供热外网毕业设计说明书北京李洋

河北工程大学毕业设计I北京市某远郊县工人村室外管网设计学生姓名学号指导教师所在学院专业建筑环境与设备工程河北工程大学毕业设计II目录第一章绪论11设计题目12原始资料121设计地区气象资料122有关工程技术资料123设计参数资料123基本设计要求第二章热负荷的计算及热负荷延续图的绘制21集中供热系统热负荷的概算211集中供热系统以及热负荷的类型22热负荷的计算221采暖设计热负荷的计算222年负荷的计算23热负荷延续时间图的绘制河北工程大学毕业设计III231绘制热负荷延续时间图的意义232热负荷延续时间图的绘制第三章供热方案的确定31室外供热管道的平面布置311供热管道的平面布置类型312供热管道的定线原则313热水供应方案的确定第四章管网水力计算与水压图41管网的水力计算411计算方法412水力计算的步骤413部分管路计算实例42绘制网路水压图421绘制网路水压图的必要性422网路水压图的原理及其作用423绘制水压图的原则和要求河北工程大学毕业设计IV424绘制热水网路水压图水压图的步骤和方法第五章热水供暖系统的运行调节调节曲线51运行调节概述511运行调节的意义512调节方式的确定513管网调节曲线的确定514确定一级网路质量流量调节曲线第六章设备选择61管网设备选择611循环水泵的选择612补水泵的选择613波纹管补偿器第七章管道的敷设与保温71管道的保温711保温的目的712保温材料的选择河北工程大学毕业设计V713保温层厚度714直埋管道的保温层计算72管道敷设方式721敷设方式确定第八章供热管道附件及应力计算81供热管道及附件811管道和阀门812补偿器813管道支座82管壁厚度及活动支座间距的确定821管壁厚度的选定与校核822管道活动支座间距的确定83固定支座最大间距确定河北工程大学毕业设计2第一章绪论11设计题目北京市某远郊县工人村室外管网设计12原始资料121设计地区气象资料采暖室外计算温度TW9；采暖季天数N124天；采暖室外平均温度TWPJ19；最大冻土层深度85CM。室外温度的延续时间室外温度TW530246810延续小时数3096259919891469934474188106122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。123设计参数资料供回水温度/95/70HGTTC；室内计算温度18NTC。河北工程大学毕业设计3123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4第二章热负荷的计算及热负荷延续图的绘制21集中供热系统热负荷的概算211集中供热系统以及热负荷的类型2111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2112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2113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22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122热负荷的计算221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河北工程大学毕业设计5设计热负荷的8090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NFQQF（21）式中NQ建筑物的供暖设计热负荷,W；FQ建筑物供暖面积热指标,2/WM；F建筑物的建筑面积,2M建筑物供暖面积热指标FQ的推荐取值如表21所示表21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/WM）586460676880658060706580115148注1、本表摘自城市热力网设计规范CJ3490,1990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23所示表22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1618560770392491687分户控制2618560770392491687分户控制3618560770392491687分户控制4618560770392491687分户控制5618422870295961272分户控制6618560770392491687分户控制761822437015701675分户控制8618560770392491687分户控制9618560770392491687分户控制10618560770392491687分户控制11618560770392491687分户控制12618560770392491687分户控制13618340970238631026分户控制14618422870295961272分户控制15618422870295961272分户控制河北工程大学毕业设计6根据表22可知总供热面积为1288062M,总的采暖热负荷为901642KW222年负荷的计算2221供暖年负荷的计算0864NNPQQN（23）1661819897013923599分户控制1761819897013923599分户控制1861819897013923599分户控制1951532357022645974分户控制2051532357022645974分户控制213996070672289分户控制223996070672289分户控制233996070672289分户控制243996070672289分户控制255151920701344578分户控制26515109070763328分户控制2741218687013076562分户控制2841218687013076562分户控制294121248708736376分户控制304121248708736376分户控制31412240070168722分户控制32412240070168722分户控制33412240070168722分户控制34412240070168722分户控制3561833137023191997分户控制36618442970310031333分户控制3761833137023191997分户控制3861833137023191997分户控制3961833137023191997分户控制40618160070112481分户控制总计20862412880628009016423876河北工程大学毕业设计7式中NQ采暖年耗热量，GJ；NPQ采暖平均热负荷，KW；N采暖期天数。其中NPNPJNWTTQQTT（24）式中NT室内计算温度，；WT供暖室外计算温度，；PT采暖期日平均温度，；JQ供暖设计热负荷，根据表22和表23可知JQ901642KW。根据上式可得QNP（18（19）/189901642664544KW采暖期年耗热量QN086466454412471196586KJ23热负荷延续时间图的绘制231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。232热负荷延续时间图的绘制2321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TW9,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8NWNNNWTTQQTT（26）式中NQ在室外温度WT下的供暖热负荷，WNQ供暖设计热负荷，WWT供暖室外计算温度，；WT某一室外温度，；NT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21所示2322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23所示,河北工程大学毕业设计9表23不同的温度下，供热系统的热负荷表室外温度TW53024689延续小时数3096259919891469934474188106供热热负荷KW435738502774603329670366737402804439871476904994由以上数据可绘得热负荷延续时间图如图22所示河北工程大学毕业设计10第三章供热方案的确定31室外供热管道的平面布置311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。1312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11313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12第四章管网水力计算与水压图41管网的水力计算411计算方法本设计中的水力计算采用当量长度法。412水力计算的步骤（1）确定网路中热媒的计算流量1212086QQGC（41）式中G供暖系统用户的计算流量，T/H；Q用户热负荷，KW；C水的比热，取C4187KJ/KG；1/2管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42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。DPRLL（42）式中P管段压降，PA；R管段的实际比摩阻，PA；L管段的实际长度，M；DL局部阻力当量长度。河北工程大学毕业设计13（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（43）进行计算RTJP/LZH43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，LZHL13,M根据式（43）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42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（44）进行计算24356TGDP（44）式中G热媒流量，KG/H；P调压板消耗压降，PA。413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41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23管径与比摩阻值D300MM,R3705PA/M管段23局部阻力的当量长度LD，23段含有两个闸阀，公称直径为300MM,局部当量长度为LD122M管段23的折算长度LZH1223323442M管段23的压力损失PRLZH1275226PA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，管径和压力损失计算结果列于表41，河北工程大学毕业设计14表41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（MM）流速M/S比摩阻PA/M压力降PA12387603876005711406840300309146611241805723300703007003321220344203003091133705127522634291322913203186039603003091103481137842452819228192025720322030030910632631050805624490244900234202720250260130602216380767205382053802316343934250260109425816750778175791757902317204020250260093313612607889149281492802546029602502600792290677859101463914639025177642762002071237176306858101114350143500251476397620020712069002743361112140611406104821196919200207118662945864112131110211102025162041202002070934165171610131437433743020076020760125125086670913927861411911960311390449080820646350285099河北工程大学毕业设计151561516597597025964346470690453996138424141797497408213609560808205242594071581418599599025720322070690454022129509181997497407842082208082052425935008818185995990201860386070690454022155250132073597359020172037201501501189850366426202029592959045460496012512506842362101162020127212720401776577680820687160413587202144004400024177641761501500703591149965212116871687045211966191001000614469295816212227132713024162040201251250623577143778222216871687024760316010010006144691412262223102610260304603460808205547121630203356256203717765476706904235561947143337637604217765976505005485025080984456256203721195819706904235562069114437637604216205820505005485024948355532832806276069605050047652445407555337433740461390599012512507854753279465168168706296471641001000614469320173河北工程大学毕业设计16576657857803136016607069044375462315663374337404672053201251250785475291264661687168706242066201001000614469295861772959295904618606460125125068423627366077127212720581720752010010004625841942798828928901946023605050042510812055088236223620461776637610010008586265499808867567505316406940706905150693517869928928901921194019505004251082052931010289289019162035205050042510817980411112892890191390329050500425108168055121229592959045997549712512506842362328651212127212720401360536080820687160383800右半部分123876038760057162073203003091466112447394238690869002876035602002070732578917743428882888076139089901251250664040363208452166216601996428641001000787280208495561444144401913603260100100052330310768267722722052720592080820392387141331河北工程大学毕业设计174472272203142035208082039238784035557227220311860496080820392387118413667227220311720482080820392387115070385802580201524601566015015009361729665688923302330018133931391001000848398263622991333133303617765376100100048282915207099997997036147250728082053445622602781034723472018162034201251250805790198034101099799703076037608082053445616755910109979970364604060808205344561809281011147814780301776477610010005334561650471111997997036963456380820534456203344111248148106587273727070035244818048942绘制网路水压图421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，用以全河北工程大学毕业设计18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。422网路水压图的原理及其作用4221原理水压图是根据伯努利方程原理绘制的，即221122121222PVPVZZHGGGG（46）4222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。423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。河北工程大学毕业设计19424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为5M，热力站的高度均暂取为5米，120C的水的汽化压力为452MHO，加上30K50KPA的富裕值，故本设计中的静水压线取220MHO。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102MHO的资用压头。河北工程大学毕业设计20河北工程大学毕业设计21第五章热水供暖系统的运行调节调节曲线51运行调节概述511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。512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。513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/GHTT，表51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GT表195C设计回水温度HT表170C室内计算温度NT表118C散热器系数B参II03用户散热器的设计平均计算温差ST052GHNTTT645C河北工程大学毕业设计22由公式NWNWTTQTT（51）式中Q相对供暖热负荷比；NT室内计算温度，；WT室外温度，；WT室外计算温度，。由公式1/105BGNSJTTTQTQ（52）1/105BHNSJTTTQTQ（53）式中GT进入供暖热用户的供水温度HT供暖热用户的回水温度；052SGHNTTTT用户散热器的设计平均计算温差，C；JGHTTT用户的设计供回水温度差，C。可得到GT、HT与WT、及Q的对应关系表52及曲线表52Q与WT的对应关系表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98642035相对热量化10963088908150741066705560481河北工程大学毕业设计23供水温度959276188227836158200176892690096358回水温度70686876600563245573095467504914753相对流量比1075河北工程大学毕业设计24514确定一级网路质量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1212CONST（54）式中1一级网供水温度，；2一级网回水温度，；1一级网设计供水温度，；2一级网设计回水温度，。120512GHGHTTQTTINT（55）式中T设计工况下的水水换热器的对数平均温差，本设计中T1637，GHGHTTTTQ（56）三式联立可得11205112GGHHTTTQINTTQ（57）在给定WTQ值下，上式右边为一已知值。设1205GHTTQTQC，则1112GCHTET（58）由此得出1211CHGCTETE（59）河北工程大学毕业设计252112（510）利用式（59）、（510）可以求出对应Q的一级网供回水温度。计算结果见表5212河北工程大学毕业设计26第六章设备选择61管网设备选择611循环水泵的选择6111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。6112循环水泵的选择（1）设计循环流量根据式（41）及计算热负荷QJ71196586KJ，可求出管网的循环流量为G3876T/H（2）循环水泵扬程RYWHHHH（61）式中H循环水泵的扬程，M；RH热源内部阻力损失，一般取10152MHOYH最远用户的内部压力损失，一般取52MHO；河北工程大学毕业设计27WH供回水干管的阻力损失，本设计21602320HWMHO。由式（61）可得21553252HMHO由G和H两个数据可确定选择热源的循环水泵型号为IS200150400，性能参数如表61表61性能参数表转速1450R/MIN流量6671278L/S扬程4555M效率6047轴功率6033KW电机功率75KW水泵的尺寸如图61所示图61一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S2SH/G（62）式中H、G的意义同式（61）由式（62）可得网路阻力系数S42264810/MSL并得到以下数据河北工程大学毕业设计28表62G与H的对应关系表GL/S4080120160200240280320360400HM1041931662593735086648401037绘制出网路特性曲线如图62所示与泵的特性曲线交点为泵的工作点。图62一级网循环水泵特性曲线612补水泵的选择6121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3050KPA，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29（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。6122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4G（63）式中G设计循环流量，T/H；根据式（63）G补4083/MH113/LS。（2）扬程BXSYSHHHHH（64）式中BH补水点压力值（通过对系统水压图分析确定），M；YSH补给水泵压力管阻力损失，M；XSH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3050BHHKPA（65）补水点压力值BH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（65）可得235439HMHO根据G补和H可确定补给水泵的型号为IX18065125河北工程大学毕业设计30表63水泵性能表转速2900R/MIN流量8331666L/S扬程18225M效率6047轴功率314KW电机功率55KW水泵外形及尺寸如图63所示图63水泵安装尺寸表（3）绘制网路特性曲线网路阻力系数S2SH/G（62）式中H、G的意义同式（61）由式（62）可得网路阻力系数S22031/MSL并得到以下数据表64G与H的对应关系表GL/S12345678910HM0090360811442253244415767299GL/S1112131415161718192河北工程大学毕业设计310HM10891296152117642025230426012916324936绘制出网路特性曲线如图64所示其余泵的特性曲线交点为泵的工作点。图64水泵性能曲线图613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812。河北工程大学毕业设计32第七章管道的敷设与保温71管道的保温711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。712保温材料的选择1材料导热系数要低，一般不超过023KMW2/；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。713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（71）所示11612101LN2/21011632/1/12/FKDDDMBTTDDDSSDPTD71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，M8000H,供暖及非延续运行时，M3000H，H/年；河北工程大学毕业设计33B热价,定为30元/6101163W；FT管道外表面温度,，可近似按热介质温度计算；KT保温层周围空气温度，；管道保温层的导热系数，/WMK。供暖运行M2976H，管道外表面FT120,保温层周围空气温度KT40，热价B30元/6116310W投资偿还年限0T7年，年分摊率P011，外壁换热系数22W/（M2K）。（以下参考当地价格）采用玻璃棉管壳，价格1S240元/M3，保护层为油毡玻璃布2S48元/M2。玻璃棉管壳的导热系数0043000017PTPT查得为90，所以00430000179000583W/（MK）假设004M,则D1D2027320040353M按以上公式计算，式（71）左边6121021011632/1/FKMBTTDSSDPT6230003000583120400273101163240248/03530111/76419760732610116326719550252961427159573261026719550535式（71）右边111LN2/12/DDDDDD03530353LN200583/220273027302731200583/2203530332300194098503河北工程大学毕业设计3454不符合要求,继续试算假设005M,则D1D2027320050373M式（71）左边6121021011632/1/FKMBTTDSSDPT0537式（71）右边111LN2/12/DDDDDD0448不符合要求,继续试算假设006M,则D1D2027320060393M式（71）左边6121021011632/1/FKMBTTDSSDPT0538式（71）右边111LN2/12/DDDDDD0548所以保温层厚度取005M在确定保温层厚度后,其余管径可以在参5的热力管道保温层厚度表中查得。管壁厚度选用表管道公称直径DNMM壁厚（MM）503570358035100412541505200625063007河北工程大学毕业设计35714直埋管道的保温层计算（1）直埋供热管道保温层应满足工艺对供热介质温度降、保温管周围土壤温度场等的技术要求，当经济保温层厚度能满足技术要求时，取经济保温层厚度，但最小厚度应满足制造工艺要求。（2）经济保温厚度、技术保温厚度和管道热损失计算中有关参数，应符合国家现行标准城市热力网设计规范CJJ34的规定。72管道敷设方式管网是系统投资最多，施工最繁重部分，所以合理选择管道敷设方式，以及做好管网平面定线工作，对节省投资，保证冷网安全可靠运行和施工维修方便都具有重要意义。721敷设方式确定本设计中根据设计要求管网采用架空敷设河北工程大学毕业设计36第八章供热管道附件及应力计算81供热管道及附件811管道和阀门本设计中的热力管道均采用钢管。其规格和机械强度计算中所用的材料特性根据参考资料的附录141。钢管的连接方式主要是焊接和法兰连接。对三通用焊接，各种铸造管件，如阀门和管子之间连接用法兰连接，对于万头采用锻压弯头连接。设计中的阀门有闸阀和止回阀两种。闸阀用于热水管道上，止回阀主要用于泵的出口和锅炉房内，以防止介质倒流。812补偿器8121设置补偿器的意义供热管道随着热媒温度升高，会产生热伸长现象。如果该伸长无法得到补偿，将使管道承受巨大的应力，甚至破坏管道。因此，必须在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减小关闭的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。8122补偿其种类1自然补偿利用供热管道自身的弯曲管段（如L型或Z型等）来补偿管段的热伸长的补偿方式，应尽量利用管道的自然补偿。2波纹管补偿器它是用单层或多层薄壁金属制成的具有轴向波纹的管状补偿设备。工作时利用波纹变形进行管道热补偿。其主要优点是占地小，不用专门维修，介质流动阻力小，近几年工程中使用逐步增多。在本设计中，主要采用有内套波纹管补偿器。本设计中采用波纹管补偿器与自然补偿相结合的方式。8123波纹管补偿器的选择河北工程大学毕业设计37本设计采用开封市郊区天元管道补偿设备厂生产的RJK型架空式系列波纹管补偿器,其外形图如图81所示,具体尺寸可参见产品样本图81波纹管补偿器外形图在补偿器的神缩端设置多个导向支座,以保证补偿器只吸收管道轴向的位移导向制作的间距第一个导向支座与补偿器间距应为4倍的管道直径,第一个与第二个导向支座的间距应为14倍的管道直径最大间距可按照式81求出2MAX15710NXEILPAPEX81式中E2管道材料的弹性模量，N/MM；4,NPIMMPMPAAX2管道惯性矩设计压力波纹管补偿器有效面积，CM波纹管补偿器额定轴向位移,MM,/XKNMM膨胀节刚度受压缩时取XKX（）受拉伸时取XKX。河北工程大学毕业设计38选取波纹管补偿器时应首先计算热伸长量，可根据式（82）进行计算，12XTTL（82）式中X管道的热伸长量，M；管的线膨胀系数，可由参附录141查得，一般可取61210M/MC；1T管壁的最高温度，取热媒的最高温度，C；2T管道安装时的温度，本设计拟在夏季施工，故可取220TC；L计算管段的长度，M。得出管道的热伸长量后，根据产品样本中提供的不同管径补偿器的最大补偿量可确定该管段的补偿器使用数量，也就可以粗略定出固定支架的使用数量。波纹管补偿器受热膨涨时，由于位移产生的弹性力TP，可按式（83）计算TPKX（83）式中X波纹管补偿器的轴向位移，CM；K波纹管补偿器的轴向刚度，/NCM。通常，在安装时将补偿器进行预拉伸一半，以减少其弹性力。此外，管道内压力作用在波纹管环面上产生的推力HP，可近似按式（84）计算HPPA（84）式中P管道内压力，PA；A有效面积，2M。河北工程大学毕业设计39813管道支座管道支座是直接支承管道并承受管道作用力的管路附件。它的作用是支撑管道和限制管道位移。它承受从管道传来的内压力，外载力和变形力产生的弹性力，并将这些力传到支承结构或地上去。根据支座对管道位移的限制情况，分为活动支座和固定支座。本设计中的活动支座主要采用曲面槽滑动支座和丁字托式滑动支座。而固定支座主要采用焊接角钢固定支座。具体见横剖面图和室外热力管道支座。82管壁厚度及活动支座间距的确定821管壁厚度的选定与校核8211承受内压力的理论计算壁厚12JSWTJSJPDSP（85）式中1S管子理论计算壁厚，MM；JSP计算压力，MPA；WD管子外径，MM；ND管子内径，MM；TJ钢材在计算温度下的基本许用应力，MPA；纵向焊缝减弱系数。对无缝的钢管10，对单面焊接的螺旋缝焊接钢管，取06。本设计采用单面焊接的螺旋缝焊接钢管。8212管子的计算壁厚和取用壁厚计算壁厚JSS1SC（86）取用壁厚SJSS河北工程大学毕业设计40式中JSS管子的计算壁厚，MM；C管子壁厚的附加值，对无缝钢管C11AS，其中1A称作管子壁厚负偏差系数。在任何情况下，计算采用的管子壁厚附加值C不得小于05MM。对于本次设计使用的焊接钢管，当管壁