毕业论文-北京市某远郊县工人村室外管网设计.doc

河北工程大学毕业设计 - I - 北京市某远郊县工人村北京市某远郊县工人村 室外管网设计室外管网设计 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 指导教师指导教师 所在学院：所在学院： 专专 业：建筑环境与设备工程业：建筑环境与设备工程 河北工程大学毕业设计 II 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论 1.1 设计题目. 1.2 原始资料. 1.2.1 设计地区气象资料 1.2.2 有关工程技术资料 . 1.2.3 设计参数资料 . 1.2.3 基本设计要求 . 第二章第二章 热负荷的计算及热负荷延续图的绘制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 . 2.2 热负荷的计算. 2.2.1 采暖设计热负荷的计算 . 2.2.2 年负荷的计算 . 2.3 热负荷延续时间图的绘制. 2.3.1 绘制热负荷延续时间图的意义 2.3.2 热负荷延续时间图的绘制 第三章第三章 供热方案的确定供热方案的确定. 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 . 3.1.2 供热管道的定线原则 . 3.1.3 热水供应方案的确定 . 第四章第四章 管网水力计算与水压图管网水力计算与水压图. 4.1 管网的水力计算 4.1.1 计算方法 4.1.2 水力计算的步骤 河北工程大学毕业设计 III 4.1.3 部分管路计算实例 . 4.2 绘制网路水压图 4.2.1 绘制网路水压图的必要性 4.2.2 网路水压图的原理及其作用 4.2.3 绘制水压图的原则和要求 4.2.4 绘制热水网路水压图水压图的步骤和方法 第五章第五章 热水供暖系统的运行调节调节曲线热水供暖系统的运行调节调节曲线. 5.1 运行调节概述 5.1.1 运行调节的意义 5.1.2 调节方式的确定 . 5.1.3 管网调节曲线的确定 5.1.4 确定一级网路质量流量调节曲线 第六章第六章 设备选择设备选择. 6.1 管网设备选择 6.1.1 循环水泵的选择 6.1.2 补水泵的选择 6.1.3 波纹管补偿器 第七章第七章 管道的敷设与保温管道的敷设与保温. 7.1 管道的保温 7.1.1 保温的目的 . 7.1.2 保温材料的选择 . 7.1.3 保温层厚度 . 7.1.4 直埋管道的保温层计算 . 7.2 管道敷设方式 7.2.1 敷设方式确定 第八章第八章 供热管道附件及应力计算供热管道附件及应力计算. 8.1 供热管道及附件 8.1.1 管道和阀门 . 河北工程大学毕业设计 IV 8.1.2 补偿器 8.1.3 管道支座 8.2 管壁厚度及活动支座间距的确定 8.2.1 管壁厚度的选定与校核 8.2.2 管道活动支座间距的确定 8.3 固定支座最大间距确定 河北工程大学毕业设计 1 第一章第一章 绪论绪论 1.11.1 设计题目设计题目 北京市某远郊县工人村室外管网设计 1.2 原始资料原始资料 1.2.1 设计地区气象资料设计地区气象资料 采暖室外计算温度：tw=-9； 采 暖 季 天 数：N=124 天； 采暖室外平均温度：tw.pj=-1.9； 最大 冻土层 深度：85。CM 室外温度的延续时间: 室外温 度 tw 530-2-4-6-8-10 延续小 时数 3096259919891469934474188106 1.2.21.2.2 有关工程技术资料有关工程技术资料 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 筑物用途以及区域的地形标高和位置坐标等。 1.2.31.2.3 设计参数资料设计参数资料 供回水温度：；/95/70 h g ttC 室内计算温度：。18 n tC 河北工程大学毕业设计 2 1.2.31.2.3 基本设计要求基本设计要求 本设计室外管网采用架空敷设。 河北工程大学毕业设计 3 第二章第二章 热负荷的计算及热负荷延续图的绘制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、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. 2.22.2 热负荷的计算热负荷的计算 2.2.1 采暖设计热负荷的计算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 河北工程大学毕业设计 4 热负荷的 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）n f QqF 式中 建筑物的供暖设计热负荷,；nQW 建筑物供暖面积热指标,； f q 2 /W m 建筑物的建筑面积,.F 2 m 建筑物供暖面积热指标的推荐取值如表 2-1 所示 f q 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（） 2 /W m 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以及流量汇总表 楼 号 楼层 数 建筑物高 度（m） 建筑面积 （） 面积热指标 (w/) 热负荷 （kw） 流量（t/h）备注 1618560770392.4916.87 分户控制 2618560770392.4916.87 分户控制 3618560770392.4916.87 分户控制 4618560770392.4916.87 分户控制 5618422870295.9612.72 分户控制 6618560770392.4916.87 分户控制 7618224370157.016.75 分户控制 8618560770392.4916.87 分户控制 9618560770392.4916.87 分户控制 10618560770392.4916.87 分户控制 11618560770392.4916.87 分户控制 12618560770392.4916.87 分户控制 13618340970238.6310.26 分户控制 14618422870295.9612.72 分户控制 15618422870295.9612.72 分户控制 河北工程大学毕业设计 5 根据表 2-2 可知总供热面积为 128806,总的采暖热负荷为 9016.42kW 2 m 2.2.2 年负荷的计算年负荷的计算 2.2.2.12.2.2.1 供暖年负荷的计算供暖年负荷的计算 （2-3）0.864 nnp QQn: 16618198970139.235.99 分户控制 17618198970139.235.99 分户控制 18618198970139.235.99 分户控制 19515323570226.459.74 分户控制 20515323570226.459.74 分户控制 21399607067.22.89 分户控制 22399607067.22.89 分户控制 23399607067.22.89 分户控制 24399607067.22.89 分户控制 25515192070134.45.78 分户控制 2651510907076.33.28 分户控制 27412186870130.765.62 分户控制 28412186870130.765.62 分户控制 2941212487087.363.76 分户控制 3041212487087.363.76 分户控制 314122400701687.22 分户控制 324122400701687.22 分户控制 334122400701687.22 分户控制 344122400701687.22 分户控制 35618331370231.919.97 分户控制 36618442970310.0313.33 分户控制 37618331370231.919.97 分户控制 38618331370231.919.97 分户控制 39618331370231.919.97 分户控制 406181600701124.81 分户控制 总 计 20862412880628009016.42387.6 河北工程大学毕业设计 6 式中 采暖年耗热量，GJ； n Q 采暖平均热负荷，KW； np Q 采暖期天数。n 其中 （2-4） np npj nw tt QQ tt : 式中 室内计算温度，； n t 供暖室外计算温度，；wt 采暖期日平均温度，； p t 供暖设计热负荷，根据表 2-2 和表 2-3 可知=9016.42kW。 j Q j Q 根据上式可得 Qnp=（18-（-1.9） ）/(18-(-9)*9016.42=6645.44KW 采暖期年耗热量 Qn=0.864*6645.44*124=711965.86KJ 2.3 热负荷延续时间图的绘制热负荷延续时间图的绘制 2.3.1 绘制热负荷延续时间图的意义绘制热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热负荷延续时间图的绘制 2.3.2.12.3.2.1 采暖热负荷延续图 （1）供暖负荷随室外温度的变化曲线。 北京市供暖室外温度 tw=-9,利用下式可求出某一室外温度下的供暖热负荷。 河北工程大学毕业设计 7 （2-6） nw nn nw tt QQ tt 式中 在室外温度下的供暖热负荷，W; n Q w t 供暖设计热负荷，W;nQ 供暖室外计算温度，；wt 某一室外温度，； w t 室内计算温度，。 n t 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 热负荷延续时间图的绘制 查参考资料 I 可知北京市的不同室外气温的延续时间如表 2-3 所示, 河北工程大学毕业设计 8 表 2-3 不同的温度下，供热系统的热负荷表 室外温 度 tw 530-2-4-6-8-9 延续小 时数 3096259919891469934474188106 供热热 负荷 kw 4357.38 5027. 74 6033. 29 6703.6 6 7374.02 8044. 39 8714. 76 9049. 94 由以上数据可绘得热负荷延续时间图如图 2-2 所示 河北工程大学毕业设计 9 第三章第三章 供热方案的确定供热方案的确定 3.13.1 室外供热管道的平面布置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。1 3.1.23.1.2 供热管道的定线原则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。4 河北工程大学毕业设计 10 3.1.33.1.3 热水供应方案的确定热水供应方案的确定 基于此工人村特点，本规划以区域锅炉房作为供热热源，以热水作为小区供 热管网的热媒，采用一级泵供水的循环方式，采暖供、回水温度为95/70。 河北工程大学毕业设计 11 第四章第四章 管网水力计算与水压图管网水力计算与水压图 4.1 管网的水力计算管网的水力计算 4.1.14.1.1 计算方法计算方法 本设计中的水力计算采用当量长度法。 4.1.24.1.2 水力计算的步骤水力计算的步骤 （1）确定网路中热媒的计算流量 （4-1） 1212 0.86 ( ) QQ G c 式中 供暖系统用户的计算流量，T/h；G 用户热负荷，KW；Q 水的比热，取 =4.187KJ/Kg；cc /管网的设计供回水温度，。 1 2 （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）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）() d PR LL 式中 管段压降，Pa；P 管段的实际比摩阻，Pa；R 管段的实际长度，m；L 河北工程大学毕业设计 12 局部阻力当量长度。 d L （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、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） 2 4 3.56t G d P 式中 G热媒流量，Kg/h； 调压板消耗压降，Pa。P 4.1.34.1.3 部分管路计算实例部分管路计算实例 （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的 18# 住宅楼为最不利环路。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 2-3 管径 与比摩阻值： D=300mm,R=37.05pa/m 管段 2-3 局部阻力的当量长度 ld， 2-3 段含有两个闸阀，公称直径为 300mm, 局部当量长度为 Ld=12.2m 管段 2-3 的折算长度 Lzh=12.2+332=344.2m 管段 2-3 的压力损失 =RLzh=12752.26paP 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 河北工程大学毕业设计 13 局部阻力，管径和压力损失计算结果列于表 4-1， 表 4-1 管网水力计算表 左半部分 管段 编号 计算 流量 t/h 计算流 量 kg/h 管 段 长 度 （m ） 局部 阻力 当量 长度 （m） 折算 长度 （m） 公称 直径 （mm ） 内 径 （m m） 流速 m/s 比摩阻 pa/m 压力降 pa 1-2 387.6 0 387600 57 11.40 68.40 300 309 1.46 61.12 4180.57 2-3 300.7 0 300700 332 12.20 344.2 0 300 309 1.13 37.05 12752.26 3-4 291.3 2 291320 31 8.60 39.60 300 309 1.10 34.81 1378.42 4-5 281.9 2 281920 25 7.20 32.20 300 309 1.06 32.63 1050.80 5-6 244.9 0 244900 23 4.20 27.20 250 260 1.30 60.22 1638.07 6-7 205.3 8 205380 23 16.34 39.34 250 260 1.09 42.58 1675.07 7-8 175.7 9 175790 23 17.20 40.20 250 260 0.93 31.36 1260.78 8-9 149.2 8 149280 25 4.60 29.60 250 260 0.79 22.90 677.85 9-10 146.3 9 146390 25 17.76 42.76 200 207 1.23 71.76 3068.58 10-11 143.5 0 143500 25 14.76 39.76 200 207 1.20 69.00 2743.36 11-12 140.6 1 140610 48 21.19 69.19 200 207 1.18 66.29 4586.41 12-13 111.0 2 111020 25 16.20 41.20 200 207 0.93 41.65 1716.10 河北工程大学毕业设计 14 13-1437.43 37430 200 7.60 207.6 0 125 125 0.86 67.09 13927.86 14-1511.96 11960 31 13.90 44.90 80 82 0.64 63.50 2850.99 15-165.97 5970 25 9.64 34.64 70 69 0.45 39.96 1384.24 14-179.74 9740 82 13.60 95.60 80 82 0.52 42.59 4071.58 14-185.99 5990 25 7.20 32.20 70 69 0.45 40.22 1295.09 18-199.74 9740 78 4.20 82.20 80 82 0.52 42.59 3500.88 18- 18 5.99 5990 20 18.60 38.60 70 69 0.45 40.22 1552.50 13-2073.59 73590 20 17.20 37.20 150 150 1.18 98.50 3664.26 20- 20 29.59 29590 45 4.60 49.60 125 125 0.68 42.36 2101.16 20- 20 12.72 12720 40 17.76 57.76 80 82 0.68 71.60 4135.87 20-2144.00 44000 24 17.76 41.76 150 150 0.70 35.91 1499.65 21- 21 16.87 16870 45 21.19 66.19 100 100 0.61 44.69 2958.16 21-2227.13 27130 24 16.20 40.20 125 125 0.62 35.77 1437.78 22- 22 16.87 16870 24 7.60 31.60 100 100 0.61 44.69 1412.26 22-2310.26 10260 30 4.60 34.60 80 82 0.55 47.12 1630.20 3-35.62 5620 37 17.76 54.76 70 69 0.42 35.56 1947.14 3- 3 3.76 3760 42 17.76 59.76 50 50 0.54 85.02 5080.98 4-45.62 5620 37 21.19 58.19 70 69 0.42 35.56 2069.11 4- 4 3.76 3760 42 16.20 58.20 50 50 0.54 85.02 4948.35 5-53.28 3280 62 7.60 69.60 50 50 0.47 65.24 4540.75 5-533.74 33740 46 13.90 59.90 125 125 0.78 54.75 3279.46 5- 5 16.87 16870 62 9.64 71.64 100 100 0.61 44.69 3201.73 6-65.78 5780 3 13.60 16.60 70 69 0.44 37.54 623.15 6-633.74 33740 46 7.20 53.20 125 125 0.78 54.75 2912.64 6- 6 16.87 16870 62 4.20 66.20 100 100 0.61 44.69 2958.61 7-729.59 29590 46 18.60 64.60 125 125 0.68 42.36 2736.60 7-12.72 12720 58 17.20 75.20 100 100 0.46 25.84 1942.79 河北工程大学毕业设计 15 7 8-82.89 2890 19 4.60 23.60 50 50 0.42 51.08 1205.50 8-823.62 23620 46 17.76 63.76 100 100 0.85 86.26 5499.80 8- 8 6.75 6750 53 16.40 69.40 70 69 0.51 50.69 3517.86 9-92.89 2890 19 21.19 40.19 50 50 0.42 51.08 2052.93 10- 10 2.89 2890 19 16.20 35.20 50 50 0.42 51.08 1798.04 11- 11 2.89 2890 19 13.90 32.90 50 50 0.42 51.08 1680.55 12- 12 29.59 29590 45 9.97 54.97 125 125 0.68 42.36 2328.65 12- 12 12.72 12720 40 13.60 53.60 80 82 0.68 71.60 3838.00 右半部分 1-2 387.6 0 387600 57 16.20 73.20 300 309 1.46 61.12 4473.94 2-386.90 86900 28 7.60 35.60 200 207 0.73 25.78 917.74 3-428.88 28880 76 13.90 89.90 125 125 0.66 40.40 3632.08 4-521.66 21660 19 9.64 28.64 100 100 0.78 72.80 2084.95 5-614.44 14440 19 13.60 32.60 100 100 0.52 33.03 1076.82 6-77.22 7220 52 7.20 59.20 80 82 0.39 23.87 1413.31 4-47.22 7220 31 4.20 35.20 80 82 0.39 23.87 840.35 5-57.22 7220 31 18.60 49.60 80 82 0.39 23.87 1184.13 6-67.22 7220 31 17.20 48.20 80 82 0.39 23.87 1150.70 3-858.02 58020 152 4.60 156.6 0 150 150 0.93 61.72 9665.68 8-923.30 23300 18 13.39 31.39 100 100 0.84 83.98 2636.22 9-913.33 13330 36 17.76 53.76 100 100 0.48 28.29 1520.70 9-99.97 9970 36 14.72 50.72 80 82 0.53 44.56 2260.27 8-1034.72 34720 18 16.20 34.20 125 125 0.80 57.90 1980.34 10- 10 9.97 9970 30 7.60 37.60 80 82 0.53 44.56 1675.59 10- 10 9.97 9970 36 4.60 40.60 80 82 0.53 44.56 1809.28 河北工程大学毕业设计 16 10-1114.78 14780 30 17.76 47.76 100 100 0.53 34.56 1650.47 11- 11 9.97 9970 36 9.63 45.63 80 82 0.53 44.56 2033.44 11-124.81 4810 65 8.72 73.72 70 70 0.35 24.48 1804.89 4.24.2 绘制网路水压图绘制网路水压图 4.2.14.2.1 绘制网路水压图的必要性绘制网路水压图的必要性 热网中连结着许多的热用户，它们对供水温度及压力可能各有不同，而且它 们所处的地势高低不一，在设计阶段必须对整个网路的压力状况有个整体考虑， 而水力计算通常只能确定热水管道中各管段的压降，并不能确定热水供暖系统中 管道上各点的压力，因此，只有通过绘制热水网路的水压图，用以全面地反映热 望和各热用户的压力状况，并确定保证使它实现的技术措施。 在运行中，通过网路的实际水压图，可以全面地了解整个系统在调节过程中 或出现故障时的压力状况。从而揭露关键性的问题并采取必要的技术措施，保证 安全运行，另外，各个用户的连接方式以及整个供热系统的自控调节装置，都需 要根据网路的压力分布或其波动情况来选定，既需要以水压图作为这些工作的决 策依据。 4.2.24.2.2 网路水压图的原理及其作用网路水压图的原理及其作用 4.2.2.1 原理 水压图是根据伯努利方程原理绘制的，即 （4-6） 22 1122 121 2 22 PVPV ZZH gggg 4.2.2.2 作用 （1）利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力值。 （2）利用水压曲线，可以表示各管段阻力损失值。 （3）根据水压区县的坡度，可确定管段单位长度的平均压降值。 （4）只要已知或固定管道上任何一点的压力，则其它各点的压力值就已知。 河北工程大学毕业设计 17 4.2.34.2.3 绘制水压图的原则和要求绘制水压图的原则和要求 （1）在与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过该用户系统用热设 备及其管道的承压能力。 （2）在高温水网路和用户系统内，水温超过 100的点热媒压力不应低于该 水温下的汽化压力。 （3）与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵，运转或停止工 作时，其用户系统回水管出口处的压力，必须高于拥护系统的充水高度，以防止 系统倒吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。 （4）网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出 5mH2O，以免 吸入空气。 （5）在热水网路的热力站或用户引入处，供回水管的自用压降，应满足热力 站或用户所需的作用压头。 4.2.44.2.4 绘制热水网路水压图水压图的步骤和方法绘制热水网路水压图水压图的步骤和方法 （1）以网路循环水泵的中心线的高度（或其他方便的高度）为基准面，在纵 坐标上按一定的比例尺做出标高地刻度，按照网路上的各点和用户从热源出口起 沿管路计算的距离，在横坐标上相应的点标出网路相对于基准面的标高和房屋高 度，并画出沿管线的纵剖面。 （2）选定静水压曲线的位置，静水压曲线是网路循环水泵停止工作时，网路 上各点的测压管水头的连接线。静水压曲线高度必须满足两个要求，一是底层散 热器所承受的静水压力不超过散热器的承压能力，二是热水网路及其直接连接的 用户系统内，不会出现汽化或倒空。 （3）选定回水管的动水压曲线的位置，在网路循环水泵运转时，网路回水管 各点的测压管水头的连接线，称为回水管动水压曲线，其位置应满足下列要求： a、保证所有直接连接的用户系统不倒空和网路上任意一点的压力不应低于 50KPa 的要求；b、与热网直连的用户，不超过散热器的静水压力。 （4）选定供水管动水压曲线的位置 在网路循环水泵运转时，网路供水管内各点的测压管水头连接线称为供水管 动水压曲线，它沿着水流动方向逐渐下降，在每米长上降低的高度反映了供水管 的比压降值。 本设计要求绘出一级网主干线的水压图。地形最高处与热源循环水泵的高差 河北工程大学毕业设计 18 为 5m，热力站的高度均暂取为 5 米，120的水的汽化压力为 4.5，加上C 2 mH O 30K50Kpa 的富裕值，故本设计中的静水压线取。 2 20mH O 根据水力计算表，可确定水压图的各段的斜率，在最末端的热力站应保证10 的资用压头。 2 mH O 河北工程大学毕业设计 19 河北工程大学毕业设计 20 第五章第五章 热水供暖系统的运行调节调节曲线热水供暖系统的运行调节调节曲线 5.15.1 运行调节概述运行调节概述 5.1.15.1.1 运行调节的意义运行调节的意义 热水供暖系统对建筑物供暖时，不仅要保证在设计室外温度下，维持室内温度 符合设计值，而且要在其它冬季室外温度下保证用户的热舒适度。 5.1.25.1.2 调节方式的确定调节方式的确定 本设计供暖用户系统与热水网路采用间接连接，随室外温度的改变，需同时 对热水网路和供暖用户进行供热调节，通常，对供暖用户采用质调节方式进行供 热调节，以保持供暖用户系统的水力工况稳定。 由于一级网路与用户的水利工况互不影响，一级网可考虑质量流量调节， 流量下降，供回水温差会增大，有利于换热器的热交换而且减少泵的电耗，但须 设置变速循环水泵和相应的自控设施，综合考虑运行能耗与建设投资，最终确定 对一级网路采用质量流量调节方式。 5.1.35.1.3 管网调节曲线的确定管网调节曲线的确定 确定供暖用户系统质调节的供回水温度，/ gh tt 表 5-1 已知条件表 名称符号公式或来源数值单位备注 设计供水温度 g t 表 195C 设计回水温度 h t表 170C 室内计算温度 n t表 118C 散热器系数b参 II0.3 用户散热器的设计平均计算温差 s t 0.5( 2 ) ghn ttt 64.5C 河北工程大学毕业设计 21 由公式 （5-1） nw nw tt Q tt 式中 相对供暖热负荷比；Q 室内计算温度，； n t 室外温度，； w t 室外计算温度，。 w t 由公式 （5-2） 1/(1) 0.5 b gnsj ttt Qt Q （5-3） 1/(1) 0.5 b hnsj ttt Qt Q 式中 进入供暖热用户的供水温度; g t 供暖热用户的回水温度； h t 用户散热器的设计平均计算温差，； 0.5( 2 ) sghn tttt C 用户的设计供回水温度差，。 jgh ttt C 可得到、与、及 的对应关系表 5-2 及曲线 g t h t w tQ 表 5-2 与的对应关系表 Q w t 热水供暖系统变流量质调节热水网络的供、回水温度 室外温度 -9-8-6-4-2035 相对热量化 10.9630.8890.8150.7410.6670.5560.481 河北工程大学毕业设计 22 供水温度 95 92.76 1 88.22 7 83.61 5 82.00 1 76.89 2 69.00 9 63.58 回水温度 70 68.68 7 66.00 5 63.24 5 57.30 9 54.67 50.49 1 47.53 相对流量比 10.75 河北工程大学毕业设计 23 5.1.45.1.4 确定一级网路质量确定一级网路质量流量调节曲线流量调节曲线 确定一级网路质量流量调节的供回水温度 12 / 利用式 （5-4） 1212 const 式中 一级网供水温度，； 1 一级网回水温度，； 2 一级网设计供水温度，； 1 一级网设计回水温度，。 2 （5-5） 120.5 1 2 ()() gh g h tt Q t t IN t 式中 设计工况下的水-水换热器的对数平均温差，本设计中 t =16.37， t （5-6）( ) ghgh ttttQ 三式联立可得 （5-7） 112 0.5 112 ( )( ) ( ) ggh h tttQ IN tt Q 在给定值下，上式右边为一已知值。( ) w tQ 设 =C，则 （5-8） 12 0.5 ( )( ) gh ttQ t Q 1 112 ( ) gc h t e t 由此得出 （5-9） 12 1 ( ) 1 c hg c t e t e : 河北工程大学毕业设计 24 （5-10） 2112 ( ) 利用式（5-9） 、 （5-10）可以求出对应的一级网供回水温度。Q 计算结果见表 5-2 1.2() 河北工程大学毕业设计 25 第六章第六章 设备选择设备选择 6.16.1 管网设备选择管网设备选择 6.1.16.1.1 循环水泵的选择循环水泵的选择 6.1.1.1 循环水泵应满足的条件 （1）循环水泵的总流量应不小于管网的总设计流量，当热水锅炉出口至循环 水泵的吸入口有旁通管时，应不计入流经旁通管的流量。 （2）循环水泵的扬程应不小于流量条件下热源、热力网、最不利环路压力损 失之和。 （3）循环水泵应具有工作点附近较平缓流量扬程特性曲线，并联运行的水泵 型号相同。 （4）循环水泵承压耐温能力应与热力网的设计参数相适应。 （5）应尽量减少循环水泵的台数，设置三台以下循环水泵时，应有备用泵， 当四台或四台以上水泵并联使用时，可不设备用泵。 （6）热力网循环水泵入口侧压力应不低于吸入口可能达到最高水温下饱和蒸 汽压力加 50KPa。 6.1.1.2 循环水泵的选择 （1）设计循环流量 根据式（4-1）及计算热负荷 Qj=711965.86KJ，可求出管网的循环流量为 G=387.6t/h （2）循环水泵扬程 ryw HHHH （6-1） 式中 H循环水泵的扬程，m； r H热源内部阻力损失，一般取 10-15 2 mH O; y H最远用户的内部压力损失，一般取 5 2 mH O； 河北工程大学毕业设计 26 w H供回水干管的阻力损失，本设计 。 2 16.0 232.0HwmH O 由式（6-1）可得 2 1553252HmH O 由G和 H 两个数据可确定选择热源的循环水泵型号为 IS200-150-400，性能参数如 表 6-1 表 6-1 性能参数表 转速：1450r/min流量：66.7-127.8 L/s 扬程：45-55m效率：60-47 % 轴功率：60.33KW电机功率：75 KW 水泵的尺寸如图 6-1 所示 图 6-1 一级网循环水泵安装尺寸图 （3）绘制网路特性曲线 网路阻力系数S 2 S=H/G （6-2） 式中 H、G 的意义同式（6-1） 由式（6-2）可得网路阻力系数 S= -422 6.48 10/m SL:并得到以下数据： 河北工程大学毕业设计 27 表 6-2 G 与 H 的对应关系表 G(L/S)4080120160200240280320360400 H(m)1.04.19.316.625.937.350.866.484.0103.7 绘制出网路特性曲线如图 6-2 所示与泵的特性曲线交点为泵的工作点。 图 6-2 一级网循环水泵特性曲线 6.1.26.1.2 补水泵的选择补水泵的选择 6.1.2.1 补水泵应满足的条件 （1）闭式热力网补水装置的流量的应根据供热系统的渗漏量和事故补水量确 定，一般取允许渗漏量的 4 倍。 （2）开式热力网补水泵的流量，应根据生活热水最大设计流量和供热系统渗 漏之和确定。 （3）补水装置压力不小于补水点管道压力加 30-50KPa，如果补水装置同时用 于维持热力网静压力时其压力应能满足静压要求。 （4）闭式热力网补水泵宜设两台，此时可不设备用泵。 河北工程大学毕业设计 28 （5）开始热力网补水泵宜设三台或三台以上，其中一台泵作为备用。 6.1.2.2 补水泵的选择 （1）补给水泵的流量 取循环水量的 4%（按正常补水量 1%，事故补水量为正常补水量 4 倍） G 补=4% G （6-3） 式中 G设计循环流量，t/h； 根据式（6-3）G 补=40.8 3 /mh=11.3/L S。 （2）扬程 bxsys HHHHh （6-4） 式中 b H补水点压力值（通过对系统水压图分析确定） ，m； ys H补给水泵压力管阻力损失，m； xs H补给水泵吸水管中的阻力损失，m； h补给水箱最低水位高出系统补水点的高度，m。 工程上认为补给水泵吸水管损失和压力管损失较小，同时补给水箱高出水泵 的高度往往作为富裕之或为抵消吸水管损失和压力管损失的影响，所以公式可简 化为 (3050) b HHKPa: （6-5） 补水点压力值 b H可由水压图直接得到，由于采用补给水泵定压，可取静压线 7m。 根据式（6-5）可得 2 35439HmH O 根据G 补和 H 可确定补给水泵的型号为 IX180-65-125 表 6-3 水泵性能表 河北工程大学毕业设计 29 转速：2900r/min流量：8.33-16.66 L/s 扬程：18-22.5 m效率：60-47 % 轴功率：3.14KW电机功率：5.5 KW 水泵外形及尺寸如图 6-3 所示 图 6-3 水泵安装尺寸表 （3）绘制网路特性曲线 网路阻力系数S 2 S=H/G （6-2） 式中 H、G 的意义同式（6-1） 由式（6-2）可得网路阻力系数 S=并得到以下数据： 22 0.31/m SL: 表 6-4 G 与 H 的对应关系表 G(L/S)12345678910 H(m)0.090.360.811.442.253.244.415.767.299 G(L/S)11121314151617181920 H(m)10.8912.9615.2117.6420.2523.0426.0129.1632.4936 绘制出网路特性曲线如图 6-4 所示其余泵的特性曲线交点为泵的工作点。 河北工程大学毕业设计 30 图 6-4 水泵性能曲线图 6.1.36.1.3 波纹管补偿器波纹管补偿器 为了防止管道升温时，由于热膨胀作用而引起管道变形或破坏，需要在管道 上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力，和作用在阀间或支 架结构上的作用力。 波纹管补偿器的选取可参见本设计的 8.1.2。 河北工程大学毕业设计 31 第七章第七章 管道的敷设与保温管道的敷设与保温 7.1 管道的保温 7.1.17.1.1 保温的目的保温的目的 管道的保温主要目的在于减少输送过程中无效冷损失，并使冷媒保持一定的 参数，以满足用户的需要，根据外网运行经验，当管道有良好的保温时，其损失 约占总数的 58%。 7.1.27.1.2 保温材料的选择保温材料的选择 1材料导热系数要低，一般不超过 0.23；kmW 2 / 2具有较高的稳定性，不致由于温度急剧变化而丧失其原有的特性； 3不腐蚀金属，具有一定的机械强度； 4材料密度小，具有一定孔隙率； 5吸水率低，易于施工成型； 6 成本低廉。 7.1.37.1.3 保温层厚度保温层厚度 本设计以经济厚度法计算最大管径保温层厚度。计算公式如式（7-1）所示 (7-1) 11 6 1210 1 ln2 / () 2 101.163(2/)(1/)1 2 / fk dd d m btt dd dSSdPTd 式中 保温层厚度 , m； d管道外径 ,m； d1管道保温层外径,m； m年小时运行数，全年运行时，m=8000h,供暖及非延续运行时， m=3000h，h/年； b热价,定为 30 元/ (w) ； 6 101.163 河北工程大学毕业设计 32 管道外表面温度, ，可近似按热介质温度计算； f t 保温层周围空气温度，； k t 管道保温层的导热系数，。/()Wm K: 供暖运行 m=2976h，管道外表面=120,保温层周围空气温度=40，热价 f t k t b=30 元/(w)投资偿还年限=7 年，年分摊率 P=0.11，外壁换热系数 6 1.163 10 0 T =22W/（m2.k） 。 （以下参考当地价格）采用玻璃棉管壳，价格=240 元/m3，保 1 S 护层为