供熱畢業(yè)設計-某小區(qū)供熱外網(wǎng)及換熱站工程設計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 熱負荷分布，熱源位置，與各種地上、地下管道及構(gòu)筑物、園林綠地的關系和水文、地質(zhì)條 件等多種因素，經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定。 熱力網(wǎng)管道的位置應符合下列規(guī)定： 1 城市道路上的熱力網(wǎng)管道應平行與道路中心線，并宜敷設在車行道以外的地方，同一條管道應只沿街道的一側(cè)敷設； 2 穿過廠區(qū)的城市熱力網(wǎng)管道應敷設在易于檢修和維護的位置； 3 通過菲建筑區(qū)的熱力網(wǎng)管道應沿道路敷設； 4 熱力網(wǎng)管道選線時宜避開土質(zhì)松軟的地區(qū)、地震斷裂帶、滑坡危險地帶以及高地下水位區(qū)等不利地段 [6]。 五、 管網(wǎng)走向 ①一級管網(wǎng)從熱源引出后至各熱力站的主干線，應考慮至各熱力站的分支管線引 出方便和路徑最短，也就是應敷設在各熱力站的中心。二級管網(wǎng)從熱力站引出至各用戶的主干線，應考慮至各熱用戶的分支管線路徑最短，也就是應敷設在各用戶的中心。 ②供熱管道敷設應在有關部門近、遠期規(guī)劃的基礎上，考慮與城市其它公用配套設 １７ 施協(xié)調(diào)一致。 ③供熱管道的敷設，如在市區(qū)應平行于街道和建、構(gòu)筑物，不妨礙交通，不損壞現(xiàn)有建筑物，不影響道路和建筑物的擴建、新建。 ④管道敷設應沿著建筑物側(cè)墻。 六、 敷設方式 供熱管網(wǎng)的敷設方式分地上、地下。地上敷設按照支架的高度不同，可分為低支架、中支架、高支架三種敷設方式。查《城市 熱力網(wǎng)設計規(guī)范》，城市街道上和居住區(qū)內(nèi)的熱力網(wǎng)管道宜采用地下敷設，當?shù)叵路笤O困難時，可采用地上敷設，但設計應注意美觀。工廠區(qū)的熱力網(wǎng)管道，宜采用地上敷設 [6]。 由于該小區(qū)設有換熱站，本設計采用的是“直埋敷設”。 第三節(jié) 管網(wǎng)附件設計原則 一、 管道系統(tǒng)閥門設定位置 查《集中供熱設計手冊》，根據(jù)不同用途、介質(zhì)溫度及工作壓力等因素選擇 [2]。 1 閘閥 只用于全開、全閉的 供熱管道，不允許作調(diào)節(jié)用。閘閥主要起關斷作用，不宜做調(diào)節(jié)流量用。一般明桿式適用于腐蝕性介質(zhì)和室內(nèi)，暗桿式適用于非腐蝕性介質(zhì)和操作位置受限制 處；楔式多為單閘板，平行式多為雙閘板。閘閥具有密封性好；全開啟時，介質(zhì)流動阻力小；長度較短，布置緊湊；安裝時無方向性等優(yōu)點。但是，閘閥不宜單側(cè)受力，結(jié)構(gòu)也比較復雜，密封面易磨損，維修較困難，手輪高度較高。它常用在公稱通徑大于 200 ㎜的管道上。 2 蝶閥 用于全開全閉的供熱管道上，并具有良好的調(diào)節(jié)性能。蝶閥可作啟閉和控制流量時使用。蝶閥的密封性能好，壽命長；開閉時間短，省力；流動阻力小；結(jié)構(gòu)簡單，便于操作；外形尺寸小，重量輕，便于運輸和安裝。但蝶閥的使用溫度較低，耐壓范圍也比較小。近年來，在城市供熱的熱水管網(wǎng) 上和熱力站內(nèi)使用較為普遍，安裝時無方向性。 3 截止閥 只用于全開全閉的供熱管道，一般不作流量或壓力調(diào)節(jié)用。截止閥主要起關斷作用。小直徑截止閥一般為暗桿式，大直徑一般為明桿式。截止閥有方向性，安裝時應注意使介質(zhì)流動方向與閥體的箭頭方向一致，不能裝反。截止閥的結(jié)構(gòu)比較簡單，制造、維修都比閘閥方便。但介質(zhì)流動阻力較大，閥體長度較長。產(chǎn)品公稱通徑不大于 200 ㎜。 4 調(diào)節(jié)閥 可用于全開全閉的供熱管道上，并具有良好的調(diào)節(jié)性能。 。在供熱系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥一般裝在干線的分支點、用戶的熱入口處，以及熱源的分、集水器和熱力站中 ，用以解 １８ 決初調(diào)節(jié)和運行調(diào)節(jié)中的流量控制。但價格昂貴，易壞。 5 減壓閥 減壓閥的作用是降低管路中介質(zhì)的壓力。選用時，活塞式減壓閥減壓后的壓力不應小于 ，若需減至 以下，應再設波紋管式減壓閥或用截止閥進行二次減壓。若減壓閥前后壓力比＞ ～ 時，應串聯(lián)裝兩個。減壓閥安裝時有方向性，不能裝反，同時使它垂直地安裝在水平管道上。 止回閥 止回閥是根據(jù)閥瓣前后的壓力差不同而自動啟閉的，可防止管道中流體倒流，也被稱為單流閥或逆止閥。安裝時不能裝反。在供熱系統(tǒng)中，止回閥常安裝在泵的出口、疏水器出口管道上，以及其他不允許流體反向流動的地方。 綜上所述，結(jié)合與最不利用戶并聯(lián)用戶的調(diào)壓方式 —— 孔板調(diào)節(jié)，該系統(tǒng)選擇了在用戶入口處安裝二個蝶閥，中間安裝孔板進行調(diào)節(jié)，而用戶出口處安裝一個蝶閥。 2 閥門及管道附件的安裝原則： 1 寒冷地區(qū)，露天敷設的熱網(wǎng)管道上不得采用灰鑄鋼的閥門和附件，宜采用鋼制閥門和附件。 2 熱網(wǎng)管網(wǎng)干、支線的起點應安裝關斷閥門。 3 熱水供熱管網(wǎng)輸送干線每隔 2020－ 3000 米，輸配干線每隔 1000－ 1500 米，宜裝設一個分段閥門。 4 DN 大于等于 600 毫米的閥門，宜采用電動驅(qū) 動裝置。 5 工作壓力 PN 大于等于 ，且 DN 大于等于 350 毫米的管道上的閘閥應安裝旁通閥，旁通閥的直徑可按閘閥的直徑的十分之一選用。 １９ 第四章 管道水力計算 第一節(jié) 管道水力計算圖繪制 平面布置原則 城市管道上的熱力網(wǎng)管道應平行于管道中心線，并宜敷設在車行道以外的地方，同一條管道應只沿街道的一側(cè)敷設。 穿過廠區(qū)的城市熱力網(wǎng)管道應敷設在易于檢修和維護的位置 通過非建筑區(qū)的熱力網(wǎng)管道應沿公路敷設 熱力網(wǎng)管道選線時宜避開土質(zhì)松軟地區(qū)，地震斷裂帶，滑坡危險地 帶以及高地下水位區(qū)等不利地段。 第二節(jié) 計算管路的確定、比摩阻的選擇 一、確定熱水網(wǎng)路的計算管路 熱水管路的水力計算是從主干線開始計算的，網(wǎng)路中的平均比摩阻最小的一條管線，稱為主干線。在一般的情況下，熱水網(wǎng)路各熱用戶要求的預留的作用壓力是基本相同的，所以通常從熱源到最遠的熱用戶的管線是主干線。 1 供熱管道水力計算的一般要求 ⑴ 在進行熱水網(wǎng)路水力計算之前，首先應該按比例繪制管網(wǎng)平面布置圖，圖中標明熱源位置，管道上所有附件和配件，每個計算管段的熱負荷及其長度等。 ⑵ 在進行熱水管網(wǎng)的水力計算時，應注意提 高整個供熱系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性，為防止水力失調(diào)可以采取以下措施： ①減少管網(wǎng)干管的壓力損失，計算時宜選取較小的比摩阻，適當加大管徑； ②增大熱網(wǎng)用戶系統(tǒng)的壓力損失，一般在熱用戶入口處安裝手動調(diào)節(jié)閥（或平衡閥）、調(diào)壓孔板、控制和調(diào)節(jié)入口壓力； ③高溫水采暖系統(tǒng)的熱源內(nèi)部壓力損失對管網(wǎng)的水力穩(wěn)定性也有影響，一般在熱源內(nèi)部留有一定的富裕壓頭，在正常情況下，富裕壓頭消耗在循環(huán)水泵的出口閥門。當管網(wǎng)流量發(fā)生變化引起熱源出口的壓力變化時，可調(diào)整循環(huán)水泵出口閥門的開度，使出口壓力保持穩(wěn)定。 ⑶ 供熱管網(wǎng)的管徑 DN，不論熱 負荷是多少，均不應小于 50mm，而通往各單體建筑物（熱用戶）的管徑對于熱水管網(wǎng)一般不宜小于 32mm。 ⑷ 熱水采暖管網(wǎng)，宜采用雙管閉式系統(tǒng)，其供回水管道應采用相同的管徑。 2 供熱管網(wǎng)水力計算的目的 ⑴ 按設計流量和允許的壓力降選擇管徑； ⑵ 按設計流量和所選擇的管徑計算壓力損失，確定或分配各用戶的入口壓力； ⑶ 按已確定的管徑和管道始終點壓力校核管道計算流量是否合適。 ２０ 二、比摩阻的選擇 主干線的平均比摩阻 R 值，對于確定整個管網(wǎng)的管徑起著決定性作用。如：選用的比摩阻 R 值越大，需要的管徑越小，因而降 低了管網(wǎng)的基建投資和熱損失，但管路循環(huán)水泵的基建投資及運行電耗隨之增大，這就需要確定一個經(jīng)濟的比摩阻，使得在規(guī)定的年限內(nèi)總費用為最小。經(jīng)濟比摩阻應根據(jù)工程具體條件確定。確定熱水熱力網(wǎng)主干線管徑時，宜采用經(jīng)濟比摩阻，支線及干線設計比摩阻的確定應按容許壓降的原則確定。 查熱能工程設計手冊得如下表， 表 41 推薦比壓降 [7] 設計供回水溫差 /℃ 比壓降△ h(Pa/m)推薦值 ＜ 40 40－ 80 40－ 60 60－ 80 經(jīng)濟比摩阻按以下原則選擇 ⑴ 設計供回水溫差小時，比壓降取下限，反之取上限。 ⑵ 附表中的 數(shù)值適合用于供熱距離在 2－ 10km范圍內(nèi)，當供熱距離小于 4km 時，比壓降取值應加大，反之應減小。 ⑶ 熱水熱網(wǎng)支干線應按容許壓降確定管徑。介質(zhì)流速不小于 ，對于連接兩個或以上熱力站的支干線比壓降不應大于 300Pa/m。 考慮目前設計中的實際情況以及熱網(wǎng)水力穩(wěn)定性的要求，水力計算時，我們采用指導老師的計算程序，經(jīng)過反復輸入比摩阻得出比較合理的水力計算結(jié)果。最后的輸入的比摩阻為低溫水 30－ 70 Pa/m。 根據(jù)網(wǎng)路主干線各管段的計算流量和初步選用的平均比摩阻 R 值，利用附錄 91的水力計算表，確定 主干線各管段的標準管徑和相應的實際比摩阻。 根據(jù)選用的標準管徑和管段中局部阻力的形式，查附錄 92，確定各管段局部阻力的當量長度 ld 的總和，以及管段的折算長度 lzh。 根據(jù)管段的折算長度 lzh 以及由附錄 91 查到的比摩阻，利用公式△ P=Rlzh，計算主干線各管段的總壓降。 干線水力計算完成后，便可進行熱水網(wǎng)路支干線、支線等水利計算。應按支干線、支線的資用壓力確定其管徑，但熱水流速不應大于 ,同時比摩阻不應大于 300Pa/m。規(guī)范中采用了兩個控制指標 ,實質(zhì)上是對管徑 DN≥ 400mm 的管道 ，控制其流速不得超過（尚未達到 300Pa/m）；而對管徑 DN＜ 400mm 的管道，控制其比摩阻不得超過300Pa/m（如對 DN50 的管子，當 R=300 Pa/m時，流速今約為 m/s）。 在一般的情況下，室外熱水網(wǎng)路主干線的平均比摩阻，可取 40~80Pa/m進行計算 [3]。 第三節(jié) 阻力平衡原則及措施 一、阻力平衡原則 ２１ 熱水供暖系統(tǒng)最不利循環(huán)環(huán)路與各并聯(lián)環(huán)路之間（不包括共同管段）的計算壓力損失相對差額，不應大于177。 15%。 在實際設計過程中，為了平衡各并聯(lián)環(huán)路的壓力損失，往往需要提高近 循環(huán)環(huán)路分支管段的比摩阻和流速。在水力計算中，管道系統(tǒng)前半部供水干管的比摩阻 R 值，宜選用稍小于回水干管的 R值；而管道系統(tǒng)后半部供水干管的比摩阻 R值，宜選用稍大于回水干管的 R值。其原則如下： （ 1）根據(jù)平均比摩阻 R 值和流量 Q 確定主干線各管段的管徑、流速、單位長度比摩阻等。 （ 2）計算各管段的沿程阻力 yp? 和局部阻力 jp? （ 3）重復上述步驟，計算并聯(lián)管路的沿程阻力 yp? 和局部阻力 jp? （ 4）根據(jù)“并聯(lián)管路阻力平衡的原則”，確定調(diào)壓裝置。 二、平衡措施 調(diào)節(jié)閥的選擇 （ 1）以熱水或冷水為熱媒的系統(tǒng)，宜選用“等百分比流量特性”。 （ 2）以蒸汽為熱媒的系統(tǒng) 當調(diào)節(jié)閥的阻力占系統(tǒng)的阻力小于 60%時，宜選用“等百分比流量特性”或“直線流量特性”。 當調(diào)節(jié)閥的阻力占系統(tǒng)的阻力大于或等于 60%時，宜選用“等百分比流量特性”。 （ 3）當負荷變化幅度較大時，宜選用“等百分比流量特性”。 （ 4）快開流 量特性的調(diào)節(jié)閥，只適用于雙位控制系統(tǒng)。 （ 5）冷水系統(tǒng)的三通調(diào)節(jié)閥，宜選擇“拋物線流量特性”。 （ 6）當調(diào)節(jié)量事先無法精確確定時，應選擇“等百分比流量特性”。 節(jié)流孔板調(diào)節(jié) 節(jié)流孔板的作用是用來消除系統(tǒng)入口處的過剩壓力。 孔板的孔徑按下式計算： 242/2 3 .2 1 * 1 0 * * * 0 .8 1 2 *d GD ff D H Gd mmD mmH P aG????????????????3式 中 ：孔 板 孔 徑 ，管 道 內(nèi) 徑 ，消 耗 壓 頭 ，熱 水 流 量 ， kg/h熱 水 密 度 ， kg/m ２２ 第四節(jié) 水力計算 一、水力計算方法和步驟 （ 1） 確定熱水網(wǎng)路中各個管段的計算流量 公式： Gn’=A*Qn’/(t1’t2’) （ 2）確定熱水熱水網(wǎng)路的主干線和沿程比摩阻 （ 3）根據(jù)網(wǎng)路主干線各管段的流量和初步選用的比摩阻 R 值，利用水力計算表，確定主干線各管段的標準管徑和實際比摩阻。 （ 4）根據(jù)選用的標準管徑和管段中局部阻力的形式，確定各管段局部阻力的當量長度 dL 的總和，以及管段的折算長度 zhL 。 （ 5）根據(jù)管段的折算長度 zhL 以及查到的比摩阻，利用 * ( ) *d zhp R l l R l? ? ? ?，計算主干線各管段的總壓降。 （ 6）主干線水力計算完成后，便可進行熱水網(wǎng)路支干線、支線等水力計算。 例如： A 管中，管段 3141 和管段 4144 的折算長度 zhL 值，如下： 管段 3141 DN=100mm,R=。 管段 4144 DN=80mm,R=。 直流三通 1*=， 直流三通 1*=， 異徑接頭 1*=， 異徑接頭 1*=， 波紋管補償器 此管沒加為 0m， 波紋管補償器 此管沒加故為 0m， 管段長度 。 管段長度 。 zhL =++=. zhL =++=. * ( ) *d zhp R l l R l? ?