供热毕业设计指导书.doc

环境与市政工程学院建筑环境与设备工程专业毕 业 设 计 指 导 书（供热工程设计方向）建筑环境与设备工程专业教研室 一、设计题目某小区供热工程设计二、主要原始资料1设计地点：详见设计任务书。2土建原始资料区域总平面图：包括道路走向、建筑物分布、建筑物高度及建筑面积、建筑的用途以及区域的地形标高和位置坐标等。根据题目的需要，提供区域的建筑总平面图和单体建筑的平面、剖面图。3气象资料根据所给的工程地点，从手册中查找，主要包括以下参数：供暖、空调室外计算温度；冬季室外平均风速及主导风向和供暖天数（Tw5）；供暖期日平均温度；室外温度的延续时间和最大冻土层深度等。4水文地质资料通过调研，对当地水文、地质资料有所了解，为选择冷、热源形式和充分利用地热资源等提供帮助条件。5室外管网冷热媒参数可以根据冷热源情况确定，也可给定。对未给出，应按照设计规范和技术措施的要求选取，一般空调系统冬季空调水60/50，采暖散热器采暖形式为95/70，低温地板采暖辐射采暖形式50/40；生活热水65，蒸汽0.4MPa。城市自来水压力为25mH2O。6室内设计参数 按采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）以及相关的设计措施要求进行执行。三、设计内容（一）.区域供热系统设计热负荷的计算1供暖热负荷，采用面积热指标法估算采暖负荷。2热水供应热负荷，如果设计小区中有宾馆，高级住宅，学生宿舍，单身宿舍等建筑，则考虑热水供应，其计算方法可参阅室内给水排水和热水供应设计规范。（二）.计算设计热负荷、年负荷、绘制热负荷延续图以上四种热负荷的总和即为供热系统的总热负荷。年负荷可以由延续图上得出（曲线下包围的面积既是），也可由公式计算得出。对采暖通风等季节性负荷，可根据气象资料查得的不同城市，不同室外温度下的延续天数和热负荷曲线绘出延续图。采暖年负荷计算公式Qn=Qp×n×z W/年式中 n 年采暖天数，天/年z 每天采暖小时数，连续采暖时z=24小时/天Qp 采暖期平均负荷W×Qp由下式给出： Qp= (tn- tp )×Qj / (tn- tw)（三）.供热方案的确定在计算完总热负荷基础上，综合热源、管网和热用户热媒种类及参数的不同情况，选择合适的供热方案。在确定方案的过程中，应参照前述的基本要求，经过适当的经济技术比较，得出一个最合理的方案。在比较过程中，可选择不同热媒参数、不同的与用户联接方式、不同的热源型形式、不同管网布置及敷设方式等内容进行。（四）.供热系统流程图在经过经济技术比较的基础上，依据不同用户对热负荷的不同要求，确定供热系统形式，其中包括热源选择、热媒种类及参数、用户联接方式、定压方式、调节形式等。并尽可能详细地画出供热系统流程图。对热煤参数，应该结合用户要求与连接方式综合考虑。对民用建筑和公用建筑，可采用95/70 低温热水。在可能的情况下，应尽量采用直接连接方式，以减少工程造价。对于高层建筑，可以考虑间接连接。（五）. 管网平面布置及敷设方式管网的平面布置应遵照经济上合理，技术上可靠以及周围环境协调的总原则来决定管网走向。同时，也应考虑本区域内的中、远期发展规划，注意留有余地。（1）尽量使管道位于区域中心；（2）尽量沿道路两侧、人行道、绿化带布置管线；（3）考虑以后发展可能与更大规模的城市区域供热并网；（4）考虑供热管网的可靠性及后备供热能力；（5）综合设计区域的地势、协调定压、加压等设施；具体规定和要求可参阅城市热力网设计规范。管网敷设方式的选择应根据管道数目多少，热媒种类、参数、用户情况以及地质条件等综合考虑。总的原则是在满足用户使用的前提下尽量降低管网造价，尽量选择直埋敷设方式。详细规定参阅城市热力网设计规范。（六）.供热调节曲线确定了管网走向和附件的布置以后，就可以根据热负荷确定供热系统的调节方式，绘制调节曲线。国内常用的调节方式仍以集中质调节和分阶段改变流量质调节为主，而以量调节、间歇调节为辅助调节。但是近年来，国外一些国家基于节能等原因采用的集中量调节在国内已开始应用。对于热水供应与采暖通风系统连在同一网路上采用质调节时，由于热水供应系统的供水温度一般是恒定的，所以要求网路供水温度随室外温度升高而降低时，不应低过某一数值。该温度值t= ts + t. ts为热水供应系统要求的供水温度，一般ts6065，t为水水加热器最小温差，一般取t10，即tg=7075时网路供水温度不能再降低，此时则开始采用间歇调节。因此自tg起始，水温调节曲线开始出现水平的直线。另外，教材中给出的几个调节公式，是在直接连接（包括混水器直连）的基础上，有三个热平衡方程式推导而得出的。当采用水水热交换器间接连接时，一次网的调节公式应做相应变动。即以水水热交换器一次网端的散热量公式代替原来的直接连接时散热器的散热量公式进行推导。（七）.管道的水力计算确定了系统的调节方式和设计流量后，就可以根据热负荷和管网平面图计算各管段的管径和网路的总压力损失。计算时采用当量长度法。注意选用的管径计算表的适用条件应与所计算的管段相同，当条件不同时，应进行相应的修正。对热水管网，一般资料给出的管径计算表多为K=0.5mm,tp=100 ( =958.38kg/m3 ) 条件下做出的。由于热水的密度随水温变化的幅度不大，工程上热水温度与表中水温相差不大时，允许不进行修正。由于室外管网用户较多，管网较长，又由于室外管道直径Dg<50mm,所以阻力平衡较难。当靠近热源，阻力损失太小无法平衡时，可采取加节流孔板或加调节阀的办法解决。考虑目前设计中的实际情况以及热网水力稳定性的要求，水力计算时，取主干线平均比摩阻Rp 的推荐值3080Pa/m。注意该推荐比摩阻与经济比摩阻间有较大差别。如有蒸汽管道，应该特别注意计算表给出的密度与计算管段的密度间的差别。由于蒸汽管网的密度变化较大，计算时必须进行修正。计算仍采用试算法，最后校核密度相差不大即告结束。如果蒸汽管网不长，可采取全部管长内取一个平均密度的方法进行计算（不必分段取不同密度）。对凝水系统管径确定，应首先确定凝水回收方式。当用汽量较小，用汽参数较低时，允许不回收凝水。凝水必须回收时，应首先考虑最常用的余压回水方式。计算凝水管道时，应首先确定凝水的密度，详细计算方法参阅供热工程教材。对热水供应系统单设热水管时，管道计算首先区别不同用户要求，考虑是否加循环管，然后按不同情况，根据热负荷和限定的流速和比摩阻计算管径。热水供应系统与采暖系统共用同一管道时，只须将热水供应与采暖热负荷相加，依据总热负荷按采暖管道计算原则确定管径。（八）.水压图水压图是在水力计算基础上得出的，因此水压图必须完全地反应出水力计算成果。绘制水压图时一般以热源点座标做为水压图的相对O点，绘制水压图时一定要与用户的定压方式、热媒参数、联接方式、建筑物高度、散热设备承压能力等因素综合考虑。（九）.管道及设备的保温保温材料的选用，应根据输送热媒种类，参数的实际，在保证用户使用要求的条件下，充分考虑设计地区的资源状况，尽量选用本地区的保温材料，以减少运输、降低工程造价。目前，北方地区较常用的保温材料有膨胀珍珠岩制品，玻璃棉纤维制品，岩棉制品虽然有比较优异的保温性能，但其造价较高，对于直埋管道，可采用聚氨酯泡沫塑料保温。但该保温材料造价也比较高，同时，其耐温一般不超过120oC。保温厚度的确定，原则上应按“经济厚度”的计算得出。在不进行详细经济分析时，工程上也可以按最大允许热损失值计算得出。（十）.管道的应力计算根据管道不同的敷设方式，对管道及其附件进行应力和受力计算。计算内容如下无补偿直埋管道的最高允许工作温度校核计算管道敷设宜优先选用无补偿直埋敷设方式，应依据应力分类法及安定性分析方法进行无补偿直埋管道的最高允许工作温度校核计算，热媒的设计温度应小于此温度。2管段最大臂长的校核计算3活动支架选择计算如采用地沟敷设方式，应进行活动支架选择计算。活动支架应选择用滑动支架而不用滚动支架。其间距的计算应在强度、刚度、最大挠度三种计算方法中选取间距较小值，以保证安全运行。设计中可选择某一管段按三种不同方式计算间距，对其余管段，可直接查表确定间距。具体计算方法参阅供热工程教材。支架选择计算固定支架推力计算参阅供热工程教材，当推力值<50KN (5T) 时可运用曲面槽固定支架或其他支架，当推力50KN (5T)时，应选用挡板式固定支座。5补偿器选择计算热力管道除利用自然补偿外，在空间允许的可能性上，应尽量选择方形补偿器。当热力管道管径Dg>150mm,而且空间又不允许设方形补偿器时允许采用套管补偿器。对架空管道，则应采用方形补偿器或球形补偿器，而不允许采用套管补偿器。以上各项的计算方法，祥见供热工程及区域供热手册。（十一）.热力站设备的选择计算1.热交换器的选择换热器换热面积的确定应以计算总热负荷为基础，考虑管网热损失以及一定的富余量。选择时，考虑相互备用。换热器形式的选择可参考不同用户的实际及供热方案的确定原则来决定。2.水泵选择计算热网循环泵流量 G依如下公式得出G=Q×0.86×S×10-3T/h tg-th式中S为漏损系数，取S=105 杨程 H依下式给出H = Hr + Hw + Hy式中Hr 为热源内部阻力损失；Hw 为网路的阻力损失，包括供、回水管路；Hy 为用户予留压头，具体数值取决于用户连接方式。为保证外网的外力稳定性并为热网的发展留有余地，Hy 可取较大值。对无混水直连用户可取Hy=515mH2O当网路的水压图确定后，水泵杨程H可直接以水压图上得出。水泵台数应依供热系统的调解方式和流量的大小决定，并考虑事故检修的备用。当采用分阶段改变流量质调节时，可选用23台同型号泵送联运行互相备用，也可选用不同型号的泵单台进行，以满足不同流量的要求，同时互相备用。补给水泵流量 取网路循环流量的4（按正常补水量1，事故补水为正常补水的4倍考虑）杨程 H = Hb + Hxs + Hys9.8×103Kpa按水柱高度表示为H = Hb + Hxs + HyshmH2O工程上认为补给水泵吸水管损失Hxs和压水管损失Hys较小，同时补给水箱高出水泵的高度h往往做为富余值，或为抵消Hxs和Hys的影响，所以公式可简化为H = Hb （mH2O）补水点的压力值Hb可以从水压图上直接得到。当采用补给水泵定压时Hb值可取静压线的高度。台数仍考虑备用选择时不少于两台（单台运行，另一台备用）。（十二）. 工程新技术应用及技术经济分析 提倡采用暖通新技术，对不同方案，在完成全部设计图纸后，可对该工程的技术、经济效益进行分析，作出经济比较，算出全部工程投资和单位造价。还可以计算竣工投产后的年运行费用及供热成本等多项指标。（十三）绘制施工图纸1 对施工图纸的要求折合一号图不少于8 张，其中手工绘图1张，其余为计算机绘图。所绘施工图纸必须符合房屋建筑制图统一标准 （GB/T50001-2001）、采暖通风与空气调节制图标准（GB/T50114-2001）、供热工程制图标准（CJJ/T 78-97）等制图标准的规定，包括图纸目录、设计施工说明、设备与主要材料表、管网平面图、管网系统图、管网横、纵剖面图、水压图、检查井平面图、剖面图，换热站设备平面图，换热站系统流程图、轴测图、剖面图及节点详图等。2 注意事项（1） 热网管线平面图一般包括下列内容：a热网管线平面图应在供热区域平面图或地形图的基础上绘制。供热区域平面图或地形图应表达下列内容： ）反映现状地形、地貌、海拔标高、街区等有关的建筑物或建筑红线；反映有关的地下管线及构筑物。应绘出指北针。 2）标注道路名称。对于地下管线应注明其名称（或代号）及规格，并标注其位置。 ）对于无街区、道路等参照物的区域，应标注坐标网。采用测量坐标网时，可不绘制指北针。 b. 应注明管线中心与道路、建筑红线或建筑物的定位尺寸，在管线起止点、转角点等重要控制点处宜标注坐标。非°转角，应标注两管线中心线之间小于°的角度值。 c. 应标出管线的横剖面位置和编号。对枝状管网其剖视方向应从热源向热用户方向观看。横剖面型式相同时，可不标注横剖面位置。 d. 地上敷设时，可用管线中心线代表管线，管道较少时亦可绘出管道组示意图及其中心线；管沟敷设时，可绘出管沟的中心线及其示意轮廓线；直埋敷设时，可绘出管道组示意图及其管线中心线。不需区别敷设方式和不需表示管道组时，可用管线中心线表示管线。 e. 应绘制管路附件或其检查室以及管线上为检查、维修、操作所设其他设施或构筑物。地上敷设时，尚应绘出各管架；地下敷设时，应标注固定墩、固定支座等支座；标注上述各部位中心线的间隔尺寸。上述各部位宜用代号加序号进行编号。 f. 供热区域平面图或地形图上的内容应采用细线绘制。当用管线中心线代表管线时，管线中心线应采用粗实线绘制。管沟敷设时，管沟轮廓线应采用中实线绘制。 g. 表示管道组时，可采用同一线型加注管道代号及规格，亦可采用不同线型加注管道规格来表示各种管道。 h. 宜在热网管线平面图上注释所采用的线型、代号和图形符号。(2) 热网管道系统图a. 图中应绘出热源、热用户等有关的建筑物和构筑物，并标注其名称或编号。其方位和管道走向应与热网管线平面图相对应。 b. 图中应绘出各种管道，并标注管道的代号及规格。 c. 图中应绘出各种管道上的阀门、疏水装置、放水装置、放气装置、补偿器、固定管架、转角点、管道上返点、下返点和分支点，并宜标注其编号。编号应与管线平面图上的编号相对应。 d. 管道应采用单线绘制。当用不同线型代表不同管道时，所采用线型应与热网管线平面图上的线型相对应。 e. 将热网管道系统图的内容并入热网管线平面图时，可不另绘制热网管道系统图。(3) 管线纵剖面图a. 管线纵剖面图应按管线的中心线展开绘制。 b. 管线纵剖面图应由管线纵剖面示意图、管线平面展开图和管线敷设情况表组成。这三部分相应部位应上下对齐。 c. 绘制管线纵剖面示意图应符合下列规定： d. 距离和高程应按比例绘制，铅垂方向和水平方向应选用不同的比例，并应绘出铅垂方向的标尺。水平方向的比例应与热网管线平面图的比例一致。 e. 应绘出地形、管线的纵剖面。 f. 应绘出与管线交叉的其他管线、道路、铁路、沟渠等，并标注与热力管线直接相关的标高，用距离标注其位置。 h. 地下水位较高时应绘出地下水位线。 i. 在管线平面展开图上应绘出管线、管路附件及管线设施或其他构筑物的示意图。在各转角点应表示出展开前管线的转角方向。非°角尚应标注小于°的角度值（图）。 j. 管线敷设情况表应采用表的形式。表头中所列栏目可根据管线敷设方式等情况编排与取舍，亦可增加有关项目。 k. 设计地面应采用细实线绘制；自然地面应采用细虚线绘制；地下水位线应采用双点划线绘制；其余图线应与热网管线平面图上采用的图线对应。 l. 标高的标注应符合下列规定： 1) 在管线始端、末端、转角点等平面控制点处应标注标高； 2) 在管线上设置有管路附件或检查室处应标注标高； 3) 管线与道路、铁路、涵洞及其他管线的交叉处宜标注标高。 各点的标高数值应标注在表中该点竖线的左侧，标高数值书写方向应与竖线平行。一个点的前、后标高不同时，应在该点竖线左右两侧标注。 m. 各管段的坡度数值至少应计算到小数点后第三位，当要求计算精度更高时可计算到小数点后第五位。(4) 管线横剖面图a. 管线横剖面图的图名编号应与热网管线平面图上的编号一致。 b. 图中应绘出管道和保温结构外轮廓；管沟敷设时应绘出管沟内轮廓，直埋敷设时应绘出开槽轮廓；管沟及架空敷设时应绘出管架的简化外形轮廓。 c. 图中应标注各管道中心线的间距，标注管道中心线与沟、槽、管架的相关尺寸和沟、槽、管架的轮廓尺寸。 d. 应标注管道代号、规格和支座的型号（或图号）。 e. 管道轮廓线应采用粗线绘制；支座简化外形轮廓线应采用中线绘制；支架和支墩的简化外形轮廓应采用细线绘制；保温结构外轮廓线及其他图线应采用细线绘制。 (5) 管线节点、检查室图a. 节点俯视图的方位宜与热网管线平面图上该节点的方位相同。 b. 图中应绘出检查室、保护穴等节点构筑物的内轮廓，并应绘出检查室的人孔，宜绘出爬梯和集水坑。管沟敷设时，应绘出与检查室相连的一部分管沟。地上敷设时，有操作平台的节点应绘出操作平台或有关构筑物的外轮廓和爬梯。 c. 阀门的绘制应符合供热制图标准的有关规定。并应采用简化外形轮廓的方式绘制补偿器等管路附件。 d. 图面上应标注下列内容： ）管道代号及规格； ）管道中心线间距、管道与构筑物轮廓的距离； ）管路附件的主要外形尺寸； ）管路附件之间的安装尺寸； ）检查室的内轮廓尺寸、操作平台的主要外轮廓尺寸； ）标高。图面上宜标注下列内容： ）供热介质流向； ）管道坡度。 e. 图中应绘出就地仪表和检测预留件。 f. 补偿器安装图应注明管道代号及规格、计算热伸长量、补偿器型号、安装尺寸及其他技术数据。有多个补偿器时可采用表格列出上述项目。() 防腐保温结构图a.图中应绘制出管道的防腐层、保温层和保护层的结构型式，并表示出相互关系，注明施工要求。 b. 图中应按管道规格列出保温层的厚度表。并宜标注保护层的厚度和注明其他要求。 c. 应列出所用材料的主要技术指标。 d. 管道外轮廓线应采用粗实线绘制，保温结构外轮廓线应采用中实线绘制。(7)水压图a. 水压图应绘制坐标系。纵坐标和横坐标可采用不同的比例。纵坐标应表示高度和测压管水头；横坐标应表示管道的展开长度。纵坐标和横坐标的名称和单位应分别注明。 b. 在坐标系下方应用单线绘出有关的管道平面展开简图。 c. 在坐标系中应绘出沿管线的地形纵剖面，并宜绘出典型热用户系统的充水高度及与供水温度汽化压力数值对应的水柱高度。 d. 应绘出静水压线及主干线的动水压线，必要时应绘制支干线的动水压线。管线各重要部位在供、回水管水压线上所对应的点应编号，并标注水头的数值，各点的编号应与管道平面展开简图相对应。 e. 静水压线、动水压线应采用粗线绘制；管道应采用粗实线绘制；热用户系统的充水高度应采用中实线绘制；热用户汽化压力的水柱高度应采用中虚线绘制；地形纵剖面应采用细实线绘制。(). 热力站设备、管道平面图和剖面图a. 建筑物轮廓应与建筑图一致，并应标出定位轴线、房间名称，绘出门、窗、梁、柱、平台等。 b. 一层平面图上应标注指北针。 c. 各种设备均应按比例绘制，并宜编号。编号应与设备明细表或设备和主要材料表相对应。 d. 设备、设备基础和管道应标注定位尺寸和标高；应标注设备、管道及管路附件的安装尺寸。 e. 各种管道均应标注代号及规格，并宜用箭头表示介质流向。 f. 管道支吊架可在平面图或剖面图上用图形符号表示。采用吊架时，应绘制吊点位置图。当支吊架类型较多时宜编号并列表说明。 g. 当一套图样中有管系图时，剖面图可简化。(8) 换热站管系图a. 管系图可按轴测投影法绘制。管系图应表示管道系统中介质的流向、流经的设备以及管路附件等的连接、配置状况。设备及管路附件的相对位置应符合实际，并使管道、设备不重叠。管系图的布图方位应与平面图一致。 b. 管道应采用单线绘制。 c. 管道应标注标高。 d. 各种管道均应标注代号及规格，并宜用箭头表示介质流向。e. 设备和需要特指的管路附件应编号，并应与设备和主要材料表相对应。f. 应绘出管道放气装置和放水装置。g. 管道支吊架可在图上用图形符号表示。h. 可在管系图上绘出设备和管路上的就地仪表；绘制带控制点的管系图时，应符合自控专业的制图规定。i. 宜注释管道代号和图形符号。(9)换热站系统流程图a. 流程图可不按比例绘制。 b. 流程图应表示出设备和管道间的相对关系以及过程进行的顺序。 c. 流程图应表示全部设备及流程中有关的构筑物、并标注设备编号或设备名称。设备、构筑物等可用图形符号或简化外形表示，同类型设备图形应相似。 d.图上应绘出管道和阀门等管路附件，标注管道代号及规格，并宜注明介质流向。 e. 管道与设备的接口方位宜与实际情况相符。 f. 绘制带控制点的流程图时，应符合自控专业的制图规定。如自控专业不单另出图时应绘出设备和管道上的就地仪表。 g 管线应采用水平方向或垂直方向的单线绘出，转折处应画成直角。管线不宜交叉，当有交叉时，应使主要管线连通，次要管线断开。管线不得穿越图形。 h. 管线应采用粗实线绘制，设备应采用中实线绘制。 i. 宜在流程图上注释管道代号和图形符号，并列出设备明细表。四、参考文献1. 采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）2. 采暖通风与空气调节制图标准（GB/T50114-2001）3. 民用建筑节能设计标准4. 公共建筑节能设计标准5. 顾兴蓥主编. 民用建筑暖通空调设计技术措施(第二版). 北京：中国建筑工业出版社6. 中华人民共和国国家标准.采暖通风与空气调节设计规范.GB50019-2003. 北京：中国计划出版社，20037. 中华人民共和国行业标准. 城市热力网设计规范. 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