城区供热管网工程初步设计

1（16）总图、建筑、结构、管网、电气、自控、仪表、给排水、暖通、技鹿泉市隶属河北省省会石家庄市管辖，是一个发展中的县级城市。鹿2东部与省会毗连，东北、东南分别与正定县、栾城县交界，西与井陉县相邻，南与元氏县接壤，北隔滹沱河与灵寿县相望，西北与平山县为邻。中鹿泉市位于山西台地与华北平原的过渡地带。地貌类型大致可分为两类：低山丘陵和冲洪积山前倾斜平原。低山丘陵位于市域西部，海拔一般根据工程地质情况和地形地貌，综合考虑工程技术条件和经济性，将用地分为三类。（一）适宜建设用地。此类用地一般地形平坦、规整，坡度适宜，地质条件良好，没有被洪水淹没的危险，自然环境条件优越，是能适应城市各项设施建设要求的用地。此类用地一般不需或只需稍加简单的工程措施，就可以进行工程建设。此类用地主要分布在现状建成区的北部、东部和南部，土层为轻亚粘土，坡度为0.5%-4%。（二）经一定工程措3施后即可建设的用地。此类用地由于受某种或几种不利条件的影响，需要地区的阶地：土层为轻亚粘土，坡度为5%-8%，对有些建的山地、丘陵或采石场，由于地形地貌复杂，作为建设用地需要复杂的工鹿泉市地质与中国北部各处所见无大差异，层序井然，构造简单，自太古界以至古生界下部，除元古界上部矽质灰岩缺失外，各区地层大抵均甚发育。地层①太古界片麻岩层，本层多花岗片麻岩、石英岩、黑云斜长④古生界馒头页岩层，紫色页岩中部夹有浅绿色页岩；⑤古生界九龙灰岩层，即鲕状灰岩与蠕状灰岩之合称；⑥黄土层。构造为一单斜岩层，横观太行山脉成一大外斜层，河北、山西交界处为其脊，脊西地层大致均倾向《石家庄市域城镇体系规划纲要》确定鹿泉市的卫星城市、重要的外延居住区；石家庄市重要的周末休闲度假地；以建材及其它加工业服务的商贸业和旅游业为主的城区。鹿泉中心城区是市政府所在地，全市最大的商业服务设施、文化设施、体育设施，最先进的通信设施等均聚集于中心城区，是全市的政治、经济、文化中心。鹿泉市城市4性质确定为：石家庄都市区重要组成部分，以发展信息产业、食品加工业和现代服务业为主的城市。城市建设目标：到2020年，争取把鹿泉城市建设成为经济繁荣、功能完善、配套设施齐全、环境优美、资源节约、健康577G40.908H9I26.32JKL819.08鹿泉市市区近期和远期的供热规划，已由鹿泉市公用事业局和河北兴6①鹿泉城区民用建筑采暖和工业用热已大部分实现集中供热，热源为五处及其他五处分散的燃煤锅炉（富康小区、龙海小区、获鹿监狱、公安局法1234756789河北省电力供应较为紧张，电力有一定缺口。由于经济发展较快，用电负荷增长迅速，电力设施的增长难以完全满足社会经济发展的需要，预民用只占很少的一部分，用电冬夏季峰谷差并不明显，因此目前发展用电供热条件尚不成熟，且不符合国家产业政策。目前鹿泉城区只有极少数沿空军二十一厂、鹿泉监狱、国宾馆、水岸花苑主要供热区域为城区东部及鹿泉市集中供热一期管网由供热二处管理，主要供热区域为城区西北8除供热一处、供热二处计划总热源外，还有富康小区C.现有用户热负荷12345678912345678集中供热管理一处集贸市场海山大街龙海小区内石柏大街集中供热管理二处厂内站获中新校区站经贸小区站八街站奇石花园站政府站新获中经贸小区奇石花园政府后院公建面积总面积暖总面积1.83.80.10.71.5住宅面积1.8暖0.884.824.029.010.57总面积暖4.294.661.544.294.66991234机关局站烟草站地税站公用局站一街站七街站光荣院站宾馆站获中站服装厂站一建公司站银山花园站银山南区站县医院站劳动局站胜利佳苑站商贸广场站名仕苑站中心区站机关局烟草宿舍地税院公用局院七街光荣院鹿泉宾馆服装厂一建公司银山花园银山南区县医院劳动局站胜利佳苑商贸广场名仕苑其他集中供热区域富康小区龙海小区龙海南苑获鹿监狱海山大街北段海山大街中段龙泉路太平河南路公建面积总面积暖总面积04.240住宅面积000总面积暖4.964.9622.1860.09公建面积住宅面积公建面积住宅面积暖暖总面积暖84846公安局、法5龙泉路东段院6五街生活区五街7三街石邑路三街8城市中心区海山大街9华银怡苑太平河北路10南苑新区太平河南路A.热源规模不能满足城市建设日益增长热负荷需要。热源建设已滞后于城B.现有分散的小型锅炉管理水平低、污染大、热效率低、运行成本高，已供热介质高温热水；设计供/回水温度：130℃/70℃;运行供/回水温为新建。仅承担区域内的采暖热负荷。该区域供热范围主要为公共建筑和居住区综合建筑，为老城区，建筑均为老建筑物，非节能建筑，而且平房占了很大的比重。其中，计划发展面积均为已建成建筑物，为公共建筑和居住区综合建筑混合建筑。考虑鹿泉城区建筑物围护结构实际情况及室外气象条件，根据《城镇供热管网设计规范》CJJ34—2010，确定本D.采暖综合热指标：71.8W/规划采暖热负荷根据各类建筑物采暖面积及综合热指标分别计算得123456789院狱站站A—采暖建筑面积（m2本期总采暖建筑面积取232.66万m22Qmax—采暖设计最大热负荷(℃)月11122233133.7123.1123.0101.196.4781.8375.18累计热量(GJ)③全年供热量（采暖总供热量）1247560建筑采暖、通风、空调及生活热水热负荷的城镇供热管网应采用水作为供根据《城镇供热管网设计规范》CJJ34—2010中推荐的的高温供水温度为110℃至150℃,回水温度不应高于于70℃;以及参照《可研报告》中的结论，为了减小管网的一次投资供回温差应采用较大值，目前国内外市场上直埋管道聚氨酯保温材料耐温可达到140℃,并且可以在该温度下长期使用。综合考虑，本热网工程的高温水供回水温度设计值确定为选择供热管网系统型式的基本原则是保证供热的安全性和经济性。供热管网的布置型式有枝状布置、环状布置、放射状布置、网格状布置等，枝状管网布置型式简单，造价低，运行管理方便。其管径根据热源距离的增加和用户的减少而逐渐减少。其缺点是不具备有后备供热的性能；当热力管网某处发生故障时，在故障点以后的热用户都将停止供热。但由于建筑物具有一定的蓄热能力，通常可采用迅速消除热网故障的办法，以保建筑物室内温度不至于过低。目前我国城市集中供热的管网中，采用这别是在城市多热源联合供热时，各热源连接在主管网上。这种布置运行安全、可靠，管理方便，但是管网敷设的投资造价较高（大约比枝状管网投综上所述本工程热力网布置采用闭式枝状型式，以下热力网的技术方管网走向以规划管理部门提供的资料和要求为依据，综合考虑其它市政设施的现状和规划，主干管及支干管尽量经过热负荷中心，尽量减少与主要街道、铁路、河流的交叉。热力网的布置力求短直，平行于道路，布置在地势平坦、土质好、地下水位低的地区，并尽量减少动迁量。在城市规划管理部门同意下，可以将热网管线敷设在人行道或慢车道下，减少对管网设计要经济可靠，施工简便，减少对市容交通的影响，与周围建筑要太平河发源于鹿泉市水峪山，流经鹿泉市城区，历史上几次洪灾均为太平河洪水，所以，太平河的防洪安全是鹿泉市防汛重中之重。对此，街区热根据管网布置原则，本工程管网敷设形式采用枝状放射布置，敷设方式采用直埋。石柏大街北斗路交叉口到镇宁路到西环路为最远管网（最不镇街道上和居住区内的供热管道宜采用地下敷设，当地下敷设困难时，可本工程的热力管网主要布置在城区街道，管道采用直埋敷设，当地下敷设困难时，部分可采用地上敷设。直埋敷设方式节省占地面积、管道应易于维修管理，不影响城区的环境景观，有利于环境保护和其它市政设施本《初步设计》将根据现场实际情况采用有补偿方式；为了提高管网的安全和稳定性，原则上管线尽量采用自然补偿方式，以减少补偿器的使直埋段的弯头可采用弹性抗弯铰解析法或有限元法进行计算。弯管实直埋段的三通应根据内压和主管轴向荷载联合作用进行强度验算。三应力集中部位的一次应力、二次应力和峰值应力的当量应力变化幅度不应应控制变径管的角度和壁厚，应对变径所在的管段进行应力分析，避支管处设分支阀门；管道低点设泄水阀门，最高点设排气阀门。由于本工程阀门所承受的轴向力较大，管网主干线的分段阀门均选用焊接阀门。为开启方便均设有旁通阀。直埋管网上的阀门与管道连接采用焊接工艺。热力站内的阀门均采用法兰连接。管网上的放水阀门，采用球阀或闸阀，放在直埋管段中出现的小折角，可用调坡的方式进行处理，如果折角较大，须采用大倍率弯头或其它保护措施，将折角的疲劳强度控制在允许范管道为直埋敷设，永久占地为地下，沿管线最大宽钢管公称直钢管外径X保温管外径管中心距沟宽垫沙厚径(mm)壁厚（mm）X壁厚（mm）DN4048X3DN5060X3.5DN65DN80DN100200X3.9DN125225X4.4DN150250X4.9DN200219X6315X6.2DN250273X6365X6.6DN300420X7DN350500X7.8DN400426X7550X8.8DN450478X7600X8.8DN500655X9.8DN600630X9760X11DN1000序号123456789站名站单位00居民 总面积24.33 5①热源一级高温热水管网的供、回水温度：130℃/70℃。运行供、回水2△Pa总1+α)R·L×10-3KPaR—管道比摩阻，Pa/m；主干线的管道经济比摩阻控制在30～根据以上条件，进行管网管径及阻力损失的计算。对于分支线的管径量消耗剩余压力，但管内流速不超过3.5m/s,确实消耗不掉的，利用调节管网阻力主要集中在石柏大街段，再鹿华热源供热后，管网系统阻力石柏大街管线已经敷设完成，管径与供热规划管径相同。曲寨电厂循采用二级变频泵，可以降低管网能量损耗，降低管网系统压力。宜于系统定压点设在首站内，循环水泵进口前回水母管上。热网采用变频调速补水泵定压，补水泵要求采用双路电源，以保证高温热水在一路电源123456789站站水岸华苑分支富康小区空23460274749945303959723累计负荷37260647347467993916.5107131.5137526.5流量803202423092964DN400DN600DN600DN600DN600DN600DN600DN600DN600单管长920857计算长2688.4993.223922228.23255.2流速0.7732.2242.8553.0563.34327.0688.8626.59535.35955.84672.621供回水管总压降46.7323.8226.4184.5829.77266.38234.77533.38北328000DN8002781328000DN80027810.37230.6808.462168.54管网效率0.9况很差，我国目前仅为70%。造成室外管网输送效率低的原因一是保温效率，二是输热效率（指设备泄漏和用户放水），三是平衡效率。尤其是其在集中供热采暖的管网系统中，热水是承载热量的媒介物质，它是通过管网输送到采暖用户。在一个按照设计要求，且能够达到理想运行状态的供热系统，各个用户都能够获得均衡的流量，满足用户室内温度舒适性要求和系统运行的节能性要求，避免了用户投诉和热能的浪费。这样的系统就是实现了水力平衡的系统，否则，就是水力不平衡或称水力失调的系热力管网在实际运行过程中，水在管道中流动的工况十分复杂，当水的实际流量与设计计算流量差距很大不一致时，这就是水力失调。为了解决这一问题，可在系统运行之前和运行初期，利用调节阀门对各支线进行流量的调节，近而达到整个管网系统的水力平衡，可避免大流量小温差现采暖热力站及管网系统安装完毕、投入运行后，不可避免地会存在设计流量和实际运行流量不吻合——水力失调的现象。因此，必须通过系统②初调节的必要性和目的初调节也称流量调节或管网系统的水力平衡调节，其目的是将各采暖热用户的实际运行流量调节至（或接近）设计的理想流量，进而满足用户采暖管网系统的初调节实质上就是解决各用户的流量分配不均的问题，以此消除近热远冷的水力失调故障，使每个热用户都能稳定平等地享根据流体力学和工程热力学的基本理论，供热系统的热量、流量和作ΔP＝SG2（或ΔH＝SG25-1）mH2O；m3/h；h2/m5；在热力站向采暖系统正常供热达到稳定的工况后，记录下各用户管网ΔP=ΔP(Δt/Δt）α（5-3）式中：ΔP——调节前热用户记录的供回水压力差，mHO；yr注：①当热用户的供回水温差大于热源总供回水温度差α=1.03~1.06，偏大是取较大值，偏小时取②当热用户的供回水温差小于热源总供回水温度差α=0.95~0.98，偏大是取较小值，偏小时取较大值。初调节是利用各热用户的入口及管网系统中安装设置的流量调节装置进行的；初调节的方法有阻力系数法、预定计划法、比例法、补偿法、计算机法、模拟分析法、自立式调节法、简易快速法等，这些方法在实际的阻力系数法就是将各热用户的启动流量和热用失调整到一定比例，使其阻力系数达到正常工作时的理想（设计）值的一种初调节方法。在选择该调节方法中，热用户局部系统的阻力系数可按下S=ΔH/G2（5-4）ΔH——热用户局部系统的压力损失，mH2O；G——热用户的理想流量，上式可以看出，只要测得热用户的流量和压力损失，即可计算出用户预定计划法是预先计算出热用户的启动流量，在调节前，关闭所有用依此开启热用户的入口处阀门；在开启热用户阀门的同时，采用流量测试仪在现场一边检测流量，一边调节热用户入口处的阀门，使通过该热用户采用该调节方法的关键是各个热用户启动流量的计算，各热用户在一定顺序下按启动流量全部开启后，整个热力站和采暖系统就能在理想流量温度调节法就是通过调节阀门，对各热用户的流量调节，使各用户的供回水平均温度或回水温度达到基本一致，使之达到水力平衡。例如：有一采暖系统共有十二幢住宅楼，每幢住宅楼作为一个热用户供回水入口系统；运行后，反复调节各个安装在回水管道上的手动调节阀门，通过观测简易快速法是在大量的实践基础上，由有关专家提出的一种简单易行②按照距离热力站由近到远的顺序，逐个调节各支线、各用户，同时监测时，可按既定顺序先调其它支线或用户，待所有用户都调节完毕后再检查该支线或用户的运行流量。若与设计流量偏差超过采用该方法调节，流量的测量既可利用平衡阀、智能仪表配套使用，也可以利用超声波流量计配合普通调节阀。采用此方法调节，供热量的最在集中供热系统中，通常把室外温度的变化作为运行调节的依据，以适应供热系统负荷热负荷的变化。目的在于使供热量与用户热负荷的变化规律相适应，节约能源，并防止热用户出现室温过高或过低。根据调节地点的不同，供热调节分为集中调节、局部调节和个体调节。集中调节在热源处进行调节；局部调节在热力站处进行调节；个体调节直接在散热设备在处进行调节。集中供热调节的方法主要有质调节和量调节，或质—量综合调节。质调节是在一定流量下，随室外温度的波动改变一级高温水网的供水温度以达到供热调节的目的。这种调节方式操作简单、易于实现、投资少，但节能效果不明显。质—量综合调节则是在采暖期各阶段，随室外温度的波动，同时改变网路供水温度和流量，进行调节。调节过程由自动控制实现。由于一级高温水网流量随供热负荷的减小而减小，可以节省热网循环水泵的电能消耗。但系统中需设置变速水泵和相应的自控设施，才本项目中，由于一二次水网通过热力站采用间接连接，热源厂采用变频循环水泵技术来改变网路循环水量，故通过综合比较，本报告推荐采用质—量综合调节的方式进行集中供热调节。为了避免高温水管网的水力失调，本项目采用在主要分支管上加手动调节阀，以保证高温水网的水力平节约电能和热能，可根据室外温度，在热力站处进行局部调节，局部供热调节的方法同样主要有质调节和量调节，或质——量综合调节。通常，二级热力站的调节只采用质调方法，通过改变二级网的供回水温度达到调节目的，以保持二级网的水力工况稳定。即通过温度补偿装置，调节一级网供水管上的调节机构，改变一次网的流量来保证二级网的供热量及二级网水温随室外温度改变而改变。目前及以后，部分小区会在所有住户内安装综合调节。同样，需在二级水网的主要分支管上加设调节阀，以保证二级在一级网采用质—量综合调节及二级网采用质调节的情况下，一级网δtpD=d0=d00δc=δt＋B987777式换热器及软化水装置均为新增，中心站的板式换热器及软化水装置利用已有设备。水箱全部利用已有设备。二次水循环泵及补水泵大部分尽量利循环水泵设备选型时暂不考虑计划发展面积。水箱全部为利旧。一次网管由于本工程热源一级管网的设计供、回水温度是130℃/70℃,工作压受压力。为了保证一级热网运行稳定、方便调节和保证供热的质量，采用换热器采用板式换热器，软化水装置采用流量型，循环泵及补水泵均根据《供热术语标准》CJJ55-93,所谓运行调节就是“供热系统在运供热系统的运行调节由集中调节和局部调节两部分组成。集中调节在供热系统的热源处集中进行的运行调节；局部调节在热力站或用户热力入②安装供热量自动控制装置—气候补偿器通过它可以根据室外气候温度的即时变化自动调节供回水温度，从而实现按需供热，在满足用户舒适度的前提下，最大限度地节约了能源。但是使（2）安装气候补偿器后，相当于雇佣了一名高级技术人员，补偿器的本身不能直接提高某一设备的效率，它属于管理节能，其节能量的效果和大小取决于原来系统的管理水平。也就是说要想发挥其节能的作用必须提高整工作钢管外表面打磨除锈干净，防腐层是在钢管外表面上涂上一层具有很强防水、防腐能力的氰凝。氰凝又具有强粘性，能和聚氨酯泡沫牢固高温热水直埋管道采用氰聚塑直埋保温管。它由钢管、防腐层、保温层和保护层四部分组成。钢管一般采用无缝钢管和螺旋焊缝钢管。保温层是改性硬质聚氨脂泡沫塑料，密度小，导热系数小，抗压强度高。保温层管。保温管要求在工厂内预制完成，保护壳应连续、完整和严密，保温层应饱满，不应有空洞。保温结构应有足够的≥88%直埋管道及附件的保温要求详见《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T114-2000及《高密度聚乙烯外护管聚氨酯硬质高温水管道安装完毕后应进行强度试验和严密性试验。强度试验压力高温水管道焊接完成后除要作对口质量、表面质量检验外，还需要作供热管网工程竣工后，应按照《城镇供热管网工程施工及验收规范》高温水管在施工完毕后，为保证管道运行时管内无杂物，管道试运行固形物的含量接近清洁为合格。未尽事宜按照《城镇供热管网工程施工及本工程供热管道采用直埋敷设方式，穿越主要公路采用隧道敷设。跨（1）穿越主要公路采用隧道敷设，隧道为钢筋混凝土结构，隧道一衬本热源一级管网系统的首站设置在热源电厂的附属车间内，本项目不设中继泵站，热力站及总调度室均为已有建筑，故附属建筑物的建筑方案根据《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震特征周期值区划本次热网改造项目设计算机监控系统，系统由调度监控中心、数据通信网络、热力站PLC控制站三部分组成。调度监控中心设在供热管的调度中心，中心由数据服务器、通讯服务器、操作员工作站、工程师工控制站主要完成各热力站一、二次网的温度、压力、热量、流量、液位等工艺参数的实时采集、各种运行设备的状态实时反映和控制；通过通信网络接口将反映各热力站运行状态的数据传送到调度监控中心，同时接收调采集数据，分析计算、显示、存储、打印，下达调度和控制命令，支持标准组态和用户生成的应用软件和仪表的故障诊断和分析，实现对全网的自动监控与管理。热网运行管理软件安装在监控中心的服务器上，该软件除具备通用组态软件的功能外，更多的侧重于提供专业性的分析、优化决策完善的系统组态：站点、图形、数据、数据库、设备、报警以及趋势图站的查找、浏览，实时图形化显示各热力站、热源的工艺流程及运行参动态显示各热力站的工艺参数，监测画面可以显示该站内所有测点数库，要求显示所有运行参数如温度、压力、流量、热量等的历史趋势曲讯系统将所采集数据远传至调度监控中心，实现站内工艺生产运行参数压一次网供水温度、回水温度、供水压力、回水压力二次网供水温度、回水温度、供水压力、回水压力循环泵运行状态反馈、循环泵故障报警、循环泵启停控制补水泵运行状态反馈、补水泵频率反馈、补水泵频率控制在供热管理二处的调度中心设专用接地装置，接地电阻要求不大于4热网计算机监控系统除一次水供水的测点设备为新增外，其他均为利热站，4个换热站为改造项目，热源由蒸汽改为高温水，本初设包括4个本初步设计电气工程的工作范围为采暖系统的热力站内的新增电气设12345678每个换热站均设置总进线配电箱，由总配电箱以电缆穿钢管埋地式敷经核实，其配电控制设备完好，可继续使用，本工程设备投资不包括原有新建换热站照明灯具选用金属卤化物防水防尘灯，吸顶安装。设计照配电箱至设备控制箱和设备的配电采用放射式供电，线路选用电力电选用高效节能型电动机，降低损耗，选用变频装置，并根据设备负荷自