室外供熱管網(wǎng)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 熱質(zhì)量的穩(wěn)定就更加需要提高調(diào)節(jié)的自動(dòng)化水平。 主要有下列幾種：(1) 質(zhì)調(diào)節(jié)；(2) 量調(diào)節(jié)；(3) 分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)；(4) 間歇調(diào)節(jié)。供熱熱負(fù)荷調(diào)節(jié)的主要任務(wù)是隨著室外溫度的變化，維持供暖房屋內(nèi)的室內(nèi)計(jì)算溫度。本設(shè)計(jì)供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路采用直接連接，隨室外溫度的改變，需同時(shí)對(duì)熱水網(wǎng)路和供暖用戶進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。由于本設(shè)計(jì)需要對(duì)各個(gè)用戶進(jìn)行熱計(jì)量，因此選用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，既能方便熱計(jì)量，又達(dá)到的節(jié)能的目的。當(dāng)熱水網(wǎng)路在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，如不考慮管網(wǎng)的沿途熱損失，則網(wǎng)路的供熱量應(yīng)等于供暖用戶系統(tǒng)散熱設(shè)備的放熱量，同時(shí)也應(yīng)等于供暖用戶的熱負(fù)荷。則有如下的熱平衡方程式[13]： （51） （52） （53） （54）式中 ——建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W；——在供暖室外計(jì)算溫度下，散熱器放出的熱量，W；——在供暖室外計(jì)算溫度下，熱水網(wǎng)路輸送給供暖熱用戶的熱量，W；——建筑物的體積供暖熱指標(biāo)，即建筑物每m179。外部體積在室內(nèi)外溫度差為1℃時(shí)的耗熱量， W/ m179。℃； ——建筑物的外部體積，m179。； ——供暖室外計(jì)算溫度，℃；——進(jìn)入供暖熱用戶的供水溫度，℃； ——供暖熱用戶的回水溫度，℃； ——散熱器內(nèi)的熱煤平均溫度， ℃； ——供暖用戶的循環(huán)水量，kg/h； ——熱水的質(zhì)量比熱， =4187J/kg℃； ——散熱器在設(shè)計(jì)工況下的傳熱系數(shù)，W/ ㎡℃； F——散熱器的散熱面積，㎡。若以帶“”上標(biāo)符號(hào)表示在供暖室外計(jì)算溫度下的各種參數(shù)，而不帶上標(biāo)符號(hào)表示在某一室外溫度(＞)下的各種參數(shù)，在保證室內(nèi)計(jì)算溫度條件下，可列出與上面相對(duì)應(yīng)的熱平衡方程式。即 （55） （56） （57） W （58）定義相對(duì)供暖熱負(fù)荷比，相對(duì)流量比，則 （59）定義，則可推到出如下公式： （510 （511）式中 —進(jìn)入供暖熱用戶的供水溫度。 —供暖熱用戶的回水溫度； —用戶散熱器的設(shè)計(jì)平均計(jì)算溫差，； —用戶的設(shè)計(jì)供回水溫度差。 1. 室外溫度為= ℃時(shí)，相應(yīng)的相對(duì)供暖熱負(fù)荷比=[18()]/[18(7)]=℃(=)到室外溫度=7℃(=1)的這個(gè)階段，流量采用設(shè)計(jì)流量=1。此階段的水溫調(diào)節(jié)是質(zhì)調(diào)節(jié)。 2. 開始供暖的室外溫度=+5℃，此時(shí)相應(yīng)的=(185)/ [18(7)]=。從開始供暖=+5℃(=) 到室外溫度=℃(=)的這個(gè)階段，流量為設(shè)計(jì)流量的75%，亦即。此階段的水溫調(diào)節(jié)亦為質(zhì)調(diào)節(jié)。 3. 將數(shù)據(jù)帶入可得出各階段的供回水溫度關(guān)系式如下： （1） =1階段： （512） （513） （2） 階段： （514） （515）4. 計(jì)算后數(shù)據(jù)見表51表51濟(jì)南室外溫度℃753012345相對(duì)熱負(fù)荷比 網(wǎng)路和用戶的供水溫度℃ 網(wǎng)路和用戶的回水溫度℃ 相對(duì)流量比1 5. 根據(jù)表51數(shù)據(jù)，繪制熱負(fù)荷調(diào)節(jié)曲線圖見圖51.分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)曲線相對(duì)熱負(fù)荷比溫度tg2th2圖51 分階段質(zhì)調(diào)節(jié)曲線第6章 設(shè)備選擇 循環(huán)水泵的選擇：1. 循環(huán)水泵的總流量不應(yīng)小于管網(wǎng)總設(shè)計(jì)流量，當(dāng)熱水鍋爐出口至循環(huán)水泵的吸入口裝有旁通管時(shí)，應(yīng)計(jì)入流經(jīng)旁通管的流量； 2. 循環(huán)水泵的揚(yáng)程不應(yīng)小于設(shè)計(jì)流量條件下熱源、熱力網(wǎng)、最不利用戶環(huán)路壓力損失之和；3. 循環(huán)水泵應(yīng)具有工作點(diǎn)附近較平緩的流量一揚(yáng)程特性曲線，并聯(lián)運(yùn)行水泵的特性曲線宜相同； 4. 循環(huán)水泵的承壓、耐溫能力應(yīng)與熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)相適應(yīng)； 5. 應(yīng)減少并聯(lián)循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)；設(shè)置三臺(tái)或三臺(tái)以下循環(huán)水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)設(shè)備用泵；當(dāng)四臺(tái)或四臺(tái)以上泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，可不設(shè)備用泵： 6. 多熱源聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行或采用中央質(zhì)—量調(diào)節(jié)的單熱源供熱系統(tǒng)，熱源的循環(huán)水泵應(yīng)采用調(diào)速泵。 選擇水泵 1. 水泵流量、揚(yáng)程確定原理及公式網(wǎng)路循環(huán)水泵工作在封閉的循環(huán)回路之中，從它的出口起，經(jīng)過任何一個(gè)用戶系統(tǒng)的循環(huán)回路，再回到它的入口，其位差所需的壓頭正負(fù)相減，總和為零。因此循環(huán)水泵的揚(yáng)程僅消耗克服鍋爐（或水水換熱器）、網(wǎng)路和用戶系統(tǒng)的阻力上，而不需要用它克服用戶的高度。水泵的揚(yáng)程可從水壓圖上求得，也可利用下式計(jì)算[24]： （61）式中 ——網(wǎng)路循環(huán)水泵所需的揚(yáng)程（即壓頭），； ——熱源（鍋爐房或者換熱站）內(nèi)部阻力損失，一般取1015。 ——最遠(yuǎn)用戶的內(nèi)部壓力損失，應(yīng)取用戶入口處網(wǎng)路資用壓頭，一般取510； ——供回水干管的阻力損失， 在選擇水泵時(shí)。網(wǎng)路循環(huán)水泵的流量，可根據(jù)水力計(jì)算流量取用。 2. 確定水泵臺(tái)數(shù) 水泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式和流量大小決定。循環(huán)水泵臺(tái)數(shù)不易少于兩臺(tái)，其中一臺(tái)備用。當(dāng)四臺(tái)或四臺(tái)以上的水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，可以不選擇備用水泵。當(dāng)熱水供暖系統(tǒng)采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，各階段的流量和揚(yáng)程不同。為更多節(jié)約電能，宜選用流量和揚(yáng)程不同的泵組。 3. 具體選擇計(jì)算（1）主干路循環(huán)水泵 水泵揚(yáng)程：H=10+22+8=40m 考慮安全富裕量：H=40=48m 水泵流量，即主干路的循環(huán)流量： 考慮安全富裕量：= t/h = 考慮到主干路采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，且=，揚(yáng)程為48m的水泵，=，揚(yáng)程為48m的水泵。當(dāng)室外溫度較低時(shí)，運(yùn)行大流量的泵組，反之，當(dāng)室外溫度較高時(shí)，運(yùn)行小流量的泵組。且二者可以互相備用。由G和H兩個(gè)數(shù)據(jù)可確定選擇熱源的循環(huán)水泵性能參數(shù)如附錄3。 繪制水泵及網(wǎng)路的特性曲線圖為了檢驗(yàn)水泵在網(wǎng)路上工作點(diǎn)是否在高效區(qū)，最好畫出循環(huán)水泵的工作點(diǎn)位置。首先做出水泵的特性曲線（HV），然后根據(jù)網(wǎng)路的總流量和總阻力求出網(wǎng)路的特性曲線。即利用公式，將H、V條件代入，求出阻力系數(shù)S，即：，然后由，給出若干流量值，求出對(duì)應(yīng)的H值，并繪制出網(wǎng)路特性曲線圖，HV曲線和曲線相交于A點(diǎn)，A點(diǎn)即為水泵的工作點(diǎn)[25]。由于網(wǎng)路系統(tǒng)的特性由公式來決定，而工作點(diǎn)A是由兩條性質(zhì)不同的特性曲線的交點(diǎn)所決定，當(dāng)工作點(diǎn)不能完全符合設(shè)計(jì)流量和壓頭要求時(shí)，一般可采用改變管道的特性曲線的的方法。 補(bǔ)給水泵的選擇原則熱水熱力網(wǎng)補(bǔ)水裝置的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）閉式熱力網(wǎng)補(bǔ)水裝置的流量，不應(yīng)小于供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的2％；事故補(bǔ)水量不應(yīng)小于供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的4％；（2）開式熱力網(wǎng)補(bǔ)水泵的流量，不應(yīng)小于生活熱水最大設(shè)計(jì)流量和供熱系統(tǒng)泄漏量之和；（3）補(bǔ)水裝置的壓力不應(yīng)小于補(bǔ)水點(diǎn)管道壓力加30～，其壓力應(yīng)滿足靜態(tài)壓力的要求；（4）閉式熱力網(wǎng)補(bǔ)水泵不應(yīng)少于二臺(tái)，可不設(shè)備用泵：（5）開式熱力網(wǎng)補(bǔ)水泵不宜少于三臺(tái)，其中一臺(tái)備用；（6）當(dāng)動(dòng)態(tài)水力分析考慮熱源停止加熱的事故時(shí)，事故補(bǔ)水能力不應(yīng)小于供熱系統(tǒng)最大循環(huán)流量條件下，被加熱水自設(shè)計(jì)供水溫度降至設(shè)計(jì)回水溫度的體積收縮量及供熱系統(tǒng)正常泄漏量之和。 具體選擇補(bǔ)給水泵的作用是補(bǔ)充系統(tǒng)的漏水和保持系統(tǒng)補(bǔ)水點(diǎn)的壓力，使它保持在給定的范圍之內(nèi)。 1. 水泵流量、揚(yáng)程確定原理 補(bǔ)給水泵的揚(yáng)程可由下式確定： Pa （62）式中 ——系統(tǒng)補(bǔ)水點(diǎn)的壓力值，其值應(yīng)通過對(duì)供暖系統(tǒng)水壓 圖的分析確定，Pa； ——補(bǔ)給水泵吸入管路中的阻力損失，Pa； ——補(bǔ)給水泵壓力管阻力損失，Pa； ——補(bǔ)給水箱最低水位高出系統(tǒng)補(bǔ)水點(diǎn)的高度，m； ——水的密度，kg/m179。； ——重力加速度。工程上認(rèn)為補(bǔ)給水泵吸水管損失和壓力管損失較小，同時(shí)補(bǔ)給水箱高出水泵的高度往往作為富裕之或?yàn)榈窒軗p失和壓力管損失的影響，所以公式可簡(jiǎn)化為： （63） 根據(jù)《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，補(bǔ)給水泵的流量可按熱水供暖系統(tǒng)循環(huán)流量的4%來計(jì)算。 2. 具體選擇計(jì)算 查水壓圖得，靜水壓線高度Hb=28m 水泵揚(yáng)程：H=28+4=32m 水泵流量，即主干路的循環(huán)流量：4%=4%= L/s考慮到閉式熱水供暖系統(tǒng)的補(bǔ)給水泵的臺(tái)數(shù)，宜選用兩臺(tái)，可不設(shè)備用泵，正常時(shí)一臺(tái)工作，事故時(shí)兩臺(tái)全開[10]。選擇水泵的參數(shù)見附錄3。 本設(shè)計(jì)選用水水板式換熱器，板式換熱器具有很多優(yōu)點(diǎn)如換熱效率高、通用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、投資費(fèi)用低、熱回收效率高、降低耗水量等。換熱器的容量和臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)采暖、通風(fēng)、生活的熱負(fù)荷選擇，一般不設(shè)備用。但當(dāng)任何一臺(tái)換熱器停止運(yùn)行時(shí)。其余設(shè)備應(yīng)滿足60%～75%熱負(fù)荷需要。 各換熱器選型原理一樣，本設(shè)計(jì)采用廣州捷瑪換熱設(shè)備有限公司生產(chǎn)的水水換熱器。 （1）換熱器所需換熱面積計(jì)算公式 （64）式中 —熱流量，； —換熱器的傳熱系數(shù)，； —換熱面積，； —設(shè)計(jì)工況下的水水換熱器對(duì)數(shù)平均溫差。 （65）對(duì)于水水換熱器換熱系數(shù)可取2900～4600，本設(shè)計(jì)取4000以換熱站為例進(jìn)行計(jì)算。換熱站熱負(fù)荷為9558KW，根據(jù)式（75）可得 （66）。 （2）換熱器的熱冷流體流量計(jì)算 （67）式中 G—流體流量，Kg/s； —熱流量，Kw； —流體通過換熱器前后的溫差，； —水的比熱。 可得熱流體流量 （68） 冷流體 （69）設(shè)置三臺(tái)換熱器，可得流經(jīng)每臺(tái)換熱器的熱冷流體的流量分別為Gr=，Gl=根據(jù)孔角流速為6m/s的原則可計(jì)算得： （610），查閱廣州捷瑪換熱設(shè)備有限公司生產(chǎn)的水水換熱器樣本， ～，根據(jù)此原則及換熱面積，選取換熱面積為50m2的的換熱器三臺(tái)，三臺(tái)并聯(lián)。 流體的流速可根據(jù)式（611）計(jì)算 （611）式中 —流體的流速，m/s； —流體的流量，Kg/s； —流道數(shù)； —平均流道面積。根據(jù)式（611）可得冷熱流體的流速分別為。查KW曲線可得實(shí)際的K=4300W/m178。186。C，實(shí)際壓降為。該換熱器采用丁晴橡膠作密封墊，為雙支撐框架式結(jié)構(gòu)[27]，其外形尺寸及安裝尺寸見附錄4。補(bǔ)水箱的體積要求可以滿足40分鐘的最大補(bǔ)水量的使用，同時(shí)考慮箱體的尺寸應(yīng)符合熱力站內(nèi)的布置和美觀及制作簡(jiǎn)單節(jié)省材料，選用300020001500的水箱。軟化水設(shè)備也稱為軟化水處理裝置本設(shè)計(jì)軟化水設(shè)備是由全自動(dòng)軟水控制器（美國(guó)FLECK富萊克、國(guó)產(chǎn)自動(dòng)控制器）、樹脂罐（一般為玻璃鋼樹脂罐和不銹鋼樹脂罐）、強(qiáng)酸型鈉離子陽樹脂、鹽箱以及軟水器配件組成。通過流量和時(shí)間控制方式發(fā)出指令給多路通伺服閥或電磁閥，來完成軟化水設(shè)備的供水及再生，是工業(yè)鍋爐、冷卻循環(huán)水、煉鋼、軋鋼、大型變壓器、民用熱水鍋爐等場(chǎng)合中應(yīng)用最為廣泛的硬水軟化處理設(shè)備。入口水壓：，工作溫度：150℃，源水硬度：10mmol/L，操作方式：自動(dòng)，出水硬度：≤，再生劑：NaCL（原鹽），再生方式：順流再生，交換劑：0017強(qiáng)酸性離子交換樹脂，控制方式：流量控制/時(shí)間控制，工作電源：220V/50Hz。 水處理設(shè)備選取HTS雙罐系列中的HTS15。圖6