锅炉与供热课程设计说明书

本文格式为Word版，下载可任意编辑——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

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：能源与安全工程学院学号：姓名：

专业班级：建筑环境与设备工程X班指导老师：

2023年9月

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XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书

前言

将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以满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。

由于是民用住宅，供暖收费是一个十分麻烦的事，所以采用分户计量。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、加强用户节能意识、保障供热和用热双方利益为目的，通过一定的供热调控技术、计量手段和收费政策，实现按户计量和收费。简单的说，供热计量就是按用热量的多少收取采暖费，就是用多少热、交多少费。

随着人民生活水平的日益提高，用户对用热特性化和提高舒适性的要求越来越迫切。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理，这种单一调理不能满足用户的不同需要。实施供热计量就可以满足用户根据自身要求，利用室内温度控制装置在一定温度范围内自主调理所需室温，达到降低耗热量的目的。譬如，热用户上班、外出时可将整个房屋的温度调低：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重新设定温控阀的温度档等。

这样不仅节省了开支，并且也俭约了能源。此次课程设计的另一个主要任务是锅炉房的设计。

锅炉是一个国家工业生产的心脏，它是一种承受一定温度和压力的特别的能量转换设备，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。随着我国改革开放的不断深化，全国各地经济建设的迅速的发展，城市高层民用建筑的快速崛起，国家对环境保护工作提出更高要求，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发展时期。

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，使我们了解供暖系统，同时提高制图和解决实际供热工程问题的能力，稳定所学理论知识，使我们逐步树立正确的设计观点。

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目录

绪论…………………1第一章供暖系统的设计热负荷……………….3

1.1主要计算公式………….31.2热负荷计算???????????????????????.4

其次章散热器的布置和选型………………….102.1散热器的选择………….10

2.2散热器的布置…………102.3散热器安装…………….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

4.1确定系统原理图…………………….134.2系统水力计算……….13

第五章锅炉选型与工艺布置…………………17

5.1锅炉型号与台数选择……………….175.2水处理设备选择……………………..195.3给水设备和主要管道的选择与计算…………………205.4送、引风系统设计……………………215.5锅炉房工艺布置………22

设计总结……………26XX科技大学《锅炉与供热》课程设计说明书

第一章供暖系统的设计热负荷

供暖热负荷是设计中最基本的数据。它直接影响供暖系统方案的选择、供暖管道管径和散热器等设备的确定、关系到供暖系统的使用和经济效果。

1.1主要计算公式

由于冬季室外温度的波动幅度远小于室内外的温差，因此在围护结构的基本耗热量计算中采用日平均温差的稳态计算法.

?+Q?3=Q1?.j+Q1?.X+Q2?+Q?3供暖系统设计热负荷Q?=Q1?+Q21.围护结构的基本耗热量Q1?.j

tN?tW)q'??FK(

式中；q'——围护结构的基本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/(㎡·

tN——冬季采暖室内计算温度（℃）；tW——冬季采暖室外计算温度（℃）。

2.围护结构的附加耗热量Q1?.X1）朝向修正率xch

东、西：-5%北：0南：-20%2）风力附加率xf本设计不必要考虑风力附加；3）围护结构的高度附加xg

本设计中建筑层高为3m，因此在本设计中高度附加可以忽略，则xg=0。则通过围护结构的总耗热量

Q1?=Q1?.X+Q1?.j=（1+xg）∑aKF(tn?tw)(1+xch+xf）?3.冷风渗透耗热量Q2

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采用缝隙法

?=0.278Vρwcp(tn?tw)Q2?——冷风渗透耗热量（W）式中：Q2；

V——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，cp=1KJ/（kg·℃）。

经门、窗隙入室内的总空气量按下式计算

V=L?l?n

式中：L——每米每小时缝隙入室内的空气量，由于室外平均风速为3.4m/s,所以单层木窗L=3.5m，双层木窗L=2.52m；l——门窗缝隙的计算长度，m；

n——渗透空气量的朝向修正系数。4.冷风侵入耗热量Q?3

对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本耗热量乘以相应的附加率：

?=NQ1?.j.mQ3式中：Q1?.j.m——外门基本耗热量，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一致，先计算一层热负荷，二楼三楼四楼计算方法同一楼，二三四楼地面无热负荷，四楼吊顶有热负荷,吊顶：K=1.39W/m℃温差修正系数a=0.75

1.2.1二层热负荷计算先计算209的热负荷

1、北外墙

F=3.733=11.1a=1K=1.24W/(㎡·℃)

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Q1?=Q1?.X+Q1?.j=（1+xg）∑aKF(tn?tw)(1+xch+xf）

=131.243（20-（-26））3（1-5%）=609.6w

2、同理,南外墙Q1?=506.5w西外窗Q1?=248w则209房间Q1?=609.6+506.5+248=1364.1w渗透空气量的朝向修正系数n:

东：0.2西：0.7南：1北:0.3

1.131.5双层木框窗L=5.7m1.331.5双层木框窗L=6.1m2.231.5双层木框窗L=11.4m单层内门L=5.6m双层木框外门L=6.2m

V=L?l?n=2.5236.130.7=10.8m3/h

?=0.278Vρwcp(tn?tw)=0.278310.831.1813（20-（-26））=163.1wQ2?=0则Q?=Q1?+Q2?+Q?3=1364.1+163.1=1527.2wQ3同样方法可以得到建筑其余房间的热负荷，得到表一，表二

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表一：一层房间耗热量计算表

房间编号房间名称维护结构名称3北外墙西外墙西外窗地面面积m2411.111.251.9516.28KW/(㎡·℃)51.241.242.910.66tn℃620128110.9641.726177.4609.624877.4Tw℃7-26tn-tw℃846a91?.jQ1W10Q1?w11633.1?总Q1W121568.1?Q2w13163.1?Q3Q?w140w151731.211012卧室633.1102123起居室北外墙北外窗东内墙南内墙南内门地面9.93.313.2111.618.58.251.651.61.242.913.262.012.910.661.242.912.912020-264611111564.7441.7215.2110.623.387.9470.6220.923.3564.7441.7215.2110.623.387.9447.1210.023.31443.4129.901573.312-268460.911103106厨房西外墙西外窗东内门765.4166.90932.315516

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东内墙地面2.910.69.52.010.660.66128310.90.9295616.9295616.9104、108125、130105107127128109走廊地面151216.90016.9浴厕北外墙北内门东内墙地面8.91.62.016.311.2511.11.9516.2810.651.951.61118.57.052.012.912.010.661.241.242.910.661.242.912.912.010.661.242015511189.423.354.333.3641.7633.1261.077.4607.5261607.526187.9402.189.423.354.333.3609.6506.524877.4486208.8607.526187.9402.1200.321.50221.81220-268460.9111寝室西外墙南外墙西外窗地面1441.5163.101604.61220-268460.911110131起居室南外墙南外窗北内门北内墙地面916.6433.401350155111220-268460.91111118寝室北外墙972.7285.201258北外窗西内墙1.9512.62.912.01157

151261.0126.6261.0126.6

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第三章热水供暖系统选择和管道布置

热水采暖系统形式的选择，应根据建筑物的具体条件，考虑功能可靠、经济，便于管理、维修等因素，采用适当的采暖形式。

根据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。故可确定本设计为机械循环系统。

本工程为民用住宅建筑，需分户热计量，又总建筑为四层，所以本工程立管采用下供下回双管异程式，水平干管采用双管异程式热水供暖系统。

第四章热水供暖系统水力计算

4.1确定系统原理图

根据以上分析，可画出系统原理图。并将个管段进行编号，注明各管段的热负荷和管长。

4.2系统水力计算

该小区两个单元对称分布，两边热负荷近似相等，系统也对称分布，可以只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0.2mm，当K＝0.2mm时，过渡区的临界速度为?1=0.023m/s，

?2=1.066m/s。本设计热水供暖系统中，管段中的流速寻常都在?1和?2之间。

4.2.1确定立管和水平干管的管径

（1）根据各管段的热负荷，求出各管段的流量G，计算公式如下：

G=3600Q/4.187×103（tg＇－th＇）=0.86Q/（tg＇－th＇）kg/h(6.2)

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的确定

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

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加阀门等局部阻力的方法来实现。单元立管的平均比摩阻Rpj的选取应小些，尽可能的抵消重力循环自然附加压力的影响。此处推荐40—60Pa/m。（3）根据G，Rpj,选择最接近Rpj的管径。将查出的d、R、和v值列入表四。

4.2.2确定沿程压力损失ΔPy

沿程程压力损失：ΔPy=RL。

4.2.3确定局部阻力损失ΔPj

（1）各管段局部阻力系数ζ的确定

局部阻力闸阀调理阀直流三通阻力系数1.0/个9.0/个1.0/个局部阻力90°弯头分流三通合流三通阻力系数1.5/个1.5/个3.0/个各管段的局部阻力系数结果见表四（2）ΔPj=ΔPd*∑ζ

ΔPd可查表得到

4.2.4求各管段的压力损失?P

当流体沿管道滚动时，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，由于滚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：

?P??Py??Pj?Rl??Pj（6.3）

式中：?P——计算管段的压力损失，Pa；L——管段长度，m。则可得到水力计算表，如下

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管段号12345678910六11、2112、2213、2314、2415、2516、2617、2718、2819、2920、30五四Qw1718.93803.95770.31718.93668.95411.915453167.25103.16234.117416.31064.82726.64211.61064.825923854.111942248.53680.44456.82993842463.9G（kg/h）59.1130.9198.559.1126.2186.253.1109175.5214.5599.136.693.8144.936.689.2132.641.177.3126.7153.310301460.8Lm2.86.312.52.66.79.81.814.52.77.92.92.86.312.52.86.311.31.814.52.77.92.92.9dmm1515201515201515202025151520151515151515203240vm/s0.090.190.160.090.180.160.080.170.160.180.30.060.150.110.060.150.20.060.120.180.130.300.30RPa/m12.8453.526.0112.8449.5726.0110.6245.9326.0131.0860.893.5232.7213.453.5232.7257.276.7821.6849.5717.1940.4435.98ΔPy=RLPa36.0337.05325.1333.38332.12254.9019.12665.070.23245.53176.589.86206.14168.139.86206.14647.1512.20314.36133.84135.8117.3104.34∑ζ2.53.55.51.53.55.52.54.524.512.53.55.51.53.55.52.24.524.511ΔPdPa3.9817.7512.593.9815.9312.593.1514.2112.5915.9344.251.7711.065.951.7711.0619.661.777.0815.938.3144.2544.25ΔPj=ΔPd*∑ζPa9.9562.1369.255.9755.7669.257.8863.9527.1871.6944.254.4338.7132.732.6638.71108.134.4331.8631.8637.444.2544.25ΔP=ΔPy+ΔPjPa45.95399.18394.3839.35387.88324.1527728.9597.14317.22220.8314.29244.85200.8612.52244.85755.2816.63346.22165.7173.2161.53148.5915

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31323334353637383940三二一1172.92912.14485.41172.92777.54127.51285.82456.84011.24945.2560525493511098740.3100.1154.240.395.514243.383.6137.1166.11928.2189038182.86.312.52.66.79.81.814.52.77.92.92.910151520151520151515204040500.060.150.130.060.150.110.060.120.20.130.420.410.463.5232.7217.193.5232.7213.456.7823.7157.2717.1966.6964.1959.119.9206.1214.99.2219.2131.812.2343.8154.6135.8193.4186.25912.53.55.51.53.55.52.54.524.52.52.51.51.7711.068.311.7711.065.951.777.0819.668.3186.7282.64104.034.438.745.72.738.732.74.431.939