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1、 第1章 绪论1.1设计内容济南市教授花园小区热网设计1.1.1设计系统简介本设计是完成济南市教授花园小区的热网设计任务。小区内除一个幼儿园和一个会馆外全部为住宅。总建筑面积：237781总供暖负荷：9558kW 1.1.2建筑说明按建筑节能设计标准，居民住宅全部均采用节能建筑。热负荷以采暖为主，不考虑通风负荷及空调负荷。假定其中高层建筑和宾馆全部设置储水箱，在民用建筑和公用建筑中主要采用热水采暖系统 1.1.3工作任务设计图纸、相关曲线图以及设计说明书。图纸包括：热网管线平面图、热网管道系统图、管线纵剖面图、管线横剖面图、水压图、检查室平立剖面图、热力站原理图、热力站平立剖面图。曲线包括热负
2、荷随室外温度变化曲线图、热负荷延续图、调节曲线、水泵选择曲线。说明书由全部设计步骤及计算和计算结果整理而成，其中包括原始资料、设计方案论证、设计计算、设备及附件选择、材料清单、设计施工说明、工程概算以及专题论述等。1.2设计原始资料 1.2.1设计地区气象资料23供暖室外计算温度：；采暖季天数（室外温度+5的天数）：；采暖室外平均温度: ;大气压力（冬季）：；冬季室外平均风速：；最大冻土层深度：。 1.2.2设计参数二级网供回水温度：；室内计算温度：。 1.2.3基本设计要求本设计采用直接连接，二级网采用地沟和直埋敷设。第2章 热负荷及热负荷延续时间图2.1集中供热系统及热负荷集中供热系统系统
3、指的是以热水或蒸汽作为热媒集中向一个具有多种热用户的较大区域供热的系统。集中供热系统的热用户有供暖、通风、热水供应、空气调节、生产工艺等用热系统。这些用热系统热负荷的大小及其性质是供热规划和设计的最重要依据，因此设计前首先需要计算清楚各部分负荷的大小。在本设计中只计算出供暖热负荷及高层建筑的热水供应热负荷。用热系统的热负荷，按其性质分为两大类，即季节性热负荷和常年性热负荷。季节性热负荷与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射热等气候条件密切相关,起决定性作用的是室外温度在全年中有很大的变化；常年性热负荷主要取决于生活用热和生产状况,其日变化较大,而在全年的变化较小。由于是对集中供热系统进行初步设
4、计，不具备较准确的建筑物热负荷资料，根据城市热力网设计规范：当没有建筑物设计热负荷资料时，各种热负荷可采用概略计算方法。对于热负荷的估算，可采用体积热指标法或面积热指标法。由于采用体积热指标法，虽然物理概念明确清晰，但由于单位建筑面积热指标法计算简便，是国内经常采用的方法，而且在总结我国许多单位进行建筑物供暖热负荷的理论计算和实测数据工作的基础上，我国城市热力网设计规范给出了供暖面积热指标的推荐值，所以本次设计采用该种方法。 2.1.1 采暖设计热负荷采暖热负荷是城市集中供热系统中最重要的负荷，它的设计热负荷占全部设计热负荷的80%-90%以上（不包生产工艺用热），采暖设计热负荷的概算采用面积
5、热指标进行计算4，其计算公式如下： （2-1）式中 采暖设计热负荷，；采暖建筑物的建筑面积，；采暖热指标，；即每平方米建筑的供暖设计热负荷。其推荐值见表2-1；表2-1 采暖热指标推荐值（）建筑类型住宅居住区综合医院托幼影视剧院商店未采取节能措施586460676580951156580采取节能措施404545555570801055570注1表中数据适合于我国东北、华北、西北地区。2热指标已包括5%的管网热损失。由于该小区为新建小区，采用了较好的节能措施，故计算时采用上表中的采取节能措施的采暖推荐热指标5。本小区中所有的住宅建筑取40W/ ，托幼取55 W/，会馆剧院取100W/。详细计算见
6、附录1。2.1.2热负荷的计算采暖全年耗热量计算公式为： （2-2）式中 采暖全年耗热量，； 采暖天数，d； 采暖设计热负荷，； 采暖室内计算温度，； 采暖期平均室外温度，；采暖室外计算温度，。 代入数据，采暖全年耗热量为： 全年总耗热量计算公式为： （2-3）式中 全年总耗热量，；通风热负荷耗热量，；其它同上。 代入数据计算得： 2.2热负荷延续时间图2.2.1绘制热负荷延续时间图的意义热负荷图是用来表示整个热源或热用户系统热负荷随室外温度或时间变化的图。热负荷图形象的反应热负荷变化的规律。对集中供热系统设计、技术经济分析和运行管理，都很有用处。在供热工程中，常用的热负荷图主要有热负荷时间图
7、、热负荷随室外温度变化图和热负荷延续时间图。通过绘制热负荷延续时间图，能够清楚的显示出不同大小的供暖负荷在整个采暖季节累计耗热量，以及它在整个采暖季节总耗热量中所占的比重，这对于城市集中供热规划方案进行技术经济分析时，具有十分重要的意义。热负荷延续时间图的特点是热负荷不是按出现的先后顺序排列，而是按其数值的大小排列。热负荷延续时间图需要有热负荷随室外温度变化曲线和室外温度变化的资料才能绘出。在热负荷延续时间图中，能够清楚地显示出不同热负荷在整个采暖季中的累计耗热量，以及在整个采暖季总耗热量中所占的比例。本次设计中仅绘制出供暖热负荷延续时间图。在该图中，横坐标的左方为室外温度，横坐标的右方为供暖
8、期延续天数；纵坐标为供暖热负荷。 2.2.2供暖负荷随室外温度的变化用下式可求出某一室外温度下的供暖热负荷。 （2-4）式中 在室外温度下的供暖热负荷，W; 供暖设计热负荷，W; 某一室外温度，； 供暖室外计算温度，； 室内计算温度，。根据上式的计算结果可绘制出热负荷随室外温度变化曲线图。图2-1 热负荷随室外温度变化曲线图 2.2.3热负荷延续时间图的绘制查参考资料I可知济南市的不同室外气温的延续时间如表2-2所示： 表2-2哈尔滨的不同室外气温的延续时间表等于或低于某一室外温度的延续小时数（h）供暖期天数N（天）供暖室外计算温度供暖期日平均温度+5+30-2-4-6-7106-70.925
9、4418731141706393165100在不同的温度下，供热系统的热负荷如表2-3所示 表2-3 不同的温度下，供热系统的热负荷表 温度（）+5+30-2-4-6-7热负荷（KW）3823573568827646841191769558由以上数据可绘得热负荷延续时间图如图2-2所示图2-2 热负荷延续时间第3章 供热方案选择3.1室外供热管道的平面布置 3.1.1供热管道的平面布置类型集中供热的优点是节约能源，改善社会环境。在工程设计中，设计方案的确定是一项重要的、影响全局的工作。集中供热系统形式的确定涉及到有关国民经济合理利用能源的问题，同时还关系到热源、热网、热用户三者之间的协调关系。
10、热网的平面布置，必须保证在热网运行安全可靠的同时，力求消耗材料少，投资省，其布置形式与热源（热电厂或锅炉房）的位置、热用户的分布、热负荷性质等因素有关。热网的平面布置型式，主要有枝状布置、环状布置、放射状布置、网格状布置四种方式，其中前两种布置方式比较常见。下面主要介绍一下前两种布置方式的优缺点见表3-17.表3-1 枝状管网与环状管网优缺点对比 管网形式优缺点枝状网路环状网路优点比较简单，造价较低，并且运行管理较方便，是最常见的形式。它的管径随着到热源的距离增加而减小。具有供热后备性能，运行可靠安全。缺点没有供热的后备性能，即一旦网路发生事故，在损坏地点以后的所有用户均将中断供热。往往比枝状
11、网路投资要大得多。在热网设计合理，安装质量符合标准和操作维护良好的条件下，热网能够无故障的运行，尤其对于只有供暖用户的热网，在非采暖期停止运行期间，可以维护并排除各种隐患，以满足在采暖期内正常运行的要求。因此，在国内供暖热网中，多用枝状网路。在本设计中采用枝状管网。 3.1.2供热管线的定线原则供热管线平面位置的确定，即定线，其布置原则是应在城市建设规划的指导下，综合考虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及构造物、园林绿地的关系和水文、地质条件等多种因素，经技术经济比较确定。供热管道平面位置的确定，应遵守如下的基本原则：（1）经济上合理 主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区。要注意
12、管线上的阀门、补偿器和某些管道固件（如放气、放水、疏水等装置）的合理布置，因为这将涉及到检查室（或操作平台）的位置和敷设，应尽可能使其数量减少。（2）技术上可靠 供热管线应尽量避开土质松软、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段。 （3）对周围环境影响少而协调 供热管线应少穿越主要交通线。一般平行于道路中心线并应尽量敷设在车行道以外的地方。通常情况下管线应只沿街道的一侧敷设。地上敷设的管道，不应影响城市环境美观，不妨碍交通。供热管道与各种管道、构筑物应协调安排，相互之间的距离，应能保证运行安全、施工及检修方便。热力网管道的位置还应符合下列规定：城市道路上的热力网管道应平行于道路中心线
13、，并宜敷设在车行道以外的地方，同一条管道应只沿街道的一侧敷设；穿过厂区的城市热力网管道应敷设在易于检修和维护的位置；通过非建筑区的热力网管道应沿公路敷设；热力网管道选线时宜避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及高地下水位区等不利地段。供热管道与建筑物、构筑物或其他管线的最小水平净距和最小垂直净距应该严格的参阅城市热力网设计规范中的相关规定。3.2 供热管道的敷设室外供热管网是供热系统中投资最多、施工最繁重的部分，所以选择合理的管道敷设方式，对于节省投资，保证热网安全可靠的运行和施工维修等方面都具有重要意义。 3.2.1集中供热管道的一般敷设原则 （1）城市街道上和居住区内的热力网管道宜
14、采用地下敷设。当地下敷设困难时，可采用地上敷设，但设计时应注意美观。 （2）工厂区的热力网管道，宜采用地上敷设。 （3）热水热力网管道地下敷设时，应优先采用直埋敷设；热水或蒸汽管道采用管沟敷设时，应首选不通行管沟敷设；穿越不允许开挖检修的地段时，应采用通行管沟敷设；当采用通行管沟困难时，可采用半通行管沟敷设。蒸汽管道采用管沟敷设困难时，可采用保温性能良好、防水性能可靠、保护管耐腐蚀的预制保温管直埋敷设，其设计寿命不应低于25年。 （4）直埋敷设热水管道应采用钢管、保温层、保护外壳结合成一体的预制保温管道，其性能应符合城镇供热直埋管道工程技术规程的规定。 3.2.2集中供热管道的敷设方式供热管道敷设是指将供热管道及其附件按设计条件使之就位的工
