小区供热系统的毕业设计说明书最终

毕业设计（论文）报告纸共页第页装订线摘要本次毕业设计的课题为宝鸡阳光城小区的供暖系统，包括供热外网和换热站的设计。该小区包括住宅楼与商业用楼，总建筑面积为105410M2，热用户计算热负荷为4849KW。小区换热站以城市供热管网130/70的水为热媒，用地板辐射采暖，采暖供回水温度为55/45。首先，根据设计题目搜集资料，确定供热系统的相关方案。包括集中供热系统的选择、枝状管网的确定、热负荷的计算、热媒的选择及其参数的确定。然后，进行小区供热外网的设计。包括管道的敷设、管网中固定支架、阀门井、补偿器等附件的位置与数量的确定，管道的保温，管网的水力计算。通过水力计算确定管网的管径以及压力损失，并进行不平衡率的计算，尽量使每段管线都能达到水力平衡。接着，确定换热站系统流程；对换热器、循环水泵、定压水泵等主要设备进行选型计算；合理布置所有的设备以及它们之间的管道。同样，还要对换热站内部进行水力计算以求得各种管路的管径。最后，根据设计的供暖系统的特点提出合理有效的运行调节方法，利用自控装置，将整个供热系统设计成为根据用户需要变质量流量运行的智能系统。关键词供热外网；换热站；水力计算；运行调节毕业设计（论文）报告纸共页第页装订线ABSTRACTTHISISAHEATINGSYSTEMDESIGNABOUTONEDISTRICTINBAOJI,WHICHINCLUDESOUTDOORHEATINGPIPENETWORKANDHEATTRANSFERSTATIONTHEDISTRICTCONTENTSRESIDENCEBUILDINGANDBUSINESSBUILDING,THETOTALCONSTRUCTIONGAREAISABOUT105410M2ANDHEATLOADISABOUT4849KWINTHEHEATINGSYSTEM,THEHEATTRANSFERSTATIONWHICHTAKES130/70HIGHTEMPERATUREHEATMEDIUMASHIGHTEMPERATUREHEATMEDIUMAND55/45WATERCIRCULATINGWATERASHEATSUPPLYINGMEDIUMFIRSTLY,NEEDINGTOCOLLECTSOMEINFORMATIONBASISTHEDESIGNSUBJECT,ANDCONFIRMINGTHECORRELATIONSCHEMEABOUTTHEHEATINGSYSTEMITCONTENTSTHEOPTIONOFTHECONCENTRATEHEATINGSYSTEM,THECONFIRMINGOFBRANCHPIPELINENETWORK,THECALCULATEOFTHEHEATINGSYSTEM,THECHOOSINGOFHEATMEDIUMANDITSPARAMETERSECONDLY,PUTTINGUPTHEDESIGNABOUTTHEOUTDOORHEATINGPIPENETWORKITCONTENTSTHELAYINGOFPIPE,DEFININGTHEPOSITIONANDNUMBEROFTHEACCESSORIESSUCHASFIXEDSUPPORTS,VALVEWELLSANDCOMPENSATORS,THEDEFININGOFTHEPIPELINE,THEHYDRAULICCOMPUTATIONOFTHEPIPELINETHROUGHTHEHYDRAULICCOMPUTATION,WECANCONFIRMTHEDIAMETEROFTHEPIPLINGANDTHEPRESSURELOSSING,COMPUTINGTHEHYDRAULICUNBALANCERATEINORDERTOMAKETHEHYDRAULICBALANCEONEVERYPIPLINGTHEN,THEPROCESSOFHEATINGMEDIUMFLOWISDETERMINEDAFTERTHETYPEOFHEATEXCHANGER,WATERCIRCULATINGPUMPSANDMAKEUPWATERPUMPSARECHOSENTHEYANDTHEPIPELINESAMONGTHEMAREARRANGEDRATIONALLYALSO,THEHYDRAULICCOMPUTATIONOFINTERNALHEATTRANSFERSTATIONSHOUIDBEWORKOUTEDTOMEETTHENEEDOFEVERYPIPLINGFINALLY,ACCORDINGTOTHECHARACTERISTICOFTHEHEATINGSYSTEM,AREASONABLEANDEFFECTIVEOPERATIONANDREGULATIONMETHODSHOULDBEPROPOSEDKEYWORDSOUTDOORHEATINGPIPENETWORKHEATTRANSFERSTATIONHYDRAULICCALCULATIONOPERATIONANDREGULATION毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线1目录前言4第一章原始资料511工程概况512原始资料5121气象资料5122建筑资料资料5123燃料资料5124水质资料6第二章集中供热系统的热负荷721集中供热热负荷的特征722集中供热热负荷的计算723集中供热系统热媒的选择1024集中供热系统热媒参数的确定1025热网系统型式的确定11第三章室外管网的设计1231外网管道布置原则1232外网管道敷设方式1333供热管道及其附件15331供热管道15332阀门17333管道的放气与排水1934补偿器20341补偿器的特性及计算20342补偿器的分类和型号选择2135支架22毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线2第四章外网水力计算2541水力计算的主要任务2542水力计算的基本原则2543水力计算方法及步骤2544管路水力计算举例26第五章换热站的设计3451设计题目3452原始资料3453换热站概述3554换热站设计原则3555换热站的布置原则3656设计方案36561换热站设计方案37562采暖热水供回水系统37563补水定压系统3757设备的选择与计算38571换热器38572循环水泵39573补水泵41574补水箱的选型44575水处理设备的选型45576分集水器的选型47577除污器的选型4858换热站内部水力计算50第六章供热系统运行调节5361供热系统的初调节5362供热系统的运行调节54毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线3第七章供热管道的保温与防腐5871供热管道的保温5872供热管道的防腐59参考文献61致谢62毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线4前言本次设计是关于供热外网及热源的工程设计，由换热站通过热网输送给用户所需的热量。应与实际相结合，对管道保温盒防腐采用新措施，设计换热站的系统。查阅相关资料和最新规范，实时的进行分析，在系统运行控制以及管道防腐保温等方面应多考虑新技术、新材料，本设计是对大学四年所学的基础理论和专业知识的实际结合，也是理论与实际相结合的一个过程。在课程设计的基础上参考国家有关的规范、标准、工程设计图集及相关资料，独立完成所要求的设计任务。使自己在设计过程中掌握设计计算步骤，培养自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，为即将到来的工作奠定坚实的基础。正确合理的计算热负荷是确定热源类型、规模，以及供热系统管径大小、方案运行是否合理，能否取得经济效益的重要因素，因此在管网设计前必须对各类热负荷的数量、性质及参数进行详细的调查和准确的计算。合理地选择室外供热管道的敷设方式和确定供热管道的平面布置，对于节省供热系统工程投资，保证热网运行安全可靠和施工维修操作方便等，具有重要的意义。所以本设计采用集中供热系统的经济技术分析，设计两种管道布置形式，分别作出他们的预算，进行经济技术比较，合理的设计方案。毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线5第一章原始资料11工程概况本次设计为宝鸡阳光城小区的供暖系统设计，主要包括外网设计和小区换热站设计。小区共有高层建筑14栋、1个三层幼儿园、一个三层会所、1个市场。另外5幢楼一层为商业建筑。总占地面积约为54000平方米，总供热面积为105410M2，热用户计算热负荷为4849KW。城市供热管网由教育东路引入，经换热站换热后向各楼供热。城市供热管网的供热介质参数为130供水，80回水。12原始资料121气象资料宝鸡海拔6162米室外计算干球温度采暖5冬季通风1夏季通风30冬季空调8夏季空调335夏季空调日平均温度29夏季室外湿球温度248122建筑资料区域规划图、住宅建筑图。123燃料资料田燃气体积组成CH49800,CMHN040,C3H8030,C4H10030,N2004,QDW36533KJ/KG标态下密度007435KG/M3,相对密度D0575标态下的质量定压热容CP1557KJ/KG0C相对分子质量M16654毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线6气体常数R509298J/KG0C0号轻柴油WY0AY001CY8555HY1349OY066NY004SY025QDW42900KJ/KG124水质资料采用城市自来水，供水压力03MPA表11水质资料PH值75总碱度21MMOL/L总硬度31MMOL/L含盐量278MG/L碳酸盐硬度21MMOL/L夏季平均水温16OC非碳酸盐硬度10MMOL/L冬季平均水温10OC溶解氧含量58MG/L悬浮物、含油量微量，可忽略毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线7第二章集中供热系统的热负荷21集中供热热负荷的特征集中供热是指将热能经济可靠地输送到生产、生活和采暖等各种不同热用户的区域供热方式。其热用户有供暖、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。居民住宅的公共建筑的采暖、空调、通风和生活热水供应热负荷属于民用热负荷。生产工艺、厂房采暖、通风、空调和厂区的生活热水供应热负荷属于工业用热负荷。所以，本设计中居民楼供暖属于民用热负荷。集中供热系统的热负荷，按其性质还可分为（1）季节性热负荷供暖、通风、空气调节系统的热负荷是季节性热负荷。季节性热负荷的特点是与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射热等气候条件有很密切关系，其中对它的大小起决定性作用的是室外温度，因而在全年有很大的变化。（2）常年性热负荷生活用热（主要指热水供应）和生产工艺系统用热属于常年性热负荷。常年性热负荷的特点是与气候条件的关系不大而且，它的用热状况在全日中变化较大。其中，生产工艺系统的用热量直接取决于生产状况，热水供应用热量与生活水平、生活习惯以及居民成分等有关。综上述资料所述，本供热系统应该属于季节性民用热负荷。22集中供热热负荷的计算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法来确定各类热用户的热负荷。概算指标法包括体积热指标法或是面积热指标法，本次设计采用的是面积热指标法。其计算方法如公式21所示。3H10AQQH（21）式中Q采暖设计热负荷（KW）；HHQ采暖热指标（W/M2），可按表21取用；毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线8A采暖建筑物的建筑面积（M2）。表21采暖热指标注1、表中数值适用于我国东北、华北、西北地区；2、寒冷地区热指标取较小值，冷指标取较大值；严寒地区热指标取较大值，冷指标取较小值。结合实际情况，本设计民用建筑采暖供热热指标确定为45W/M2，商用建筑采暖供热热指标确定为60W/M2。根据上述公式计算可得各建筑供暖热负荷，其计算结果见表22。表22热负荷计算结果建筑物单元单层面积（M2）低区层数高区层数采暖热指标QH（W）低区负荷（KW低区流量（T/H）高区负荷（KW高区流量（T/H）11单元114261604510267883000000单元214261604510267883000000单元3142616045171901478000000一号楼商业建筑11538106012单元114261604510267883000000单元214261604510267883000000单元3142616045154661330000000二号楼商业建筑86641060住宅居住区综合学校办公医院托幼旅馆商店食堂餐厅影剧院展览馆大礼堂体育馆40454555507055705060557010013080105100150毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线913单元114261804511551993000000单元21426180451155199300000014单元13273176452811724188837760四号楼商业建筑5131106015幼儿园36883060663857100000015单元114261804511551993000000单元21426180451155199300000016单元1327318104526511228014729126716会所29713045401134500000017单元1327318104526511228014729126718单元114261804511551993000000单元21426180451155199300000019单元13273171445295012537206201773九号楼商业建筑74371060110单元114261804511551993000000单元214261804511551993000000111单元114261804511551993000000单元214261804511551993000000单元314261804511551993000000112单元1327317845374743223117831013113市场207261060114单元114261604510267883000000单元214261604510267883000000毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线1023集中供热系统热媒的选择集中供热系统的热媒主要是热水和蒸汽。对于热媒的选择主要取决于热用户的使用特征和要求，同时也与选择的热源型式有关。本设计中小区的主要建筑是居民楼和商用楼，生活采暖是供热的主要目的，因此本设计采用的供热热媒为热水，与蒸汽热媒相比，以热水作为热媒有以下优点（1）热水供热系统的热能利用效率高。由于在热水供热系统中，没有凝结水与蒸汽泄漏以及二次蒸汽的热损失，因而热能利用率比蒸汽供热系统好，实践证明，一般可节约燃料2040。（2）以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进行供热调节（质调节），既能减少热网热损失，又能较好的满足卫生要求。（3）热水系统的蓄热能力高，由于系统中水量多，水的比热大，因此，在水力工况和热力工况短时间失调时，也不会引起供暖状况的很大波动。（4）热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。24集中供热系统热媒参数的确定热媒参数的确定，也是供热系统方案的一个重要问题。其确定应结合具体条件，考虑热源、管网、用户系统等方面的因素，进行技术经济比较确定。当不具备确定最佳供、回水温度的技术经济比较条件时，热水热力网供、回水温度按以下的原则确定（1）热电厂为热源设计供水温度可取110150，回水温度约70。采用一单元314261604510267883000000115单元114261604510267883000000单元2142616045135411165000000十五号楼商业建筑54561060毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线11级加热供水温度取较小值；采用二级加热（包括串联尖峰锅炉）取较大值。（2）区域锅炉房为热源供热规模较小时，采用9570的水温；供热规模较大时，应采用较高供水温度。（3）生活热水负荷的管网，供水温度一般不应低于下列规定A闭式系统70；B开式系统60。本设计采用小区换热站供暖，地板辐射采暖。一次网供回水温度为130/70，二次网设计供水温度55，回水温度4525热网系统型式的确定热网是集中供热系统的主要组成部分，担负热能输送任务。热网系统的型式取决于热媒、热源与热用户的相互位置和供热地区热用户的种类、热负荷大小和性质等。选择热网型式时应遵循安全供热和经济性两个基本原则。对于热水供热系统型式的确定时，还应特别注意供热的可靠性，当部分管段出现故障后，热网具有后备供热的可能性问题。热水供热系统的热网型式主要有枝状管网和环状管网两种形式。枝状主要优点是布置简单，供热管道的直径，随离开热源越远而越小；金属耗量小，基建投资小，运行管理简便。但是枝状管网不具后备供热的性能,当管网某处发生故障时，在故障点后的热用户都将停止供热。由于建筑物有一定的蓄热能力，通常可采用迅速消除故障的办法，以使建筑物室温不致大幅降低，同时在与干管相连接的管路分支处，及在与分支管路相连接的较长的用户支管处安装设阀门，来进一步缩小事故的影响范围和迅速消除故障。因此，枝状管网是热水管网最普遍采用的方式，本设计也采用这种型式。对于环状管网，它的主要优点就是具有很高的供热后备能力。当输配干线的某处出现故障时可以切除故障段后，通过环状管网由另一方向保证供热。但是由于它的热网投资比较大，运行管理较为复杂，其本身要求较高的自动控制措施，目前在国内刚开始使用，各方面不是很完善。综合考虑，在本设计中采用枝状管网的热网系统型式。毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线12第三章室外管网的设计31外网管道布置原则供热管网布置原则是应在城市建设规划的指导下，考虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件等多种因素，经技术经济比较确定。供热管线平面位置的确定，即定线，应遵循如下基本原则（1）经济上合理主干线力求短直，主干线应尽量走热负荷集中区。要注意管线上的阀门，补偿器和某些管道附件（如放气、放水、疏水等装置）的合理布置，因为这将涉及到检查室的位置和数量，尽可能使其数量减少。（2）技术上可靠供热管线应尽可能走地势平坦，土质好、水位低的地区，尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地带。（3）对周围环境影响少而协调供热管线应少穿主要交通线。一般平行于道路中心线并尽量敷设在车行道以外的地方。通常情况下管线应只沿街道的一侧敷设。地上敷设的管道，不应影响城市美观，不妨碍交通。供热管道与各种管道、构建物应该协调安排，相互之间的距离，应能保证运行安全、施工及检修方便。而对于城市热力管道的布置还应遵循以下原则（1）城市道路上的热力网管道一般应平行与道路中心线，并应尽量敷设在车行道以外的地方，一般情况下同一条管道应只沿街道的一次敷设。（2）穿过厂区的城市热力管网道，应敷设在易于检修和维护的位置。（3）管径等于或小于300MM的热力网管道，可以穿过建筑物的地下室或自建筑物下专门敷设的通行管沟内穿过。（4）热力网管道可以和给水管道、电压10KV以下的电力电缆、通信电缆、压缩空气管道、压力排水管道和重油管道一起敷设在综合管沟内。但热力管道应高于给水管道和重油管道，并且给水管道应做绝缘层和防水层。（5）地上敷设的城市热力网管道，可以和其他管道敷设在一起，但应便于检修，且不应架设在腐蚀性介质管道下方。经过初步规划设计，该因小区高层建筑较多，考虑将小区分为高低两个区，低区毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线13已18层为界限。低区供暖管线分为东、西两条大的支路，高区只有西边一条主干线。管线沿小区地下车库边缘架空敷设，管线力求短而直。32外网管道敷设方式室外供热管道是集中供热系统中投资份额较大，施工最繁重的部分，合理的选择供热管道的敷设方式以及做好管网的定线工作，对节省投资、保证热网安全可靠的运行和施工维修方便等，都具有重要的意义。室外供热管道的敷设方式可以分为地上敷设和地下敷设两种。地上敷设是利用支架或利用建筑物、构建物作为支撑点，来架设供热管线的方法。按照管道支架安装高度的不同，地上敷设又可以分为低支架、中支架和高支架三种敷设方式。供热管道地上敷设市较为经济的一种敷设方式。它不受地下水位和土质的影响，便于运行管理易于发现和消除故障；但占地面积多，管道的热损失较大。地下敷设可分为有地沟敷设和无沟直埋敷设。在地沟敷设中采用地沟作为地下管线的维护构筑物。地沟的作用是承受土压力和地面负荷并防止水的侵入。根据地沟内人行通道的设置情况，可以分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟。无沟直埋敷设是供热管道直接埋设与土壤中的敷设方式。这两种敷设方式散热损失量小，不占用地表面积，较为美观。但是不利于运行管理，造价较高。综合考虑，本设计中存在大面积的的地下车库，地下直埋敷设不方便，采用地下车库架空敷设则既经济又方便。热网管道地上敷设的方式有地上敷设采用架空的方式，热力管道宜架设在独立支架上，也可架设在栈桥、沿建筑物、构筑物外墙上，架设的管道不得妨碍车辆和行人的通行，不得影响建筑物采光。地上架空敷设的供热管道，按高度分为高、中、低支架。高支架净高4M；中支架净高24M；低支架净高0310M，并应高出积雪层高度。架空敷设供热管道采用如下原则如下（1）低支架敷设，在不妨碍交通和行人的地段敷设，不影响城市和厂区的美化，不影响工厂厂区的美化，不影响工厂厂区扩建的地段和地区，保温结构应有足够的机毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线14械强度和有可靠的防护设施。（2）中支架敷设，在不通行或非主要通行车辆的地段，人行交通不频繁的地方敷设。（3）高支架敷设，跨越厂外或厂区主要干道，跨越障碍物和车辆通行的地区，以及行人和小型车辆通行的地区。地上敷设热力管道的一般要求（1）热力管道跨越水面、峡谷地段和道路时，可永久性公路桥（立交桥）上架设，不得在铁路桥梁下敷设供热管道。（2热力管道不得不跨越大跨度障碍时，宜采用拱管结构或者悬垂管结构、桁架结构。（3）沿建筑物构筑物敷设的供热管道，应摸清建筑物构筑物的详细情况，应不妨碍起重器运行及门窗开启。（4）多管共架敷设时，管道的排列布置，应使所有管道的安装及维修方便，并应该考虑管架荷载的合理分布。（5）供热管道如果与输送易挥发或者易燃以及化学侵蚀性介质的工艺管道共架设时，除应执行有关专业部门规定外，一般应敷设在工艺管道的上面。（6）地上敷设的热网管道，在架空电线下面通行时，管道上方应安装防止导线断线触及管道的防护网。防护网的边缘应超出管道的最大风偏范围。（7）地上敷设的热网管道同架空输送电线或电气化铁路交叉时，管网的金属部分（包括交叉点两侧5M范围内钢筋混凝土结构的钢筋）应接地。接地电阻不应大于10。管道敷设净距和净高见表31毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线15表31架空管道与其他建筑的距离33供热管道及其附件供热管道及其附件是供热管道输送热媒的主体部分。供热管道附件是供热管道上的管件（三通、弯头等）、阀门、补偿器、支座和器具（放气、放水、除污等装置）的名称。这些附件是构成供热管线和保证供热管管线正常运行的重要部分。331供热管道供热管道是需要承受水系统压力的，所以管道就需要是能够承压的管道。供热管毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线16道通常采用钢管。钢管最大优点是能承受较大的内压力和动荷载；缺点是钢管内部及外部易受腐蚀。室内供热管道常采用水煤气管或无缝钢管；室外供热管道都采用无缝钢管和钢板卷焊管。根据城市热力管网设计规范的要求管道钢材号应符合表32规定，管道钢材的质量及规格应符合国家标准的规定。表32管道材料和种类的选择表33钢材适用范围毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线17本设计中选用Q235A无缝钢管钢管的连接可采用焊接、法兰盘连接和丝扣连接；焊接连接可靠、施工简便迅速，广泛用于管道之间及补偿器等的连接；法兰连接装卸方便，通常用在管道与设备、阀门等需要拆卸的附件连接上。对于室内供热管道，通常借助三通、四通、管接头等管件，进行丝扣连接，也可采用焊接或法兰连接。尤其应遵守以下几方面的问题。（1）弯头的钢材质量，壁厚不小于管道厚；焊接弯头宜双面焊接；钢管焊制三通，支管开孔应进行补强。（2）城市热力网管道一般采用无缝钢管、钢管卷焊管。管道钢材号应符合表261的规定。管道钢材的质量及规格应符合国家标准的规定。（3）热力网管道的连接应采用焊接。管道与设备、阀门等的附件连接时，应采用法兰连接。对于DN200MM的放气阀，采用螺纹连接。（4）室外采暖计算温度低于5C地区，露天敷设的不连续运行的凝结水管道放水阀门及室外采暖计算温度低于10C地区,露天敷设的热水管道设备附件均不得采用灰铸铁制品。（5）弯头的钢材质量，壁厚不小于管道厚。焊接弯头宜双面焊接。钢管焊制三通，支管开孔应进行补强，对于承受干管轴向荷载较大直埋敷设管道。应考虑三通干管的轴向补强。（6）热力网管道所用的变径管应采用压制或钢板卷制。其材质应小低于管道钢材质量。壁厚不小于管道壁厚。332阀门阀门是用来开闭管路和调节输送介质流量的设备。在供热管道上，常用的阀门形式有截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀和调节阀等。按阀门的用途可分为（1）切断用用来切管或者接通管路中的介质。如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、蝶阀等。（2）止回用用来防止介质倒流。如止回阀。（3）调节阀用来调节管路中介质的压力和流量。如节流阀、减压阀、调节阀、蝶毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线18阀、V形开口球阀、平衡阀等。（4）分配用用来改变管路中介质流动的方向，起到分配介质的作用。如分配阀、三通或四通旋塞阀、三通或者四通球阀等。（5）安全用用于超压安全保护，排放多余介质，防止压力超过规定数值。如安全阀、溢流阀等。（6）其它特殊用途如蒸汽疏水阀、空气疏水阀、排污阀、放空阀、呼吸阀、排渣阀、温度调节阀等。截止阀按介质流向可分为直通式、直角式和直流式三种。其结构形式，按阀杆螺纹的位置可分为明杆和暗杆两种。截止阀关闭严密性好，但阀体长，介质流动阻力大，产品公称通径不大于200MM。闸阀的结构形式也有明杆和暗杆两种。另外按照闸板的形状和数目，有楔式与平行式，以及单板与双板的区别。闸阀的优缺点与截止阀相反,它通常用在公称直径大于200MM的管道上。截止阀和闸阀主要起开闭管路的作用。由于其调节性能不好，不适于用来调节流量。现在技术已经基本实现了各种型号截止阀和闸阀的生产，因此光靠管径作为选择阀门的选择依据，已经不尽科学了。蝶阀阀体长度很小，流动阻力小，调节性能优于截止阀和闸阀，但造价较高。蝶阀的使用原则如下（1）由于蝶阀相对于闸阀、球阀压力损失比较大，故适用于压力损失要求不严的管路系统。（2）由于蝶阀可以用作流量调节，故在需要进行流量调节的管路中宜于选用。（3）由于蝶阀的结构和密封材料的限制，不宜用于高温、高压的管路系统。一般工作温度在300以下，工程压力在PN40以下。（4）由于蝶阀结构长度比较短，且又可以做成大口径，故咋结构长度要求短的场合或是大口径阀门（如DN1000以上），宜选用蝶阀。（5）由于蝶阀仅旋转90就能开区或者关闭，因此在启闭要求快的场合宜选用蝶阀。对于上述三种阀门它们的连接方式可用法兰、螺纹连接或采用焊接。它们的传动毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线19方式可用手动传动（用于小口径）齿轮、电动、液动和气动（用于大口径）等传动方式。热网规范规定，对于公称直径大于或等于600MM的阀门，应采用电动驱动装置。止回阀是用来防止管道或设备中介质倒流的一种阀门。它利用流体的动能来开启阀门。在供热系统中，止回阀常安装在泵的出口、疏水器的出口管道上，以及其它不允许流体反向流动的地方。常用的止回阀有旋启式和升降式两种。本设计中，考虑到截止阀的阻力很大，而且目前技术上已经解决了管径对于阀门选择方面的限制问题，所以在供热外网管道上（除少部分安装的入户截止阀外）安装的均为闸阀，主要安装在热力管网干支管的起点以及用户热力入口处。当需要调节供热介质流量时，设置手动调节阀或自动流量调节装置。在阀门安装施工的过程中还应特别注意以下原则（1）工作压力大于或等于16MPA且公称直径大于或等于350MM的管道上的闸阀应装旁通阀。旁通阀的直径可按阀门直径的十分之一选用。（2）公称直径大于或等于600MM的阀门，应采用电动驱动装置。由远动系统操作的阀门，其旁通阀亦应采用电动驱动装置。（3）管径大于500MM的热水热力网干管在低点、垂直升高管段前、分段阀门前宜设阻力小的永久性污装装置。333管道的放气与排水为了便于热水管道和凝结水管道顺利放气和在运行或检修时排净管道中的存水，地下敷设供热管道宜设坡度，其坡度不小于0002，同时，应配置相应的放气及排水装置。放气装置应设置在热水、凝结水管道的高点处（包括分段阀门划分的每个管段的高点处），放气阀门的管径采用1532MM。热水、凝结水管道的局部低点处（包括分段阀门划分的每个管段的低点处），应安装放水装置。热水管道的放水装置应保证一个放水段的排水时间不超过表34的规定。规定放水时间主要是考虑在冬季出现事故时能迅速放水，缩短抢修时间，以免供暖系统和网路冻结。管径大于500MM的热水热力网干管在低点、垂直升高管段前、分段阀门前宜设阻力小的永久性污装装置。表34热水管道放水时间表毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线20管道公称直径（MM）放水时间（H）DG30023DG35050046DG60057注寒冷地区采用表中规定的放水时间较小值。停热期间供热装置无冻结危险的地区表中的规定可放宽。34补偿器在室外管网系统中为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，必须在管道上设置补偿，以补偿管道的热伸长。从而减少管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。供热管道上采用的补偿器种类很多，主要有管道的自然补偿、方形补偿器、波纹管补偿器、球形补偿器和套筒补偿器等。前三种是利用补偿器材料的变形来吸收热伸长；后两种是利用管道的位移来吸收热伸长。341自然补偿的特性和计算自然补偿就是利用管道自身的弯曲管段（如L型或Z型等）来进行管道热伸长的补偿的方式。自然补偿不需要设置专门的补偿器，因此在考虑管道的热补偿时，应尽量利用其自然弯曲的补偿能力。但由于管道变形时会产生横向位移，而且补偿的管段不能很长，因此在管段较长的地方还应加设补偿器进行补偿。自然补偿器常采用的有L形或者Z形两种型式。当转角不大于150时，管道臂长不宜超过2025M，短壁估算方法如下30011012DLL式中，2LL形管道短壁长度，M；1L长臂1L的热伸长量，MM；0D管道外径，MM1LTLT1毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线21式中，1LL形管道长壁长度，M；T管材在设计温度T时的线性膨胀系数，查表为122610M/（M）；T热媒温度与管道安装温度之差，MM以管径DN200的管道为例，取1L22M1L221226104512MM2L3002191211327M其余各管径管段L形补偿器的短壁估算值见表35表35补偿器短壁估算表DND0MM0L1MTTL1ML2（ML2M250273220000012245001236500020200219220000012245001232700018150159220000012245001227800015125133220000012245001225500014100108220000012245001222900013808922000001224500122080001170772200000122450012194000116573220000012245001218900010505722000001224500121670000940452200000122450012148000083238220000012245001213600007342补偿器分类及型号选择方形补偿器由四个90弯头构成“U”形的补偿器，靠其弯管的变形来补偿管段的热伸长。方形补偿器通常用无缝钢管煨弯或机制万头组合而成。它的主要优点是制造方便；不用专门维修，因而不需要为它设置检查室；工作可靠；作用在固定支架上的轴向推力相对较小。它的缺点是介质流动阻力大，占地多。在安装补偿器的时候，经常毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线22采用冷拉（冷紧）的方法，来增加其补偿能力或达到减少对固定支座推力的目的。套筒式补偿器具有补偿能力大、结构简单、占地面积小、流体阻力小、安装方便等优点。但它有漏汽、漏水，需要经常检修，更换填料等缺点。球形补偿器具有补偿能力大、占地空间小、安装方便、投资省等优点。这种管道特别适合三维位移的蒸汽和热水管道。波纹管补偿器具有配管简单、安装容易、维修方便等方面的优点。该补偿器的工作压力有06、10、16、25MPA型，工作温度在450以下，尺寸规格有DN502400MM等。波纹管补偿器的使用范围如下（1）变形与位移量大而空间位置受到限制的管道。（2）变形与位移量大而工作压力低的大直径管道。（3）需要限制接管荷载的敏感设备入口管道。（4）要求吸收或者隔离高频机械震动的管道。（5）考虑吸收地震或者地基沉陷的管道。综合考虑补偿器的性价比以及施工方面的具体情况等因素，本设计选用PN16MPA的轴向波纹管补偿器。每个管段补偿器的具体选型见外网设计说明。35支架管道支架是支承管道并承受管道作用力的管路附件。它的作用是支承管道和限制管道位移。支架承受管道重力和由内压力、外载和温度变化引起的作用力，并将这些荷载传递到建筑结构或地面的管道构件上。根据支架对管道位移的限制情况，分为活动支座和固定支座两种。活动支架是允许管道和支承结构有相对位移的管道支架。活动支架按其构造和功能分为滑动、滚动、弹簧、悬吊和导向等支架形式。根据本设计的实际情况要求，支架不需要进行位移，所以不设置活动支架。固定支架是不允许管道和支承结构有相对位移的管道支架。它主要用于将管道划分成若干补偿管段，分别进行热补偿，从而保证补偿器的正常工作。本设计中采用的夹于混凝土柱上保温双管固定支架，如图31所示。毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线23图31夹于混凝土柱上保温双管固定支架尺寸图在支架安装过程中应注意以下原则（1）管道的热伸长量不得超过补偿器所允许的补偿量。（2）管段因膨胀和其他作用而产生的推力，不得超过固定支架所能承受的允许推力。（3）不应使管道产生纵向弯曲。毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线24支座的承力结构宜采用耐腐蚀材料，或采取可靠的防腐措施。在外网施工过程中，固定支架间距只要不超过最大允许间距（民用建筑55M）即可。管道滑动支架最大间距、波纹管补偿器固定点之间最大允许距离见表36和表37。表36管道滑动支架最大间距表表37波纹管补偿器固定点之间最大允许距离表公称直径3240506580100125150200250最大间距232631374150566488105公称直径3240506580100125150200250最大间距25253035404550556070毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线25第四章外网水力计算41水力计算的主要任务热力管网水力计算的主要任务是（1）按已知的热媒流量和压力损失，确定管道的直径。（2）按已知热媒流量和管道直径，计算管道的压力损失。（3）按已知管道直径和压力损失，计算或校核管道中的流量。42水力计算的基本原则热水管路水力计算应遵循以下基本原则（1）管网干管管径，不应小于50MM，通往个单体建筑物（热用户）的管径，一般不宜小于下列尺寸蒸汽管道25MM；热水管道32MM。（2）在供热管网设计中，有的点出现静压值超过允许极限值时，一般宜分开设置独立的供热系统。43水力计算方法及步骤（1）确定热水网路中各个管段的计算流量1212086QQGCT/H公式（41）式中G供暖系统用户的计算流量，T/H；Q供暖系统用户的设计热负荷，KW；C水的比热，取C41868KJ/KG；1、2网路的设计供、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4080PA/M。（3）根据网路主干线各管段的计算流量和初步选用的平均比摩阻R值，利用热水供暖管道水力计算表，确定主干线各管段的标准直径和相应的实际比摩阻。（4）根据选用的标准管径和管中局部阻力的形式，确定各管段局部阻力系数毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线26。（5）根据管段长度L和管段局部阻力系数利用公式（42）计算各管段压降P。YJDPPPRLPPA公式（42）式中P管段压降，PA；YP管段的沿程阻力损失，PA；JP管段的局部阻力损失，PA；R管段的实际比摩阻，PA/M；L管段的实际长度，M；管段的阻力系数之和，无量纲；DP管段的动压，为22，PA。（6）主干线水力计算完成后，便可进行支干线、支线等水力计算。应按支干线、支线的资用压力确定其管径，但热水流速不应大于35M/S，同时比摩阻不应大于400PA/M。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TJR需用公式（43）进行计算ZH/LPRPJPA/M公式43式中TJR推荐比摩阻，PA/M；P资用压降，即与支线并联的主干线的压降，PA；ZHL考虑局部阻力的管段折算长度，13ZHLL,M。根据公式（43）可得到支线的推荐比摩阻，结合管段的流量可利用热水供暖系统管道水力计算表确定支线的公称直径、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，可在用户引入口处安装节流阀节流。（7）根据以上各个支路的压力降，计算并联支路间的不平衡率，按公式（44）进行。PPXP121公式（44）44管路水力计算举例毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线27已低区1路管网为例，对各段管路进行编号，并绘制水力计算简图，如图41所示。毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线28图41低区1路管网计算草图（1）主干线水力计算本设计的低区外网主要由东（2路）西（1路）两条大的分支组成，对于东支，可以很明显的看出从换热站到15号楼2单元管道的输送距离最远，故选取该管线为东支主干线进行计算。而西支，同样可以发现从换热站到热11号楼1单元的管线最长，由于无法直接对东西两支管路进行比较得出最不利环路，所以，决定对东西两支管路分别进行最不利环路水力计算。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,如一路管段12,确定管段12的管径和相应的比摩阻R。4555251874860455586021QCQG161186T/HD250MM，R39PA/M。管段12包括一个弯头，所以查表可得管段12的局部阻力系数之和111。管段12的压力损失29209901853392DJYPRLPPP2517168PA。用同样的方法，可计算西支1路主干线的其余管段，确定其管径和压力损失，结果列于表41。表411西路主干线水力计算表管段编号低区负荷（KW流量G（T/H）管段长度L（M）局部阻力系数公称直径MM流速M/S比摩阻RPA/M局部阻力损失PA）沿程压力损失管段压力损失（PA11874251611855538125009239419020982251722177158152355881231250088353833430581383166891143526266822500823066572048697毕业设计（论文）报告纸共62页第页装订线29414970112874286218125007123249550147509512158410456224169162000915024595845510914569208379191388684200071309981260436021754609469637457441500765011436287040136844342381341233711500572216087414902293407529304516112506321782512690210238082047488408112504320915816907511135411164526186370086142109832641237395东支2路各管段的水力计算也用以上的方法进行，计算结果列于表42。表42西支主干线水力计算表管段编号低区负荷（KW流量G（T/H）管段长度L（M）局部阻力系数公称直径MM流速M/S比摩阻RPA/M局部阻力损失PA）沿程压力损失管段压力