分利用管道的转角等进行自然补偿。采用弯管补偿器或波纹管补偿器，应考虑安装时的冷缩。采用套管补偿器时，应计算各种安装温度下的安装长度。采用波纹管轴向补偿器时，管道上应安装防止波纹管失稳的导向支座。采用球形补偿器、铰接波纹管补偿器，宜采取减小管道摩擦力的措施。当一条管道直接敷设于另一管道上时，应考虑热位移。直埋敷设管道，宜采用无补偿敷设方常用的补偿器有自然弯管补偿器、方形补偿器、套筒补偿器、波形补偿器等。在设计中，应首先充分利用管道自然弯管来补偿管道热伸长。当无条件利用管道本身自然弯管补偿器管道热伸长时，应选用合适的补偿器。（一）自然弯管补偿器常见的自然弯管补偿器型式有：L型、Z型两种。1L型补偿器的各部分尺寸按一定要求确定。设计时先定出长臂长度L1，L1一般不超过20-25m。2Z型自然补偿器的各部分尺寸，按图13-3确定。一般平行长臂不超过20-25m。（二）方型补偿器方型补偿器应用较广。它构造简单、安装方便。常用的有四种构造形式，按安装位置位置来选用。方形补偿器的弯头，应尽量容无缝钢管制作，DN<=40mm也可由水煤气管制作，其曲率半径R=4D。加工制作时，最好在B端没有焊缝。而将焊缝放在外伸臂H段的中间位置。本设计均采用L型、Z型自然补偿。补偿器的校核：当管道内供热介质及周围环境温度发生变化时，将引起管道的热胀冷缩。使管壁内产生巨大的应力，如果此应力超过了管材的强度极限，就会造成管道破坏。管道的热伸长量按下式计算2：L=（t2-t1）×L （1-2） 式中： L管道的热伸长量， ；管材的线膨胀系数m/,此取其数值为0.012mm / m；L管段的长度，m；t2供热介质的最高温度，；t1管道的安装温度.一般取-5。以支线OA为例进行L补偿器的校核：管段OA中采用的是L型补偿器，其管长为77,经过计算得热伸长量L为87 。即长臂长为77管径d=300，查线算图得短臂最短应为L2=10m.本设计中的短臂为20 m ，满足要求。 图1-2 L型补偿器图1-1 L型自然转弯补偿器线算图【2】以支线GH为例进行Z补偿器的校核管段GH L1+L2=33m，将其代入公式（1-2）得：L=0.012×（95+5）×33 =39.6n=（L1+L2）/L1=33/8=4.1根据L=39.6，n= 4.1，管径d=125mm ，查图线算图1-3得Z型补偿器伸出部分L3的最小长度应为1.5m，本设计中取L3=10m，故足以补偿该管段的伸长量。图1-3 Z型自然转弯补偿器线算图【2】 图1-4 Z型自然转弯补偿器第二章 水力计算21确定各用户的设计流量 计算公式3：G=0.86Q/(1-2)×10-3 (2-1) 根据公式计算个管段的流量，填入水力计算表附录2。 22主干线水力计算 首先确定最不利环路，取主干线平均比摩阻Rpj=4080Pa/m范围之内，确定主干线各管段的管径。管OA：计算流量：G=265.04t/h根据管段OA的计算流量和Rpj的范围，从供热工程书附表9-2中可确定管段一的管径和相应的比摩阻R值。 D=300mm R=36.01Pa/m管段OA中局部阻力的当量长度ld,可由供热工程书附表9-2查出表2-1管段OA当量长度管段局部阻力部件个数当量长度总当量长度AB闸阀14.174.17弯头14.174.17方形补偿器133ld=12.51所以： 管段一的折算长度 lzh=lld=108.51m 管段一的压力损失： P=R*lzh=108.51×36.01= 3914.50Pa将结果填入水力计算表。同理计算其他各管段，结果列于水力计算表附表2。23支线水力计算 J支线： J支线的资用压差为：P4= 1732.466Pa设局部阻力损失与沿程损失的估计比值=0.6，则比摩阻大致可控制在R=P4/l4(1+)=1732.47/70(1+0.6)=31.8Pa/m根据R和流量G=4.42t/h,由供热工程书附录9-2得出管段AB： DAB=70 RAB=27.8Pa/m v=0.34m/s 管段J-J1中局部阻力的当量长度ld,查附表得：表2-2管段J-J1当量长度管段局部阻力部件个数当量长度总当量长度J-J1闸阀111弯头20.61.2旁六三通133ld=5.2管段J-J1的折算长度lzh=lld=5.2+16=21.2m管段J-J1的压力损失 PAB=R*lzh=27.8×21.2=589.36Pa再根据R和流量G=2.07t/h, 由附录9-2得出管段J1-J2DBC=50 RBC=34.05Pa/m v=0.3m/s管段BC中局部阻力的当量长度ld,查附表得：表2-3管段J1-J2当量长度 管段局部阻力部件个数当量长度总当量长度J1-J2截止阀18.48.4弯头10.40.4直流三通11.31.3异径接头10.130.13ld=10.23管段AB的折算长度lzh=10.23+18=28.23m管段AB的压力损失 P4=Rlzh=34.05×28.23= 961.2315Pa四支线总压损：P4= 1550.592Pa不平衡率：（P4-P