供热管网工程设计

1、第 1 章 绪 论 31.1 概述 错误 ! 未定义书签。1.1.1 我国城市集中供热现状 错误 ! 未定义书签。1.1.2 工程设计的目的及意义 错误 ! 未定义书签。1.1.3 设计指导思想 错误 ! 未定义书签。1.2 设计题目 31.3 设计原始资料 3第 2 章 供暖系统设计热负荷 52.1 体积热指标法 52.2 面积热指标 52.3 城市规划指标法 5第 3 章 供暖方案确实定 73.1 热源形式的选择 73.2 热媒种类的选择 73.3 热媒参数确实定 73.4 热网形式的选择 83.4.1 枝状管网 83.4.2 环状管网 93.5 供热系统热用户与热水网路的连接方式 93.

2、6 供热管道的定线原那么 103.6.1 热源位置 103.6.2 管网的走向 103.6.3 敷设方式 113.7 直埋热水管道的防腐 133.8 热水管网系统的定压方式 16第 4 章 供暖管网的水力计算 184.1 供热管网的水力计算方法 184.2 供热管网水力计算的步骤 184.3 管网的水力计算过程 21第 5 章 水压图的绘制 345.1 绘制网路水压图的必要性 345.2 网路水压图的原理及其作用 345.2.1 原理 345.2.2 作用 345.3 绘制水压图的原那么和要求 355.4 绘制水压图的步骤和方法 355.4.1 确定热水网路水压图的基准面及坐标轴 355.4.

3、2 确定静水压曲线位置 365.4.3 确定回水管动水压曲线位置 365.4.4 选定供水管动水压曲线位置 37第 6 章 热负荷延续时间图及年耗热量 396.1 绘制热负荷延续时间图的意义 396.2 供暖热负荷延续时间图 396.3 年耗热量 40第 7 章热水供热系统的供热调节 427.1 热水供热系统的初调节 427.1.1 概述 427.1.2 热水供热系统初调节的方法 437.1.3 初调节应注意的问题 477.2 热水供热系统的运行调节 487.2.1 热水供热系统运行调节的背景 487.2.2 气候补偿器的安装 49第 8 章管道的保温 578.1 设置保温的根本原那么 578

4、.2 保温层材料的选择 588.3 保温层厚度的计算 588.4 热损失的计算 59第 9 章工程经济技术分析 629.1 概述 629.2 管网布置的合理性分析 629.3 管道水力计算的经济分析 639.4 供热管网运行调节的经济分析 63第 10 章设计总结 64参考文献 65致 谢 66附 录 67附录A 外文翻译67对再生能源技术的研究 72第 1 章 绪 论1.1 设计题目北京某小区供热管网工程设计。1.2 设计原始资料本设计为北京某小区建筑室外平面布置，见图 1-1 。根据要求，拟设计室外供热管网。这个小区共有8幢建筑，分别是写字楼建筑面积1000m2；干部公寓5000m2;商店

5、1000m2；会议大厅2000m2;活动中心800m2;小会议室1100m2;培训中心 9000m 2；宿舍楼 10000m 28 幢建筑均有冬季供暖系统。在小区内有一区域换热站提 供低温水80/60 C ，供给小区8幢建筑用热图1-1管网平面图第 2 章 供暖系统设计热负荷供暖热负荷是城市集中供热系统中最主要的热负荷。 它的设计热负荷占全部设计 热负荷的 80%90% 以上 (不包括生产工艺用热 )。供暖设计热负荷的概算，可采用体 积热指标法、面积热指标法或城市规划指标法进行计算。2.1 体积热指标法建筑物的供暖设计热负荷可按下式进行概算Qn q Vw tn tw 10 3 (2-1) 式中

6、， Qn 建筑物的供暖设计热负荷， kW ；Vw 建筑物的外围体积， m3；t n 供暖室内计算温度，C；t w 供暖室外计算温度，C；qv 建筑物的供暖体积热指标，W/ m3 Co供暖体积热指标的大小， 主要与建筑物的围护结构及外形有关。 建筑物围护结构 传热系数越大、采光率越大、外部建筑体积越小、建筑物的长宽比越大，单位体积的热 损失，亦即 qv 值也越大。2.2 面积热指标建筑物的供暖设计热负荷可按下式进行概算：Qn qf F 10 3(2-2)式中， Qn 建筑物的供暖设计热负荷， kW ；F 建筑物的建筑面积，m 2 ；qf 建筑物供暖面积热指标， W/ m 2 。2.3 城市规划指

7、标法对一个城市新区供热规划设计， 各类型的建筑面积尚未具体落实时， 可用城市规 划指标来估算整个新区的供暖设计热负荷。采用供暖面积热指标法， 比体积热指标更易于概算， 近年来在城市集中供热系统 规划设计中，国外、国内也都采用供暖面积热指标法进行概算。故本设计选用了面积热指标法。各建筑的供暖设计热负荷见表2-2。表2-1建筑物供暖面积热指标推荐值建筑物类型居住区综住宅合学校办公医院托幼旅馆商店食堂面积热指标2(W/m )30-4545-5550-7055-7050-6055-70100-130表2-2建筑物米暖热负荷汇总表建筑物名称米暖热指标(W/m 2)米暖建筑面积 (m2)采暖热负荷(kW)

8、商店80100080干部公寓655000325写字楼60100060会议大厅702000140活动中心702000140小会议室70110077培训中心709000630宿舍楼4010000400第 3 章 供暖方案确实定3.1 热源形式的选择依据国家及北京市有关规定，热源型式选择为热力站3.2 热媒种类的选择集中供热系统热媒的选择， 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。集中供热系统的热媒主要是热水或蒸汽。 在集中供热系统中，以水作为热媒与蒸汽相比，有下述优点： 热水供热系统的热能利用效率高。 由于在热水供热系统中， 没有凝结水和蒸汽泄 漏，以及二次蒸汽的热损失，

9、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 20%40% 。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。热水供热系统的蓄热能力高，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。热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。 本设计以换热站为热源，供热系统为民用采暖系统，因此，选用水作为热媒。3.3 热媒参数确实定热水热力网最正确设计供、回水温度，应结合具体工程条件，考虑热源、热力网、热用户系统等方面的因素，进行技术经济比拟确定热水热力网供、 回水温110150

10、C,回水温包括串联尖峰锅炉 当不具备条件进行最正确供、 回水温度的技术经济比拟时， 度可按以下原那么确定：以热电厂或大型区域锅炉房为热源时，设计供水温度可取度不应高于70 C;热电厂采用一级加热时，供水温度取较小值；采用二级加热时，取较大值;以小型区域锅炉房或换热站为热源时，设计供回水温度可采用户内采暖系统的设计温度；多热源联网运行的供热系统中，各热源的设计供回水温度应一致。当区域锅炉房与热电厂联网运行时，应采用以热电厂为热源的供热系统的最正确供、回水温度。本设计中采用的供回水温度是80/60 C。3.4 热网形式的选择热网是集中供热系统的主要组成局部， 担负热能输送任务。 热网系统型式取决于

11、 热媒蒸汽或热水、热源热电厂或区域锅炉房等与热用户的相互位置和供热地区热用 户种类、热负荷大小和性质等。 选择热网系统型式应遵循的根本原那么是平安供热和经济 性。热网系统型式主要有以下两种型式:3.4.1枝状管网枝状管网的系统型式见图3-1。管网采用枝状连接， 热网供水从热源沿主干线，分枝干线，用户支线送到各热用户的引入口处，网路回水从各用户沿相同线路返回热源。枝状管网布置简单，供热管道的直径随距热源越远而逐渐减小；而金属耗量小,基建投资小，运行管理简便。但枝状管网不具后图3-1 枝状管网备供热的性能。当供热管网处发生故障时，在故障点以后的热用户都将停止供热。由于建筑物具有一定的蓄热能力，通常

12、可采用迅速消除热网故障的方法，以使建筑物室温不致大幅度的降低。因此，枝状管网是热水管网最普遍采用的方式342环状管网环状管网的系统型式见图3-2。环状菅列用户引入口用户;口 热源热源图3-2 环状管网环状管网和枝状管网相比， 自动控制措施。热网投资增大， 运行管理更为复杂， 热网要有较高的根据本设计的特点，综合比拟后，决定采用适用小范围供热、形式简单、本钱低 廉的枝状管网型式进行管线布置。3.5 供热系统热用户与热水网路的连接方式供暖系统热用户与热水网路的连接方式可分为直接连接和间接连接两种方式。直接连接使用户系统直接连接于热水网路上。热水网路的水力工况(压力和流量状况)和供热工况与供暖热用户

13、有着密切的联系。间接连接方式是在供暖系统热用户 设置外表式水-水换热器(或在热力站处设置担负该区供暖热负荷的外表式水-水换热器)，用户系统与热水网路被外表式水-水换热器隔离，形成两个独立的系统。用户与 网路之间的水力工况互不影响。供暖系统热用户于热水网路的连接方式，常见的有以下几种方式：(1) 无混合装置的直接连接热水由热网供水管直接进入供暖系统热用户，在散热器内放热后，返回热网回水管去。这种直接连接方式最简单，造价低。但这种连接方式，只能在网路的设计供水 温度不超过标准规定的散热器供暖系统的最高热媒温度时，且用户引入口处热网的 供、回水管的资用压差大于供暖系统用户要求的压力损失时方可应用(2

14、) 装水喷射器的直接连接热网供水管的高温水进入水喷射器， 在喷嘴出形成很高的流速， 喷嘴出口处动压 升高，静压降低到低于回水管的压力， 回水管的低温水被抽引进入喷射器， 并与供水 混合，使进入用户供暖系统的供水温度低于热网供水温度，符合用户系统的要求。水喷射器无活动部件、构造简单、运行可靠、网路系统的水力稳定性好。但由于 水喷射器需要消耗能量， 热网供、回水之间需要足够的资用压差， 才能保证水喷射器 正常工作。这种连接方式只用在单幢建筑物的供暖系统上，需要分散管理。(3) 装混合水泵的直接连接当建筑物用户引入口处， 热水网路的供、 回水压差较小， 不能满足水喷射器正常 工作所需的压差，或设集中

15、泵站将高温水转为低温水，想多幢或街区建筑物供暖时， 可采用这种连接方式。在热力站处设置混合水泵的连接方式， 可适当的集中管理。 但混合水泵连接方式 的造价比采用水喷射器的方式高，运行中需要经常维护并消耗电能。(4) 间接连接 热网供水管的热水进入设置在建筑物用户引入口或热力站的外表式水-水换热器内，通过换热器的外表将热能传递给供暖系统热用户的循环水， 冷却后的回水返回热网回水 管区。间接连接方式需要在建筑物用户入口处或热力站内设置外表式水 -水换热器和供暖系 统热用户的循环水泵等设备， 造价比直接连接高得多。 循环水泵需经常维护， 并消耗 电能，运行费用增加。 但热源的补水率大大减少， 同时热

16、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。这种连接方式只有在热网回水关在用户入口处的压力超过该用户散热器的承受 能力，或高层建筑采用直接连接，影响到整个热水网路压水平升高时才采用。在本设计中都是多层建筑， 而且采用低温水热水供暖系统， 因此选择无混合装置 的直接连接是最经济、最合理的方式。3.6 供热管道的定线原那么3.6.1 热源位置本设计热源为小区内的换热站3.6.2 管网的走向实际定向时要掌握地质，水文资料，地上，地下构筑物情况，除了技术经济合理 外还要考虑维修管理方便，布置时应注意：(1) 管道应尽量穿越负荷区，走向宜平行于建筑物。(2) 尽量少穿越公路，铁路等主要交通

17、干线。(3) 为了施工及管理方便，管线应尽量走绿化地带。(4) 热力管沟外侧与其他建筑物，管线保持一定距离，与根底外边间距不小于1.5米。(5) 热网规划时应当适当考虑各小区连接方便及小区负荷对称。3.6.3 敷设方式合理的选择供热管道的敷设方式， 应对节约投资、 保证热网平安可靠地运行及交 通情况等综合考虑，力求与总体布局协调一致。供热管道的敷设方式可分为架空敷设和地下敷设。考虑到北京地区的气候条件， 小区所在地的地质条件， 地下水位及供暖管网与小区整体环境和协调性等条件， 本设 计均采用地下敷设方式。地下敷设可分为两种方式：(1) 地沟敷设 通行地沟敷设：工作人员可能直立通行的地沟，但造价

18、高。 半通行地沟敷设： 当管道根数较多， 采用单排水平布置沟宽度受到限制时， 可 采用半通行地沟。 不通行地沟敷设：当管道根数不多且维修工作量不大时，可采用不通行地沟， 其造价较低、占地小，但检修方便。(2) 无沟 (直埋 )敷设 直埋设于土壤中，最多采用的型式是供热管道、保温层和保护外壳三者紧密 粘合在一起，形成整体式的预制保温管结构型式。 直埋敷设的优点直埋敷施工工期短， 对其他管道埋设道路工程及现场运输影响很少； 开挖土方量少， 只有半通行地沟敷设的 20% ，而挖出土壤最后可全部回填不必外运， 不少资料报导，直 埋敷设比半通行地沟敷设节省投资 30%左右；聚氨脂直接在管道外围发泡形成的

19、保温效 果比其他任何保温材料导热系数小， 牢固性强，玻璃钢外壳封闭性好， 地下水及冷土层 对它无影响， 据国外资料报导， 使用寿命长达4050年，中间无须维修，因此我选用 直埋敷设。由于受土壤摩擦力的约束， 预制保温管可实现无补偿直埋敷设。本设计埋深 大于 0.8m 。 无补偿直埋供热管道施工方法及应注意的问题1) 为了减小管道的温度应力，管道埋土前进行预加热，加热温度一般可取其工作温度的一半，这时使管道产生热伸长，直至敷土夯实完毕，再让它降温。这时管道无法收缩就产生了冷拉应力，此拉应力也正好是管道工作热压应力之半，这样待日后管道再升温时，此拉应力将逐步减小，待温升到复土预加热温度后，管壁拉、

20、压应力正 好完全抵消， 等管道温升到工作温度时，那么其热应力只有不预热条件之半，因此这是管道工作温度较高时必须采取的平安措施。管道预热措施可在管网适应位置架一水箱将水烧热，然后用泵注入管道，并在各用热户终端临时接通供、回水管，使之水循环，以保证预热水温较长时间恒定；2管道保温材料必须采用聚氨脂，并直接在钢管四周发泡完成，切勿采用预制瓦 块式的复合保温材料，以保证整个聚氨脂保温层与钢管之间产生强大的粘结力；3直埋管段中一般不宜连接什么阀件，如须安装平衡阀、入户总阀等应设在户内，如果必须在直埋管段上安装阀件，那么必须附阀件紧按套管伸缩器，以便日后可以拆卸检修阀件。这时的伸缩器是不作补偿用的，故在它

21、们两端2m深处直埋管段上各捣制一座钢筋混凝土固定墩以防止直埋管产生伸缩位移；4当直埋管与地沟或架空混合敷设时，直埋管快伸出土壤2m处应捣制一座钢筋混凝土固定墩；5如遇直埋敷设支管与非直埋主管连接时，直埋支管接近主管处应留一段地沟以便主管伸缩位移时，支管可随之产生横向摆动，以防止与主管连接处产生强大剪力而 破坏其焊缝，此段地沟敷设的长度应按支管管径弹性应力条件决定；6固定墩结构一般应通过反推力荷重计算确定，但计算时一般很难准确，特别是埋土与玻璃钢管壁的摩擦系数，影响因素较多， 取值范围太大根本无法实际应用。对DN200DN300钢管计算，结果一般达2030t，故固定墩可采用C20混凝土，双向配

22、筋主筋应与钢管焊接，固定墩厚 300mm，上下左右均伸出钢管壁300mm为妥；7供、回水双管平行直埋时，宜采取斜向布置，以便连接分支管时，可防止支管上绕与下绕跨管焊接弯头，使之难以抵抗轴向应力，造成焊缝破坏；8检查井数量要求少，不应设在交通要道和人行车流频繁处，在管道分支有阀门处及其他各种阀门处；套筒补偿器处；需要经常维修的设备和部件处应设检查井；9直埋管埋深应按标准规定，太浅那么不能无补偿直埋。表3-1直埋敷设管道最小覆土深度公称直径mm三125150200250300350400450500车行道下m0.81.01.01.21.2非车行道下m0.60.60.70.80.9图3-5直埋敷设横

23、剖面图管道坡度，热水管道坡度不小于 0.0020.003，可随地形的自然坡度敷设，但在 最高点应设放气阀，最低点设泄水阀。所有去热用户的支管均应坡向与干管连接的检查井，坡度不小于0.001。所有分支管线，在检查井均设排水阀，以便在分支管发生事故时，排除管内存水。(2) 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。(3) 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。(4) 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

24、，并尽量敷设在车道以外的地方。(5) 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。(6) 通过非建筑区的热力管道应沿公路敷设。(7) 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。3.7 直埋热水管道的防腐(1) 管道的防腐涂料选用铁红防锈漆。(2) 水压实验，实验压力为工作压力的1.5倍。管道系统安装后，进行实验，十分 钟内压力下降不大于0.05MPa，不漏为合格。(3) 热力管道严密性实验合格后，须去除管内留下的污垢或杂物，热水及凝结水 管道以系统内可能到达的最大压力和流量进行清水冲洗，直至排出口水洁净为合格。保护层结构保护层外表防腐涂料使用环境涂料名称层数室内

25、架空醇酸磁漆或调和漆2油毡、玻璃布等复合保护层室外架空2地沟敷设沥青冷底子油或乳化沥青2室内外架空薄钢板内外外表刷铁红醇酸底漆2金属薄板保护层管道薄钢板外外表刷醇酸磁漆2说明：绝热设备及管道在绝热前需要进行防锈处理，并刷二道防锈漆铁红酚醛防锈漆或铁红环氧底漆表3-3埋地管道目前常用外防腐层外防腐层涂层结构特点及应用范围聚氨酯硬质泡沫塑料聚氨酯硬质泡沫塑料外贴玻璃钢保护层吸水率小，耐酸、 碱性能较好， 是良好的绝热，绝缘，防腐材料， 使用温度-40120 C，用于直埋绝热管道。PVC防水管材先涂一层底胶，再贴卷材，再 涂两层胶粘剂，外保玻璃布等保护层，粘贴和封口用过氯乙 烯胶粘剂和氯丁胶粘剂。使

26、用温度-2050 C外防腐层涂层结构特点及应用范围环氧煤沥青防腐层见环氧煤沥青防腐结构表3 3有较好的耐水性，吸水率低， 防锈性能好，耐细菌侵蚀，漆膜坚硬，耐酸碱盐性能较好， 耐温三130 C,使用寿命 78年。货源充足，价格低，施工经验 成熟，但吸水率大可达20%， 石油沥青防腐层见石油沥青防腐结构易被细菌侵蚀， 使用寿命不长。表3 4防腐等级防腐层架构总厚度普通级底漆一道环氧煤沥青二道涂层间缠绕玻璃布二层56加强级底漆一道环氧煤沥青四道涂层间缠绕玻璃布三层78特加强级底漆一道环氧煤沥青五道涂层间缠绕玻璃布四层910表3-5非绝热埋地管道石油沥青防腐层结构表防腐层层次从金属外表普通防腐加强防

27、腐特加强防腐算起1冷底子油2石油沥青涂料3防水卷材4石油沥青涂料5聚氯乙烯工业薄膜67冷底子油冷底子油石油沥青涂料石油沥青涂料石油沥青涂料石油沥青涂料防水卷材防水卷材石油沥青涂料石油沥青涂料石油沥青涂料石油沥青涂料聚氯乙烯工业薄膜防水卷材石油沥青涂料石油沥青涂料一聚氯乙烯工业薄膜4.5防腐层最小厚度3.8 热水管网系统的定压方式为实现热水管网设计水压图的运行工况， 必须通过设置定压装置， 采用一定的定 压方式，来维持热水供热系统中定压点压力恒定。供热系统在运行或停止状态下， 压力始终保持不变的店成为恒压点。 供热系统在无 泄漏补水，并忽略热水体积膨胀时，恒压点的压点的压力值是唯一的， 且等于静

28、水压 线值。恒压点的位置一般在系统循环水泵入口处， 也可以在系统的任何一点，视供热系 统的形式而定。维持恒压点压力恒定不变是热水供热系统正常运行定的根本条件。热水供热系统由于不严密， 产生漏水损失，将引起系统内压力的波动。维持热水供热系统内热媒压力一定或在一定范围内波动，必须不断的向系统内补水。所以热水供热系统的定压系统往往和补水系统同时考虑。热水网路常用的定压方式有膨胀水箱定压，补给水泵定压， 惰性气体定压， 蒸汽定压等。补给水泵定压方式是目前国内集中供热系统最常用的一种定压方式。补给水泵定压方式主要有三种形式：(1) 补给水泵连续补水定压方式(2) 补给水泵间歇补水定压方式(3) 补给水泵

29、补水定压设在旁通管处的定压方式间歇补水定压方式要比连续补水定压方式少耗一些电能，设备简单，但其动水压曲线上下波动，不如连续补水方式稳定。间歇补水定压方式宜使用在系统规模不大，供 水温度不高、系统漏水量较小的供热系统中；对于系统规模较大，供水温度较高的供热系统，应采用连续补水定压方式(见图3-6)。图3-6补给水泵连续补水定压方式示意图说明： 1-补给水箱 2-补给水泵 3-平安阀 4-加热装置 5-网路循环水泵 6-压力调节阀 7- 热用户 上述三种补水定压方式， 其定压点都在网路循环水泵的吸入端。 对于大型的热水 供热系统，为了适当地降低网路的运行压力和便于网路的压力工况， 可采用定压点设

30、在旁通管的连续补水定压方式， 使旁通管不断通过网路水。 网路循环水泵的计算流量， 要包括这一局部流量，因此多耗电能。鉴于本设计中供热系统规模不大、供热温度不高所以选择间歇性补水定压方式。第4章供暖管网的水力计算4.1 供热管网的水力计算方法室内热水供暖系统管道水利计算的根本原理与公式完全适用于室外热水网路，为了简化计算室外供热管网水利计算多采用局部阻力当量长度法。本设计中的水力计算采用当量长度法。4.2 供热管网水力计算的步骤(1)确定网路中热媒的计算流量(4-1)Q0.86QG C( '1'2 )'1'2式中，G供暖系统用户的计算流量，t/h ；Q 用户热负荷

31、，kW ;c水的比热，取 c =4.187KJ/Kg°C；'1/ '2供热网路的设计供、回水温度,Co以商店为例进行计算，如下：Q0.86Q0.86 80G3.44t/hc( '1'2 )'1 '280 60本设计中各建筑的流量计算表见表4-1表4-1各管段流量计算表建筑名称商店干部公寓写字楼会议大厅活动中心小会议室宿舍楼培训中心负荷803256014014077400630(kW)设计流3.4413.972.586.026.023.3117.2027.08(2)确定热水网路的主干线及其平均比摩阻热水网路水利计算是从主干线开始。网路中平

32、均比摩阻最小的一条管线，称为主干线。在一般情况下，热水网路各用户要求预留的作用压差根本相等，所以通常从热源到最远用户的管线是主干线。主干线的平均比摩阻 R 值对确定整个管网的管径起着决定性的作用， 热水网路主 干线的比摩阻通常是通过技术分析的方法来确定。 当管段的通过能力一定时， 管段的比 摩阻与管道的直径 d 的 5.25 次方成正比，即管径越大将使该管段的比摩阻减小，使热水 网路的阻力损失减小， 因而循环水泵的功率减小， 经济运行费用也减少。 但供热管道 直径越大，供热管网的建设投资越大。如选用的 R 值较大，热媒流速高， 管径越小，从而降低了管网的基建投资和热损 失，但网路循环管水泵的基

33、建投资和电耗随之增加。同时，比摩阻 R 值的大小，还影响 供热管网水利工况的稳定性。比摩阻 R 值增大，供热管网的水利稳定性将下降。因此需 要找出一个经济的比摩阻值， 使热水供热管网在规定的计算年限里总费用 最少。经济比摩阻是综合考虑管网和热力站的投资与运行电耗及热损失费用等得出的 最正确管径设计比摩阻值。 当供热管网主干线供、 回水干管总长度较长时， 比摩阻选用 较小值，反之选取较大值。 在供热管网主干线末端宜选用比摩阻的较小值， 反之选取 较大值。在供热管网主干线末端宜选用比摩阻的较小值。 影响经济比摩阻的因素很多， “经济比摩阻的值是一个有待探讨的问题。根据?热网标准?，在一般情况下热水

34、网路主干线的比摩阻， 建议采用 3070Pa/m 进行计算。(3) 根据热水网路主干线各管段的计算流量G 和经济比摩阻 R 值，有热水网路水利计算表，确定各管段的管径 d 和相应的实际比摩阻 R 值。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 L zh 。(4) 根据管段折算长度 Lzh 的总和利用下式计算各管段压降PP R( L Ld )(4-2)P式中， 管段压降， Pa ；R 管段的实际比摩阻 , Pa ；L 管段的实际长度， m ；Ld 局部阻力当量长度。(5) 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

35、， 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，L zh=L X 1.3 , 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水力计算表确定支 线的公称直径、实际比摩阻及实际压降。(6) 对于实际压降过小的管段为消除剩余压头，应在用户引入口或热力站处安装 调压板、调压阀门、平衡阀或流量调节器等来消除压头，以便使供热管网各环路之间的阻力损失平衡，防止产生距热源近处的用户过热而远处用户过冷的水平失调现象。 本设计采

36、用调压孔板，并把它们安装在供水管上。调压板孔径按下式计算：f 23.21 10GDn2V /f4 Dn2mm(4-4)P 0.812G(4-5)pi式中，调压板的孔径，mm ;D n管道内径，mm ;G管段的计算流量，kg/h ；P因只在供水管安装调压板，剩余压头应为供调压板需消耗的剩余压头, 回水管压力损失之和，Pa;热水的密度，kg/m 3。图4-1管线标号图4.3 管网的水力计算过程(1)主干线的计算 干线1 2的计算确定12的流量Q1852G 3.6 3.6 79.62 t/htgth80 60取主干线的平均把摩阻在R=3070pa/m范围之内根据 1 管段的流量和 R值的范围，由热水

37、网络水力计算表查得 1 2管段的比摩阻R=27Pa/m,d=200mm, v =0.69m/s 管段1 2的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查处出弯头1 x 6m=6m 所以 I d=6m.管段 1 2 的折算长度 I zh=22.05+6=28.05m.管段1 2的压力损失p=R x lzh=760.16Pa 干线2 3的计算602确定23的流量QG 3.6 3.6 25.88 t/htg th80 60R=3070pa/m范围之内根据23管段的流量和 R值取主干线的平均把摩阻在的范围，由热水网络水力计算表查得2 3管段的比摩阻 R=48.8Pa/m,d=125mm, v=

38、0.69m/s管段23的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出P=R x lzh=816Pa直流三通 1 x 6.5m=6m 异径接头 1 X 1.32m=1.32m,所以 ld=6+1.32=7.32m. 管段 23 的折算长度 lzh=3.5m+7.32m=20.82m.管段23的压力损失 干线34的计算确定34的流量5253.6 22.57 t/h80 60QG 3.6 >tgth取主干线的平均把摩阻在R=3070pa/m范围之内根据 1 管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得3 4管段的比摩阻 R=31.08Pa/m,d=125mm, v=0.54m/s

39、管段34的局部阻力当量长度 I d可由热水网络局部阻力当量长度表查出直流三通 1 x 6.5m=6.5m ,所以 ld=6.5m.管段 34 的折算长度 I zh=78.15m+6.5m=84.65m.管段34的压力损失p=R X lzh=2630.92Pa 干线45的计算确定线4 5的流量Q 362.5G 3.6 3.6 15.58 t/htg th80 60取主干线的平均把摩阻在R=3070pa/m范围之内根据线45管段的流量和 R值的范围，由热水网络水力计算表查得线4 5管段的比摩阻 R=48.22Pa/m,d=100mm,v =0.57m/s管段线4 5的局部阻力当量长度ld可由热水网

40、络局部阻力当量长度表查出直流三通 1 X 5m=5m 异径接头1 x 0.98m=0.98m,所以 I d=5+0.98=5.98m.管段线 4 5 的折算长度 I zh=33.35m+5.98m=39.33m.管段线4 5的压力损失 p=R X lzh=1849.2Pa 干线56的计算确定线5 6的流量Q200G 3.6 3.6 8.6 t/htgth80 60取主干线的平均把摩阻在R=3070pa/m范围之内根据线56管段的流量和 R值的范围，由热水网络水力计算表查得线56管段的比摩阻 R=42.12Pa/m,d=80mm, v=0.47m/s管段线5 6的局部阻力当量长度ld可由热水网络

41、局部阻力当量长度表查出直流三通 1 X 3.7m=3.7m 异径接头 1 X 0.38m=0.38m,所以 I d=3.7+0.38=4.08m.管段线4 5的折算长度I zh=49.75m+4.08m=53.83m.管段线4 5的压力损失p=R X lzh=2251.3Pa 干线63#的计算确定线6 3#的流量Q100G 3.63.64.3 t/htg th80 60取主干线的平均把摩阻在R=3070pa/m范围之内,根据线63#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线6 3#管段的比摩阻 R=26.55Pa/m,d=70mm,v =0.33m/s管段线6 3#的局部阻力当量长度I

42、d可由热水网络局部阻力当量长度表查出直流三通 1 X 2.6m=2.6m 异径接头 1 X 0.3m=0.3m,所以 Id =2.6+0.3=2.9m.管段线6 3#的折算长度lzh=30.17m+2.9m=33.07m.管段线6 3#的压力损 失 p=R X I zh=870.0Pa(2)支线的计算 支线3 1#的计算Q77G 3.63.63.3t / htgth80 60管段31#的资用压力为：p31#= p3- 4+ p4 -5+ p5- 6+ p6 3#=7601.5Pa设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值aj=0.6，那么比摩阻大致可控制为R= p3 - 1#/I 3 1 #(1+

43、0.6)=1590Pa/m根据线6 3#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线3 1#管段的比摩阻 R=800Pa/m,d=32mm, v =1.1m/s管段线3 1#的局部阻力当量长度Id可由热水网络局部阻力当量长度表查出分流三通 1 X 0.75m=0.75m 阀门 1 X 0.65m=0.65m,所以 Id =0.75+0.65=1.4m. 管段线3 1#的折算长度lzh=3m+1.4m=4.4m.管段线3 1#的压力损失p=R X I zh=3510.4Pa与资用压头的差值 P =7601.5 - 3510.4=4091.1Pa4091.1不平衡率：53.8%需在31#管段

44、上加调压孔板f 23.2110 4 Dn2 P 0.812G23.1 10 4322 1000 24091.10.8123300 9445.8调压板的孔径为：c 22d .jGDn/ J 3300 32 /18.9 mm耳 z f9445 .8支线42#的计算一 Q162.53.67.0 t/hG3.6tgth80 60管段42#的资用压力为：p42#=p4 5 +p5 -6+ p6 3#=4970.6Pa设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值aj=0.6，贝吐匕摩阻大致可控制为R= p3 1#/l 3 - 1#(1+0.6)=424.1Pa/m根据线4 2#管段的流量和R值的范围，由热水网络

45、水力计算表查得线42#管段的比摩阻 R=387.4Pa/m,d=50mm, v =1.03m/s管段线4 2#的局部阻力当量长度Id可由热水网络局部阻力当量长度表查出分流三通 1 X 1.3m=1.3m 阀门 1 X 0.65m=0.65m,所以 ld =1.3+0.65=1.95m.管段线5 2#的折算长度lzh=7.3m+1.95m=9.3m.管段线4 2#的压力损失p=R X l zh=3593.3Pa与资用压头的差值P =4970.6 - 3593.3=1377.3Pa1377.3不平衡率：27.7%需在42#管段上加调压孔板42 ff 23.21 10 4 Dn2.P 0.812G2

46、3.1 10 4502 100023593.30.8127000 21165.5调压板的孔径为：d700050 221165.528.8 mm 支线52#的计算QG 3.6tgth162.53.6 7.0 t/h80 60管段52#的资用压力为:p52#= p5 6+ p6 3#=3121.4Pa设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值aj=0.6，那么比摩阻大致可控制为R= p5 2#/| 3 - 1#(1+0.6)=266.3Pa/m根据线5 2#管段的流量和 R值的范围，由热水网络水力计算表查得线52#管段的比摩阻 R=304Pa/m,d=50mm, v =0.92m/s管段线5 2#的局

47、部阻力当量长度 ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出分流三通1X 1.3m=1.3m 阀门 1 x 0.65m=0.65m,所以 ld =1.3+0.65=1.95m.管段线5 2#的折算长度lzh=7.3m+1.95m=9.3m.管段线5 2#的压力损失p=R x l zh=2819.8Pa与资用压头的差值P =3121.4 - 2819.8=301.6Pa不平衡率：301.6-9.7%15%3121.4所以不用加调压孔板 支线6 3#的计算Q100G 3.63.64.3 t/htg th80 60管段6 3#的资用压力为：p63#= p5 6+ p6 3#=815.7Pa设局部阻力损失与

48、沿程阻力损失的估计比值aj=0.6，那么比摩阻大致可控制为63# 管R= p5 2#/l 3 1#(1+0.6)=99.5Pa/m根据线6 3#管段的流量和 R值的范围，由热水网络水力计算表查得线段的比摩阻 R=110Pa/m , d=50mm , v =0.56m/s管段线6 3#的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出分流三通 1 x 1.3m=1.3m 阀门 1 x 0.65m=0.65m,所以 Id =1.3+0.65=1.95m.管段线6 3#的折算长度lzh=5.5m+1.95m=7.4m.管段线6 3#的压力损失 p=R x I zh=814Pa与资用压头的差值P

49、 =815.7 - 814=1.7Pa不平衡率很小不用加调压孔板分干线的计算找出与支干线并联的管路，可知p2 6#= p2- 3+ p3 -4+ p4- 5+ p5 6+ p6 3#=8417.5Pa设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值aj=0.6，贝何计算出参考比摩阻为R= p2- 6#/l 3 1#(1+0.6)=154.3Pa/m 管线27的计算确定线2 7的流量Q1250G 3.63.623.7t/htg th80 60取主干线的平均比摩阻在8417.5Pa左右，根据线2 7管段的流量和 R值的范围,由热水网络水力计算表查得线27管段的比摩阻 R=160Pa/m,d=125mm, v

50、 =1.22m/s管段线2 7的局部阻力当量长度Id可由热水网络局部阻力当量长度表查出分流三通 1 x 4.4m=4.4m 闸阀 1 x 2.22m=2.22m,所以 Id =4.4+2.22=6.62m.管段线2 7的折算长度I zh=2.9m+6.62m=9.52m.管段线2 7的压力损失 p=R x Izh=1523.2Pa 管线78的计算确定线7 8的流量Q935G 3.63.643.2t/htg th80 60取主干线的平均比摩阻在8417.5Pa左右，根据线7 8管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线 78管段的比摩阻R=100Pa/m,d=125mm, v =0.97

51、m/s管段线7 8的局部阻力当量长度Id可由热水网络局部阻力当量长度表查出分流三通 1 x 4.4m=4.4m 变径接头1 x 1.32m=1.32m,所以 I d=4.4+1.32=5.72m.管段线 7 8 的折算长度I zh=2.72m+5.72m=8.44m.管段线7 8的压力损失p=R x Izh=712Pa 管线89的计算确定线8 9的流量Q798.15G 3.6 3.6 37.2 t/htg th80 60取主干线的平均比摩阻在8417.5Pa左右，根据线8 9管段的流量和 R值的范围，由热水网络水力计算表查得线89管段的比摩阻 R=85Pa/m,d=125mm, v =0.87

52、m/s管段线7 8的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出分流三通 1 X 4.4m=4.4m ,所以 ld=4.42m.管段线 7 8 的折算长度 I zh=4.99m+4.42m=9.41m.管段线7 8的压力损失p=R X Izh=798.2Pa 管线9 10的计算确定线9 10的流量Q795G 3.63.6 34.2 t/htg th80 60取主干线的平均比摩阻在8417.5Pa左右，根据线 9 10管段的流量和 R值的范围，由热水网络水力计算表查得线910管段的比摩阻R=70Pa/m,d=125mm, v =0.8m/s管段线9 10的局部阻力当量长度I d可由热水网络局部阻力当量长度表查出分流三通 1 X 4.4m=4.4m ,所以 ld=4.4m.管段线 9 10 的折算长度 I zh