锅炉与供热课程设计住宅供热系统设计

XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书PAGEPAGE3锅炉与供热课程设计说明书课程名称：供热工程设计题目：哈尔滨一住宅供热系统设计院系：能源与平安工程学院学号：姓名：X指导教师：20219月前 言将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以知足人们需要的科学技术，称为供热工程。本次课程设计为哈尔滨一民用住宅的供暖系统设计，包括供暖热负荷的计算，散热器的布置和选型计算，供暖系统形式的选择和计算，锅炉的选型及其工艺布置。因为是民用住宅，供暖收费是一个超级麻烦的事，因此采纳分户计量。供热分户计量是以集中供热或区域供热为前提，以适应用户热舒适需求、增强用户节能意识、保障供热和用热两边利益为目的，通过必然的供热调控技术、计量手腕和收费政策，实现按户计量和收费。简单的说，供热计量确实是按用热量的多少收取采暖费，确实是用多少热、交多少费。随着人民生活水平的日趋提高，用户对用热个性化和提高舒适性的要求愈来愈迫切。在传统供热系统中，用户处于被动状态，室内温度由供热单位进行调剂，这种单一调剂不能知足用户的不同需要。实施供热计量就能够够知足用户依照自身要求，利用室内温度操纵装置在必然温度范围内自主调剂所需室温，达到降低耗热量的目的。比如，热用户上班、外出时可将整个衡宇的温度调低：睡觉时可将厅、厨、厕等场所的温度调低：通风换气时，关闭各暖气片上的温控阀。通风完毕后关好门窗并从头设定温控阀的温度档等。如此不仅节省了开支，而且也节约了能源。这次课程设计的另一个要紧任务是锅炉房的设计。锅炉是一个国家工业生产的心脏，它是一种经受必然温度和压力的特殊的能量转换设备，目前我国锅炉的拥有量已超过四十多万吨，年耗煤量达三亿余吨。筑的快速崛起，国家对环境爱惜工作提出更高要求，油气资源的大力开发，燃油燃气锅炉应用逐年上升，燃油燃气锅炉房建设进入新的进展时期。本次课程设计，是通过供暖热负荷的计算，散热器的布置和选型计算，供暖系统形式的选择和计算，锅炉的选型及其工艺布置，使咱们了解供暖系统，同时提高制图和解决实际供热工程问题的能力，巩固所学理论知识，使咱们慢慢树立正确的设计观点。目录绪论 1第一章供暖系统的设计热负荷 3要紧计算公式 3热负荷计算… 4第二章散热器的布置和选型 10………….102.2散热器的布置 10…………….102.4散热器的计算 11第三章热水供暖系统选择和管道布置 13第四章热水供暖系统水力计算 13…………………….134.2系统水力计算 13第五章 锅炉选型与工艺布置 175.1锅炉型号与台数选择 17……………………..19…………………205.4送、引风系统设计 21………22设计总结 26参考文献 27XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书PAGEPAGE5绪论一、设计目的的地位和作用。学生通过该项设计，可了解锅炉与供热设计内容、程序和大体原那么；学习设计计算方式和步骤；提高制图和解决实际供热工程问题的能力，巩固所学理论知识，慢慢树立正确的设计观点。二、工程概述一、本工程为哈尔滨市某一小区建筑楼，将小区分为两个单元，两个单元对称散布，每一个单元为一层地下室和地上四层，每层均有三个住户。地下室高，地上每层3有一内门和隔墙分开，其外墙上无窗。热源由城市热网提供，热媒为热水，供回水温度为：95℃、7010000Pa。二、气象资料室外计算温度冬季室外平均风风速冬季要紧风向：南，西南 冬季日照率：59﹪3、室内计算温度卧室、起居室：Tn=20℃ 浴厕：Tn=20℃楼梯间、走廊：Tn=15℃ 厨房地下室不供暖4、围护结构传热系数℃℃℃℃℃℃℃℃三、设计任务本设计为整栋建筑楼冬季热水供暖工程。设计要紧内容为：（一）设计预备（搜集和熟悉有关标准、标准并确信室内外设计参数）（二）采暖设计热负荷的计算（三）散热设备布置和选型计算（四）系统形式的选择与管道布置（五）系统水力计算（六）锅炉选型与工艺布置第一章供暖系统的设计热负荷管径和散热器等设备的确信、关系到供暖系统的利用和经济成效。要紧计算公式由于冬季室外温度的波动幅度远小于室内外的温差，因此在围护结构的大体耗热量计算中采纳日平均温差的稳态计算法.供暖系统设计热负荷QQQQ

=

+

+Q+Q1围护结构的大体耗热量Qjq'FK(tN

2 t )W

1.X 2 3式中 q'——围护结构的大体耗热量形成的热负荷（W；——围护结构的温差修正系数；F——围护结构面积（㎡；K——围护结构的传热系数[W/(㎡·℃)]；t ——冬季采暖室内计算温度（℃；Nt ——冬季采暖室外计算温度（℃。W围护结构的附加耗热量Q1.X1）朝向修正率xch东、西：-5% 北：0 南2）风力附加率本设计没必要要考虑风力附加；3m，=0那么通过围护结构的总耗热量Q=Q +

=（1+xg）∑aKF(tntw)(1+xch+xf）1 1.X 1.j冷风渗透耗热量Q2采纳裂缝法

wQ78Vρ cw2

(tntw)式中：Q——冷风渗透耗热量（W；2V——经门、窗隙入室内的总空气量，m3/h；ρw——供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3；cp——冷空气的定压比热，c =1KJ/（kg·℃。p经门、窗隙入室内的总空气量按下式计算V=Lln式中： L——每米每小时裂缝入室内的空气量，因为室外平均风速为/s,因此单层木窗L=，双层木窗L=；l——门窗裂缝的计算长度，m；n——渗透空气量的朝向修正系数。Q3关于短时刻开启无热风幕的外门，能够用外门的大体耗热量乘以相应的附加率：Q=NQ3 1.j.m式中：Qj.m

——外门大体耗热量，W;N——考虑冷风侵入的外门附加率。本设计中只有首层有外门,取附加率65n%。1.2热负荷计算二层和三层的热负荷相同，先计算一层热负荷，二楼三楼四楼计算方式同一楼，二三四楼地面无热负荷，四楼吊顶有热负荷,℃二层热负荷计算209的热负荷一、北外墙×3=11.1 a㎡·℃)Q=Q +

=（1+）∑aKF(tntw)xch+）1 1.X 1.j=1××（20-（-26））×二、同理,南外墙Q=506.5w 西外窗Q=248w1 1那么209房间Q=609.6+1渗透空气量的朝向修正系数n:×双层木框窗L=×双层木框窗L=×双层木框窗L= 单层内门L=双层木框外门L=V=Lln ××0.7=m3/h2Qcp(tntw)2Q=0那么QQQQ3=1364.1+3 1 2一样方式能够取得建筑其余房间的热负荷，取得表一，表二XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书房间编号房间编号房间名称维护结构KtnTwtn-twaQ1.jQ1名称面积m2W/(㎡·℃)℃℃℃101西外窗201261248Ww1234567891011卧北外墙西外墙-264611室地面北外墙1281北外窗1起东内墙-26461102居南内墙111123室南内门201地面128103厨西外墙20-26461106房西外窗1东内门15516XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书东内墙12929地面1285656104、108走廊地面15123125、130105浴厕北外墙201551107北内门1127东内墙1128地面128109卧室西外墙20-26461南外墙1西外窗1248地面128110起居室南外墙20-26461486131南外窗1261北内门1551607.5北内墙111261261地面128111卧室北外墙20-26461118北外窗1西内墙15517XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书南内墙201南内门1东内墙1地面128112厨房北外墙20-26461385385117北外窗1西内墙155178.4南内门1地面128113、120走廊地面20128114浴厕西内墙201551119西内门1地面0.66128115卧室南内墙20-26461122南外窗1261北内墙1551北内门1地面128116起居室南外墙20-26461121南外窗1北内墙15518XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书房间北内门地面1房间北内门地面1128124卧室Q总1126、129厨房Q总1132卧室Q总1202、203、212215201223206209210211、218217222216、221224301302、303、309310311、318312315316、321324323306317322热负荷W1194404405413414403、 408 407 412420419415、房间406425427409410 411、418417422430428热负荷W2473201950154511319XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书PAGEPAGE14第二章散热器的布置和选型的优势。散热器规格及传热系数散热器散热器每片长高度H进出口度L散热面水容重工作传热系数K中心距H1积量量压力w/m2·℃型号(M132型)584mm500mm型号(M132型)584mm500mm80mm4m2片1.32L/片7kg/片K=2.426t0.286（95+70）/2-t =℃n散热器的布置1、为避免散热器冻裂，两道外门之间不准设置散热器。在楼梯间或其它有冻结危险的场所，其散热器应由单独的立、支供热，且不得装设调剂阀；二、散热器一样明装或装在深度不超过130mm的墙槽内，布置简单，本设计采纳明装；3、在垂直单管或双管热水供暖系统中，同一房间的两组散热器能够串联连接；贮藏室、茅厕和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同邻居串联连接；4、本设计走廊和浴厕均不设散热器，其热负荷算在相邻的厨房散热器上;五、铸铁散热器的组装片数，不宜超过以下数值：二柱（M132型）—20片；柱型（四柱）—25片；长翼型—7片。热器布置见平面图。散热器的安装底部距地面不小于60mm，通常取150mm；顶部距窗台板不小于50mm；背部与墙面净距不小于25mm。散热器的计算一、以卧室101为例：Q=Wtg=95℃，th=70tn=20℃，t=62.5℃K=w/m2·℃修正系数：1散热器组装片数修正系数，先假定；12散热器连接形式修正系数，因为为同侧上进下出，那么；23散热器安装形式修正系数，为明装则；312F′= 3Q/（K·Δt）=1.0×1.0×1.02×/（×62.5）=m212n′=F′/f=/0.24=1510～20片时，β1′5。m2n=F/f/0.24=16＜20二、因为本设计走廊和浴厕均不设散热器，其热负荷算在相邻的厨房散热器上，那么各房间的散热器计算结果列于下表名称编号房间耗热量名称编号房间耗热量t℃Kw/m2·1F′N′β1′n℃1011516102、1231414103、106932.3+16.9+221.8=117110110109141411013501212111、11812581111112、11710110115、122934818116、12113141241415126、129830.5+16.9+221.8=1069919131135012131321313201、3011414、302、3231313、206、306818209、3091314、231、3311111218318119410110、217、317818、222、322717216、2211213316、321224、3241314、229、329717231、3311111232、3321414121340120851819402、4231718403、4061515409195017184101516411、41815451314412、4171616415、422113110110416、42112134241718426、4291415432183716517第三章热水供暖系统选择和管道布置济，便于治理、维修等因素，采纳适当的采暖形式。依照设计资料中给出动力与能源资料为供热锅炉房提供热媒（热水参数tg=95℃，th=70℃），其引入口处供回水压差P=10000Pa。故可确信本设计为机械循环系统。采纳下供下回双管异程式，水平干管采纳双管异程式热水供暖系统。第四章热水供暖系统水力计算确信系统原理图负荷和管长。4.2系统水力计算对一单元进行水力计算。设计供回水温度为95/70℃。对室内热水供暖系统管路，管壁的当量绝对粗糙度K值取，当K＝时，过渡区的临界速度为1

=/s，2

=/s。本设计热水供暖系统中，管段中的流速通常都在和1 2

之间。确信立管和水平干管的管径（1）依照各管段的热负荷，求出各管段的流量G，计算公式如下：G=3600Q/4.187103（tg＇th（t＇－h）kg/h 式中 Q—管段的热负荷，W；tg＇—系统的设计供水温度，℃；th＇—系统的设计回水温度，℃。（2）平均比摩阻Rpj的确信分户计量采暖系统的户内水平管平均比摩阻Rpj的选取应尽可能大些，可取传统采暖形式平均比摩阻Rpj的上限100—120Pa/m,亦可通过增Rpj的选取应小些，尽可能的抵消重力循环自然附加压力的阻碍。此处推荐40—60Pa/mRpjdRv值列入表四。确信沿程压力损失ΔPy沿程程压力损失：ΔPy=RL。确信局部阻力损失ΔPj（1）各管段局部阻力系数ζ的确信局部阻力阻力系数局部阻力 阻力系数闸阀调节阀90°弯头分流三通直流三通合流三通各管段的局部阻力系数结果见表四（2）ΔPj=ΔPd*∑ζΔPd可查表取得求各管段的压力损失P当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其管道间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件时，由于流动方向或速度的改变，产生局部斡旋和撞击，也要损失能量。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。因此，热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示：PPyPj

RlPj

（6.3）式中：P——计算管段的压力损失，Pa；L——管段长度，m。那么可取得水力计算表，如下XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书管段QG管段QGLdvRΔPy=RL∑ζΔPdΔP号w（kg/h）mmmm/sPa/mPaPa1150.092153204155156207154515810915920291020六2512115122215132320142415152525921516261517271194151828151929152203020五299381030321四401XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书31153215332034153515361422037153815391524020三5605240二54935189040一11098738181050591一样的，回水管阻力损失计算方式同进水管，且结果相同16XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书PAGEPAGE21不平稳率的计算一层用户的阻力损失：ΔP1二层用户的阻力损失：ΔP2=30ΔP3=3143ΔP3=44982重力循环自然附加压力ΔP =2/3ρgΔh=2/3×（977.81-961.92）2Ⅰ××1 资用压力为ΔP'=ΔP-Δ1 Ⅰ Ⅰ2ΔP =2/3×××2Ⅱ2二层用户相关于一层增加的自然附加压力为ΔP2Ⅰ、Ⅱ2资用压力ΔP'=ΔP'+ΔP =3320.2+32Ⅱ Ⅰ Ⅰ、ⅡX21×100%=15.59%同理二、三、四层相关于一层用户的不平稳率如下表层数各层相对于各层用户力各层用户供回水管的压各层用户的供内的总损失各层用户相对于一层用户的Xi加压力（Pa）（Pa）二层15.59%三层3943314320.3%四层9337544981.48%不平稳率均在15%左右，符合要求第五章锅炉选型与工艺布置锅炉型号与台数选择热负荷计算Qmax0 Qmax=K（K1Q0 Q1—采暖最大热负荷，MWK0—管网热损失系数（一样经常使用1.12~1.18）此处取K0K1—采暖同时利用系数，K1Qmax=K0（K1Q1×1×QQ —采暖热负荷，t/h1

pj i

t tn pj Qt t n wtn—采暖室内计算温度，℃t —采暖期室外平均温度，℃pjtw—采暖期采暖室外计算温度，℃Q1

t t n pft tn

Q =20- -10.0.1037341 20- -2）锅炉房三班制运行，采暖工作时刻为180天，全年热负荷是计算全年燃料消耗量的重要依据 D1=24×n×3600×Qpj MJ/年1 iD—采暖的全年热负荷，MJ/年1n—采暖天数1那么D1=24×180×3600×0.07=1088640MJ/年锅炉型号和台数选择25Qmax=号的锅炉两台,一台备用锅炉，其要紧参数见下表锅炉型号额定供热量/MW额定压力/MPa进出水温度/℃锅炉设计使用燃料锅炉效率%排烟温度/℃最大燃料消耗量外形尺寸（长×宽×高）最大耗电量KW水泵入口口径mm烟囱口径mm

20095/70天然气852601255×1180×193025200水处置的任务一般是软化和除氧，某些情形下也需要除碱或部份盐确信水处置设备生产能力一、锅炉循环水量的计算Q—锅炉额定热负荷，kWk—

G3.6kQ t/hctc—管网热水的平均比热容，kJ/(kg℃)t—热水供回水温差，℃G3.6kQ=ct

3.61.151404.187(9570)G置设备自耗软水和工艺设备生产需要软水量决定：G1.2(Gbgl

GbGrw

G)glGb—锅炉补给水量，t/hglGb—热水管网补给水量，t/hrwG —水处置设备自耗水量，t/hzhG —工艺设备生产需要的软水量，t/hgy—裕量系数Gb—锅炉补给水量gl依照锅炉补给水量由锅炉排污量决定，热水锅炉的排污率取2%。Gbgl

=G××Gbrw

—热水管网补给水量：热水管网补水量应由供热设计提供，若是无法取得，可按热水管网循环水量的2%计算，由于当前热水管网实际漏水量普遍比较大，因此应按循环水量的4%计算。Gb=G××rwGzh—水处置自耗水量：按Gbrw

的10——15%计算，那个地址选用12%，那么G

=Gbzh

×12％=0.0264t/hGgl =0则G1.2(Gbgl

GbGrw

G )=1.2（0.11+0.22+0.0264）=0.428t/h=/hgl决定水的软化方式热水锅炉不考虑相对碱度，在热水锅炉的水处置方式中不考虑排污问题。合式离子互换器，如选用全自动组合式离子互换器，选用一台持续出水的即可。pa最高地下水位-6米/h0.03mmol/L0.6mmol/L的水质要求。LDZN-40微电脑自控钠离子互换器其技术参数如下：型号出水量m3/h出水硬度mmol/L原水硬度mmol/LMpaLDZN-40≤10—.除氧设备和排污设备选择一、热水锅炉单台热功率≥7.0MW7.0MW够不除氧，故不考虑除氧二、热水锅炉正常运行中一样不排污，只在热网的水质变得很脏时才排污，故本系统不排污。给水设备和要紧管道的选择与计算紧密的关系。系统图见图纸给水泵的选择一、给水泵的流量1.1G0G1.15.541.16.1t/h=6.1m3/h；二、给水泵的扬程关于压力较低的锅炉，给水泵的扬程可用下式近似计算：—0.2) Mpa P:pa20米水柱3、确信给水泵型号流量Q 扬程型号流量Q 扬程H/m 转速n/(r/min)20 1450（%）32汽蚀余量/mIS50-32-250IS50-32-250离心泵的外形尺寸表如下：泵型号外形尺寸/mm电动机LL1L2L3 H H1B2B3型号功率/kwIS50-32-25013001290225840 280 505540490Y90L-4炉仍能平安、靠得住地供水。度的要求。给水箱的选择（1）给水箱的容积和个数20~40水箱的有效容积可适当增大。G=0.2t/h×t/h=/h那么选择容积为2的水箱送引风系统设计在自然通风和机械通风时，烟囱的高度都应依照排出烟气中所含的有害物质—SONO2 2因此，烟囱的高度的确信，应符合现行国家标准《工业“三废”排放试行标准》、等规定。生引力，而是将烟气排放到足够高的高空，使之符合环境爱惜的要求。XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书每一个新建锅炉钢只能设一个烟囱。燃煤、燃油（燃轻质柴油、煤油除外）锅炉房烟囱高度应依照锅炉房总容量确信。锅炉房烟囱最低许诺高度t/h<11-2t/h<11-22-44-1010-2020-40MW7-1414-28m202530354045t/h，200m20m。择的烟囱的直径：其中的直径是DN200因此咱们的设计当选择直径为DN200的烟囱锅炉房工艺布置和安装维修便利，同时还应节省用地用材，提高建设和运行经济性。锅炉房的组成锅炉房包括设置锅炉的锅炉间，设置给水、水处置、送引风、运煤除灰等辅容量和规模及工艺流程的需要布置。锅炉房建筑平安要求锅炉属于有爆炸危险的承压设备，锅炉房的设计必需严格执行国家有关规定。锅炉房建筑布置形式锅炉房设备选择室内布置，新建的锅炉房一样预留有扩建的可能性。一样原那么锅炉房内各类设备的布置应保证其工作平安靠得住、运行治理和安装检修便利；设备的位置应符合工艺流程，以便于操作和缩短管线。另外，设备布置还应能合理利用建筑面积和空间，以减少土建投资和占地面积。22XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书PAGEPAGE27锅炉布置锅炉的布置方式和布置尺寸与锅炉容量、燃烧设备和受热面结构等因素有关。本设计中的锅炉房位于地下室，由锅炉间和辅助间两大部份组成。锅炉最高操作平台至屋架之间的净高不小于2m，并应知足起吊设备操作高度的要求。本设计中的锅炉房运转层标高±0.00，6m，4m24m，7m。辅助设备的布置距总烟道的尺寸，应考虑风机、出口渐扩管和烟闸安装的要求。除尘器一样露天布置，小型锅炉的除尘器也能够布置在室