供热工程课程设计--某小区供热系统

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1、供热工程课程设计一某小区供 热系统安徽建筑工业学院环能工程学院课程大作业说明书（参考提纲）课程供热工程班 级10城建环设（1）姓名潘俊生学号10203910107指导教师王老师2012年12月目录目录1工程概况.21.1工程概况.21.2设计内容.22设计依据.22.1设计依据.22.2设计参数.23负荷概算 .23.1用户负荷.23.2负荷汇总.34热交换站设计34.1热交换器 34.2蒸汽系统 44.3凝结水系统.44.4热水供热系统.44.5补水定压系统 .45室外管网设计55.1管线布置与敷设方式 55.2热补偿 95.3管材与保温.115.4 热力入口.11课程作业总结.11参考资料

2、1工程概况1.1工程概况1.1.2工程名称：某小区供热系统1.1.3地理位置：某地1.1.4热用户：编号1#2#3#4#5#6#建筑面积武1210012100121004000480050001.2设计内容某小区换热站及室外热网方案设计2设计依据2.1设计依据1. 采暖通风与空调设计规范GB0019-20032. 城市热力网设计规范CJJ34-20023. 城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T81-984. 全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力-20035. 公共建筑节能设计标准哈工大版6. 全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-暖通空调.动力-20072.2设计参数1、外网提供的蒸

3、汽为饱和蒸汽，蒸汽压力为0.6MP热源提供的一次供回水温度是156 C /85 C2、供回水温度为80/60C3、编号1#2#3#4#5#6#建筑面积商121001210012100400048005000建筑面积热指标W/就4545455050553热负荷概算3.1热用户热负荷概算采用面积热指标法Qn =qf*FX10-2Qn 一建筑物的供暖设计热负荷，单位w;F 建筑物的建筑面积，单位m2qf 建筑物供暖面积热指标，w/m23.2热负荷汇总编号1#2#3#4#5#6#总计建筑热负 荷W5445005445005445002000002400002750002348500热负荷及对应的热流量

4、汇总4热交换热站设计4.1换热器4.1.1换热器选型及台数确定单台换热器换热量的确定：计算热负荷(KW)按下式确定Qj=(10511)EQ式中Q累计热负荷，KW；1.051.1考虑损失系数。Qj=1.1Q=1.1X2348500W= 2583.350KW单台换热器的应满足的换热量：Q=2583.350*70%=1808.345 KW4.1.2.换热面积计算查表得，0.6MPa的饱和蒸汽的温度为160C,对数平均温差气A： - At, 二 (160 - 60) -(160 -80) C = 89 7In兰Atb1 (160 - 60)ln(160 - 80).换热面积F =2348500 x 7

5、0%- m 2 牝 7.2m 2K - B -At3000 x 0.85 x 89.7pj根据换热面积选用LPQS-600螺旋扰动盘管式汽一水换热器，其实际换热器参数为:换热面积F = 11.05m2，蒸汽压力06MPa，换热量Q = 1.93MW热负荷统计表序号建筑面积就建筑面积热指标W/ 就热负荷W1#12100455445002#12100455445003#12100455445004#4000502000005#4800502400006#500055275000蒸汽流量 3.02t/h，传热系数 K = 2290.7W /(m2 - C)所以应采用两台LPQS-600螺旋扰动盘管式

6、汽一水换热器:产品型号换热面积就蒸汽压力MPaLPQS-60011.050.6换热量Q (Kw)蒸汽流量t/h传热系数K w/(mVC)19303.022290.74.2蒸汽系统4.2.1蒸汽耗量计算两台换热器的蒸汽需用量G=2X3.14=6.28 (t/h)4.2.2蒸汽系统设计由热力公司完成。4.3凝结水系统4.3.1凝结水系统设计汽-水换热器f凝结水f疏水器凝水(软水)箱-采暖系统补水(或排至下水道)。4.3.2凝结水系统主要设备选型计算4.3.2.1疏水器：按照疏水器在供热系统中的安装位置不同进行选择，安装位于换热器出口，所以选择导致筒形；4.3.2.2凝水箱：凝水箱的容积大约按照总流

7、量的4%进行计算：V = G x 4% = 100.65 x 0.04 总 4m3凝结水箱宜选用1个，其总有效容量宜为2040min的凝结水回收量，水温大于60C时，水箱 要保温。4.4热水系统4.4.1热水系统设计换热器热水出口f供水f热用户f循环水泵f换热器热水进口，循环水泵选用2台(1用1备)，均采用变频控制。4.4.2热水系统主要设备选型计算循环水泵：At - c p20 x 4.2 x 103 x 1.0 x 103水泵流量：G = 1.1一Q一 = 1.1 x2348500= 100.65m3 / hAP 1.2 x (16166.99 + 50000) N / m 2pg1.0

8、x 103 kg /m3 x 9.8N/kg水泵的扬程： h =.=8.1m 换热站的自留S 15m，所以水泵的扬程最少为231m。根据计算出来的G和h值选择4BL-12型水泵，其流量G = 110m3 /h，扬程h = 23.3m，电机功率 N = 9.5kW4.5补水定压4.5.1补水定压方式确定一一采用膨胀罐加补给水泵的方式对热水系统定压补水，补水泵选 用2台（1用1备）补给水泵的选择（1）扬程：根据保证水压图水静压线的压力要求来确定。H=25.25m（2）流量：一般可按循环水量的3%5%计算G=4%X =4%X 100985.5/1000X=4.039m3/hAtcp4.5.2主要设备

9、选型计算选择：11G=1.1X4.039=4.44 m3/h1.1 H=1.1X25.25=28.87 mh O2选择2台相同型号低区补水40LG12-15X5 G=18 m3/h , N=5.5kw H=60m，其中一台备用。5室外管网设计5.1管线布置与敷设方式5.1.1、管网布置原则（1）热源的位置本设计热源为小区内的换热站（2）管网的走向实际定向时要掌握地质，水文资料，地上，地下构筑物情况，除了技术经济合理外还要考虑维修管理方便，布置时应注意：l、管道应尽量穿越负荷区，走向宜平行于建筑物。II、尽量少穿越公路，铁路等主要交通干线。m、为了施工及管理方便，管线应尽量走绿化地带。W、热力管

10、沟外侧与其他建筑物，管线保持一定距离，与基础外边敬距不小于1.5 米。V、热网规划时应当适当考虑各小区连接方便及小区负荷对称。5.1.2敷设方式3）管道敷设本设计管线全部采用有补偿直埋敷设，采暖管道宜埋于地下水位之上，本设计埋深为1.25 米，管道坡度为0.002管道最高处设放气阀，最底处设卸水阀。干管采用有补偿敷设，支管采用无补偿敷设。5.1.3管径确定2、水力计算热水网路水力计算的方法及步骤如下：（1）确定热水网路中各个管段的计算流量：管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算流量之和，以此计算流量确定管段的管 径和压力损失。对只有供暖热负荷的热水供暖系统，用户的计算流量可用下式计算：

11、GW =如=A Qn t / h c ( t,1-t,2)( t,1-t,2)Qn，供暖用户的设计热负荷，单位kw；条2 网路的设计供，回水温度CT1,t2C 水质量比热A 一采用不同计算单位的系数，本设计采用A=0.86(3) 根据网路主干线各管段的计算流量和初步选用的 平均比摩阻R (4080pa/m)值, 利用水力计算表，确定各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。(4) 热水网路的局部损失，采用当量长度法，将管段的局部阻力损失折合成相当的沿 程损失，所以，热水网路中的管段的总压降等于：P=R (L1+L2) =RL pa式中：L1管段长度L2管段当量长度L管段的折算长度在进行估算时，局部阻

12、力的当量长度L2可从热水网路局部阻力当量长度表中查出。 根据管段的沿程比摩阻,折算的局部阻力损失和流速，计算管段的总压降。室外管网布置简图水利计算表:供水管路水力计算表(80/60C)管 段号热负荷 Q(w)流量G(蛔/h)修正后 流速流 速 v(m/s)管径 d(mm )修正后管段 比摩阻 R(Pa/m)管段长 度 L1(m)局部阻力 当量长度 L2 (m)管段当量 长度L(m)管段压力 损失 p(Pa)1234850 0100962.50.8420041.46174.221.21226.322163350 070224.51.13150111.5443.517.3660.867409.46

13、3108900 046816.340.6915052.245014643578.59454450023408.10.5612534.306514.5479.542881.21272250272250627225052722504544500321108900016335002348500711704.0811704.0811704.0811704.0823408.1746816.3470224.5544500272250272250100962.523408.1711704.0811704.0892722508272250710111212111013130.430.430.430.430.5

14、60.771.130.840.560.430.4310010010010012515015020012510010027.9327.9327.9327.9334.3052.24111.5441.4634.3027.9327.931.528.529665044.516.5151.528.56.936.68.258.2518.2818.8918.456.418.696.936.68.4335.137.2510.2584.2868.8962.9522.9123.698.4335.154450071500051500027500027500051500071500020000020000011704.

15、0811704.0823408.173073822139.9611822.3111822.3122139.96307388598.0428598.0420.430.430.560.700.790.650.650.790.700.480.481001001251251008080100125808027.9327.9334.3053.5293.9080.0880.0893.9053.5245.0945.09291675.76080816075.730318.258.2510.8910.8910.857.028.2912.510.897.018.2937.2510.2526.8986.5970.8

16、587.0289.2972.586.5937.0139.29326.411071.411131.97377.753044.653893.657646.001299.13965.28326.411071.411131.97377.751075.894870.686960.787172.927355.827117.414871.981781.421884.841424000010317.6 50.548055.67307.0137.012202.491424000010317.6 50.548055.67316.6437.642238.35最大损失LAP=85292Pa支管不平衡率支管号DGCHJ

17、LIM不平衡率48%73%69%87%局部阻力当量长度计算表局部阻力形式/ 管段编号管径 d(mm)管段长度 L1(m)弯头 (m)波纹管补 偿器(m)异径接 头(m)分(合)流三 通直通管(m)分(合)流三通 分支管(m)闸阀 (m)局部阻力总当 量长度(m)1200174.24.2215043.58.40.568.417.363150508.45.6144125652.27.50.444.414.5451001.50.334.951.656.93610028.51.653.31.656.66100291.654.951.658.25510026.61.658.254125662.27.50

18、.336.61.6518.283150508.40.448.41.6518.89215044.58.48.41.6518.45120016.54.20.561.656.417125150.446.61.658.6981001.50.334.951.656.93910028.51.653.31.656.69100291.654.951.658.25810026.61.658.257125160.448.81.6510.891012575.72.20.446.61.6510.8911100605.570.333.31.6510.851280802.560.262.551.657.021280812

19、.560.263.821.658.2911100605.570.334.951.6512.51012575.72.20.446.61.6510.891380301.280.263.821.657.011380311.280.265.11.658.291480301.280.263.821.657.011480311.280.265.16.645.1.4循环水泵的确定网路循环水泵是驱动热水在热水供热系统中循环流动的机械设备。它直接影响热水供热 系统的水力工况。循环水泵的选择对完成集中供热的任务是十分重要的。应着重指出，循环 水泵是在闭合环路中工作的，它所需要的扬程仅取决于闭合环路中的总压力损失，

20、而与建筑 的高度和地形无关，与定压线高度无关。网路循环水泵工作在封闭的循环回路之中，从它的出口起，即过任何一个用户系统的循环回 路，再回到它的入口，其位差所需的压头，正负相抵，综合为零。因此循环水泵的扬程仅消 耗在克服热源、网路和用户系统的阻力上，而不需要用它克服用户系统的高度。循环水泵的扬程H= 1.1X(Hr + Hw + Hy )(6-2)式中H循环水泵的扬程；Hr网路循环水通过热源内部的压力损失；H网路主干线供、回水管的压力损失；wH主干线末端用户系统的压力损失，即预留压力，大约为05Mpa。由上面的水力计算表可知：H=1.1X23.1=25.41mh O2G=100.65m3/h.根

21、据计算出来的G和h值选择4BL-12型水泵，其流量G = 110m3 /h，扬程h = 23.3m，电机功率N = 9.5kW5.2热补偿5.2.1补偿方式选择固定支架，最大允许间距由集中供热设计手册查得，小区主干管管采用两个轴向波 纹管补偿器，预拉伸敷设，管道的热伸长量不得超过补偿器的补偿量。具体位置见图纸所示; 支管采用自然补偿，不设置补偿器；为使轴向波纹管补偿器严格地按管线轴线热胀冷缩，补 偿器靠近一个固定支座设置，并设置导向支座。导向支座采用整体箍住管子的形式，以控制 横向位移和防止管子纵向变形，补偿器设在局部地沟内5.2.2管段热补偿量的计算(只计算干管热补偿量)按以下公式计算管道的

22、热伸长量：AL =a t)L m(7-1)式中：a管道线性膨胀系数，取a =12X105/m.C，管道的最高使用温度，取80C；管道安装时的温度，可近似取5C；为两固定支架间距;因为该项目供热面积较小在设计图中用了 4对补偿器。算结果如下表:热补偿计算管段标号图热补偿计算表:供回水管段伸长量表管道编号固定支座 的间距 L(m)管道膨胀系数(m/m. C)供水管段的最 高使用温度C管道安装 时的温 度C供水管道热 伸长量L(m)223.50.0000128050.022562，23.50.0000128050.022563300.0000128050.02883，300.0000128050.0

23、2884300.0000128050.02884，300.0000128050.028810400.0000128050.038410，400.0000128050.0384总热补偿量0.23712m干管总伸长量为237.12mm5.2.3固定支座受力计算（只算一个）例如：1型自然补偿管道固定支架的受力计算固定支架承受的水平推力 Fx=Px1+ u q1cosa1（L1+L3/2）-0.7Px2+ u q2cosa1（L2+L4/2） 固定支架承受的侧向推力 Fy=Py1+uq1sina2（L1+L3/2）- 0.7Py2+ uq2cosa2（L2+L4/2）Px,Py一自然补偿管道在x,y轴

24、方向的弹性力，N；q计算管段的管道单位长度重量，N/M；U管道与支架间的摩擦系数。5.3管材与保温5.3.1管材管道及管件应符合城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T81-98和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的要求。管道连接采用焊接连接方式，焊缝 坡口和焊接质量应符合相关施工验收规定。5.3.2.保温直埋管道采用预制保温管，采用氰聚塑预制保温管，为增加保温层的耐久性和分辨各种介质 的管道，在保护层外涂刷颜色漆，并每隔10左右涂刷分色漆环。5.4热力入口散热器均设温控阀，热力入口均设压差控制阀。详见图纸。课程作业总结：在供热工程的课程快要结束时，王老师给

25、了我们这次的大作业，设计某个小区的供热管网 布置系统，要求用CAD制图，一开始，我拿到这个题时，除了会水力计算，其他的一无所知， CAD不知道怎么用，设计书不知道大概的格式。但是，既然老师已经布置了，那我们就要想一 切办法去努力完成这次作业。首先是知道水力计算，将每段管网的平均比摩阻、管径求出来， 想好怎么设置管段补偿器和设置多少的补偿器，支架应该怎么设置，设置多少才合理。这些 我们都要从新拿起书本消化前面没学好的知识。经过一段时间的设置后，开始了图纸的绘画过程，虽说用的是绘图软件CAD,但对于我来 说，平时很少用到CAD,所以基本在计算机制图上是个门外汉，一切从头开始学，去图书馆借 书，上网

26、查资料，查询一切别人看来很基本的问题，过了一段摸索的阶段后，慢慢的能作一 些简单的制图了，随后在同学和网络，资料的帮助下，终于把最后的图画好了。最后，根据画好的图纸和计算过程中的草稿，开始写课程说明书，这次课程设计作业让 我学会了 CAD的皮毛，同时也意识到计算机技术的用处，以后不仅要关心书本的内容，一些 以后本专业常用的软件也是需要我们掌握的。这样也会增加我们以后的就业优势，同时锻炼 自己自学的能力。在本次设计中，很感谢王老师给了我们这次锻炼自己和接触CAD的好机会，同时还要谢谢 在作业完成中给与我帮助的同学老师。参考资料1供热工程一中国建筑工业出版社2工程热力学一中国建筑工业出版社3流体输配管网一中国建筑工业出版社