【《临汾市H小区热力站及集中供热外网工程设计》13000字（论文）】

临汾市H小区热力站及集中供热外网工程设计摘要该项工程为临汾市安居小区热力站及集中供热外网工程设计。计算小区6栋楼的供热面积为15万平方米。每栋楼各有26层，属于高层建筑。其中1#、2#、3#、4#这4栋楼为居民住宅楼，5#和6#这两栋楼为商业楼。对于室外的绿化地带，我们不下需要给其集中供热。根据规范，26层的建筑属于高层建筑，为了避免在供热过程中出现垂直失调，我们对其进行高低分区，其中，从1层到14层为低区系统，从15到26层为高区系统。计算负荷时，在面积热指标和体积热指标两种计算方法下，我们选择面积面积热指标，具体选取数值见负荷计算部分。为响应国家可持续发展的政策，在此次设计时，我们设计所有的建筑均为节能建筑。同时，在此次设计中，一次网和二次网的管线均不是很长，在1000m以内。考虑到一次网和二次网温度的差异，在设计时，一次网采用直埋敷设，二次网采用地沟敷设。15万平米属于大面积供热，一台换热器所承担的负荷太小，为安全起见，我们选择两台换热器；同理，循环水泵和补水泵均选择两台，保证一用一备。关键词：热力站；集中供热；直埋敷设目录1478摘要 125148Abstract 220504目录 323867第一章绪论 7205721.1工程概况 728941.2原始数据 7127061.2.1热媒参数 7155131.2.2气象参数 7224151.3设计依据 829195第二章热负荷 9173222.1供暖热负荷 9517第三章供热系统方案的确定 11107493.1热媒的确定 11212253.1.1热媒形式的确定 11224933.1.2确定热媒参数 11254193.2划分二次网系统 11260703.3确定二次网热源系统形式 12216713.4二次网布置形式 1213835第四章水力计算 1353184.1管网流量计算 1327034.2管网水力计算 13253954.2.1热水网路水力计算步骤 1370374.2.2管网水力计算 1470224.3水压图绘制 1648274.3.1水压图绘制的注意事项 16127464.3.2绘制水压图 1617546第五章热力站 18185.1热力站的安装要求 18273515.1.1热力站的选择 18103375.1.2热力站系统的划分 18134135.2换热器选型 19184015.2.1换热器的类型 1957645.2.2换热器的选取原则 19164525.2.3换热器的选型及校核 19120895.3水泵选型 23220635.3.1循环泵选型： 2372915.4.2补给水泵选型 2651175.5软化水系统选型 2767765.5.1软水器选型 2770305.5.2软水箱选型 2822685.6除污器选型 2898475.7站内局部构件安装注意事项 2914192第六章保温计算 30137236.1保温的意义及相关计算 307304、6.1.1保温的意义 3095716.1.2保温层厚度计算 3027679第七章直埋管道应力验算 31259717.1管网敷设方式 31318887.1.1管网敷设原则： 31109717.1.2管网的敷设形式： 3136567.1.3直埋敷设管段覆土深度计算 31321347.2直管应力验算 32301897.2.1管段稳定性要求 32169657.2.2管段局部稳定性条件 32257987.2.3管段最大过渡段长度计算 32117957.3弯头的设计 33106097.3.1弯头应力验算 33134357.3.2弯头和折角的处理方式 33212817.4其余设备的设计 33210767.4.1阀门设计. 33133097.4.2检查室设计 3424361参考文献 3525439设计总结 369973附录一： 398732附录二 4629212附录三 48第一章绪论1.1工程概况该项工程为临汾市安居小区热力站及集中供热外网工程设计。小区6栋楼所需供热的面积为15万平方米。每栋楼各有26层，属于高层建筑。其中1#、2#、3#、4#这4栋楼为居民住宅楼，5#和6#这两栋楼为商业楼。对于室外的绿化设施，我们是不需要集中供热。根据规范，26层的建筑属于高层建筑，为避免在供热过程中发生垂直失调的问题，将系统进行高低分区，其中，从1层到14层为低区系统，从15层到26层为高区系统。在热负荷的计算中，有面积热指标和体积热指标两种方法，在本次设计中，我们采用面积热指标法。为响应国家可持续发展的政策，将所有的建筑均设计为节能建筑。测量管网长度，一次网和二次网管线长度均比较短，考虑到一次网和二次网温度的差异，采用不同的敷设方式，一次网采用直埋敷设，二次网采用地沟敷设。在本次设计过程中，我们定义15万平方米的小区为大面积供热，基于安全性的考虑，一台换热器的换热量无法满足，设计两台换热器；同理，循环水泵和补给水泵均设计两台，遵守一用一备的原则。1.2原始数据1.2.1热媒参数热媒参数：一次网供、回水的温度是130℃/70℃，供水压力是1.6MPa；二次网供、回水的温度是75℃/50℃，供水压力是1.0MPa；1.2.2气象参数临汾市有关气象参数,查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）二次网供、回水温度75℃/50℃台站位置：北纬：36°04′东经：111°30′供暖期：114天供暖室外设计温度：-6.6℃海拔：449.5m最大冻土深度：57cm冬季平均室外风速：2.6m/s主导风向：CSW1.3设计依据《实用供热空调设计手册》（第二版）《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-98《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002《集中供热设计手册》《直埋供热管道工程设计》（第二版）《区域供热手册》第二章热负荷2.1供暖热负荷供热热负荷是随着温度和时间的变化而变化的量，特别是受室外温度的影响较大，在不同的供暖期，热负荷的计算结果是不同的。热负荷的计算方法有两种，体积热指标法和面积热指标法，比较两种方法的优缺点，前者计算更准确，后者更易于计算。在本次设计中，我们采用面积热指标法。其中，不同属性的建筑属性，其热指标参数是有差异的，本次设计中有居民住宅楼和商业办公楼两种属性的建筑，详细热指标见表2-1采暖热负荷Qh=qh表2-1建筑物的采暖热指标建筑物的各个类型每种建筑的采暖热指标(W/m2)未采取节能措施采取节能措施住宅58～6440～45学校、办公60～8050～70商店65～8055～70使用上述公式计算1#住宅的热负荷：1#住宅的热负荷Qh=qh×其余建筑热负荷计算同上，则小区各住宅楼负荷计算如下表2-2小区住宅楼负荷计算表2-2分区建筑编号面积（㎡）楼层数总面积（㎡）热指标（W/㎡)热负荷(kW)△t（ºC）比容流量（t/h)低区1＃751.9214.0010526.9245.00473.7125.004.1916.282＃1320.3814.0018485.3845.00831.8425.004.1928.593＃751.9214.0010526.9245.00473.7125.004.1916.284＃1320.3814.0018485.3845.00831.8425.004.1928.595＃1000.0014.0014000.0070.00980.0025.004.1933.686＃551.1514.007716.1570.00540.1325.004.1918.56高区1＃751.9212.009023.0845.00406.0425.004.1913.952＃1320.3812.0015844.6245.00713.0125.004.1924.503＃751.9212.009023.0845.00406.0425.004.1913.954＃1320.3812.0015844.6245.00713.0125.004.1924.505＃1000.0012.0012000.0070.00840.0025.004.1928.876＃551.1512.006613.8570.00462.9725.004.1915.91第三章供热系统方案的确定3.1热媒的确定3.1.1热媒形式的确定该设计中系统末端为散热器。此外，我们应该从安全性、用户负载性质、经济技术比较、合理性等几个方面来考量。相较于蒸汽供热，集中供热的热媒介质采用热水，一次网中，供水温度为130℃，回水温度为70℃。热力站的选择中，对比管壳式换热器、容积式换热器、浮动盘管式换热器，考虑到换热热媒为水-水换热，且所需换热传热系数较高，以此来减小换热面积，达到经济性的要求，因此选择板式换热器，使供水温度为75℃的热水和回水温度50℃的热水，通过换热器向楼栋供热。3.1.2确定热媒参数在供暖热负荷的确定过程中，根据《城镇供热管网设计规范CJJ3-2010》，我们应该让所使用的供热介质参数化提高，即提高供回水温度的温差。经过多年的实际经验的研究，当我们采用热电厂为热源时，供水的设计温度应取110℃-150℃，设计回水温度应不高于70℃。一般来讲，我们常用供水130℃，回水70℃作为系统设计温度。基于经济技术和用户热舒适要求，确定方案如下：供水温度：一次网130℃，二次网75℃；回水温度：一次网70℃，二次网50℃。3.2划分二次网系统二次网系统分区是考虑到经济性、安全性、以及管路布置的合理性，以及由于楼栋过高引起的垂直水力失调，而将各栋楼层均分为高低两个系统，其中，1-14层为低区系统，15-26层为高区系统，管路布置中，管路走线尽量与道路平行，一方面，节省占地面积，另一方面，方便在今后的运行过程中，出现管段漏水或者其他故障时，工人进行检修。3.3确定二次网热源系统形式优点缺点开式系统稳定所需水泵的扬程较高闭式系统结构紧凑，水泵扬程较小补水时需要加压水泵通过上述比较，我们确定闭式系统为二次网热源系统。3.4二次网布置形式二次网设计过程中，供热管网的连接方式有直接连接和间接连接两种，考虑到温度的影响，选择直接连接方式。在集中供热系统中，供热管网的主要任务是在小区换热站换热之后，沿着小区内的供热管道将热量送给各个楼栋的住户，我们根据供热的介质，热供热用户的相对位置以及供热用户的类型，热负荷的大小和性质等各方面因素来选择供热系统和热力站的位置。同时也应该符合安全性、经济性、合理性的基本原则。对于枝状和环状两种热网形式，枝状管管线短，造价低；环状管网管线长，造价高。处于技术经济的比较，在此次设计中，我们采用枝状管网。另一方面，由于枝状管网每到三通处就会设置检查井和关断阀，这样后面的管网不会受到影响，从而也会在一定程度上避免了由管网阻力不平衡而引起的水力失调。然而，结合当地的地理环境以及气候变化，我们发现管网在运行过程中，并不会出现很大的温度变化，所以综合各方面的考量，我们采用枝状管网。不可忽视的是，基于安全性的考量，我们需要定期对管网进行故障排除和强度校核。为了管网之间的水力平衡，我们需要在各个小区热力入口处安装关断阀和调节阀。第四章水力计算4.1管网流量计算在进行水力计算时，先将热负荷转化为流量；计算公式如下：G=A×Qtg4.2管网水力计算4.2.1热水网路水力计算步骤（1）绘画一、二次网平面简图，确定管道的位置；（2）测量管段长度；（2）水力计算通常有两种方法：经济比摩阻法和假定流速法，在本次设计中，我们使用经济比摩阻法。（3）确定主干线管段的最不利环路，使用经济比摩阻法，在推荐的比摩阻范围内，尽量选择小比摩阻，对应选择较大的管径。（4）计算局部构件，采用当量长度法。（5）根据规范所给公式计算出各段管网的总阻力。（6）计算各管段之间的不平衡率。（7）对比不平衡率的范围，在各管段处加平衡阀来调节各管段的不平衡率。结合具体工程设计，确定经济比摩阻数值：主干线比摩阻：30Pa/m-70Pa/m;支干线比摩阻不应大于300Pa/m.4.2.2管网水力计算高低区的水力计算，应该分开进行。（1）设计流量的计算以低区为例，最不利环路1计算的热负荷为4131.24KW以Ⅰ号管段为例：G（2）计算管网主干线的当量长度以及阻力由流量最大和管线最长和管线所承担的负荷最大，我们可以确定最不利环路为热力站入口到2#楼最远单元入口，因为在热力站入口热量载荷为所以楼栋流量之和为4131.24kW，在规范给定的比摩阻范围内选择合适的比摩阻，计算出管道的沿程阻力，局部阻力取沿程阻力的30%。=同理，确定其余管段的管径和压力损失。祥见表4-2和4-3。管段号长度(m)热负荷（kW）管径(DN)流速(m/s)实际比摩阻(Pa/m)管段沿程阻力（Pa）总阻力Ⅰ-111.82831.84250.000.8260.00709.20921.96Ⅰ-27.83831.84200.000.5770.00548.10712.53Ⅰ-354.62831.84200.000.7570.003823.404970.42Ⅰ-45.82831.84200.000.7970.00407.40529.62Ⅰ-527.67831.84200.000.7270.001936.902517.97Ⅰ-610.92831.84200.000.6670.00764.40993.72表4-2低区水力计算管段号长度(m)热负荷（kW）管径(DN)流速(m/s)实际比摩阻(Pa/m)管段沿程阻力（Pa）总阻力Ⅱ-111.87713.01200.000.6970.00830.901080.17Ⅱ-28.86713.01200.000.7670.00620.20806.26Ⅱ-349.68713.01200.000.7170.003477.604520.88Ⅱ-47.87713.01200.000.7870.00550.90716.17Ⅱ-530.07713.01200.000.5770.002104.902736.37Ⅱ-611.88713.01150.000.7970.00831.601081.08表4-3高区水力计算（3）支线水力计算方法同主干线，计算结果祥见表4-4管段号长度(m)热负荷（kw）管径(DN)实际管径（DN）实际流速实际比摩阻(Pa/m)管段沿程阻力（Pa）局部阻力(Pa)Ⅰ141.3056880.00350.00400.001.80100.0014130.0018369.00Ⅱ-2248.347290.00121.56250.000.59100.0024834.0032284.20Ⅰ-1117.9042840.00294.67350.001.77100.0011790.0015327.00Ⅰ-2192.5336540.00272.14350.001.51100.0019253.0025028.90Ⅰ-3168.7230690.00249.41350.001.27100.0016872.0021933.60Ⅰ-4185.3422590.00213.98300.001.27100.0018534.0024094.20Ⅰ-5140.8813590.00165.97300.000.77100.0014088.0018314.40Ⅰ-6113.876840.00117.74250.000.55100.0011387.0014803.10表4-4一次网水力计算4.3水压图绘制4.3.1水压图绘制的注意事项在绘制水压图时，我们基于热水网路压力状况的基本要求，“四不一满”：不超压、不汽化、不倒空、不吸气、保证循环。同时，要维持一定的富裕量，满足安全性原则。通过水压图，方便我们：了解系统调节过程；出现故障时，通过检测压力，找出问题关键所在，采取相关的解决措施。4.3.2绘制水压图计算水压图，由伯努利方程；公式如下：P统计各个分支的各项标高，确定静水压线；计算各个分支处所对应的供回水压力，确定动压线。计算详见下表。表4-6低区的水压图计算起点分支1分支2分支3分支4分支5终点地面标高445.79445.31446.31445.18444.89444.72444.85相对底标高0-0.480.52-0.61-0.9-1.07-0.94相对顶标高41.5242.5241.3941.140.9341.06静水压线45.52各段压力统计管长回水动压供水动压起点0.0045.5256.8045.5211.82238.530.0245.5456.7845.527.83257.370.0345.5756.7545.5254.621483.480.1545.7256.6045.525.82207.600.0245.7456.5845.5227.671020.190.1045.8456.4845.52终点15.92623.270.3246.1656.1645.520.6456.16图4-2低区系统水压图图4-3高区系统水压图第五章热力站5.1热力站的安装要求5.1.1热力站的选择（1）换热站设计包括三个系统：一次网系统、二次网系统、补水系统，对于补水系统中，由于循环水泵入口端压力较低，故将补水定压点设置在循环水泵入口处。（2）换热站主要是把用户和供水网络连接在一起，当选择的设备不同时，热力站内的布置就是发生差异。有时，根据末端用户的需求，我们需要更换设备或增加设备，这时要注意考虑检修和清理加热器管束的空间，换热器侧面应设置通道，距换热器大于0.8m。另外，由于温差影响，考虑到热膨胀位移，设计只设一个固定支座，布置位置为加热器检修端。（3）确定供热站的规模，需要考虑：（a）设备的大小；（b）设备位置的安装；（c）管道的安装要求。从而避免管子打架或拥堵。最后，我们确定该热电站为长25米、宽15米、面积375平方米的厂房建筑。5.1.2热力站系统的划分在这种设计中，有四栋26层的住宅楼，两栋26层的商业办公楼，都是高层建筑。根据住宅楼的高度，在设计中采用垂直分区，分为高低区域系统。考虑到采用直接连接模式，管网运行调节不方便，不平衡率不容易调整，对于系统的安全性和可靠性，我们不能有效地保证。结合经济技术性的考量，以及管网安装的合理性。此次设计中，连接方式采用间接连接。5.2换热器选型5.2.1换热器的类型在工艺中，我们会接触到管壳式换热器、容积式换热器、浮动盘管式换热器以及板式换热器四种换热器类型。在本次设计中，因为所使用的热媒介质是热水，而且对传热系数的要求较高，以此来达到减小传热面积的目的，从而达到经济性要求，我们选择对称式板式换热器。同时，我们也不否认非对称式板式换热器选择更受欢迎，相较于对称式板式换热器，它更高效，更节能。5.2.2换热器的选取原则计算出冷热流体的流量，初始温度和终了温度及流体的比热容决定所需要的的换热面积。估算换热面积时，我们应该假定一个传热系数，将换热器的构造先确定，再校核传热系数K值。一般情况下，实际的换热面积应取计算面积的1.15-1.25倍。由于设计覆盖面积很大，基于安全性的考虑，高低区换热器，均选择两台。5.2.3换热器的选型及校核（1）计算冷热流体在一次网和二次网的供回水流量：低区：冷流体流量：G=0.86×热流体流量：G=0.86×高区：换热器流量：G=0.86×热流体流量G=0.86×在选择换热器时，换热器两侧的温度要对应冷热流体的温度；（2）计算单台换热器流量，公式如下：V=Qρ低区：热流体流量:Vh冷流体流量:V换热温差：（3）流速的确定：根据规范，我们想要选择合理的换热面积，那么就应该有一个比较大的K值，在换热器运行过程中，存在阻力损失要求，不能单纯用增大板内流速来降低换热平米数，查表，表内流速应小于0.3m/s，设定板内流速为0.3m/s。计算流速：W查阅换热器的性能曲线，选择换热器样本为BR50板式换热器，（4）计算总传热面积：F计算换热器的富裕面积时，要注意计算两台，而板式单台，计算公式如下：F可以得到单台换热面积为FN=单台板式换热器的换热器片数：N=从上述计算中，我们可以初步确定单台换热器的片数为41片；热流道数为19；冷流道数为20.（5）确定样本的实际流速：BR50板式换热器f=98WhWc（6）校核，所用公式为：ka=1α=Nu∙λNu=0.324×RRe=W经校核，换热器传热系数k’=3472.68，符合。部分计算步骤见表5-2，详见附录2表5-2高、低区换热器选型计算冷流体流量（m³/h）热流体流量（m³/h）换热温差（℃）假定热流体流速（m/s）假定冷流体流速（m/s）设计传热系数换热器型号低区42.428728.542934.60.30.43855BR50高区43.272329.348234.60.30.43855BR50系统单片换热器换热面积（㎡）单台换热器换热面积（㎡）换热器片数冷流道数热流道数单流道截面积（㎡）实际热流体流速（m/s）实际冷流体流速（m/s）实际传热系数备注低区0.3416.44243620150.0012240.27380.54373472.68满足高区0.3414.27533418130.0012240.34420.52213521.44满足低区流量（t/h）管径（mm）外径*壁厚流速（m/s）R冷28.5429100108×40.7382.78热42.4287150159×4.50.8269.45高区流量（t/h）管径（mm）外径*壁厚流速（m/s）R冷43.7856150159×4.50.8144.3热25.2675100108×40.7572.6确定K值，查BR50K-W曲线K=3000（W/㎡×℃）样本如下（选择）：5.3水泵选型在此次设计中，由于需要考虑热力平衡，管道安装合理，我们需要把补水定压点设置在循环水泵和补水泵的入口处。在安装水泵时，水泵与地面的距离应该大于等于0.1m，水泵基础之间的距离和水泵基础距离墙之间的距离，应该大于等于0.7m。当遇到狭窄的地方时，机组之间存在的突出距离应大于等于0.3m，当有两台水泵时，我们不需要做联合基础。5.3.1循环泵选型：选型原则：水泵流量为热网循环流量的110%；数量至少为2台，一用一备。（1）循环水泵扬程计算：(5-7)（2）循环水泵的流量：（5-8）系统的选型：（1）低区：设计流量：G=70.9627t/h；水泵流量：Gs=1.1∗G=1.1∗70.9627t/h=78.0583m³/h水泵扬程：18m。表5-3循环水泵选型型号流量（m³/h）扬程（m）转速（r/min）电机功率（kw）100WQ165/39/3018036282712（二）高区：设计流量：G=118.72t/h水泵流量：Gs水泵的扬程：H=18.5m表5-4高区循环水泵选型型号流量（m³/h）扬程（m）转速（r/min）电机功率（kw）重量（kg）100WQ180/42/3018042296011313（3）供热系统热水循环泵的校核校核循环泵，即计算耗电输热比，公式如下：（5-9）（5-10）分别计算二次网低区EHR、高区EHR;低区系统：∑L=175.28m代入上式公式计算，得EHR=A(B+∝∑L)∆t=通过表格查得η=0.85，因此选用的循环水泵的轴功率为12KW；故EHR=所以低区系统循环水泵选型合理。（二）高区系统：∑L=175.31m将以上数据代入公式（5-10）；得EHR=A(B+∝∑L)通过样本数据查得η=0.83，因此选用的循环水泵的轴功率为9KW；故EHR=N所以高区系统循环水泵选择合理。同时，选择循环水泵的时候，我们应该注意：在计算循环水泵的扬程时，我们不需要把建筑的高度计算进去。基于对循环水泵的承压、耐温能力的考量，确定循环水泵的允许工作压力一般高于80℃。通过供热调节方式来确定循环水泵台数。设置两台，一用一备。5.3.2补给水泵选型在补水系统中，我们需要结合系统所采用的定压方式、定压点的位置、控制好定压点所要求的压力，才能使热网按水压图给定的压力状况运行。在该项设计中，综合各方面的考虑，定压方式我们选择补水泵定压。补给水泵一般设置在压力较低的位置，即设置在循环水泵入口处，以达到不倒空的目的。热水热力管网补水的基本原则：补水泵流量由两个因素确定，即补水量和事故补水量。不考虑事故补水量时，补水泵补水量为系统循环水量的2%；考虑事故补水量，补水泵补水量为循环水量的4%；同循环水泵类似，我们也设置两台补给水泵，遵守一用一备的基本原则；在确定补水泵的扬程时，我们要先确定补水定压点的压力；在上述压力下加3-5mH2O,作为补水泵扬程；补水定压点压力由系统水压图确定。（1）补水泵流量Gb确定：同循环水泵，补给水泵选择两台，其中一台作为备用。在热水供热系统中，考虑到安全性的因素，我们根据事故补水量的原则来确定补水泵的流量，即补水泵的流量为循环水量的4%，公式如下：Gb=(G补水泵扬程H确定：在保证系统稳定性的前提下，结合到循环水泵入口处压力低的因素，我们将补水点放在循环水泵的入口处，补水泵的扬程为补水点压力加3-5mH2O。计算公式如下：H=（一）水泵选型：低区：扬程：H=（52+1.2+3）×1.1=63.27m流量：Gb表5-6低区系统补水泵选型型号流量（m³/h）扬程（m）电机功率（kw）重量（kg）65KQGV-10-88-2.2×3108.82.244.8（b）高区：扬程：H=（36+1.5+3）×1.1=44.56m流量：表5-7补水泵选型型号流量（m³/h）扬程（m）转速（r/min）电机功率（kw）重量（kg）65WFYV-10-88-2.2×310638902.242.775.5软化水系统选型5.5.1软水器选型基于安全性的考虑，我们选择安全系数为1.1，并根据事故补水量即循环水量的4%来确定，不同于循环水泵和补给水泵，软水器的载荷为高低两个系统的全部载荷。低区系统高区系统总的处理量由上述计算可的软水器选型见表5-8表5-8FLECK软水器软水器型号软水量m³/h罐体树脂装填k/g2900SM-7508-153077上6-8UN/500L3505.5.2软水箱选型在本次热力站的设计中，基于系统复杂性的考量，我们将低区和高区合用一个软水箱，按照规定，一般为30min-60min的补水量，基于安全性原则，我们采用事故补水量来确定。软水箱的有效容积为：实际有效容积为：5.6除污器选型在该次设计中，基于高低区两个系统，我们需要在一次网供水总管安装一个除污器，同时，在二次网回水管上也需要安装，高低区共两个在此次设计中，所以一共设置三个。我们可以通过接管直径和通过除污器的介质的工作压力来确定所选择的除污器的规格所以，通过以上对除污器的选取原则，我们选择了三种不同规格的除污器，以下是除污器的尺寸结构图：表5-9除污器选型表 系统型号DN1\DN2DDN3H一次网XL-300300750801827低区XL-250250680801752高区XL-200200650801623图5-4旋流除污器5.7站内局部构件安装注意事项(1)热力站安装局部构件时，安装除污器，过滤器用来保证水质，其次，我们应该注意在除污器前后安装压力表，在除污器后也应该安装安全阀，保证压力用气的安全性，注意在除污器前应注意安装计量表。（2）水泵前后为了避免出现震动，我们应该在水泵前后安装橡胶软接头隔震同时也需要安装截止阀和关断阀，还应该设置压力表和温度，以此来根据检测到的数据调节水泵的转速。同时，水泵入口处应该安装止回阀，防止倒流，避免发生水击。（3）变径管处我们需要安装异径管，厚度应该大于直管段的厚度，避免因为管径差异而引起的漏水现象。（4）在此次设计中，理论上会出现大流量小温差的现象，但这时候需要的流量就会增大，水泵的耗能就会增大，在安全性范围内考量，我们在实际设计中，遵循小流量大温差的原则。第六章保温计算6.1保温的意义及相关计算、6.1.1保温的意义在一次网设计过程中，由于管道安装温度和管内热媒最高温度之间温差很大，这在接缝过程中造成的热损失不可以忽视，所以在设计过程中，我们需要做管道保温设计。6.1.2保温层厚度计算计算方法:经济厚度法；计算公式如式（6-1）所示(6-1)管道热损失计算：第七章直埋管道应力验算7.1管网敷设方式7.1.1管网敷设原则：（1）主干线处的管道宜短而直（2）管道敷设坡度要大于2‰，管道进入建筑物时要坡向干管。（3）主干线管道最高处应设置放气阀，在最低处应该设置泄水阀。（4）管道当从一种敷设方式转为另一种敷设方式时，应将直埋保温管的保温层端头进行封堵。（4）管道敷设应尽量沿道路敷设，既可以节省占地面积，也方便维修。7.1.2管网的敷设形式：管网敷设方式有地下敷设和架空敷设，地下敷设分为直埋敷设和地沟敷设，在本次二次网设计中，考虑到临汾市的地理条件，我们选择采用地沟敷设。不同于二次网，一次网管网管线较长，地沟敷设所必须的挖沟、地沟回填、管道安装都必须在现场进行，考虑到施工人员劳动环境恶劣，施工周期拉长，在一定程度上会造成人力和财力的损失，同时，城市交通也会受到影响，对人们正常的生存和生活造成了一定的威胁，所以在此次一次网设计中我们采用直埋敷设。7.1.3直埋敷设管段覆土深度计算计算管顶覆土深度：临汾市的最大冻土深度为0.57m，直埋敷设的管顶覆土深度应大于最大冻土深度0.15m，即h=0.57+0.15=0.72m考虑到管道安装的安全性，此次设计的覆土深度为1.8m7.2直管应力验算7.2.1管段稳定性要求在本次设计中，一次网供水管循环温差为120℃，低于在1.6MPa下规程中允许的最大温差，所以无需安装补偿器。设计中的各种管道的最小埋深都大于垂直稳定性要求的最小覆土深度，满足整体稳定性要求。7.2.2管段局部稳定性条件如果计算管段中，一次网管道，管径大小均小于500mm，所以不会出现局部皱结，满足无补偿管段局部稳定性条件。7.2.3管段最大过渡段长度计算通过以上的条件，在本次设计中为无补偿敷设，计算设计条件下的最大过渡长度，通过公式7-1和公式7-2计算在本次设计条件下的最大过渡段长度。（7-1）（7-2）土壤应力计算可按下式（7-3）（7-4）（7-5）（7-6）（7-7）（7-8）当t1-t0＞△Ty时，管道过渡段以外的锚固段已经进入屈服状态，过渡段长度不再增加，取t1-t0=△Ty。(7-9)(7-10)计算详见附录。7.3弯头的设计7.3.1弯头应力验算弯头应力验算：根据驻点或锚固点的位置，确定各弯头的臂长，当满足公式（7-11）和公式（7-12）时，弯头合格。(7-11)(7-12)7.3.2弯头和折角的处理方式在一、二次网中，大部分折角为90°，也有部分折角大于或小于90°。根据《直埋供热管道工程设计》附录可以得出无保护措施最大允许折角。7.4其余设备的设计7.4.1阀门设计.对于一次网、二次网和换热站都是需要安装阀门来调节系统的平衡性、安全性等。二次网中，进入用户的管段需要安装平衡阀，以避免发生水力失衡；一次网系统需要在三通处安装调节阀，避免发生阻力失衡而引起的水力失衡；在热力站中，需要在水泵入口以及除污器、旁通阀处安装关断阀、截止阀，方便维修。7.4.2检查室设计当管段出现问题需要检修时，通常设计检查井，检查井里有截止阀和关断阀，还有一部分补偿器和固定支架，用来避免管道在焊接时由于应力作用而发生断开，设置检查井方便检查和维修。设置检查井时，应该注意：检查井深度应该比沟底或管底略深，具体深度可根据最大覆土深度确定。管道和检查井的安装顺序，一般按照管-井-管的顺序进行安装。当管汇入和从检查井汇出时，我们应该注意加异径管。参考文献[1]王飞,张建伟.直埋供热管道工程设(第二版)[M].北京：中国工业建筑出版社，2014.[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册(第二版)[M].北京：中国工业建筑出版社，2008.[3]最新供热空调设计使用手册[M].北京：中国工业建筑出版社，2005.[4]李善化,康慧.集中供热设计手册[M].北京：中国电力出版社，2014.[5]RongJiayu,KangZhaohui,QinYulong,etal.Thesavingenergyregulationandanalysisofheatingpowerstationofthedistrict[J].JournalofHebeiInstituteofArchitecturalEngineering,2015(4):58-61.[6]YoungjuJoo，HoonKang，JaeHwanAhn，MooyeonLee，YongchanKim.Performancecharacteristicsofasimultaneouscoolingandheatingmulti-heatpumpatpartialloadconditions[J].InternationalJournalofRefrigeration，2011，34(4)：893-901.附录一：表1二次网负荷计算表分区建筑编号面积（㎡）楼层数总面积（㎡）热指标（W/㎡)热负荷(kW)△t（ºC）比容流量（t/h)低区1＃751.9214.0010526.9245.00473.7125.004.1916.282＃1320.3814.0018485.3845.00831.8425.004.1928.593＃751.9214.0010526.9245.00473.7125.004.1916.284＃1320.3814.0018485.3845.00831.8425.004.1928.595＃1000.0014.0014000.0070.00980.0025.004.1933.686＃551.1514.007716.1570.00540.1325.004.1918.56高区1＃751.9212.009023.0845.00406.0425.004.1913.952＃1320.3812.0015844.6245.00713.0125.004.1924.503＃751.9212.009023.0845.00406.0425.004.1913.954＃1320.3812.0015844.6245.00713.0125.004.1924.505＃1000.0012.0012000.0070.00840.0025.004.1928.876＃551.1512.006613.8570.00462.9725.004.1915.91表2低区系统二次网的相关水力计算管段号长度(m)热负荷（kW）管径(DN)面积(m2)流速(m/s)实际比摩阻(Pa/m)管段沿程阻力（Pa）总阻力不平衡率Ⅰ-111.824131.24250.000.390.8260.00709.20921.96支管1（4个单元）9.35980.00200.000.350.78150.001402.501823.250.61单元14.53245.0050.000.180.62150.00679.50883.35分支1-28.38735.00150.000.300.61150.001257.001634.10单元24.53245.0050.000.180.57150.00679.50883.35分支1-38.72490.00125.000.280.72150.001308.001700.40单元34.53245.0050.000.180.68150.00679.50883.35单元413.12245.0050.000.180.58150.001968.002558.40Ⅰ-27.833151.24200.000.350.5770.00548.10712.53支管2（3个单元）5.20540.13125.000.280.67150.00780.001014.000.80单元14.27180.0440.000.160.62150.00640.50832.65分支2-27.57360.09100.000.250.65150.001135.501476.15单元24.27180.0440.000.160.74150.00640.50832.65单元311.54180.0440.000.160.68150.001731.002250.30Ⅰ-354.622611.11200.000.350.7570.003823.404970.42支管3（3个单元）5.30473.71100.000.250.59150.00795.001033.500.49单元14.93157.9040.000.160.72150.00739.50961.35分支3-27.44315.8180.000.220.76150.001116.001450.80单元24.93157.9040.000.160.69150.00739.50961.35单元311.34157.9040.000.160.77150.001701.002211.30Ⅰ-45.822137.40200.000.350.7970.00407.40529.62支管4（5个单元）6.21831.84150.000.300.66150.00931.501210.950.52单元14.28166.3740.000.160.82150.00642.00834.60分支4-27.39665.47125.000.280.65150.001108.501441.05单元24.28166.3740.000.160.73150.00642.00834.60分支4-37.02499.11125.000.280.78150.001053.001368.90单元34.28166.3740.000.160.77150.00642.00834.60分支4-49.08332.7480.000.220.69150.001362.001770.60单元44.28166.3740.000.160.72150.00642.00834.60单元59.38166.3740.000.160.77150.001407.001829.10Ⅰ-527.671305.55200.000.350.7270.001936.902517.97支管5（3个单元）5.47473.71100.000.250.59150.00820.501066.650.07单元14.69157.9040.000.160.66150.00703.50914.55分支5-25.33315.8180.000.220.81150.00799.501039.35单元24.69157.9040.000.160.78150.00703.50914.55单元310.86157.9040.000.160.76150.001629.002117.70Ⅰ-6（5个用户）10.92831.84200.000.350.6670.00764.40993.72单元17.24166.3740.000.160.68150.001086.001411.80分支6-211.66665.47125.000.280.74150.001749.002273.70单元27.24166.3740.000.160.72150.001086.001411.80分支6-310.31499.11125.000.280.69150.001546.502010.45单元37.24166.3740.000.160.80150.001086.001411.80分支6-410.50332.7480.000.220.75150.001575.002047.50单元47.24166.3740.000.160.69150.001086.001411.80单元516.89166.3740.000.160.71150.002533.503293.55表3高区系统二次网相关水力计算Ⅱ-111.873547.72200.000.350.6970.00830.901080.17支管1（4个单元）8.72469.63100.000.250.51150.001308.001700.400.53单元14.53115.7432.000.140.66150.00679.50883.35分支1-28.38348.8980.000.220.63150.001257.001634.10单元24.53115.7432.000.140.73150.00679.50883.35分支1-38.72233.1550.000.180.68150.001308.001700.40单元34.53115.7432.000.140.67150.00679.50883.35单元413.12117.4132.000.140.72150.001968.002558.40Ⅱ-28.863078.09200.000.350.7670.00620.20806.26支管2（3个单元）5.67840.00200.000.350.61150.00850.501105.650.76单元14.27280.0065.000.200.71150.00640.50832.65分支2-27.57560.00125.000.280.69150.001135.501476.15单元24.27280.0065.000.200.81150.00640.50832.65单元311.54280.0065.000.200.80150.001731.002250.30Ⅱ-349.682238.09200.000.350.7170.003477.604520.88支管3（3个单元）10.12713.01150.000.300.79150.001518.001973.400.64单元14.93237.6750.000.180.76150.00739.50961.35分支3-27.44475.34100.000.250.77150.001116.001450.80单元24.93237.6750.000.180.72150.00739.50961.35单元311.34237.6750.000.180.74150.001701.002211.30Ⅱ-47.871525.08200.000.350.7870.00550.90716.17支管4（5个单元）13.96406.04100.000.250.78150.002094.002722.20-0.01单元14.2881.2132.000.140.72150.00642.00834.60分支4-27.39324.8380.000.220.69150.001108.501441.05单元24.2881.2132.000.140.80150.00642.00834.60分支4-37.02243.6250.000.180.72150.001053.001368.90单元34.2881.2132.000.140.69150.00642.00834.60分支4-49.08162.4240.000.160.68150.001362.001770.60单元44.2881.2132.000.140.71150.00642.00834.60单元59.3881.2132.000.140.73150.001407.001829.10Ⅱ-530.071119.05200.000.350.5770.002104.902736.37支管5（3个单元）1.85406.04100.000.250.78150.00277.50360.750.67单元14.69135.3532.000.140.59150.00703.50914.55分支5-25.33270.6965.000.200,63150.00799.501039.35单元24.69135.3532.000.140.67150.00703.50914.55单元310.86135.3532.000.140.72150.001629.002117.70Ⅱ-6（5个单元）11.88713.01150.000.300.7970.00831.601081.08单元17.24142.6032.000.140.77150.001086.001411.80分支6-211.66570.41125.000.280.72150.001749.002273.70单元27.24142.6032.000.140.68150.001086.001411.80分支6-310.31427.80100.000.250.72150.001546.502010.45单元37.24142.6032.000.140.75150.001086.001411.80分支6-410.50285.2065.000.200.70150.001575.002047.50单元47.24142.6032.000.140.80150.001086.001411.80单元516.89142.6032.000.140.79150.002533.503293.55附录二一次网水力计算管段号长度(m)热负荷（kw）流量(t/h)管径(DN)实际管径（DN）面积(m2)实际面积流速(m/s)实际流速实际比摩阻(Pa/m)管段沿程阻力（Pa）局部阻力(Pa)Ⅰ141.3056880.00814.52350.00400.000.100.132.501.80100.0014130.0018369.00Ⅱ-1186.0014040.00201.05168.69300.000.020.072.500.79100.0018600.0024180.00支路A2158.206750.0096.66116.97250.000.010.052.500.55300.0047460.0061698.00Ⅱ-2248.347290.00104.39121.56250.000.010.052.500.59100.0024834.0032284.20Ⅰ-1117.9042840.00613.46294.67350.000.070.102.501.77100.0011790.0015327.00支路B3153.256300.0090.21113.00250.000.010.052.500.51300.0045975.0059767.50Ⅰ-2192.5336540.00523.25272.14350.000.060.102.501.51100.0019253.0025028.90支路B1147.565850.0083.77108.89250.000.010.052.500.47300.0044268.0057548.40Ⅰ-3168.7230690.00439.47249.41350.000.050.102.501.27100.0016872.0021933.60支路B2184.738100.00115.99128.13250.000.010.052.500.66300.0055419.0072044.70Ⅰ-4185.3422590.00323.48213.98300.000.040.072.501.27100.0018534.0024094.20支路C2164.399000.00128.88135.06250.000.010.052.500.73300.0049317.0064112.10Ⅰ-5140.8813590.00194.61165.97300.000.020.072.500.77100.0014088.0018314.40支路C1176.076750.0096.66116.97250.000.010.052.500.55300.0052821.0068667.30Ⅰ-6113.876840.0097.95117.74250.000.010.052.500.55100.0011387.0014803.10附录三直管应力计算表1保温管与土壤的单位长度摩擦力最小摩擦系数μmin最大摩擦系数μmax公称直径（mm）管内径（m）外护管外径Dc（m）管道中心线处土壤应力σv（Pa）G一包括介质在内的保温管单位长度自重(N/m);土壤静压力系数K0土密度ρkg/m³重力加速度gm/S^2回填土内摩擦角φ（°）单位长度最小摩擦力F（N/m）单位长度最大摩擦力F（N/m）0.20.4DN4000.40.5531784.4521.87770610.518009.810.5233333337503.25271215006.505420.20.4DN3000.30.4231784.4466.89983470.518009.810.5233333335894.87630811789.752620.20.4DN2500.20.3631784.4427.62992650.518009.810.5233333335118298630.20.4DN2500.20.3631784.4427.62992650.518009.810.5233333335118298630.20.4DN3500.30.5031784.4466.89983470.518009.810.5233333336888.97474413777.949490.20.4DN2500.20.3631784.4427.62992650.518009.810.5233333335118298630.20.4DN3500.30.5031784.4466.89983470.518009.810.5233333336888.97474413777.949490.20.4DN2500.20.3631784.4427.62992650.518009.810.5233333335118298630.20.4DN3500.30.5031784.4466.89983470.518009.810.5233333336888.97474413777.949490.20.4DN2500.20.3631784.4427.62992650.518009.810.5233333335118298630.20.4DN3000.30.4231784.4466.89983470.518009.810.5233333335894.87630811789.752620.20.4DN2500.20.3631784.4427.62992650.518009.810.5233333335118298630.20.4DN3000.30.4231784.4466.89983470.518009.810.5233333335894.87630811789.752620.20.4DN2500.20.3631784.4427.62992650.518009.810.5233333335118298630.20.4DN2500.20.3631784.4427.62992650.518009.810.523333333511829863表2管道壁厚计算管道计算压力PdMpa公称直径（mm）工作管外径D0(m)钢材的许用应力[σ]Mpa许用应力修正系数η温度修正系数Y工作管最小壁厚δ(mm)壁厚负偏差附加值(m)工作管公称壁厚δ(m)578.172DN4000.426163.333333310.40.3120881150.016540670.328628785578.172DN3000.325163.333333310.40.2380953930.0126190560.250714449578.172DN2500.273163.333333310.40.200000130.0106000070.210600137578.172DN2500.273163.333333310.40.200000130.0106000070.210600137578.172DN3500.377163.333333310.40.2761906560.0146381050.290828761578.172DN2500.273163.333333310.40.200000130.0106000070.210600137578.172DN3500.377163.333333310.40.2761906560.0146381050.290828761578.172DN2500.273163.333333310.40.200000130.0106000070.210600137578.172DN3500.377163.333333310.40.2761906560.0146381050.290828761578.172DN2500.273163.333333310.40.200000130.0106000070.210600137578.172DN3000.325163.333333310.40.2380953930.0126190560.250714449578.172DN2500.273163.333333310.40.200000130.0106000070.210600137578.172DN3000.325163.333333310.40.2380953930.0126190560.250714449578.172DN2500.273163.333333310.40.200000130.0106000070.210600137578.172DN2500.273163.333333310.40.200000130.0106000070.210600137表3工作管屈服温差公称直径（mm）工作管内径Di（m）钢材的线膨胀系数α〔m/(m·℃）〕钢材的弹性模量E(MPa)屈服极限增强系数n钢材的屈服极限最小值σ（MPa）钢材的泊松系数υ工作管公称壁厚δ(m)管道内压引起的环向应力σt（MPa）管道计算压力Pd(MPa)工作管屈服温差（℃）DN4000.41320.00001121820001.32450.30.328628785363.4810479578.17231.42821158DN3000.3