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1、石家庄铁道大学毕业设计第1章绪论31.1概述31.1.1我国城市集中供热现状31.1.2工程设计的目的及意义51.1.3设计指导思想51.2 设计题目51.3 设计原始资料5第2章供暖系统设计热负荷72.1体积热指标法72.2面积热指标72.3城市规划指标法7第3章供暖方案的确定93.1热源形式的选择93.2热媒种类的选择93.3热媒参数的确定93.4热网形式的选择103.4.1枝状管网103.4.2环状管网113.5供热系统热用户与热水网路的连接方式113.6供热管道的定线原则123.6.1热源位置123.6.2管网的走向123.6.3敷设方式133.7直埋热水管道的防腐153.8热水管网系
2、统的定压方式18第4章供暖管网的水力计算204.1供热管网的水力计算方法204.2供热管网水力计算的步骤204.3管网的水力计算过程23第5章 水压图的绘制365.1绘制网路水压图的必要性365.2网路水压图的原理及其作用365.2.1原理365.2.2作用365.3绘制水压图的原则和要求375.4绘制水压图的步骤和方法375.4.1确定热水网路水压图的基准面及坐标轴375.4.2确定静水压曲线位置385.4.3确定回水管动水压曲线位置385.4.4选定供水管动水压曲线位置39第6章 热负荷延续时间图及年耗热量416.1绘制热负荷延续时间图的意义416.2供暖热负荷延续时间图416.3年耗热量
3、42第7章热水供热系统的供热调节447.1热水供热系统的初调节447.1.1概述447.1.2热水供热系统初调节的方法457.1.3初调节应注意的问题497.2热水供热系统的运行调节507.2.1热水供热系统运行调节的背景507.2.2气候补偿器的安装51第8章管道的保温608.1设置保温的基本原则608.2保温层材料的选择618.3保温层厚度的计算618.4热损失的计算62第9章工程经济技术分析659.1概述659.2管网布置的合理性分析659.3管道水力计算的经济分析669.4供热管网运行调节的经济分析66第10章设计总结67参考文献68致谢69附录70附录外文翻译70对再生能源技术的研究
4、75第1章绪论1.1 设计题目北京某小区供热管网工程设计。1.2 设计原始资料本设计为北京某小区建筑室外平面布置，见图1-1。根据要求，拟设计室外供热管网。这个小区共有8幢建筑，分别是写字楼(建筑面积1000m2)；干部公寓(5000m2)；商店(1000m2)；会议大厅(2000m2)；活动中心(800m2)；小会议室(1100m2)；培训中心(9000m2)；宿舍楼(10000m2)8幢建筑均有冬季供暖系统。在小区内有一区域换热站提供低温水(80/60)，供应小区8幢建筑用热。图1-1管网平面图 第2章供暖系统设计热负荷供暖热负荷是城市集中供热系统中最主要的热负荷。它的设计热负荷占全部设计
5、热负荷的80%90%以上(不包括生产工艺用热)。供暖设计热负荷的概算，可采用体积热指标法、面积热指标法或城市规划指标法进行计算。2.1体积热指标法建筑物的供暖设计热负荷可按下式进行概算 (2-1) 式中，建筑物的供暖设计热负荷，kW； 建筑物的外围体积，m3； 供暖室内计算温度，； 供暖室外计算温度，； 建筑物的供暖体积热指标，W/ m3 。供暖体积热指标的大小，主要与建筑物的围护结构及外形有关。建筑物围护结构传热系数越大、采光率越大、外部建筑体积越小、建筑物的长宽比越大，单位体积的热损失，亦即qv值也越大。2.2面积热指标建筑物的供暖设计热负荷可按下式进行概算： (2-2) 式中， 建筑物的
6、供暖设计热负荷，kW； F 建筑物的建筑面积，m； 建筑物供暖面积热指标，W/ m。2.3城市规划指标法 对一个城市新区供热规划设计，各类型的建筑面积尚未具体落实时，可用城市规划指标来估算整个新区的供暖设计热负荷。采用供暖面积热指标法，比体积热指标更易于概算，近年来在城市集中供热系统规划设计中，国外、国内也都采用供暖面积热指标法进行概算。 故本设计选用了面积热指标法。各建筑的供暖设计热负荷见表2-2。表2-1建筑物供暖面积热指标推荐值 建筑物类型住宅居住区综合学校办公医院托幼旅馆商店食堂面积热指标(W/m2)30-4545-5550-7055-7050-6055-70100-130 表2-2建
7、筑物采暖热负荷汇总表 建筑物名称采暖热指标(W/m2)采暖建筑面积(m2)采暖热负荷(kW)商店80100080干部公寓655000325写字楼60100060会议大厅702000140活动中心702000140小会议室70110077培训中心709000630宿舍楼4010000400第3章供暖方案的确定3.1热源形式的选择依据国家及北京市有关规定，热源型式选择为热力站。3.2热媒种类的选择集中供热系统热媒的选择，主要取决于热用户的使用特征和要求，同时也与选择的热源型式有关。集中供热系统的热媒主要是热水或蒸汽。在集中供热系统中，以水作为热媒与蒸汽相比，有下述优点：热水供热系统的热能利用效率高
8、。由于在热水供热系统中，没有凝结水和蒸汽泄漏，以及二次蒸汽的热损失，因而热能利用率比蒸汽供热系统好，实践证明，一般可节约燃料20%40%。以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进行供热调节(质调节)，既能减少热网热损失，又能较好的满足卫生要求。热水供热系统的蓄热能力高，由于系统中水量多，水的比热大，因此，在水力工况和热力工况短时间失调时，也不会引起供暖状况的很大波动。热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。本设计以换热站为热源，供热系统为民用采暖系统，因此，选用水作为热媒。3.3热媒参数的确定热水热力网最佳设计供、回水温度，应结合具体工程条件，考虑热源、热力网、热用户系统等方面的因素，
9、进行技术经济比较确定。当不具备条件进行最佳供、回水温度的技术经济比较时，热水热力网供、回水温度可按下列原则确定：以热电厂或大型区域锅炉房为热源时，设计供水温度可取110150，回水温度不应高于70；热电厂采用一级加热时，供水温度取较小值；采用二级加热(包括串联尖峰锅炉)时，取较大值；以小型区域锅炉房或换热站为热源时，设计供回水温度可采用户内采暖系统的设计温度；多热源联网运行的供热系统中，各热源的设计供回水温度应一致。当区域锅炉房与热电厂联网运行时，应采用以热电厂为热源的供热系统的最佳供、回水温度。本设计中采用的供回水温度是80/60。3.4热网形式的选择热网是集中供热系统的主要组成部分，担负热
10、能输送任务。热网系统型式取决于热媒(蒸汽或热水)、热源(热电厂或区域锅炉房等)与热用户的相互位置和供热地区热用户种类、热负荷大小和性质等。选择热网系统型式应遵循的基本原则是安全供热和经济性。热网系统型式主要有以下两种型式：3.4.1枝状管网枝状管网的系统型式见图3-1。管网采用枝状连接，热网供水从热源沿主干线，分枝干线，用户支线送到各热用户的引入口处，网路回水从各用户沿相同线路返回热源。枝状管网布置简单，供热管道的直径随距热源越远而逐渐减小;而金属耗量小，基建投资小，运行管理简便。但枝状管网不具后图3-1枝状管网备供热的性能。当供热管网处发生故障时，在故障点以后的热用户都将停止供热。由于建筑物
11、具有一定的蓄热能力，通常可采用迅速消除热网故障的办法，以使建筑物室温不致大幅度的降低。因此，枝状管网是热水管网最普遍采用的方式。3.4.2环状管网环状管网的系统型式见图3-2。图3-2 环状管网环状管网和枝状管网相比，热网投资增大，运行管理更为复杂，热网要有较高的自动控制措施。根据本设计的特点，综合比较后，决定采用适用小范围供热、形式简单、成本低廉的枝状管网型式进行管线布置。3.5供热系统热用户与热水网路的连接方式供暖系统热用户与热水网路的连接方式可分为直接连接和间接连接两种方式。直接连接使用户系统直接连接于热水网路上。热水网路的水力工况(压力和流量状况)和供热工况与供暖热用户有着密切的联系。
12、间接连接方式是在供暖系统热用户设置表面式水-水换热器(或在热力站处设置担负该区供暖热负荷的表面式水-水换热器)，用户系统与热水网路被表面式水-水换热器隔离，形成两个独立的系统。用户与网路之间的水力工况互不影响。供暖系统热用户于热水网路的连接方式，常见的有以下几种方式：(1)无混合装置的直接连接热水由热网供水管直接进入供暖系统热用户，在散热器内放热后，返回热网回水管去。这种直接连接方式最简单，造价低。但这种连接方式，只能在网路的设计供水温度不超过规范规定的散热器供暖系统的最高热媒温度时，且用户引入口处热网的供、回水管的资用压差大于供暖系统用户要求的压力损失时方可应用。(2)装水喷射器的直接连接热
13、网供水管的高温水进入水喷射器，在喷嘴出形成很高的流速，喷嘴出口处动压升高，静压降低到低于回水管的压力，回水管的低温水被抽引进入喷射器，并与供水混合，使进入用户供暖系统的供水温度低于热网供水温度，符合用户系统的要求。水喷射器无活动部件、构造简单、运行可靠、网路系统的水力稳定性好。但由于水喷射器需要消耗能量，热网供、回水之间需要足够的资用压差，才能保证水喷射器正常工作。这种连接方式只用在单幢建筑物的供暖系统上，需要分散管理。(3)装混合水泵的直接连接当建筑物用户引入口处，热水网路的供、回水压差较小，不能满足水喷射器正常工作所需的压差，或设集中泵站将高温水转为低温水，想多幢或街区建筑物供暖时，可采用
14、这种连接方式。在热力站处设置混合水泵的连接方式，可适当的集中管理。但混合水泵连接方式的造价比采用水喷射器的方式高，运行中需要经常维护并消耗电能。(4)间接连接热网供水管的热水进入设置在建筑物用户引入口或热力站的表面式水-水换热器内，通过换热器的表面将热能传递给供暖系统热用户的循环水，冷却后的回水返回热网回水管区。间接连接方式需要在建筑物用户入口处或热力站内设置表面式水-水换热器和供暖系统热用户的循环水泵等设备，造价比直接连接高得多。循环水泵需经常维护，并消耗电能，运行费用增加。但热源的补水率大大减少，同时热网的压力工况和流量工况不受用户的影响，便于热网运行管理。这种连接方式只有在热网回水关在用户入口处的压力超过该用户散热器的承受能力，或高层建筑采用直接连接，影响到整个热水网路压水平升高时才采用。在本设计中都是多层建筑，而且采用低温水热水供暖系统，因此选择无混合装置的直接连接是最
