http://www.dede0328.com

大发体育娱乐【设计方案】小区集中供热系统管

  目前供热国内现状:自从国家开始逐渐减少分散锅炉采暖系统以来,集中供热系统被越来越多的被城市所采用,至今,大部分省市的很多个城市已经覆盖集中热网,目前有上万平方米的区域进行了集中采暖的覆盖,特别是在东北和西北的区域得到广泛的发展,取得了很大的成功。

  集中供热系统被广泛采用之前,我们国家一直采用局部锅炉房形式的采暖形式,由于采暖设备及空气处理设备的落后,造成了大量的能源浪费以及环境的污染。开放的改革政策被实施以来,保护环境的意识被人们重视,近年来的空气情况已经让人们忍无可忍,大量的雾霾和极端天气越来越多的出现在我们的生活里。因此,尤其在北方,供暖的环境污染问题被大家越来越重视,国家也采取相应的办法来治理空气问题,首当其冲的就是燃料的选择,在燃料的选择上,有采用油、气、煤、电等燃料,也用这些材料对民用的建筑进行了试验。对燃煤热电、燃煤大型供热、燃煤集中、燃气分散、燃油分散、燃气壁挂采暖炉供热方式比较,对市区公共建筑进行了热泵供暖制冷、燃气(油)直燃机供暖制冷、燃煤热电厂、燃煤大型供热厂、燃煤集中锅炉房、燃煤分散锅炉房、燃气(油)分散锅炉房供暖和电压缩或溴化锂制冷等11种采暖(制冷)用能和供应方式比较。其它城市也进行了类似的工作。这种情况有利于促进供暖(制冷)事业的发展。

  最近这几年,中国的经济迅速的发展,节能环保概念逐渐的受到重视,我们国家集中供热的事业,无论是在供热面积的规模上来说还是供热技术改变方面上都有取得了很大的成效。改变了很多年来城市很多小区分散供暖的现状,初步形成了集中供热系统形式的浪费和不节能的局势。近年来,多热源联合供热系统、热水网路与供暖用户系统采用间接连接、环行热水网路的利用、变速循环水泵的系统形式等等应用,促进了供热技术的发展。

  据了解国家的相关实际情况,认真的考虑抚远地区的实际情况,在热源、管网和热用户三部分做出了合理的分析和评定,确定了比较适合集中供暖的系统型式,能够可靠并且尽量经济地将热能从热源输送到各种不同的采暖用户,并使该供暖系统能够在整个采暖期内正常运行,满足各类采暖用户对室温的要求,希望在本次设计的学习中,能够在老师的悉心指导下达到以下目标:设计理念为在技术上可行、在经济上合理并且节约、在使用上稳定安全的集中供热外网设计最佳方案。

  在此次的设计中,我们将会充分利用所学过的专业基础知识,综合全面考虑工程实际情况,熟悉国家有关规范及标准、工程设计图集及其他相关资料,熟悉并掌握设计计算的步骤、方法,锻炼查阅文献资料的能力,提高工程制图技巧及计算机应用能力,最终逐步培养并锻炼出独立分析和解决问题的能力,从而为自己以后的工作和学习奠定坚实的基础,学以致用,服务于社会。

  本次毕业设计的题目为:《左岸绿洲小区集中供热系统管网设计》,设计地点为抚远。

  8.不同室外温度延续小时数见《供热工程》附录6-6,详见后续热负荷延续时间图一节。

  小区为住宅性小区,计算换热站的总负荷包括小区的采暖负荷,不用考虑通风负荷及生产工艺负荷。

  本次设计采暖外网,小区共124栋建筑,每栋建筑应该根据建筑物职能不同进行热负荷计算,通过对地点及气象资料的查询,可以了解当地经度纬度以及坡度,便于横断面、纵断面的绘图。在了解供暖室外温度基础上,可以计算出负荷。

  据分析,大发体育现今大部分采用供暖系统的热用户主要可以分为采暖系统、空气通风系统、热水调节与供应系统、生产工艺系统等用热系统。通过计算出来的热负荷的大小以及其热水网路的采暖性质决定采暖网路设计的重要依据。

  季节性热负荷:采暖系统、通风空调系统计算的热负荷属于季节性的热负荷。其特点可以分为:采暖系统的室外计算温度、湿度、风速等条件密切与气候天气相结合并息息相关,起关键性作用的是室外温度的大小,所以在整年里面会有很大的波动及变化。

  常年性热负荷:生活用热和生产工艺系统用热属于常年性的热负荷。常年性热负荷最典型的特征为:与室外计算温度的影响不大,并且,系统热量使用情况在一天中变化较大。

  对集中采暖系统设计初期,大部分时候并没有对各种各样的建筑物进行详细的了解工作,同样也没有相对准确的建筑物热负荷数据。因此,在本次抚远的设计中按教材上的做法采用面积热指标法用来计算热负荷。

  在达到采暖要求的时间内,采暖的热负荷在集中供热系统热负荷中占大部分比例,要比热水供应热负荷高很多。通常占据所有热负荷的八成到九成以上。因此,更加体现出来集中供热的重要性和对热负荷分析后所做措施的可行性。采暖设计中总热负荷的计算,通常我们采用体积热指标法或面积热指标法进行计算,在此次抚远的设计过程中,我采用面积热指标法。

  在结合中国权威部门对建筑物采暖的热负荷计算过程及其理论和准确的数据大量计算的基础上,根据《城市热力网设计规范》给出了采暖面积热指标法的推荐数值。

  在进行采暖设计期间,要进行热负荷延续时间图的绘制。热负荷延续时间图是可以很形象的展示整个热源的的总热负荷和所有热用户之间的热负荷随着室外温度的变化以及时间的变化时候的热负荷的变化情况,很直接地反映了热负荷在一天不同时间不同室外计算温度下变化规律。对于系统设计,系统运行,有很大帮助。

  小区总的热负荷为采暖热负荷与生活热水热负荷之和。其中生活热水热负荷不要求计算,即不考虑。在绘制热负荷延续时间图过程中,需要有温度变化曲线和不同地区室外计算温度变化规律的数据。

  热负荷延续时间图显示了总热负荷随室外温度变化的情况。从而可撑握用热规律,为热网的运行提供了可靠的依据,利用该图的面积可求出全年热负荷总量,进而可以求出燃料的大概消耗量。

  根据热负荷计算,面积热指标法计算出来的建筑物热负荷得知本次设计总热负荷为24.1MW。计算所有建筑总流量为826.59t/h,初步设计预计设置两座换热站。本章为下一步做水力计算计算管径、损失、水压、以及后期水泵选择、换热机组选择有很大帮助。

  在此次的设计流程中,将会针对热负荷的具体大小做出评定,在综合热源、热网和热用户热媒种类及其参数的基础上,较为合理形象的选择供热方案是一项重要的、影响全局的工作。同时,还关系到热源、热网和热用户三方面。因此,理论上设计方案的确定应在满足基本要求的前提下,对于不同的热媒、热源、热媒参数、连接方式进行经济技术分析比较,从而选择合理的方案。

  本设计地点选择在抚远,抚远是典型的冬季需要采暖的北方城市,供热是关系人民日常生活的基本问题。综合考虑当地的气象参数及其他条件,决定在小区附近空地兴建区域锅炉房进行集中供热。

  在所有的热网设计中,高温热水和蒸汽在采暖系统中是最常见的热媒材料。在选择的条件里面,需要根据热用户的使用形式和要求进行选择,同时热源型式与其息息相关。本设计的目的是解决小区内用户采暖用热,没有工业用热,因此采用热水为热媒。

  通常采用的热网形式包括枝状管网,放射状管网等形式,在此次抚远设计中,我采用的为枝状管网设计,其特点是管理控制方便,确定是浪费管材。

  本设计重点在于室外管网设计,将供热管道连接到用户引入口即可。高层采暖设计时候要注意压力大小,不能压力不够也不能达到汽化压力,因此是一个重点也是一个难点。而对于底层用户来说,散热器设备的选择也要合理,不能超过额定散热器允许压力,在高层采暖设计中,因为楼较高,所以要注意垂直失调的问题。

  本设计未在小区换热站对高层进行特殊处理,室内采暖系统可以采用以下两种形式:

  直接连接 在压力上面要合理,回水管上面要控制压力阀,供水管设置止回阀件。

  在城市所有管线的建设和规划中,要全局考虑各个地域各种建筑的环境来综合考虑热负荷情况、热源的详细位置、各种地下地上的热水、电力管道等、在综合协调地上建筑物之间的布局以及当地地质条件等多种情况进行设计管道敷设,最后综合经济性能方式进行设计施工。

  ⒈管线尽量铺在人行道下,少穿越马路。同时,考虑到节省钢材及安全问题,在布置管线时,管线尽量减少迂回的情况,而且要远离建筑物一定的距离。在设计中,检查井的数量应该根据规范中进行设计数量,以免造成没必要的浪费。力求在设计中,经济上节约,主干线力求短直,使金属消耗量少,施工简便。主干线尽量走热负荷集中区。

  ⒉设计上面负荷规范要求,布管尽量短、直,最好在土质较好,水位较低的地方布置。

  ⒊对周围环境影响少而协调,少穿越主要交通线,一般沿人行道或绿化区敷设,平行或垂直于道路和建筑物,与各种管道构筑物,建筑应协调安排,防止管线之间相互影响:管线相互之间的距离,要保证运行的合理安全,施工及维修方便。

  ⒋在布置管道过程中尽量利用管道的自然转弯作为自然补偿,例如L型弯管和Z型弯管。当采用套筒补偿器和方形补偿器时,要在补偿器两端设置固定墩。

  ⒍管线布置的原则要遵循根据地势和管道的高低,在最低点设置排水系统,在最高点设置放气系统。

  在进行采暖管道的水力计算结束以后,热水网路中的各管段流量以及管径可以计算出来,可以计算出循环水泵的流量和扬程,以及补水泵的扬程,从而方便进行水泵的选择。

  3.在进行水力平衡时,应以主干线为基准,按照并联管线压降相等折算推荐比摩阻,确保支线水力计算的基本原理

  在整个热网中各个用户的计算流量加在一起就可以得到计算流量,以此计算流量确定管段的管径和压力损失。

  在水力计算开始阶段,需要确定一条最不利环路,用来作为标准。通常的最不利环路就是环路中最远的一条干线,也可以认为此干线的比摩阻是最小的。在设计中,要求各用户要求作用压头与损失是基本相等的,因此水力计算的平衡条件会很难计算,当不可控制压力的大小时候,采用阀件或者节流孔板。

  而对于最不利环路的比摩阻确定尤为关键,对确定整个管网的水力计算起着关键性作用。本次设计的最不利环路的比摩阻采用30-70Pa/m。

  3.通过计算出来的环路的各管段的流量以及计算比摩阻,可以通过查表得到主干线所有管段的管径大小,计算得出相应的实际比摩阻。

  6.主干线的水力计算完成以后,可以依据并联管线的所有阻力损失相等的原则,可以进行热水网路支线管段为例

  通过计算最不利环路损失可以得出9-10段流量16.1t,长度58.79m,管径DN100,比摩阻50.7pa/m,共有一个三通,折算长度为59.39m,可计算得到9-10段损失共3011.073pa

  根据损失相等原则,可得到9-E的损失等于9-10与10-11损失之和,即为3440.59pa,根据公式4.4,可以查出比摩阻范围,继而通过流量计算出管径。

  4.3.1 水压图的重要性水压图可以形象的反映出来每一个计算管道中所有的压力损失,唯一不足在于难以确定热水管道中每一个点的压力。通过绘制水压图里面的数据,可以知道管路中各点的实际压力以及压力损失。在网路上有许多分支以及用户,温度和压力的要求是每个用户都不一样的,并且所有的海拔高低并不一样。在采暖网路的设计的开始阶段,需要对设计中所有用户的总压力情况进行估算。之后使用绘制出来的的管路的水压图评定压力,来选择水泵,便于在设计过程中可以很全面的评定采暖网路和每一个热用户之间的压力状况,并且可以确保让系统实现可靠技术措施。在水泵运行过程中,可以通过网路的实际水压图,全面的分析并且控制所有的热水网路,在调试过程中或出现故障时的压力情况,以便于处理主要的矛盾和使用必需的调节措施,保证热水系统的安全稳定运行。

  通过对热水网路的全面压力的分析和理解,在绘制水压图过程中应该详细了解绘制水压图的基本要求、步骤和方法,合理分析系统基本压力也所有损失的状况。

  当采暖系统压力控制设备运行或停止运行时,对整个热水网路内的热媒的要求要满足压力要求,具体细节必须实现下列基本技术措施和设计要求:

  ⒈ 供暖设备直接连接在的每一个分支系统内,每一个环路以及每一个用户的压力不允许高于整个系统的设备及管道构件的承压能力;

  ⒉ 在采暖系统中的高温水网路和所有的热用户系统内,当水温超过额定温度的时间和地点,热媒压力不允许超出该温度下的水的汽化压力标准值;

  ⒊ 在采暖系统中进行直接连接时候,不管在网路循环水泵运转时候还是整个设备停止工作时,其用户系统的允许最低压力,要不小于系统的充水时候的压力高度,防止系统出现倒空的危险。

  ⒋ 在采暖系统中,回水管内任何一点的管路压力,都应比大气压力至少高出30-50Kpa。

  ⒌ 在采暖系统中与热力站的接口或用户引入口处,资用压差应该结合楼的性质和使用情况详细计算,便于水泵的选择。合理控制压力。并应满足作用压头。

  在采暖系统中,循环水泵的中心线的高度为基准面,并应该考虑整个系统的高度,海拔,坡度等要求。在纵坐标上按1:200作出标高的刻度,X轴比例1:1000,y轴比例1:200.

  本章是设计中较为重要部分,水力计算完成后确定C1换热站环路总损失33287.96pa,C2换热站环路总损失64709.4pa。根据水压图可知C1换热站水泵扬程为31.78m,总流量为469.7t。确定管网与用户连接方式,也可以进一步对网路热媒流量和压力进行分析,从而掌握热媒流量变化规律。

  采暖室外管网的敷设方式依据规范可以分为架空敷设、地沟敷设和无沟敷设三种形式。其中架空敷设属于地上敷设,地沟敷设和无沟敷设为地下敷设。供热管线的组成:供热管线和配件、保温材料、补偿设备、管道敷设的支架、操作平台和在地下敷设时的地沟等建筑物。

  管道敷设一般分为敷设在地上和地下两种,目的是让供热管道和其附件按设计要求组装并让其能正常的工作,并且在不影响城市的容貌和交通便利的情况下。5.1.1 地上敷设

  地下敷设有地沟敷设和无沟敷设两种,地沟敷设拥有不破坏城市容貌、不影响交通情况和可发展性等有点,在供热一级网中普遍采用。无沟敷设具有施工方便,维修简单等优点,在供热二级网常见。

  在地沟敷设的管道周围构建起来起到防水、承受土荷载和道路上汽车等荷载的建筑物。

  地沟分砌筑、装配和整体等类型。砌筑型地沟材料一般为沙石或者用钢筋混凝土进行浇筑,其地沟高度和宽度应符合规范和使用要求,并保证坚固耐用节省经济的性能。装配型地沟采用现场用钢筋混凝土进行预制盖板和墙体等组件,这种方式的优点为施工期和短节省时间等。整体型地沟采用现场浇筑而成其优点为防护性能好,横断面大部分为矩形或拱形。本设计涉及地沟采用砌筑式。

  根据地沟内人行通道的设置情况,分为通行地沟、半通行地沟、不通行地沟三种。本设计一级网管道采用的全部为通行地沟。

  热网管道直接埋设于土壤中的敷设形式称为无沟直埋敷设。在热水供热管网中,无沟敷设在国内外已得到广泛的应用。

  在明确了采暖管道的敷设方式之后,依照设计的具体条件和实际纵断面的规划和地形走势选择合理的规划和设计方案,合理的确定管道的敷设方向的坡度,并确定系统管道的保温形式。解决由于管道中流体是热水而产生的热应力补偿的问题,这些有利于节省投资、提高使用时的安全性、管理等。

  目前,对与管道的保温一般为在供热管道上添加保温层,在保温层上面放置保温壳,使三者紧密相连,让保温效果更好,这种保温方式应用较为普遍。

  使用地沟敷设时,其中供热管道与建筑物基础、其他功能管线的最小垂直间距可以由《城市热力管网设计规范》27页表8.2.5中查取。

  无沟敷设方式的适合的情况一般是:在实际情况允许和设计条件允许下,对公称直径小于或等于500mm的供热管道宜采用无沟敷设。一般应用与换热站到热用户之间。

  在本次项目中供热管网的二级网中采用无沟敷设并应用预制保温层,管道保温层采用聚氨酯泡沫塑料作为保温材料。其保温管在现场制作或者在工厂根据实际需要进行定制。其中,预制保温管的两端需有预留裸露钢管便于进行焊接。最后在接口处进行保温处理。大发体育

  1、无沟敷设不用地沟,大大减少了热工费用的机械的使用费用,保温管道的预制、现场工程量减少,工程进度加快,施工期有效缩短,因此可以减少室外管网的预算和投资费用,从而达到节约资金的目的。

  2、无沟敷设占地土地面积较小,容易和其他功能的管线相结合,在街道窄小、地下管线密集的地区和施工难度大的地方有较好的应用。

  3、整体式预制保温管封闭程度高,保温层和钢管之间的间隙小,水很难进入间隙,管道耐腐蚀性高,据国外资料,认为其使用寿命可保证达到50年以上,远高于地沟敷设。

  4、由于整体式预制保温管在埋于土壤之中容易受外力以及摩擦力的影响等特点,从而实现了直埋无补偿的方式,在供热管网直管段上,可以不需设支架和设置热力补偿器,从而减少了初投资费用和设备的费用,达到了节约资金的目的。

  5、以聚氨酯作为直埋敷设的保温材料,聚氨酯作为保温材料导热系数小,供热管道的损失小于地沟敷设。

  近十年来直埋敷设管道在我国得到了迅速的发展,可以预期它将成为热水供热管网管道的主要敷设形式。

  除在直埋方式中应用整体型预制保温管外,还有在直埋方式中应用填充式或浇灌式的保温方式。是在供热管线的沟槽里进行填充其他保温材料或将保温材料记性浇筑在供热管道上的方式。在本设计中并无这种敷设方式,不再赘述。

  本设计阀门均采用闸阀与蝶阀。阀门起到关断、开启和调节输送流量的设备,在管网中有很大作用。大发体育娱乐

  根据设计规范要求,在管道的最高点应该设计放气装置,在管段的最低点应该设置排水装置。为了便于采暖管道在运行过程中可以方便进行排气和在检修时放掉积水,对管道的管理运行情况就行定期检查和维养护,所有管段在敷设时应该设置坡度,其坡度一般不小于0.002,本次设计中的坡度大部分选择0.003。同时在管段中应该配置相应的放气、排水装置。

  管道支座是起到支撑管道并承受其荷载的一种设备。其作用是支撑管道和保证管道在固定的位置上保持不动。支座相对管道的位移情况的做出限制,可以划分移动支座及固定支座。

  检查室空余迟训要尽量小并保持室内设备安装紧凑,但应考虑其在检修时的方便程度。检查室的高度不应小于1.8m,可供人检修时行走的宽度不应小于0.6m,其管道保温层上表面与监察室地面的高度不应小于0.6m,以便于检修。在监察室的顶部应设置人孔的供人检修时下来实用的扶梯,其人孔的半径不得小于0.35m。为了检修的方便和系统运行的安全,以及保持较好的通风与换气条件,人孔数量一般不小于两个,并在对角线角度进行布置。采暖管网的检查室只有放气门或其净空面积小于4 m2时,可以只设置一个人孔。

  在不计算系统内部压力和土壤挤压所产生的轴向压力,并考虑供热管道的塑性条件,活动支座的允许间距可按下式计算:以下以DN100的管子为例

  管道在一定的跨距下总有一定的强度。根据对管段强度的控制从而计算出活动支座的最大保证间距,称为该刚度条件确定的支座允许间距。

  当管段内出现坡度的管道,不可以最低点处积水淤积,保证管道挠曲后产生的最大角应变小雨管道的坡度。

  综上所述,对应特定的前提条件,随着管径的增大,强度条件对应计算出的活动支座最大允许间距起决定性作用。

  供热管道投入运行后,管道被热媒加热引起管道的热伸长。管道受热的自由伸长量可按下式计算:

  通过对管网布置形式的设计,进一步了解并巩固对地沟、检查井的设计,以及补偿器布置原则,支架受力分析及布置原理,了解管网附件的安装材料及安装原则。

  1、循环水泵的总流量不应小于管网总设计流量,当热水锅炉出口至循环水泵的吸入口装有旁通管时,应计入流经旁通管的流量;

  2、循环水泵的扬程不应小于设计流量条件下热源、热力网、最不利用户环路压力损失之和;

  3、循环水泵应具有工作点附近较平缓的流量一扬程特性曲线,并联运行水泵的特性曲线、循环水泵的承压、耐温能力应与热力网设计参数相适应;

  为了使整个管网按照设计的压力运行,来确保安全稳定。需要使用的定压补水方式。故采用补给水泵,利用补给水泵定压是现在国内外集中供热系统最常用的一种定压方式,在此次抚远设计中我采用的是利用补给水泵进行连续补水定压的方式,补水泵的定压点设在整个热水环路的循环水泵的入口处,根据压力调节设备以及调节阀件来控制定压点的恒定的出水压力。

  软化水量按补给水量确定。选用河南省的全自动软水装置,型号为JWZN-20。其外形尺寸见表6.8。表6.5 全自动软水器

  除污器的作用是消除采暖系统中的杂质和污染物,从而确保了系统内部水质的清洁,减少水流动时的阻力,防止系统因堵塞而毁坏设备,是采暖系统中不可缺少的组件。除污器放置原则一般遵循在热用户入口调压装置之前布置,在分集水器总回水管上或水泵入口处布置。

  本设计根据管道的公称通径选用旋流式除污器,优点是不用设前后阀门和旁通,而且除污效果好,不用频繁检修。

  二级网回水管DN350,选用LW系列除污器(卧式直通除污器),型号SBW-I-400,DN400。具体外形尺寸见表6.7,图6.4。

  设计到此,到了最后一章换热设备的选择,也是本次设计的最后一个步骤,从换热站中换热装置的选择到水泵的选择,很清晰的描述换热站工作的原理,其中水泵可以根据水压图来选择,换热器可以根据热负荷来进行选择,另其他设备根据规范合理选择。

  设计中通过水力计算确定出了整个热力管网的公称直径以及管网内热水的流速,管网的压力损失,并严格按照绘制水压图步骤绘制水压图,根据热源压力损失、供回水管线沿程损失压降及最远处用户预留压头确定出水泵的扬程。在设计中,我查阅了大量国家相关的设计标准和规范,工程设计图集、施工图集,以及其他的一些参考资料,提高了自己的自学能力和独立解决问题的能力。通过本次设计让我知道,一个合理的布置方案不仅仅要考虑其经济性,还应使工作人员操作简单,维修方便;而水力计算是工程完成以后,看系统能否正常工作的依据,这是甲方最关心的,这一点也是很重要的。设计时在遵循国家的相关标准和规范的前提下,常常要考虑工程实际情况,考虑施工和运行管理等诸多因素。

  [4]中华人民共和国国家标准.采暖通风与空气调节设计规范GBJ19-87[S].北京:中国建筑工业出版社,2001

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。