目錄目錄 I第一章 課程任務書 -1-1.1已知條件 -1-1.2課程設計內容 -1-1.3具體規定 -1-第二章 供熱系統的熱負荷 -1-2.1供暖設計熱負荷的計算 -1-2.1.1熱負荷的計算 -1-2.1.2流量的計算 -1-2.2熱負荷圖 -1-2.2.1供暖熱負荷隨室外溫度變化曲線 -1-2.2.2熱負荷延續時間圖 -2-第三章 集中供熱系統 -5-3.1供熱系統原理圖的擬定 -5-3.2熱水供熱系統的調節及調節曲線的繪制 -5-第四章 管網布置 -7-4.1熱源位置 -7-4.2管網的走向 -7-4.3管徑的選擇 -7-4.4管道的敷設 -7-4.5閥門的設計 -8-4.6檢查井的設立 -8-4.7支架及補償器的設立 -8-第五章 水力計算 -9-5.1水力計算的環節 -9-5.2水壓圖的繪制 -9-5.2.1水壓圖的繪制原則 -9-5.2.2繪制水壓圖的環節 -10-5.3水泵的選擇 -10-5.3.1循環水泵的選擇 -10-5.3.2補給水泵的選擇 -11-參考文獻 -12- 課程任務書1.1已知條件1.建筑物所在地區：哈爾濱2.建筑面積：參見圖紙3.面積熱指標（綜合）：70W/m24.最高建筑物高度：最高6層層高3米5.熱媒及參數：設計供回水溫度為：95/706.氣象資料：注意收集本地（設計地區）的室外采暖計算溫度、供暖期室外平均溫度、供暖天數n。1.2課程設計內容計算設計熱負荷，繪制熱負荷隨室外溫度的變化曲線和熱負荷延續時間圖；擬定供熱系統的供熱原理圖；擬定供暖熱負荷的調節方法并繪制調節曲線；擬定熱源位置及管線走向，配置必需的管道附件。畫出管道平面布置圖及計算簡圖并進行水力計算；繪制網路主干線的橫斷面、縱剖面圖及水壓圖。擬定循環水泵及補給水泵的流量及揚程；選做內容：根據學生完畢課程設計的時間及能力可酌情增長水加熱器、噴射裝置、管道補償器、管道保溫及支架受力等計算。1.3具體規定說明書重要闡述設計方案重要依據和基本計算公式。規定文字簡練，筆跡工整。其中的圖表要列名，并按先后順序編號；所有圖紙表達要對的，規定按一定比例繪制。但是對線性及美觀不做具體規定。水壓圖、水溫調節曲線、水泵特性曲線和熱負荷延續時間圖可以畫在方格（坐標紙）上。供熱系統的熱負荷2.1供暖設計熱負荷的計算2.1.1熱負荷的計算歸化設計時，供暖設計熱負荷常用指標概算法。供暖熱負荷的概算指標有體積熱指標和面積熱指標等。本設計中提供的是面積熱指標。其中設計熱指標按下式計算：（1）式中：——建筑物總的供暖設計熱負荷，KW；F——建筑物的建筑面積，；本設計共有6棟樓，總建筑面積為28587.2。——建筑物供暖面積熱指標，；它表達1建筑面積的供暖設計熱負荷。在這里選定為70。∴=70×28587.2×=2023.1KW2.1.2流量的計算x3.6設計總流量G=68.79每棟樓具體負荷及流量見表2-1表2-1熱負荷及流量計算建筑名稱棟數建筑面積面積指標熱負荷流量GLA-0116617.170463.2015.93LA-0214081.9285.739.83LA-0316155.7430.9014.82LA-O415094.2356.5912.27LA-0511264.788.523.05LA-0615373.6376.1512.942.2熱負荷圖2.2.1供暖熱負荷隨室外溫度變化曲線室外供暖計算溫度下的供暖設計熱負荷（2）任意室外溫度下供暖熱負荷（3）熱負荷隨室外氣溫的變化關系（4）式中:——建筑物的供暖體積熱指標，W/(m3.℃)；它表達各類建筑，在溫差１℃時，每1m3建筑物外圍體積的供暖設計熱負荷。在這里取0.432W/(m3.℃——建筑物的外圍體積，m3；6棟的總體積為85761.57m3——供暖室內計算溫度，18-24℃；本設計中取21℃。——供暖室外計算溫度，℃；長春市供暖室外計算溫度-26℃。——變化室外溫度，℃。所以=2.2.2熱負荷延續時間圖（1）不同室外氣溫的延續時間擬定查氣象資料或根據給出的下列公式計算（5）式中：式中:——某地區采暖期計算供暖小時數，h；哈爾濱市供暖天數為177天，則177×24=4248小時。即=1.04，=0.98。——某地區采暖期室外平均溫度，℃。哈爾濱市采暖室外平均溫度-10℃。則。（2）熱負荷延續時間圖的繪制橫坐標左：室外溫度（℃）右：延續時間（h）縱坐標熱負荷（GJ/h）（MW）曲線下面積供暖期耗熱量（GJ）（MWh）集中供熱系統3.1供熱系統原理圖的擬定熱水供熱系統設計方案有三種：1.采用兩套熱網；2.采用一套熱網設中繼站；3.采用一套熱網。方案一：采用一套熱網本設計如選用采用一套熱網。一套循環泵，揚程按最遠LA-03選擇，對較近的樓宇進行節流，此方案合用于LA-03及LA-06流量較其它樓宇較大時合用。當集中供熱系統的熱用戶僅為供暖用戶時室外供熱管道多采用雙管式枝狀管網。熱源部分要考慮循環水泵、補給水泵的連接以及臺數擬定，定壓方式的選擇及各種安全措施等等。定壓方式可采用高位水箱定壓，補給水泵定壓，惰性氣體定壓及蒸汽定壓等。本設計中采用補給水泵連續定壓方案。方案二：采用兩套熱網本設計如采用兩套熱網，多個區域的供熱系統互不干擾，這種方案僅合用于區域之間地形高度差較大，規定不同的定壓值，其缺陷是：初投資和運費較高，占地面積多，實際實行工程中有困難。綜上所述，本設計選用方案一，采用一套熱網對社區進行供熱。3.2熱水供熱系統的調節及調節曲線的繪制1.本設計中可選擇質調節和分階段改變流量的質調節。在這里選擇質調節。2.調節曲線的繪制：供暖系統的設計溫度為95/70；則供水溫度的計算公式：（6）回水溫度的計算公式：（7）式中：——用戶散器的設計平均計算溫差，；——用戶的設計供回水溫差，；——相對供暖熱負荷比。所以：=0.5×（95+70－2×21）=61.5=95－70=25=將以上數據代入（6）（7）中得：供水：回水：本設計中可選擇質調節和分階段改變流量的質調節。注意循環水泵的選擇及調節曲線需與調節方法相相應。在繪制調節曲線時要涉及到散熱器的熱工特性（B值的大小）規定。若有具體資料（散熱器產品標本）時可按資料給出的數據；也可以從文獻中查得；若無具體資料時，一般國產鑄鐵散熱器的B值可取0.3，允許工作壓力可取0.4Mpa。管網布置4.1熱源位置熱源是熱水管網的起點。熱源可為熱電廠或集中鍋爐房。如為熱電廠，其位置的擬定可參閱有關鍋爐房設計規范和手冊。本設計中考慮的重要原則：（1）不影響區域的環境衛生及美觀；為此鍋爐房或換熱站宜設在主導風向的下風向。主導風向可根據所在地在查文獻獲得。哈爾濱市冬季主導風向是東北，則熱源應設在西南。（2）考慮擴建的也許性，便于燃料與灰渣的運送與儲存；（3）盡量靠近重要負荷及負荷密度較大處，使供熱管網在技術和經濟上合理。本設計中熱源即二級網的換熱站，位于住宅社區內。4.2管網的走向實際定線時要掌握地質、水文資料，了解地下水位的高低，地上地下構筑物的情況，除了技術經濟合理外還要考慮維修方便，一般應注意：（1）讓管道盡量穿過負荷集中區。這一原則目前在大中城市里很難實現；（2）管網走向宜平行于道路和建筑物；（3）為了施工及維修管理方便，管道盡量敷設在人行道及綠化地帶下；（4）盡量少穿越公路、鐵路、河流及重要交通干線；（5）熱力管道與其他管道以及建筑物、構筑物應保持一定的距離（涉及水平距離和垂直凈距）。（6）熱網布置時應考慮適當考慮各社區管道連接方便及社區內負荷對稱。4.3管徑的選擇根據管網的平面布置圖及各管段的流量查手冊得出各管段的管徑。見平面圖。4.4管道的敷設管道的敷設方式有地上（架空）敷設和地下敷設兩大類。一般的城市供暖管道多采用地下敷設，目前以采用地下無溝（直埋）敷設為主。本設計中采用這種無溝直埋敷設。在熱水供熱中，直埋敷設最多采用的方式是供熱管道、保溫層和保護外殼三者緊密粘接在一起，形成整體式的預制保溫管結構形式。施工安裝時在管道溝槽底部要預先鋪約100-150mm粗砂礫夯實，管道四周填充沙礫，頂部填砂約150-200mm，之后再回填原土并夯實。4.5閥門的設計在滿足規定和維修的條件下，盡量減少閥門的數量。（1）熱力管道干線、支干線、支線的起點應安裝關斷閥門；（2）長距離輸送的熱水熱網干線應安裝分段閥門，分段閥門的間距建議為：輸送干線，2023~3000m；輸配干線，1000~1500m；（3）熱水管道最高點設放氣閥，最低點設放水閥；（4）用于管道連通的閥門應采用雙向密封的閥門；（5）管徑>500mm的閥門應采用電驅動閥門；（6）用于關斷的閥門可采用閘閥、蝶閥或截至閥（小管徑），用于調整流量的閥門可采用手動流量調節閥（或自立式流量控制閥）。在本設計中，各管道干線、支干線、支線的起點安裝截止閥；在最高點設放氣閥，最低點設放水閥；在各別管段中安裝手動流量調節閥。見管道布置平面圖。4.6檢查井的設立（1）檢查井的數量力求最少，不應設在交通要道和人行車流頻繁處。（2）在下列情況下要設檢查井：（3）地下敷設管道安裝套筒補償器、波紋管補償器、閥門、放水和除污裝置等設備附件時，應設立檢查井。4.7支架及補償器的設立固定支架間的最大允許間距可根據初步設計選定的管徑查閱相關文獻，當管徑為125mm時，固定支架最大間距應為65m,當管徑<100mm時，固定支架最大間距應為60m,當每個固定支架之間必須設一個補償器。盡量運用自然補償，不便使用方形補償器時應選用套筒補償器或波紋管補償器。方形補償器所在處應有補償器穴。當鋼管直徑較大，安裝位置有限時可設立套筒式補償器或波紋管補償器。套筒補償器使用時注意定期檢修，以防漏水；波紋管補償器選擇時應注意使用條件，避免氯離子腐蝕。本設計中重要采用波形補償器。水力計算5.1水力計算的環節（1）畫出水力計算簡圖，標出管道附件以及各管段計算流量G和管長L；（2）水力計算先從主干線開始，根據《城市熱力網設計規范》，在一般的情況下，熱水網路主干線的設計平均比摩阻，可取30~70Pa/m進行計算。《熱網規范》建議的數值，重要是根據數年來采用直接連接的熱水網路系統而規定的。對于采用間接連接的熱水網路系統，主干線的平均比摩阻值比上述規定的值要高，有時可達100Pa/m以上。間接連接的熱網主干線的合理平均比摩阻值，有待通過技術分析和運營經驗進一步擬定；（3）根據網路主干線各管段的計算流量和初步選用的平均比摩阻值，運用附錄的水力計算表，擬定主干線各管段的標準管徑和相應的實際比摩阻；（4）根據選用的標準管徑和管段中局部阻力的形式，查附錄，擬定各管段局部阻力的當量長度Ld的總和，以及管段的折算長度LZH；（5）根據管段的折算長度LZH，以及由附錄查到的比摩阻，計算主干線各管段的總壓降；（6）主干線水力計算完畢后，便可以進行熱水網路支干線、支線等水力計算。分支管水力計算時應按支干線、支線的資用壓力擬定其管徑，但熱水流速不應大于3.5m/s，同時比摩阻不應大于300Pa/m。規范中采用了兩個控制指標，實質上是對管徑DN400mm的管道，控制其流速不得超過3.5m/s（尚未達成300Pa/m），而對管徑DN<400mm的管道，控制其比摩阻不超過300Pa。5.2水壓圖的繪制5.2.1水壓圖的繪制原則熱水網路壓力狀況的基本技術規定不超壓、不汽化、不倒空、不吸氣以及保證循環的基本原則。水壓圖的橫坐標和縱坐標應取不同的比例。水壓圖系統的標高采用相對標高，坐標原點0選擇熱源處循環水泵吸入口的中心線平面標高。一般可選擇熱源處地形標高。即以鍋爐房地面標高為0，熱網管線所在地的地面標高由平面圖給出。根據水力計算結果繪制出來的動水壓曲線是折線，靜水壓線是一條平行于橫坐標的水平直線。一般分支管的水壓曲線斜率比主干線大，即分支管水壓曲線包含在主干線水壓曲線之內。5.2.2繪制水壓圖的環節（1）在圖紙下部繪制出熱水網路的平面布置圖；（2）在平面圖的上部以網路循環水泵中心線的高度為基準面，沿基準面在縱坐標上按一定的比例尺做出距離的刻度；（3）在橫坐標上，找到網路上各點或各用戶距熱源出口沿管線計算距離的點，在相應點沿縱坐標方向繪制出網路相對于基準面的標高，構成管線的地形剖面圖；（4）繪制靜水壓曲線。靜水壓曲線是網路循環水泵停止工作時，網路上各點測壓管水頭的連線。由于網路上各用戶是互相連通的，靜止時網路上各點的測壓管水頭均相等，靜水壓曲線就應當是一條水平直線。它不能超過各用戶的作用壓頭。由于各用戶的用水高度都為18m，供水溫度為95時，其汽化壓力為0mH2O，加上3~5m的富裕壓力則靜水壓曲線高度應在18+0+3=21m，取整數為21m。（5）繪制回水干管動水壓曲線。當網路循環水泵運營時，網路回水管各點測壓管水頭的連線稱為回水管動水壓曲線。從定壓點即靜水壓線和縱坐標的交點A開始畫。回水總壓降為4m。定壓點即干管末端的壓力為21mH2O，那么回水干管始端B也就是末端用戶的出口壓力為21+4=25mH2O。連接A、B兩點，將為主干線回水管的動水壓線AB。（6）繪制供水干管的動水壓曲線。末端用戶的資用壓頭為5mH2O，則末端用戶入口處C點壓力即供水管主干線末端點的壓力應為25+5=30mH2O。供水主干線的總壓力損失與回水管相等也為4mH2O，那么在熱源出口處即供水管始端D點動水壓曲線的水位高度，應為30+4=34mH2O。連接C、D即為主干線供水管的動水壓線CD。熱源內部壓力損失為10mH2O，則熱源出口壓力為34+10=44mH2O，那么熱源入口E點的壓力為44mH2O，兩點D、E連接起來，為熱源的水壓線。如圖中ABCDE所示。（7）各分支管線的動水壓曲線。可根據各分支管線在分支點處供、回水管的測壓管水頭高度和分支線的水力計算結果。5.3水泵的選擇5.3.1循環水泵的選擇（1）流量G1G1=(1.1-1.2)G=1.2×68.79=82.32t/h（2）揚程H（7）式中：Hr、Hw、Hy分別為熱源、熱網和熱用戶的阻力損失。Hr近似取10~15mH2O，Hw涉及供水和回水管路的所有損失，由水力計算結果得出，Hy按用戶的形式和連接方式擬定，一般的直接連接用戶可取2~5mH2O，對間接連接的用戶可以取8~10mH2O。=10+8+5=23mH2OH1=1.2*23=27.6取28mH2O根據流量和揚程選擇型號為1000L100-20*2的水泵兩臺，一臺備用。性能參數見表5.1表5.