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1、 沧州市某生活管理处采暖系统节能改造工程 摘要：我设计的题目是沧州市某生活管理处采暖系统的节能改造工程。这个集中供热系统的采暖面积是33.8万平方米 。通过计算可知，该系统每年至少可节煤5000吨。换句话说，30%多的能量被浪费了。如果我的设计被采纳，这个管理处每年可以节约大约一百万元的经费（如果煤价是200元/吨）。而我所做的仅仅是装调节阀，平衡并联管路阻力；安装温度计，压力表，对采暖系统进行监控；换掉了过大的循环水泵和补给水泵；编制了锅炉运行参数表。关键词：调节阀 节能 采暖系统原始资料1. 供热系统平面图，包括管道走向、管径、建筑物用途、层高、面积等。2. 锅炉容量、台数、循环水泵型号及
2、台数等。本系统原有15吨锅炉三台，启用两台；10吨锅炉三台，启用一台；配有12SH-9A型160KW循环水泵三台，启用两台。3. 煤发热量为23027KJ/kg（5500kcal/kg）。4. 煤耗量及耗煤指标，由各系统资料给出。采暖面积：33.8万m2；单位面积煤耗量：39.54kg/m2年。5. 气象条件：沧州地区的室外供热计算温度是-9，供热天数122天，采暖起的平均温度-0.9。6. 锅炉运行平均效率按70%计算。7. 散热器以四柱为主，散热器相对面积取1.5。8. 系统要求采用自动补水定压。设计内容1.热负荷的校核计算节能技术设计属集中供热系统的校核与改造。鉴于设计任务书所提供的原始
3、资料有限，拟采用面积热指标法进行热负荷的概算。面积热指标法估算热负荷的公式如下：Qn= qf F / 1000 kW其中：Qn 建筑物的供暖设计热负荷，kW；F 建筑物的建筑面积，；qf 建筑物供暖面积热指标，W/；它表示每1建筑面积的供暖设计热负荷。因此，为求得建筑物的供暖设计热负荷Qn，需分别先求出建筑物供暖面积热指标qf 和建筑物的建筑面积F。1.1 热指标的选择由节能技术附表查得：住宅的热指标为4670W/。我们知道,热指标与建筑物所在地的气候条件和建筑类型等因素有关。根据建筑物的实际尺寸，假定一建筑模型，使用当地的气象资料，计算出所需热指标。这样可以使热指标接近单位面积的实耗热量，以
4、减小概算误差。建筑模型：长30米，宽10米，高3.6米。普通内抹灰三七砖墙；普通地面；普通平屋顶。东、西及北面均无窗，南面的窗墙面积比按三比七。不考虑门的耗热量。注：考虑到简化计算热指标时，选用的建筑模型忽略了门的耗热量，东窗、西窗和北窗的耗热量，且业主有安装单层窗户的可能性，还考虑到室外管网热损失及漏损，为使概算热指标接近实际情况，楼层高度取值适当加大；本设计若无特殊说明，资料即来源于供热工程；若无沧州的数据，则取与之毗邻的天津市的资料进行计算。1.1.1 冷风渗透耗热量Q2的计算根据附录1-6，沧州市的冷风朝向修正系数：南向n = 0.15。按表1-7，在冬季室外平均风速vpj = 2.8
5、 m/s下，双层木窗冷风渗透量L = 3.58 m/mh。窗墙面积比按三比七，若采用尺寸（宽高）为1.52.0，带上亮的三扇两开窗，应有窗户11个。而每个窗户可开启部分的缝隙总长为13米。那么南向的窗户缝隙总长度为1113 = 143 m。V = Lln = 2.21430.15 = 42.04 m/ h冷风渗透耗热量Q2等于：Q2= 0.278Vwcp（ tn- tw）= 0.27842.041.34118-（-9）= 423 W1.1.2 围护各部分耗热量Q的计算将所选建筑模型分成顶棚，墙体及窗，地面三部分，分别求其耗热量。 有关计算请参见“耗热量计算表”。Q顶棚 = 6885 WQ墙体及
6、窗 = 12340 WQ地面 = 2701 W1.1.3 不同层高的热指标：一层：q1 =（2701+12340+6885）/ 300 = 73 W/二层：q2 =（2701+123402+6885）/ 600 = 57 W/三层：q3 =（2701+123403+6885）/ 900 = 52 W/四层：q4 =（2701+123404+6885）/ 1200 = 49 W/说明：四层以上的建筑物，为保险起见，其热指标按四层的取值。1.1.4 各用户的计算流量流量计算公式：GL = 0.86Q /（tg-th） Kg /h其中：GL 流量，Kg /h；Q 热负荷，W；tg、th 供回水温度，
7、。说明：在选择概算热指标时已经考虑室外管网热损失及漏损，故在此不再考虑此系数2.外网水力平衡的计算与较核这部分的计算已经列于水力计算表中，在此只给出扼要的计算说明。2.1 外网的编号由于本工程的管段较多，若从1开始，顺次递增编完所有的管段，其最后的一个管段编号会很大。而且，从锅炉房出来的是六根管，如此编号，各管始末段不直观，不利于水力计算。因此，从锅炉房出来的六根管，各个均由1开始顺次递增编号，分别用圆形、斜三角形、三角形、菱形、方形和多边形圈住管段编号并命名为圆形环路、斜三角形环路、三角形环路、菱形环路、方形环路和多边形。2.2 比摩阻的计算节能技术中给出了计算公式为：R = 0.00688
8、0.00050.25G2 /（U1D0.25）其中：R 比摩阻，Pa/m；G 流量，Kg /h；U1 水的密度。近似取100时的值：958.38Kg /m3；D 管径，m。2.3 沿程阻力的计算节能技术中给出的计算公式为：R = HL其中：R 沿程阻力，Pa；H 比摩阻，Pa/m；L 管段长度，m。2.4 管段阻力公式：节能技术中给出了计算公式为：R = HL（1+）其中：R 沿程阻力，Pa；H 比摩阻，Pa/m；L 管段长度，m。 局部阻力系数。局部阻力与沿程损失的比例百分数，一般取 = 0.3 。对比2.2和2.3 中的两个公式，可得出以下关系式：R管段 = 1.3R沿程2.5 用户阻力的
9、确定按照指导老师给出的经验值（采暖面积为4000的用户压头取2m水柱，2000的取1m），结合实际情况稍做扩展，用户压力按以下原则选取：采暖面积/用户压头/ Pa2500F3000125003000F3500150003500F4000175004000F4500200004500F500022500采暖面积/用户压头/PaF5002500500F100025001000F150050001500F200075002000F250010000个别采暖面积大于5000的，其用户压头按以上表格类推。末端用户的用户压头按上表的1.5倍选取。2.6 环路的阻力计算各环路的总阻力等于用户阻力和供回水管路
10、的阻力之和，即：R环 = 2R沿程 + R用户2.7 并联管路的水利平衡一般来说，两个管路并联时，其各自的阻力是不相同的，需要进行水利平衡计算，阻力较小的管路剩余压力即为两管路阻力之差。剩余压力可用调压孔板消耗掉，孔板公式：d = 3.56（G1000）0.5 / Y0.25其中：d 孔板直径，mm；G 管段计算流量，t /h；Y 调压孔板需要消耗的剩余压头。NextPage3.锅炉运行台数及容量选择匹配3.1 锅炉容量的确定通过热负荷的计算，已经求得总热负荷为18.2 MW。根据供暖通风与空调工程设计资料大全公式3-1.1，锅炉用于采暖时，其容量公式为：D = k0k1D1其中：D 采暖容量
11、，W；k0 室外管网热损失及漏损系数。此项多因用户不热放水或使用管网热水造成，已在概算热指标中以考虑，故此系数取1；k1 采暖热负荷同时使用系数，查表应取1；D1 最大设计热负荷，W。将数据代入以上公式：D = k0k1D1 = 1118.2 = 18.2 MW3.2 锅炉台数的确定1吨的锅炉相当于0.7MW。欲达到18.2MW的热容，需要锅炉的吨位是：n = 18.2 / 0.7 = 26 t现有15吨锅炉两台，10吨锅炉三台。考虑到方便锅炉的运行与维修，最好使用同一型号的锅炉。即：运行两台15吨锅炉，或三台10吨锅炉均可。但是，一般说来，较大的锅炉效率高，故最大热负荷时拟运行两台15吨锅炉
12、。其它锅炉作为备用或运行调节时再用。4.循环水泵容量及台数的确定4.1 循环水泵流量的确定在水力计算中，已经计算出了总流量：G = 625 t /h4.2 循环水泵扬程的确定由水力计算，已经计算出了最不利环路为圆形编号的环路。其室外管网与末端用户的阻力之和为26 m 。4.3 循环水泵的选择原12Sh-9A型160 KW的循环水泵流量、扬程均过大，应换为一台12Sh-19A型90 KW的循环水泵，原12Sh-9A型160 KW的循环水泵可作为备用泵。两种型号的水泵参数如下：水泵型号流量扬程水泵型号流量扬程m3/hmm3/hm12Sh-9A53072089355494212Sh-19A86411
13、1612962621.516.5做出12Sh-19A型90 KW的循环水泵的水泵特性曲线，当流量为 625 t /h时，扬程是28.8m，满足要求。循环水泵稍有余量，有利于当管网水力失调时，保障末端用户的正常供热。应当说明的是，此时水泵运行在高效区偏左。5.自动补水、设计定压5.1 补水泵流量的确定一般来说，补水量循环水量的5%选取。在水力计算中，已经计算出了总流量为625 t /h 。G = 625 5% = 31.25 t /h5.2 补水泵扬程的确定5.2.1 静水压力的确定本工程中最高的楼是五层，按层高2m计算，并留3m的富裕压力。Hb = 35+3 = 18 m5.2.2 水泵进出口
14、压力损失。管段按10m，取比摩阻为500 Pa/m ，那么，水泵进出口压力损失为0.5m 水柱。5.2.3 补水泵的扬程的确定补水泵的扬程计算公式为：H = Hb + Hs h其中H 补水泵的扬程，m；Hb 补水点压力，一般取静水压力，m；Hs 水泵进出口压力未免损失，m；h 补水箱与补水泵的高差，取2m 。代入数据：H = Hb + Hs h =18+0.5-1.5 = 17m5.2.4 补水泵的确定补水点若定循环水泵的吸入口。在由流量为31.25t /h，扬程17m，选用IS65-50-125型3KW水泵（流量为30t /h，扬程18.5m）两台，一用一备。5.3 定压设计拟采用变频定压，接于循环水泵的吸入口处。其扬程取静水压线18m，流量取循环水量的3%，即：6254% = 31.25 t/h变频柜依上数据选用。附变频电路图供参考，下面是变频定压的介绍及工作原理。这部分设计资料来
