供热外网毕业设计

供热外网毕业设计供热外网毕业设计论文摘要随着人们生活水平的提高，集中供热被越来越多地采用，采用集中供暖可以减少能量的浪费,提高供热效率,减少环境污染,利于管理.同时采用集中供热可提高供热质量,提高人们的生活质量.但是在以往的设计中,由于外网与内网的配合往往出现缝隙,使得各个建筑物的资用压头与实际需要的出现偏差,使系统水力失调,浪费了大量的热量,而供热效果却不甚理想.本次设计要求解决这一问题,使得系统的平衡性有一个较大的提高,减少系统的失调损失,节省燃料和电、水的消耗,并提高供热质量。间接连接供热因其热源补水率低，热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。在近年来已经成为流行的供热方式。本次设计为贴近实际也采用了间接连接供热，在各个小区设置了热力站。地沟敷设已被使用很久，使传统的供热管道敷设方式，本次设计的一级网使用了这种成熟的辐设方式。近年来兴起的直埋敷设因其造价低，施工快，维护简单等特点以及越来越可靠的性能，在实际工程中也有了很多应用，本次设计的的二级网采用了这种新型的敷设方式。关键词：间接连接供热；直埋敷设；水力平衡说明书勘误：水泵的选取有误要求必须按照正确的方法选取，而且需要知道步骤尤其是水泵的特性曲线，水泵图谱一定要明白。不要使用软件选水泵热源循环水泵应尽量选取一用一备，不应有富裕值，两台并联使用时型号应不相同，用以调节使用。补给水泵应选取一用一备。Q应为1.1倍的计算值。H应为1.2倍的理论计算值。热力站循环水泵应选取一用一备，多台并联时，型号不应相同补给水泵一用一备。Q应为1.1倍的计算值。H应为1.2倍的理论计算值。摘要的英文翻译应当重新翻译，作者水平有限，错误甚多。AbstractWiththetheexaltationofpeople’slife.Thedistrictheatingsystemhasbeenadoptedmoreandmore,theadoptionofcanreducethewasteofenergy,raisetheefficiencyofheating,decreasethepollutionofenvironment,benefitinmanagement.Adoptdistrictheatingsystemcanraisetheheatingquality,raisepeople'slivingqualityatthesametime.Butintheformerdesign,becauseofthematchoftheoutsidenetwiththeinsideusuallyappearsblindside,makingthepressofthesystemprovidingdeviationofeachbuildingneed,whichmakesthemaladjustmentofthepress.effectivedemand,makethesystemmaladjustment,wasteagreatdealofenergy,butprovidebadheatingquality.Thisdesignrequestresolvesthisproblem,makingthebalanceofthesystemhaveabiggerexaltation,reducingtheofthesystemmaladjustment,reducetheconsumeofelectric,water.Theindirectconjunctionheatingbecauseofitslowneedingofwater,thepressureconditionanddischargeworkconditionofthesystemisindependencetotheuser.Itiseasyforthemanagementoftheheatingsystem.Theindirectconjunctionheatingsystemhavealreadybecomepopularinrecentyears.Thisdesignusethissystem,too.Setthermodynamicstationineachblock.Theditchspreadhavealreadybeenusedforalongtime,thistraditionallymodeisusedinthefirstclassnet.Directburiedspreadriseinrecentyearsbecauseofit’slowprice,quickconstruction,moreandmoredependablefunction.Directburiedpipelinehasbeenusedinalotsofprojects.Thesecondclassnetofthisdesignadoptthiskindofnewspreadmethod.Keyword:theindirectconjunctionheatingsystem;Directburiedpipeline;pressbalance目录摘要 IAbstract II第一章绪论 11.1设计题目 11.2原始资料 11.2.1设计地区气象资料 11.2.2设计参数资料 11.2.3基本设计要求 1第二章热负荷的计算及热负荷延续图的绘制 22.1集中供热系统热负荷的概算 22.1.1集中供热系统以及热负荷的类型 22.2热负荷的计算 22.2.1采暖设计热负荷的计算 22.2.2生活用热的设计热负荷 52.2.3年负荷的计算 62.3热负荷延续时间图的绘制 72.3.1绘制热负荷延续时间图的意义 72.3.2热负荷延续时间图的绘制 7第三章供热方案的确定 113.1室外供热管道的平面布置 113.1.1供热管道的平面布置类型 113.1.2供热管道的定线原则 113.1.3热水供应方案的确定 12第四章管网水力计算与水压图 144.1一级网的水力计算 144.1.1计算方法 144.1.2水力计算的步骤 144.1.3部分管路计算实例 154.2二级网水力计算 194.2.1计算步骤 194.3绘制网路水压图 214.3.1绘制网路水压图的必要性 214.3.2网路水压图的原理及其作用 224.3.3绘制水压图的原则和要求 224.3.4绘制热水网路水压图水压图的步骤和方法 22第五章热水供暖系统的运行调节调节曲线 245.1运行调节概述 245.1.1运行调节的意义 245.1.2调节方式的确定 245.1.3二级网的调节曲线的确定 245.1.4确定一级网路质量—流量调节曲线 27第六章设备选择 296.1一级网设备选择 296.1.1循环水泵的选择 296.1.2补水泵的选择 316.1.3波纹管补偿器 346.2二级网设备选择 346.2.1循环水泵的选择 356.2.2补给水泵的选择 376.2.3换热器的选取 406.2.4分水器、集水器 436.2.5补水箱的选择 446.2.6除污器的选择 44第七章管道的敷设与保温 467.1管道的保温 467.1.1保温的目的 467.1.2保温材料的选择 467.1.3保温层厚度 467.1.4直埋管道的保温层计算 487.2管道敷设方式 497.2.1敷设方式确定 49第八章供热管道附件及应力计算 518.1供热管道及附件 518.1.1管道和阀门 518.1.2补偿器 518.1.3管道支座 548.2管壁厚度及活动支座间距的确定 548.2.1管壁厚度的选定与校核 548.2.2管道活动支座间距的确定 578.3固定支座最大间距确定 588.4直埋管道的应力计算 598.4.1直埋敷设预制保温管道的应力验算方法 598.4.2直埋预制保温管的应力验算的规定 598.5直埋管道管壁厚度的计算 608.5.1管道的理论计算壁厚计算 608.5.2基本许用应力修正系数(φ)的取用 608.6直埋管段的补偿与失稳计算 618.6.1管道屈服温差的计算 618.6.2失稳计算 61附录1设备一览表 64附录2热力站设备样本 65第一章绪论1.1设计题目XX市XX区供热外网设计1.2原始资料1.2.1设计地区气象资料采暖室外计算温度：；采暖季天数：；采暖室外平均温度：；最大冻土层深度：189。1.2.2设计参数资料一级网供回水温度：；二级网供回水温度：；室内计算温度：。1.2.3基本设计要求本设计采用间接连接，一级网采用地沟敷设，二级网采用直埋敷设，在小区内设置若干热力站。第二章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.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].2.2热负荷的计算2.2.1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）式中—建筑物的供暖设计热负荷,；—建筑物供暖面积热指标,；—建筑物的建筑面积,.建筑物供暖面积热指标的推荐取值如表2-1所示表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（）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汇总表建筑物名称建筑物面积m2热负荷W建筑物名称建筑物面积m2热负荷W联通大厦204301021500环卫12#9471473550罗兰斯宝3#8920446000环卫13#4991249550东安市场139441254960福民1#11896594800教委1#6139306950福民2#10808540400教委2#10136506800清福小学9084454200人民小学1#2288114400福民3#16568828400人民小学2#131665800福民4行3065153250信大-41#6592329600土产10241512050信大-42#12200610000蔬菜1#5411486990信大-43#6244312200蔬菜2#54114869900927-11#4809240450库房419104750927-10#6744337200北龙1#7216360800少年菜厂8760438000新财贸9728486400北龙2#11328566400郊区乡企局6208310400北龙3#6624331200富强172086000弹簧年宫28080404000北龙4#7376368800工行2#11998599900华威16#6776338800工行1#4060203000华威17#7336366800工行3#6874343700华威21#4809240450幼儿园134267100华威18#5229261450农行12816140800华威22#8484424200农行25380269000华威19#5124256200人行2092104600弹簧厂3976357840郊行24948247400华威23#4109205450邮电6#5110255500华威20#4487224350郊行1#4470223500东安1#5838291900邮电5#5215260750自动化2#5621281050菜园4#4380219000东安检察院8400420000邮电4#5215260750东安3#4515225750菜园3#4380219000东安4#4956247800菜园2#4380219000信大（房产）2151107550菜园1#4470223500环卫2#31991599505#4818240900环卫3#2779138950财政卫1#7168358400电业1#3504175200工商行1#6783339150电业2#4038201900工商行2#10227511350电业3#4038201900工商行3#19152957600电业4#3780189000六中3972198600规划1#3810190500罗兰斯宝1#7192359600规划2#3810190500罗兰斯宝2#7064353200规划3#4800240000罗兰斯宝3#30171508504#5610280500永安1#3934196700南市6370318500东大10808540400新建16524326200世纪家园3256881284400新建26965348250世纪家园43720186000新建36510325500二食品3325166250运输6629331450世纪家园220280101400014#11200560000世纪家园124352121760017#4025201250北龙6#733636680019#8176408800北龙5#451222560016#3640182000北龙8#836041800018#5740287000北龙7#7312365600国税4800240000北龙9#70163508002#7987399350信大7-1#16160808000花园1#5005250250信大7-2#908045400010#5950297500信大7-3#94404720009#5670283500信大7-4#92324616006#3990199500信大7-5#82484124007#3920196000信大7-6#183609180008#3808190400信大8-1#10904545200新6#7120356000信大8-2#11232561600工行1#5880294000信大8-3#4152207600工行2#5901295050信大8-4#3402170100牛角湖5600280000信大8-5#3297164850少年宫147122356001#37101855002#37101855003#3710185500根据表2-2可知总供热面积为931999,总的采暖热负荷为47015150W2.2.2生活用热的设计热负荷生活供暖热负荷主要是热水供应热负荷,其热负荷取决于热水用量,与住宅内卫生设备的完善程度和人们的生活习惯有关.热水供应系统的工作特点是热水用量具有昼夜的周期性,每天的热水用量变化不大,但小时热水用量变化较大,计算时先算出每人每天热水供应平均小时热负荷,然后再根据用热水的单位数（住宅为人数,公共建筑为每日人次数）计算出每天的热水用量和热负荷.供暖期的每人热水供应平均小时热负荷咳按下式计算：（2-2）式中—供暖器的热水供应平均小时热负荷,KW；—每个用热水单位平均的热水用量（住宅每户设有淋浴设备时每人每日65℃的用水量标准为75～100L,本设计取90L）,L；—生活热水温度,一般为60～65℃,本设计采用65℃；—冷水计算温度,取最低月平均水温,本设计取5℃；—每天供水小时数,一般取24；—水的比热,=4.1868KJ/kg℃；—水的密度,按=1000Kg/m3.根据上式，平均每人每日热负荷为0.3KW/人。本设计中要求信大小区的5住宅楼实现热水供应。按照每户居住4人计算可得以下结果如表2-3所示。表2-3生活用水热负荷计算表建筑物名称单层面积m2层数总面积m2人数热负荷KW信大-41#8248659225676.8信大-42#1525812200480144信大-43#44614624422467.20927-11#6877480916850.40927-10#8438674425676.8生活用热总建筑面积m236589生活用热总负荷KW4年负荷的计算供暖年负荷的计算（2-3）式中—采暖年耗热量，GJ；—采暖平均热负荷，KW；—采暖期天数。其中（2-4）式中—室内计算温度，℃；—供暖室外计算温度，℃；—采暖期日平均温度，℃；—供暖设计热负荷，根据表2-2和表2-3可知=47015150W。根据上式可得W采暖期年耗热量J生活用热年负荷（2-5）式中—热水供应年负荷，KJ/年；—热汇供应平均负荷，KW；—热水供应天数；—每天供应热水小时数。由上式可得生活用热年负荷为KJ/年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采暖热负荷延续图（1）供暖负荷随室外温度的变化曲线。牡丹江市供暖室外温度,利用下式可求出某一室外温度下的供暖热负荷。（2-6）式中—在室外温度下的供暖热负荷，W;—供暖设计热负荷，W;—供暖室外计算温度，℃；—某一室外温度，℃；—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2-1所示热负荷延续时间图的绘制查参考资料I可知牡丹江的不同室外气温的延续时间如表2-4所示,表2-4牡丹江的不同室外气温的延续时间表等于或低于某一室外温度的延续小时数（h）供暖期天数N（天）供暖室外计算温度供暖期日平均温度+5+30-2-4-6-8-10180-24-9.143203938347132042937268224412193-12-14-16-18-20-22-24191115901249866533268113在不同的温度下，供热系统的热负荷如表2-5所示表2-5不同的温度下，供热系统的热负荷表温度（）+5+30-2-4-6-8-10热负荷（KW）1455216791201492238824627268662910531343温度（）-12-14-16-18-20-22-24—热负荷（KW）33582358213806040299425384477647015由以上数据可绘得热负荷延续时间图如图2-2所示第三章供热方案的确定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]3.1.2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]3.1.3热水供应方案的确定对要求热水供应的信大小区需单独确定热水供应方案。为实现环保的要求，冬季可使用一级网供应热量，结合换热器提供生活热水，供水温度应保持在65左右，以减少小型锅炉的污染，节省能源。而夏季时，则采用专门的热水锅炉房提供生活热水，白天同时可使用太阳能积蓄部分热量，不足的热量可由锅炉房提供，夜间利用白天积蓄的热量与锅炉房配合满足需要。由于热水供应量的不确定性，故本设计采用壳管式换热器，可兼作储水箱的作用。系统图如图3-1所示。冬季运行时，打开3号阀门，关闭1、2、4、5号阀门，只运行换热器。夏季运行时，关闭3号阀门，打开1、2、4、5号阀门，停止运行换热器，水通过锅炉房和太阳能集热器进行加热。在太阳能集热器的出口管和锅炉房出口管上上装有温度传感器和比较器，当太阳能集热器出口水的温度低于锅炉房出水温度而高于进口温度时，则关闭6号阀门，打开7号阀门使水流至锅炉房入口，当太阳能集热器的出口温度高于锅炉房出口温度时则打开6号阀门，关闭7号阀门使水流至分水器。第四章管网水力计算与水压图4.1一级网的水力计算4.1.1计算方法本设计中的水力计算采用当量长度法。4.1.2水力计算的步骤（1）确定网路中热媒的计算流量（4-1）式中—供暖系统用户的计算流量，T/h；—用户热负荷，KW；—水的比热，取=4.187KJ/Kg·℃；/—一级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）式中—管段压降，Pa；—管段的实际比摩阻，Pa；—管段的实际长度，m；—局部阻力当量长度。（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=L×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）式中G—热媒流量，Kg/h；—调压板消耗压降，Pa。4.1.3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R23的管道的输送距离最远，故选取该管线为主干线进行计算。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,如管段AB,确定管段AB的管径和相应的比摩阻R值.（由于设计资料缺乏，本设计认为自热源至A节点为一段长度为1000m的直管段，没有支线。）D=450mm，R=60.7Pa/m管段AB中局部阻力的当量长度,可由参2的表4-8查得，AB段含有两个闸阀，公称直径为450mm局部当量长度为Ld=4.7m.管段AB的折算长度Lzh=2.52+61.25=63.77m管段AB的压力损失=R•Lzh=61270.58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如表4-1所示，管径和压力损失计算结果列于表4-2，表4-1主干线局部阻力表管段名称闸阀补偿器热压弯头分流三通异径接头当量长度AB11000028.7BC0411081.8CD0001023.3DH0101044.3HI0001023.3IJ0301152.4JK0001018KT0001020NO0431147.27OP0001013.9PQ0101115.27QW1501030.45TN0201044.5WR23110107.72表4-2主干线水力计算表管段名称热负荷(W)流量(t/h)长度(m)折算长度(m)总长度(m)公称直径比摩阻（Pa/m）阻力损失（Pa）AB470151501020.96100028.71028.7DN45063.163396.6BC45439760976.95249.9581.8331.75DN45053.615273.3CD43969160945.34—23.323.3DN45051.21192.9DH39772760855.1112244.3166.3DN45043.16262.4HI38651360831.00—23.323.3DN45041.8973.9IJ36680860788.64166.752.4219.1DN40068.913028.9JK35362410760.2953.321871.32DN40065.44795.1KT29718860638.9640.932060.93DN40046.42827.2NO16499490354.74221.3247.27268.59DN30062.115643.6OP12973490278.93—13.913.9DN30039.2544.9PQ11144040239.6084.915.27100.17DN25071.87735.1QW4906890105.50299.8730.45330.32DN20042.413747.4TN22094540475.03118.9244.5163.42DN35049.658113.8WR23267554057.5280.347.7288.06DN15077.86851.1（2）支线计算实例以W-R25段为例W-R25段的资用压力为：==6851.1Pa设局部阻力损失与沿程损失的估算比值=0.3[1]，则比摩阻大致应控制为==6851.1/[37.26(1+0.3)]=141.4Pa/m根据和=48.0t/h，由参1附录9-1可确定管段W-R25的公称直径为DN125，实际比摩阻为R=139.4Pa/m，局部阻力列于表4-3，表4-3WR25局部阻力表管段名称闸阀补偿器热压弯头分流三通异径接头当量长度WR25DN100*101116.93实际压降为6752.3Pa用同样的方法计算其它支管线的比摩阻、压降、管径，计算结果列于表4-2。表4-2支线管段水力计算表管段名称资用压力（pa）管线实际长度(m)总长度(m)推荐比摩阻（Pa/m）流量（t/h）公称直径实际比摩阻（Pa/m）阻力损失（Pa）WR256851.0737.344.23141.448.0DN125139.46165.7PR1928333.0044.958.3485.939.3DN100301.517579.0OR1828877.8890.2117.3246.225.8DN100131.815460.0NR1744176.2220.226.21683.9120.3DN150333.78754.3JR960202.9190.9118.2509.528.4DN100155.618387.3IR873541.9527.736.02040.842.4DN125107.53873.9HR774515.8933.844.01694.424.1DN80327.414398.7CR282173.85109.3142.1578.331.6DN100209.129711.0BR197645.4983.3108.3901.644.0DN100383.541534.2（3）支干线的水力计算实例以Q-R22为例计算由于R22热力站距节点Q较远，故Q-R22为支干线中的主干线，该主干线的资用压力与Q-R23管段的压降相等，设局部阻力损失与沿程损失的估算比值=0.3[1]，则比摩阻大致应控制为Rtj=△Ptj/Lzh=20846.8/272.3=76.5Pa/m根据估算比摩阻及流量可确定QR和RR22的公称直径和实际比摩阻，并计算实际比摩阻。支干线中的支线RR20与主干线的支线的计算方法相同。其他支干线的主干线的水力计算结果如表4-3所示。表4-3支干线中主干线各管段的局部阻力表管段名称公称直径闸阀补偿器热压弯头分流三通异径接头当量长度QRDN200110015RR22DN150111114.3TUDN2001301123.3UYDN1501011110.1YR16DN1500311012.4UVDN1501101010.4VR14DN1500421118.1KLDN2001201013.3LMDN1250211111.4MR12DN1000111113.9DEDN1501211115.27EGDN1501101013.2GR5DN125111116.3表4-4支干线中主干线各管段水力计算表名称推荐比摩阻公称直径流量比摩阻实际长度总长度实际压降QR76.5DN200827102.5RR2276.5DN15069.074.866.971.25725.2TU102.5DN200163.9114.1130.6153.916525.1UY102.5DN15079.9148.1102.5112.616428.7YR16102.5DN15058.578.2159.2171.613456.7UV93.8DN15084.0149.475.585.914655.8VR1493.8DN15051.862.5169.6187.713782.4KL206.5DN200121.362.6100.4113.77054.4LM206.5DN12562.5236.683.194.522063.0MR12206.5DN10023.8112.751.865.77621.9DE215.3DN15090.2191.6150.0165.2731100.5EG215.3DN15070.8117.669.682.89370.4GR5215.3DN12540.3100.497.4103.711228.7其他支干线的支线水力计算结果如表4-4所示。表4-4支干线中支线各管段水力计算表管线名称资用压力（Pa）实际长度（m）总长度（m）推荐比摩阻（Pa/m）流量（t/h）公称直径实际比摩阻（Pa/m）实际压降（Pa）RR205725.268.088.464.722.6DN12534.23024.6YR1513456.6567.29.31441.721.4DN80260.42430.6VR1313782.43875.598.1140.532.2DN12563.16190.0MR117621.90133.443.4175.638.7DN12592.14088.3LR1029684.85179.8103.7286.258.8DN125211.721081.1GR611228.73667.687.9127.830.6DN12556.74428.8ER420599.104131.6171.1120.419.4DN10078.711312.34.2二级网水力计算4.2.1计算步骤二级网的计算方法步骤与一级网基本相同。（1）确定网路中热媒的计算流量（4-5）式中—供暖系统用户的计算流量，T/h；—用户热负荷，KW；—水的比热，取=4.187KJ/Kg·℃；/—二级网的设计供回水温度，95/70℃。（2）确定主干线，及其沿程比摩阻，推荐比摩阻R取60Pa/m[4]。（3）根据网路主干线个管段的流量和初选的R值，利用参2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）根据局部阻力损失与沿程损失的估算比值=0.3[1],确定管段局部阻力折算长度Lzh。（5）根据管段折算长度Lzh的总和利用式（4-2）计算各管段压降△P。（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用式（4-3）进行计算根据式（4-3）可得到支线的推荐比摩阻，结合管段的流量可利用参II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。画出R22好热力站的管线布置图，各管段的标号见图4-1，局部阻力表间表4-表4-局部阻力表管段名称公称直径闸阀热压弯头分流三通异径接头当量长度R22-ADN15010002.24R22-EDN15011004ABDN12500112.3A6DN8010114.6BCDN10000112.3BDDN6510102.4C1DN10010103.3C2DN6501111.8D4DN5010101.3D7DN5010112.6EFDN10000113.6EHDN12511103.7F3DN6500111.3FGDN8010103.5G5DN6510102.4G8DN6510102.4H9DN10000114.95H10DN6510104水力计算结果列表如表4-5所示。表4-5R22的水力计算结果表管段名称长度流量公称直径实际比摩阻局部阻力折算长度总长度实际压降R22-A15.656.7DN15074.82.2417.841516.9R22-E21.144.0DN15045.2425.11239.2AB50.337.4DN12585.62.352.65594.0A635.919.3DN80210.84.640.59846.3BC39.825.9DN100131.92.342.16822.8BD25.911.5DN65188.62.428.36355.1C134.218.8DN10070.63.337.53135.2C237.77.1DN6570.51.839.53450.6D416.85.9DN50268.11.318.15855.3D712.85.7DN50257.42.615.44269.8EF53.019.1DN10074.63.656.65143.8EH53.924.9DN12536.73.757.62570.1F374.96.4DN6557.61.376.25611.5FG24.012.8DN8089.63.527.52793.2G516.66.4DN6557.92.4191251.7G812.96.4DN6558.12.415.3974.3H972.716.3DN10052.74.9577.654979.0H1010.08.6DN65103.44141345.54.3绘制网路水压图4.3.1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。4.3.2网路水压图的原理及其作用原理水压图是根据伯努利方程原理绘制的，即（4-6）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。4.3.3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。4.3.4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，120的水的汽化压力为4.5，加上30K～50Kpa的富裕值，故本设计中的静水压线取。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。第五章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。5.1.2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。5.1.3二级网的调节曲线的确定确定供暖用户系统质调节的供回水温度，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表195设计回水温度表170室内计算温度表118散热器系数b参II0.3—用户散热器的设计平均计算温差64.5用户的设计供回水温度差25由公式（5-1）式中—相对供暖热负荷比；—室内计算温度，℃； —室外温度，℃；—室外计算温度，℃。可得到与的对应关系如表5-2所示表5-2与的对应关系表名称符号单位对应关系相对供暖热负荷比——室外温度-3-7.2-11.4-15.6-19.8-24由表5、表6中的数据及公式（5-2）（5-3）式中—进入供暖热用户的供水温度;—供暖热用户的回水温度；—用户散热器的设计平均计算温差，；—用户的设计供回水温度差，。可得到、与、及的对应关系表5-3及曲线表5-3、与、及的对应关系表名称符号单位对应关系室外温度-3-7.2-11.4-15.6-19.8-24相对供暖热负荷比—供水温度39.247.354.962.169.075.882.388.795.0回水温度34.239.844.949.654.058.362.366.270.05.1.4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利用式（5-4）式中—一级网供水温度，℃；—一级网回水温度，℃；—一级网设计供水温度，℃；—一级网设计回水温度，℃。（5-5）式中—设计工况下的水-水换热器的对数平均温差，本设计中=16.37℃，（5-6）三式联立可得（5-7）在给定值下，上式右边为一已知值。设=C，则（5-8）由此得出（5-9）（5-10）利用式（5-9）、（5-10）可以求出对应的一级网供回水温度。计算结果见表5-4表5-4、与、及的对应关系表名称符号单位对应关系室外温度-3-7.2-11.4-15.6-19.8-24相对供暖热负荷比—供水温度74.580.786.792.498.0103.7109.2114.6120.0回水温度34.540.746.752.458.063.769.274.680.0第六章设备选择6.1一级网设备选择6.1.1循环水泵的选择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。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，可求出一级网的循环流量为=283.6L/s（2）循环水泵扬程（6-1）式中—循环水泵的扬程，m；—热源内部阻力损失，一般取10-15;—最远用户的内部压力损失，一般取5；—供回水干管的阻力损失，本设计。由式（6-1）可得由和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：66.7-127.8L/s扬程：45-55m效率：60-47%轴功率：60.33KW电机功率：75KW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（6-2）式中、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：表6-2G与H的对应关系表G(L/S)4080120160200240280320360400H(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6.1.2补水泵的选择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。（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。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）（6-3）式中—设计循环流量，t/h；根据式（6-3）=40.8=11.3。（2）扬程（6-4）式中—补水点压力值（通过对系统水压图分析确定），m；—补给水泵压力管阻力损失，m；—补给水泵吸水管中的阻力损失，m；—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（6-5）补水点压力值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）可得根据和H可确定补给水泵的型号为IX180-65-125表6-3水泵性能表转速：2900r/min流量：8.33-16.66L/s扬程：18-22.5m效率：60-47%轴功率：3.14KW电机功率：5.5KW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（6-2）式中、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：表6-4G与H的对应关系表G(L/S)12345678910H(m)0.090.360.811.415.767.299G(L/S)11121314151617181920H(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。图6-4水泵性能曲线图6.1.3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。6.2二级网设备选择换热站内的循环水泵和补给水泵的选择方法与热源内部的循环水泵补给水泵的选择方法相似，同理可选择热力站内的循环水泵和补给水泵，以R22号热力站为例进行选择。6.2.1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，可求出二级网的循环流量为。（2）循环水泵扬程（6-6）式中—循环水泵的扬程，m；—换热器内部阻力损失，可参见6.3.2中的计算，对R22号热力站=5.5;—最远用户的内部压力损失，可取的1-2；—供回水干管的阻力损失，对R22号热力站。由式（6