供热外网毕业设计说明书.doc

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1、摘要随着人们生活水平的提高，集中供热被越来越多地采用，采用集中供暖可以减少能量的浪费,提高供热效率,减少环境污染,利于管理.同时采用集中供热可提高供热质量,提高人们的生活质量.但是在以往的设计中,由于外网与内网的配合往往出现缝隙,使得各个建筑物的资用压头与实际需要的出现偏差,使系统水力失调, 浪费了大量的热量,而供热效果却不甚理想.本次设计要求解决这一问题,使得系统的平衡性有一个较大的提高,减少系统的失调损失,节省燃料和电、水的消耗,并提高供热质量。间接连接供热因其热源补水率低，热网的压力工况和流量工况不受用户的影响，便于热网运行管理。在近年来已经成为流行的供热方式。本次设计为贴近实际也采用了

2、间接连接供热，在各个小区设置了热力站。地沟敷设已被使用很久，使传统的供热管道敷设方式，本次设计的一级网使用了这种成熟的辐设方式。近年来兴起的直埋敷设因其造价低，施工快，维护简单等特点以及越来越可靠的性能，在实际工程中也有了很多应用，本次设计的的二级网采用了这种新型的敷设方式。 关键词：间接连接供热；直埋敷设；水力平衡说明书勘误：水泵的选取有误要求必须按照正确的方法选取，而且需要知道步骤尤其是水泵的特性曲线，水泵图谱一定要明白。不要使用软件选水泵热源循环水泵应尽量选取一用一备，不应有富裕值，两台并联使用时型号应不相同，用以调节使用。补给水泵应选取一用一备。Q应为1.1倍的计算值。H应为1.2倍的

3、理论计算值。热力站循环水泵应选取一用一备，多台并联时，型号不应相同补给水泵一用一备。Q应为1.1倍的计算值。H应为1.2倍的理论计算值。摘要的英文翻译应当重新翻译，作者水平有限，错误甚多。AbstractWith the the exaltation of peoples life. The district heating system has been adopted more and more, the adoption of can reduce the waste of energy, raise the efficiency of heating, decrease the pol

4、lution of environment, benefit in management.Adopt district heating system can raise the heating quality,raise peoples living quality at the same time.But in the former design, because of the match of the outside net with the inside usually appears blind side, making the press of the system providin

5、g deviation of each building need,which makes the maladjustment of the press.effective demand, make the system maladjustment, waste a great deal of energy, but provide bad heating quality.This design request resolves this problem, making the balance of the system have a bigger exaltation, reducing t

6、he of the system maladjustment, reduce the consume of electric,water.The indirect conjunction heating because of its low needing of water, the pressure condition and discharge work condition of the system is independence to the user.It is easy for the management of the heating system. The indirect c

7、onjunction heating system have already become popular in recent years.This design use this system,too.Set thermodynamic station in each block.The ditch spread have already been used for a long time, this traditionally mode is used in the first class net. Direct buried spread rise in recent years bec

8、ause of its low price,quick construction,more and more dependable function.Direct buried pipeline has been used in a lots of projects.The second class net of this design adopt this kind of new spread method.Keyword:the indirect conjunction heating system; Direct buried pipeline;press balance不要删除行尾的分

9、节符,此行不会被打印目 录摘要IABSTRACTII第一章 绪论11.1 设计题目11.2 原始资料11.2.1 设计地区气象资料11.2.2 设计参数资料11.2.3 基本设计要求1 第二章 热负荷的计算及热负荷延续图的绘制22.1 集中供热系统热负荷的概算22.1.1 集中供热系统以及热负荷的类型22.2 热负荷的计算22.2.1 采暖设计热负荷的计算22.2.2 生活用热的设计热负荷52.2.3 年负荷的计算62.3 热负荷延续时间图的绘制72.3.1 绘制热负荷延续时间图的意义72.3.2 热负荷延续时间图的绘制7 第三章 供热方案的确定113.1 室外供热管道的平面布置113.1.1

10、 供热管道的平面布置类型113.1.2 供热管道的定线原则113.1.3 热水供应方案的确定12第四章 管网水力计算与水压图144.1 一级网的水力计算144.1.1 计算方法144.1.2 水力计算的步骤144.1.3 部分管路计算实例154.2 二级网水力计算194.2.1 计算步骤194.3 绘制网路水压图214.3.1 绘制网路水压图的必要性214.3.2 网路水压图的原理及其作用224.3.3 绘制水压图的原则和要求224.3.4 绘制热水网路水压图水压图的步骤和方法22 第五章 热水供暖系统的运行调节调节曲线245.1 运行调节概述245.1.1 运行调节的意义245.1.2调节方

11、式的确定245.1.3 二级网的调节曲线的确定245.1.4 确定一级网路质量流量调节曲线27第六章 设备选择296.1 一级网设备选择296.1.1 循环水泵的选择296.1.2 补水泵的选择316.1.3 波纹管补偿器346.2 二级网设备选择346.2.1 循环水泵的选择356.2.2 补给水泵的选择376.2.3 换热器的选取406.2.4 分水器、集水器436.2.5 补水箱的选择446.2.6 除污器的选择44第七章 管道的敷设与保温467.1 管道的保温467.1.1 保温的目的467.1.2 保温材料的选择467.1.3 保温层厚度467.1.4 直埋管道的保温层计算487.2

12、 管道敷设方式497.2.1 敷设方式确定49第八章 供热管道附件及应力计算518.1 供热管道及附件518.1.1管道和阀门518.1.2 补偿器518.1.3 管道支座548.2 管壁厚度及活动支座间距的确定548.2.1 管壁厚度的选定与校核548.2.2 管道活动支座间距的确定578.3 固定支座最大间距确定588.4 直埋管道的应力计算598.4.1 直埋敷设预制保温管道的应力验算方法598.4.2 直埋预制保温管的应力验算的规定598.5 直埋管道管壁厚度的计算608.5.1 管道的理论计算壁厚计算608.5.2 基本许用应力修正系数()的取用608.6 直埋管段的补偿与失稳计算6

13、18.6.1 管道屈服温差的计算618.6.2 失稳计算61附录 1 设备一览表64附录2 热力站设备样本65 千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印.在目录上点右键“更新域”,然后“更新整个目录”.打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行 第一章 绪论1.1 设计题目 XX市XX区供热外网设计1.2 原始资料1.2.1 设计地区气象资料采暖室外计算温度： ；采暖季天数：；采暖室外平均温度：；最大冻土层深度：189。 设计地区：牡丹江； 供暖室外计算温度：tw =-24； 供暖天数：N=186天； 海拔：241.4m； 最大冻土层深度：189cm.1.2.2 设计参数资料一

14、级网供回水温度：；二级网供回水温度：；室内计算温度：。1.2.3 基本设计要求本设计采用间接连接，一级网采用地沟敷设，二级网采用直埋敷设，在小区内设置若干热力站。 室内计算温度：18； 一级网供回水温度：1/2=120/80； 二级网的供回水温度：tg/th=95/70. 第二章 热负荷的计算及热负荷延续图的绘制2.1 集中供热系统热负荷的概算2.1.1 集中供热系统以及热负荷的类型2.1.1.1 集中供热系统 集中供热系统系统指的是以热水或蒸汽作为热媒集中向一个具有多种热用户的较大区域供热的系统.2.1.1.2 热负荷的类型 (1)按性质分为两大类一类是季节性热负荷,它与室外温度、湿度、风向

15、、风速和太阳辐射热等气候条件密切相关,起决定性作用的是室外温度在全年中有很大的变化.另一类是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.(2)按热用户的性质分a、供暖设计热负荷；b、通风设计热负荷；c、生产工艺热负荷d、生活用热的设计热负荷2.1.1.3 热负荷的计算方法 供暖设计热负荷采用面积热指标法和体积热指标法. 通风热负荷采用体积热指标法. 热水供应系统计算方法见2.2. 生产工艺负荷主要取决于工艺工程性质,用热设备和工作制度1.2.2 热负荷的计算2.2.1 采暖设计热负荷的计算采暖热负荷使城市集中供热系统中最重要的负荷,它的设计热负荷占全部设计热负荷

16、的80%-90%以上（不包生产工艺用热）,供暖设计热负荷的概算可采用面积热指标进行计算,即 （2-1）式中 建筑物的供暖设计热负荷,； 建筑物供暖面积热指标,； 建筑物的建筑面积,.建筑物供暖面积热指标的推荐取值如表2-1所示 表2-1 建筑物供暖面积热指标推荐值 建筑物类型住宅居住区综合学校办公医院托幼旅馆商店食堂热指标（）58-6460-6768-8065-8060-7065-80115-148 注：1、本表摘自城市热力网设计规范CJ34-90,1990年版； 2、热指标中已包括约5%的管网热损失在内.本设计中所有的建筑物的面积与热负荷汇总如表2-3所示 表2-2 各建筑物供暖面积与热负荷

17、汇总表 建筑物名称建筑物面积m2热负荷W建筑物名称建筑物面积m2热负荷W联通大厦20430环卫12#9471罗兰斯宝3#8920环卫13#4991东安市场13944福民1#11896教委1#6139福民2#10808教委2#10136清福小学9084人民小学1#2288福民3#16568人民小学2#131665800福民4#15808农行3065信大-41#6592土产10241信大-42#12200蔬菜1#5411信大-43#6244蔬菜2#54110927-11#4809库房419104750927-10#6744北龙1#7216少年宫14712酱菜厂8760新财贸9728北龙2#1132

18、8郊区乡企局6208北龙3#6624富强172086000弹簧楼14301少年宫28080北龙4#7376工行2#11998华威16#6776工行1#4060华威17#7336工行3#6874华威21#4809幼儿园134267100华威18#5229农行12816华威22#8484农行25380华威19#5124人行2092弹簧厂3976郊行24948华威23#4109邮电6#5110华威20#4487郊行1#4470东安1#5838邮电5#5215自动化2#5621菜园4#4380东安检察院8400邮电4#5215东安3#4515菜园3#4380东安4#4956菜园2#4380信大（房产）

19、2151菜园1#4470环卫2#31995#4818环卫3#2779财政局13060环卫1#7168电业1#3504工商行1#6783电业2#4038工商行2#10227电业3#4038工商行3#19152电业4#3780六中3972规划1#3810罗兰斯宝1#7192规划2#3810罗兰斯宝2#7064规划3#4800罗兰斯宝3#30174#5610永安1#3934南市6370东大10808新建16524世纪家园325688新建26965世纪家园43720新建36510二食品3325运输6629世纪家园22028014#11200世纪家园12435217#4025北龙6#733619#817

20、6北龙5#451216#3640北龙8#836018#5740北龙7#7312国税4800北龙9#70162#7987信大7-1#16160花园1#5005信大7-2#908010#5950信大7-3#94409#5670信大7-4#92326#3990信大7-5#82487#3920信大7-6#183608#3808信大8-1#10904新6#7120信大8-2#11232工行1#5880信大8-3#4152工行2#5901信大8-4#3402牛角湖5600信大8-5#3297少年宫147121#37102#37103#3710根据表2-2可知总供热面积为,总的采暖热负荷为W2.2.2 生活

21、用热的设计热负荷生活供暖热负荷主要是热水供应热负荷,其热负荷取决于热水用量,与住宅内卫生设备的完善程度和人们的生活习惯有关.热水供应系统的工作特点是热水用量具有昼夜的周期性,每天的热水用量变化不大,但小时热水用量变化较大,计算时先算出每人每天热水供应平均小时热负荷,然后再根据用热水的单位数（住宅为人数,公共建筑为每日人次数）计算出每天的热水用量和热负荷.供暖期的每人热水供应平均小时热负荷咳按下式计算： （2-2）式中 供暖器的热水供应平均小时热负荷,KW； 每个用热水单位平均的热水用量（住宅每户设有淋浴设备时每人每日65的用水量标准为75100L,本设计取90L）,L； 生活热水温度,一般为6

22、065,本设计采用65； 冷水计算温度,取最低月平均水温,本设计取5； 每天供水小时数,一般取24； 水的比热,=4.1868KJ/kg； 水的密度,按=1000Kg/m3.根据上式，平均每人每日热负荷为0.3KW/人。本设计中要求信大小区的5住宅楼实现热水供应。按照每户居住4人计算可得以下结果如表2-3所示。 表2-3 生活用水热负荷计算表 建筑物名称单层面积m2层数总面积m2人数热负荷KW信大-41#8248659225676.8信大-42#1525812200480144信大-43#44614624422467.20927-11#6877480916850.40927-10#843867

23、4425676.8生活用热总建筑面积 m236589生活用热总负荷 KW415.22.2.3 年负荷的计算2.2.3.1 供暖年负荷的计算 （2-3）式中 采暖年耗热量，GJ； 采暖平均热负荷，KW； 采暖期天数。其中 （2-4）式中 室内计算温度，； 供暖室外计算温度，； 采暖期日平均温度，； 供暖设计热负荷，根据表2-2和表2-3可知=W。根据上式可得W采暖期年耗热量 J2.2.3.2 生活用热年负荷 （2-5）式中 热水供应年负荷，KJ/年； 热汇供应平均负荷，KW； 热水供应天数； 每天供应热水小时数。由上式可得生活用热年负荷为 KJ/年2.3 热负荷延续时间图的绘制2.3.1 绘制热

24、负荷延续时间图的意义 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。2.3.2 热负荷延续时间图的绘制2.3.2.1 采暖热负荷延续图 （1）供暖负荷随室外温度的变化曲线。牡丹江市供暖室外温度,利用下式可求出某一室外温度下的供暖热负荷。 （2-6）式中 在室外温度下的供暖热负荷，W; 供暖设计热负荷，W; 供暖室外计算温度，； 某一室外温度，； 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如图2-1所示2.3.2.2 热负荷

25、延续时间图的绘制查参考资料I可知牡丹江的不同室外气温的延续时间如表2-4所示, 表2-4 牡丹江的不同室外气温的延续时间表 等于或低于某一室外温度的延续小时数（h）供暖期天数N（天）供暖室外计算温度供暖期日平均温度+5+30-2-4-6-8-10180-24-9.143203938347132042937268224412193-12-14-16-18-20-22-24191115901249866533268113在不同的温度下，供热系统的热负荷如表2-5所示 表2-5 不同的温度下，供热系统的热负荷表 温度（）+5+30-2-4-6-8-10热负荷（KW）14552167912014922

26、38824627268662910531343温度（）-12-14-16-18-20-22-24热负荷（KW）33582358213806040299425384477647015由以上数据可绘得热负荷延续时间图如图2-2所示 第三章 供热方案的确定3.1 室外供热管道的平面布置3.1.1 供热管道的平面布置类型供热管道平面布置图示与热媒的种类、热源和热用户相互位置及热负荷的变化热点有关，主要有枝状和环状两类。枝状网比较简单，造价较低，运行管理比较方便，它的管径随着到热源的距离增加而减小，其缺点在于如没有供热的后备性能，即一旦网路发生事故，在损坏地点以后的所有用户均将中断供热。环状网路的主要优

27、点是具有供热的后备性能，可靠性好，运行也安全，但它往往比枝状网路的投资要大很多。本设计中，力争做到设计合理，安装质量符合标准和操作维护良好的条件下，热网能够无故障的运行，尤其对于只有供暖用户的热网，在非采暖期停止运行期内，可以维护并排除各种隐患，以满足在采暖期内正常运行的要求，加之考虑到目前我国的国情，故设计中的热力网型式采用枝状网。13.1.2 供热管道的定线原则 （1）经济上合理，主干线力求短直，使金属耗量小，施工方便，主干线尽量走热负荷集中区，管线上所需的阀门及附件涉及到检查井的数量和位置，而检查井的数量应力求减少。 （2）技术上可靠，线路尽可能走地势平坦，土质好，水位低的地区，尽量利用

28、管段的自然补偿。 （3）对周围环境影响少而协调，少穿主要街道，城市道路上的供热管道一般平行于道路中心线，并尽量敷设在车道以外的地方。 （4）穿过街区的城市热力管网应敷设在易于检修和维护的地方。 （5）通过非建筑区的热力管道应沿公路敷设。 （6）热水管道在最低点设放水阀，在最高点设放气阀，管线布置见管线平面图。43.1.3 热水供应方案的确定对要求热水供应的信大小区需单独确定热水供应方案。为实现环保的要求，冬季可使用一级网供应热量，结合换热器提供生活热水，供水温度应保持在65左右，以减少小型锅炉的污染，节省能源。而夏季时，则采用专门的热水锅炉房提供生活热水，白天同时可使用太阳能积蓄部分热量，不足

29、的热量可由锅炉房提供，夜间利用白天积蓄的热量与锅炉房配合满足需要。由于热水供应量的不确定性，故本设计采用壳管式换热器，可兼作储水箱的作用。系统图如图3-1所示。冬季运行时，打开3号阀门，关闭1、2、4、5号阀门，只运行换热器。夏季运行时，关闭3号阀门，打开1、2、4、5号阀门，停止运行换热器，水通过锅炉房和太阳能集热器进行加热。在太阳能集热器的出口管和锅炉房出口管上上装有温度传感器和比较器，当太阳能集热器出口水的温度低于锅炉房出水温度而高于进口温度时，则关闭6号阀门，打开7号阀门使水流至锅炉房入口，当太阳能集热器的出口温度高于锅炉房出口温度时则打开6号阀门，关闭7号阀门使水流至分水器。第四章

30、管网水力计算与水压图4.1 一级网的水力计算4.1.1 计算方法 本设计中的水力计算采用当量长度法。4.1.2 水力计算的步骤 （1）确定网路中热媒的计算流量 （4-1）式中 供暖系统用户的计算流量，T/h； 用户热负荷，KW； 水的比热，取=4.187KJ/Kg； /一级网的设计供回水温度，。 （2）确定热水网路的主干线，及其沿程比摩阻，根据城市热力网设计规范，比摩阻R取60Pa/m。 （3）根据网路主干线个管段的流量和初选的R值，利用参II中的表4-2确定主干线个管段的公称直径和相应的实际比摩阻。（4）根据选用的公称直径和管中局部阻力形式，确定管段局部阻力当量长度Ld及折算长度Lzh。（5

31、）根据管段折算长度Lzh的总和利用下式计算各管段压降P。 （4-2）式中 管段压降，Pa； 管段的实际比摩阻，Pa； 管段的实际长度，m； 局部阻力当量长度。（6）确定主干线的管径后，就可以利用同样方法确定支管管径，为了满足网路中各用户的作用压差平衡，必须使各并联管路的压降大致相等，故并联支线的推荐比摩阻Rtj需用式（4-3）进行计算 Rtj=P/Lzh (4-3)式中 Rtj推荐比摩阻，Pa/m；P资用压降，即与直线并联的主干线的压降，Pa；Lzh考虑局部阻力的管段折算长度，Lzh=L1.3,m;根据式（4-3）可得到支线的推荐比摩阻，结合管段的流量可利用参2中的表4-2确定支线的公称直径、

32、实际比摩阻及实际压降。对于实际压降过小的管段为维持网路平衡，可安装调节孔板或小管径阀门来消除剩余压头，节流孔板的消压可查表选取或者按式（4-4）进行计算 （4-4）式中 G热媒流量，Kg/h；调压板消耗压降，Pa。4.1.3 部分管路计算实例（1）主干线水力计算实例对各个热力站和管路的节点编号如图4-1所示，本设计中由于从热源到R23的管道的输送距离最远，故选取该管线为主干线进行计算。根据流量和初步选定的主干管推荐比摩阻，可得主干线的各管段的公称直径，同时可得出各管段实际的比摩阻,如管段AB,确定管段AB的管径和相应的比摩阻R值.（由于设计资料缺乏，本设计认为自热源至A节点为一段长度为1000

33、m的直管段，没有支线。）D=450mm， R=60.7Pa/m管段AB中局部阻力的当量长度,可由参2的表4-8查得，AB段含有两个闸阀，公称直径为450mm局部当量长度为 Ld=4.7m.管段AB的折算长度 Lzh=2.52+61.25=63.77m管段AB的压力损失 =RLzh= 61270.58用同样的方法，可计算主干线的其余管段。确定其管径和压力损失。其他管段的局部阻力如表4-1所示，管径和压力损失计算结果列于表4-2，表4-1 主干线局部阻力表管段名称闸阀补偿器热压弯头分流三通异径接头当量长度AB11000028.7BC0411081.8CD0001023.3DH0101044.3HI

34、0001023.3IJ0301152.4JK0001018KT0001020NO0431147.27OP0001013.9PQ0101115.27QW1501030.45TN0201044.5WR23110107.72 表4-2 主干线水力计算表 管段名称热负荷(W)流量(t/h)长度(m)折算长度(m)总长度(m)公称直径比摩阻（Pa/m）阻力损失（Pa）AB1020.96100028.71028.7DN45063.163396.6BC976.95249.9581.8331.75DN45053.615273.3CD945.3423.323.3DN45051.21192.9DH855.1112

35、244.3166.3DN45043.16262.4HI831.0023.323.3DN45041.8973.9IJ788.64166.752.4219.1DN40068.913028.9JK760.2953.321871.32DN40065.44795.1KT638.9640.932060.93DN40046.42827.2NO354.74221.3247.27268.59DN30062.115643.6OP278.9313.913.9DN30039.2544.9PQ239.6084.915.27100.17DN25071.87735.1QW105.50299.8730.45330.32DN2

36、0042.413747.4TN475.03118.9244.5163.42DN35049.658113.8WR2357.5280.347.7288.06DN15077.86851.1 （2）支线计算实例 以W-R25段为例 W-R25段的资用压力为： =6851.1Pa设局部阻力损失与沿程损失的估算比值=0.31，则比摩阻大致应控制为 =6851.1/37.26(1+0.3)= 141.4Pa/m根据和=48.0t/h，由参1附录9-1可确定管段W-R25的公称直径为DN125，实际比摩阻为R=139.4Pa/m，局部阻力列于表4-3，表4-3 WR25局部阻力表管段名称闸阀补偿器热压弯头分流

37、三通异径接头当量长度WR25DN100*101116.93实际压降为6752.3Pa 用同样的方法计算其它支管线的比摩阻、压降、管径，计算结果列于表4-2。 表4-2 支线管段水力计算表 管段名称资用压力（pa）管线实际长度(m)总长度(m)推荐比摩阻（Pa/m）流量（t/h）公称直径实际比摩阻（Pa/m）阻力损失（Pa）WR256851.0737.344.23141.448.0DN125139.46165.7PR1928333.0044.958.3485.939.3DN100301.517579.0OR1828877.8890.2117.3246.225.8DN100131.815460.0

38、NR1744176.2220.226.21683.9120.3DN150333.78754.3JR960202.9190.9118.2509.528.4DN100155.618387.3IR873541.9527.736.02040.842.4DN125107.53873.9HR774515.8933.844.01694.424.1DN80327.414398.7CR282173.85109.3142.1578.331.6DN100209.129711.0BR197645.4983.3108.3901.644.0DN100383.541534.2（3）支干线的水力计算实例 以Q-R22为例计算 由于R22热力站距节点Q较远，故Q-R22为支干线中的主干线，该主干线的资用压力与Q-