青島市某小區(qū)的供暖系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
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1、 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題為青島市某小區(qū)的供暖系統(tǒng),包括供熱外網(wǎng)和換熱站的設(shè)計(jì)。該小區(qū)包括住宅樓與商業(yè)用樓,總建筑面積為78730m2,熱用戶計(jì)算熱負(fù)荷為3741.3kW。小區(qū)換熱站以飽和蒸汽為一次熱媒,采暖供回水溫度為95/70℃。首先,根據(jù)設(shè)計(jì)題目搜集資料,確定供熱系統(tǒng)的相關(guān)方案。包括集中供熱系統(tǒng)的選擇、枝狀管網(wǎng)的確定、熱負(fù)荷的計(jì)算、熱媒的選擇及其參數(shù)的確定。然后,進(jìn)行小區(qū)供熱外網(wǎng)的設(shè)計(jì)。包括管道的敷設(shè)、管網(wǎng)中固定支架、閥門(mén)井、補(bǔ)償器等附件的位置與數(shù)量的確定,管道的保溫,管網(wǎng)的水力計(jì)算。通過(guò)水力計(jì)算確定管網(wǎng)的管徑以及壓力損失,并進(jìn)行不平衡率的計(jì)算,盡量使每段管線都能達(dá)到水力平衡。接
2、著,確定換熱站系統(tǒng)流程;對(duì)換熱器、循環(huán)水泵、定壓水泵等主要設(shè)備進(jìn)行選型計(jì)算;合理布置所有的設(shè)備以及它們之間的管道。同樣,還要對(duì)換熱站內(nèi)部進(jìn)行水力計(jì)算以求得各種管路的管徑。最后,根據(jù)設(shè)計(jì)的供暖系統(tǒng)的特點(diǎn)提出合理有效的運(yùn)行調(diào)節(jié)方法。 關(guān)鍵詞: 供熱外網(wǎng);換熱站;水力計(jì)算;運(yùn)行調(diào)節(jié) Abstract This is a heating system design about one district in Qing Dao Caty, which includes outdoor heating pipe network and heat transfer
3、station. The district contents residence building and business building, the total constructiong area is about 78730 m2 and heat load is about 3741.3kW. In the heating system, the heat transfer station which takes staturation Steam as high temperature heat medium and 95/70 ℃water circulating water a
4、s heat-supplying-medium. Firstly, needing to collect some information basis the design subject, and confirming the correlation scheme about the heating system. It contents the option of the concentrate heating system, the confirming of branch pipeline network, the calculate of the heating system, th
5、e choosing of heat medium and its parameter. Secondly, putting up the design about the outdoor heating pipe network. It contents the laying of pipe, defining the position and number of the accessories such as fixed supports, valve wells and compensators, the defining of the pipeline, the hydraulic c
6、omputation of the pipeline . Through the hydraulic computation, we can confirm the diameter of the pipling and the pressure lossing, computing the hydraulic unbalance rate in order to make the hydraulic balance on every pipling. Then, the process of heating medium flow is determined. After the type
7、of heat exchanger, water circulating pumps and make-up water pumps are chosen; they and the pipelines among them are arranged rationally. Also, the hydraulic computation of internal heat transfer station shouid be workouted to meet the need of every pipling. Finally, according to the characteristic
8、of the heating system, a reasonable and effective operation and regulation method should be proposed. Keywords: outdoor heating pipe network; heat transfer station; hydraulic calculation; operation and regulation 目 錄 1、基本資料 1 1.1工程概況 1 1.2原始資料 1 1.2.1水質(zhì)資料 1 1.2.2氣象與地質(zhì)資料 1 2、集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷
9、 2 2.1集中供熱熱負(fù)荷的特征 2 2.2集中供熱熱負(fù)荷的計(jì)算 2 2.3集中供熱系統(tǒng)熱媒的選擇 4 2.4集中供熱系統(tǒng)熱媒參數(shù)的確定 5 2.5熱網(wǎng)系統(tǒng)型式的確定 5 3、室外管網(wǎng)的設(shè)計(jì) 7 3.1外網(wǎng)管道布置原則 7 3.2外網(wǎng)管道敷設(shè)方式 8 3.3供熱管道及其附件 11 3.3.1供熱管道 11 3.3.2閥門(mén) 12 3.3.3管道的放氣與排水 13 3.4補(bǔ)償器 14 3.5支架 15 3.6檢查井 16 4、外網(wǎng)水力計(jì)算 18 4.1水力計(jì)算的主要任務(wù) 18 4.2水力計(jì)算的基本原則 18 4.3水力計(jì)算方法及步驟 18 5、換熱站的設(shè)計(jì)
10、28 5.1換熱站概述 28 5.2換熱站的設(shè)計(jì)原則 28 5.3換熱站的布置原則 29 5.4換熱站系統(tǒng)的工藝流程 30 5.4.1蒸汽凝結(jié)水系統(tǒng) 30 5.4.2采暖熱水供回水系統(tǒng) 31 5.4.3補(bǔ)水定壓系統(tǒng) 31 5.5換熱站主要設(shè)備選型 33 5.5.1換熱器的分類(lèi) 33 5.5.2換熱器的計(jì)算選型 34 5.5.3循環(huán)水泵的選型 38 5.5.4定壓補(bǔ)水泵的選型 39 5.5.5補(bǔ)水箱的選型 40 5.5.6水處理設(shè)備的選型 41 5.5.7分汽缸的選型 42 5.5.8除污器的選型 42 5.6換熱站內(nèi)部水力計(jì)算 43 6、供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié) 4
11、6 6.1供熱系統(tǒng)的初調(diào)節(jié) 46 6.2供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié) 47 7、供熱管道的保溫與防腐 51 7.1供熱管道的保溫 51 7.2供熱管道的防腐 52 參考文獻(xiàn) 54 致 謝 55 56 1、基本資料 1.1工程概況 本次設(shè)計(jì)為青島市某小區(qū)供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要包括外網(wǎng)設(shè)計(jì)和小區(qū)換熱站設(shè)計(jì)。本小區(qū)共包括樓房22幢,其中商用樓9幢,民用住宅樓13幢。小區(qū)總占地面積46311.3 m2,總建筑面積78730m2,建筑物占地面積13420 m2,建筑密度28.98%,容積率1.7,綠地率30%。 1.2原始資料 1.2.1水質(zhì)資料 總硬度H0(mmol /L)
12、 7.35 永久硬度HFT(mmol /L) 4.35 暫時(shí)硬度HT(mmol /L) 3.00 總堿度A(mmol /L) 3.00 PH值 8.27 溶解氧(mg /L) 7.7~9.6 溶解固形物(mg/L) 550 1.2.2氣象與地質(zhì)資料 位置 N3604, E12020 海拔(m) 76.0 冬季大氣壓力(kPa) 1
13、01.69 冬季采暖室外計(jì)算干球溫度 -9℃ 冬季室外平均風(fēng)速(m/s) 5.7 采暖天數(shù)(天) 110 最大凍土深度(cm) 49 2、集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷 2.1集中供熱熱負(fù)荷的特征 集中供熱是指將熱能經(jīng)濟(jì)可靠地輸送到生產(chǎn)、生活和采暖等各種不同熱用戶的區(qū)域供熱方式。其熱用戶有供暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)、空氣調(diào)節(jié)、生產(chǎn)工藝等用熱系統(tǒng)。這些用熱系統(tǒng)熱負(fù)荷的大小及其性質(zhì)是供熱規(guī)劃和設(shè)計(jì)的最重要依據(jù)。 居民住宅的公共建筑的采暖、空調(diào)、通風(fēng)和生活熱水供應(yīng)熱負(fù)荷屬于民用熱負(fù)荷。生產(chǎn)工藝、廠房采暖、
14、通風(fēng)、空調(diào)和廠區(qū)的生活熱水供應(yīng)熱負(fù)荷屬于工業(yè)用熱負(fù)荷。所以,本設(shè)計(jì)中居民樓供暖屬于民用熱負(fù)荷,商用樓供暖屬于工業(yè)熱負(fù)荷。 集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷,按其性質(zhì)還可分為: (1)季節(jié)性熱負(fù)荷 供暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱負(fù)荷是季節(jié)性熱負(fù)荷。季節(jié)性熱負(fù)荷的特點(diǎn)是:與室外溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速和太陽(yáng)輻射熱等氣候條件有很密切關(guān)系,其中對(duì)它的大小起決定性作用的是室外溫度,因而在全年有很大的變化。 (2)常年性熱負(fù)荷 生活用熱(主要指熱水供應(yīng))和生產(chǎn)工藝系統(tǒng)用熱屬于常年性熱負(fù)荷。常年性熱負(fù)荷的特點(diǎn)是:與氣候條件的關(guān)系不大而且,它的用熱狀況在全日中變化較大。其中,生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的用熱量直接取決于生產(chǎn)狀況,
15、熱水供應(yīng)用熱量與生活水平、生活習(xí)慣以及居民成分等有關(guān)。 綜上述資料所述,本供熱系統(tǒng)應(yīng)該屬于季節(jié)性民用熱負(fù)荷。 2.2集中供熱熱負(fù)荷的計(jì)算 對(duì)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)時(shí),往往尚未進(jìn)行各類(lèi)建筑物的具體設(shè)計(jì)工作,不可能提供較準(zhǔn)確的建筑物熱負(fù)荷的資料。因此,通常是采用概算指標(biāo)法來(lái)確定各類(lèi)熱用戶的熱負(fù)荷。概算指標(biāo)法包括體積熱指標(biāo)法或是面積熱指標(biāo)法,本次設(shè)計(jì)采用的是面積熱指標(biāo)法。其計(jì)算方法如公式2-1所示。 kW 公式(2-1) 式中 ——建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷,kW; —— 建筑物的建筑面積,m2; —
16、—建筑物供暖面積熱指標(biāo),W/m2;它表示每1m2建筑面積的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。 根據(jù)《城市熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》,各類(lèi)建筑的采暖熱指標(biāo)可按表2.1來(lái)進(jìn)行選擇。 表2.1 供暖面積熱指標(biāo)推薦值 建筑物 類(lèi)型 住宅 綜合居住區(qū) 學(xué)校辦公 醫(yī)院托幼 旅館 商店 食堂 餐廳 影劇院 熱指標(biāo)(W/m2) 58-64 60-67 60-80 65-80 60-70 65-80 115-140 95-115 結(jié)合實(shí)際情況,本設(shè)計(jì)民用建筑采暖供熱熱指標(biāo)確定為60W/m2,商用建筑采暖供熱熱指標(biāo)確定為70W/m2 。根據(jù)上述公式計(jì)算可得各建筑供暖熱負(fù)荷,其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2.2
17、。 表2.2 熱負(fù)荷計(jì)算表 建筑物 單層面積 (m2) 層數(shù) 總面積 (m2) 建筑物 職能 熱指標(biāo) (W/m2) 熱負(fù)荷 (kW) 1 444 6 2665 商用 70 186.6 2 638 6 3829 商用 70 268.0 3 773 6 4637 商用 70 324.6 4 413 6 2480 商用 70 173.6 5 577 6 3460 商用 70 242.2 6 599 6 3593 商用 70
18、 251.5 7 445 6 2671 民用 60 160.3 8 445 6 2671 民用 60 160.3 9 466 4 1864 民用 60 111.8 10 449 4 1797 民用 60 107.8 11 449 4 1797 民用 60 107.8 12 445 6 2671 民用 60 160.3 13 445 6 2671 民用 60 160.3 14 458 4 1831 民用 60 109.8 15 44
19、0 4 1760 民用 60 105.6 16 471 4 1885 民用 60 113.1 17 612 4 2449 民用 60 146.9 18 253 4 1012 民用 60 60.7 19 566 4 2265 民用 60 135.9 20 510 5 2550 商用 70 178.5 21 510 6 3060 商用 70 214.2 22 708 6 4248 商用 70 297.3 小區(qū)樓房總熱負(fù)荷為:3741.3kW
20、 2.3集中供熱系統(tǒng)熱媒的選擇 集中供熱系統(tǒng)的熱媒主要是熱水和蒸汽。對(duì)于熱媒的選擇主要取決于熱用戶的使用特征和要求,同時(shí)也與選擇的熱源型式有關(guān)。 本設(shè)計(jì)中小區(qū)的主要建筑是居民樓和商用樓,生活采暖是供熱的主要目的,因此本設(shè)計(jì)采用的供熱熱媒為熱水,與蒸汽熱媒相比,以熱水作為熱媒有以下優(yōu)點(diǎn): (1)熱水供熱系統(tǒng)的熱能利用效率高。由于在熱水供熱系統(tǒng)中,沒(méi)有凝結(jié)水與蒸汽泄漏以及二次蒸汽的熱損失,因而熱能利用率比蒸汽供熱系統(tǒng)好,實(shí)踐證明,一般可節(jié)約燃料20%~40%。 (2)以水作為熱媒用于供暖系統(tǒng)時(shí),可以改變供水溫度來(lái)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)(質(zhì)調(diào)節(jié)),既能減少熱網(wǎng)熱損失,又能較好的滿足衛(wèi)生要求。 (3
21、)熱水系統(tǒng)的蓄熱能力高,由于系統(tǒng)中水量多,水的比熱大,因此,在水力工況和熱力工況短時(shí)間失調(diào)時(shí),也不會(huì)引起供暖狀況的很大波動(dòng)。 (4)熱水供熱系統(tǒng)可以遠(yuǎn)距離輸送,供熱半徑大。 2.4集中供熱系統(tǒng)熱媒參數(shù)的確定 熱媒參數(shù)的確定,也是供熱系統(tǒng)方案的一個(gè)重要問(wèn)題。其確定應(yīng)結(jié)合具體條件,考慮熱源、管網(wǎng)、用戶系統(tǒng)等方面的因素,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 當(dāng)不具備確定最佳供、回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較條件時(shí),熱水熱力網(wǎng)供、回水溫度按以下的原則確定: (1)熱電廠為熱源:設(shè)計(jì)供水溫度可取110-150℃,回水溫度約70℃。采用一級(jí)加熱供水溫度取較小值;采用二級(jí)加熱(包括串聯(lián)尖峰鍋爐)取較大值。
22、 (2)區(qū)域鍋爐房為熱源:供熱規(guī)模較小時(shí),采用95-70℃的水溫;供熱規(guī)模較大時(shí),應(yīng)采用較高供水溫度。 (3)生活熱水負(fù)荷的管網(wǎng),供水溫度一般不應(yīng)低于下列規(guī)定: a.閉式系統(tǒng):70℃;b.開(kāi)式系統(tǒng):60℃。 本設(shè)計(jì)采用小區(qū)換熱站供暖,設(shè)計(jì)供水溫度95℃,回水溫度70℃。 2.5熱網(wǎng)系統(tǒng)型式的確定 熱網(wǎng)是集中供熱系統(tǒng)的主要組成部分,擔(dān)負(fù)熱能輸送任務(wù)。熱網(wǎng)系統(tǒng)的型式取決于熱媒、熱源與熱用戶的相互位置和供熱地區(qū)熱用戶的種類(lèi)、熱負(fù)荷大小和性質(zhì)等。選擇熱網(wǎng)型式時(shí)應(yīng)遵循安全供熱和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)基本原則。對(duì)于熱水供熱系統(tǒng)型式的確定時(shí),還應(yīng)特別注意供熱的可靠性,當(dāng)部分管段出現(xiàn)故障后,熱網(wǎng)具有
23、后備供熱的可能性問(wèn)題。 熱水供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)型式主要有枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)兩種形式。枝狀主要優(yōu)點(diǎn)是布置簡(jiǎn)單,供熱管道的直徑,隨離開(kāi)熱源越遠(yuǎn)而越??;金屬耗量小,基建投資小,運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。但是枝狀管網(wǎng)不具后備供熱的性能,當(dāng)管網(wǎng)某處發(fā)生故障時(shí),在故障點(diǎn)后的熱用戶都將停止供熱。由于建筑物有一定的蓄熱能力,通??刹捎醚杆傧收系霓k法,以使建筑物室溫不致大幅降低,同時(shí)在與干管相連接的管路分支處,及在與分支管路相連接的較長(zhǎng)的用戶支管處安裝設(shè)閥門(mén),來(lái)進(jìn)一步縮小事故的影響范圍和迅速消除故障。因此,枝狀管網(wǎng)是熱水管網(wǎng)最普遍采用的方式,本設(shè)計(jì)也采用這種型式。 對(duì)于環(huán)狀管網(wǎng),它的主要優(yōu)點(diǎn)就是具有很高的供熱后備能力。
24、當(dāng)輸配干線的某處出現(xiàn)故障時(shí)可以切除故障段后,通過(guò)環(huán)狀管網(wǎng)由另一方向保證供熱。但是由于它的熱網(wǎng)投資比較大,運(yùn)行管理較為復(fù)雜,其本身要求較高的自動(dòng)控制措施,目前在國(guó)內(nèi)剛開(kāi)始使用,各方面不是很完善。 3、室外管網(wǎng)的設(shè)計(jì) 3.1外網(wǎng)管道布置原則 供熱管網(wǎng)布置原則是應(yīng)在城市建設(shè)規(guī)劃的指導(dǎo)下,考慮熱負(fù)荷分布、熱源位置、與各種地上、地下管道及構(gòu)筑物、園林綠地的關(guān)系和水文、地質(zhì)條件等多種因素,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 供熱管線平面位置的確定,即定線,應(yīng)遵循如下基本原則: (1)經(jīng)濟(jì)上合理 主干線力求短直,主干線應(yīng)盡量走熱負(fù)荷集中區(qū)。要注意管線上的閥門(mén),補(bǔ)償器和某些管
25、道附件(如放氣、放水、疏水等裝置)的合理布置,因?yàn)檫@將涉及到檢查室的位置和數(shù)量,盡可能使其數(shù)量減少。 (2)技術(shù)上可靠 供熱管線應(yīng)盡可能走地勢(shì)平坦,土質(zhì)好、水位低的地區(qū),盡量避開(kāi)土質(zhì)松軟地區(qū)、地震斷裂帶、滑坡危險(xiǎn)地帶以及地下水位高等不利地帶。 (3)對(duì)周?chē)h(huán)境影響少而協(xié)調(diào) 供熱管線應(yīng)少穿主要交通線。一般平行于道路中心線并盡量敷設(shè)在車(chē)行道以外的地方。通常情況下管線應(yīng)只沿街道的一側(cè)敷設(shè)。地上敷設(shè)的管道,不應(yīng)影響城市美觀,不妨礙交通。供熱管道與各種管道、構(gòu)建物應(yīng)該協(xié)調(diào)安排,相互之間的距離,應(yīng)能保證運(yùn)行安全、施工及檢修方便。 而對(duì)于城市熱力管道的布置還應(yīng)遵循以下原則: (1)城市道路上的熱
26、力網(wǎng)管道一般應(yīng)平行與道路中心線,并應(yīng)盡量敷設(shè)在車(chē)行道以外的地方,一般情況下同一條管道應(yīng)只沿街道的一次敷設(shè)。 (2)穿過(guò)廠區(qū)的城市熱力管網(wǎng)道,應(yīng)敷設(shè)在易于檢修和維護(hù)的位置。 (3)管徑等于或小于300mm的熱力網(wǎng)管道,可以穿過(guò)建筑物的地下室或自建筑物下專門(mén)敷設(shè)的通行管溝內(nèi)穿過(guò)。 (4)熱力網(wǎng)管道可以和給水管道、電壓10kV以下的電力電纜、通信電纜、壓縮空氣管道、壓力排水管道和重油管道一起敷設(shè)在綜合管溝內(nèi)。但熱力管道應(yīng)高于給水管道和重油管道,并且給水管道應(yīng)做絕緣層和防水層。 (5)地上敷設(shè)的城市熱力網(wǎng)管道,可以和其他管道敷設(shè)在一起,但應(yīng)便于檢修,且不應(yīng)架設(shè)在腐蝕性介質(zhì)管道下方。 經(jīng)過(guò)初步
27、規(guī)劃設(shè)計(jì),可將小區(qū)供暖管線分為東、西兩條大的支路,管線沿著小區(qū)道路敷設(shè),盡量從綠化帶中穿過(guò),避開(kāi)硬化道路,管線力求短而直。 3.2外網(wǎng)管道敷設(shè)方式 室外供熱管道是集中供熱系統(tǒng)中投資份額較大,施工最繁重的部分,合理的選擇供熱管道的敷設(shè)方式以及做好管網(wǎng)的定線工作,對(duì)節(jié)省投資、保證熱網(wǎng)安全可靠的運(yùn)行和施工維修方便等,都具有重要的意義。 室外供熱管道的敷設(shè)方式可以分為地上敷設(shè)和地下敷設(shè)兩種。 地上敷設(shè)是利用支架或利用建筑物、構(gòu)建物作為支撐點(diǎn),來(lái)架設(shè)供熱管線的方法。按照管道支架安裝高度的不同,地上敷設(shè)又可以分為低支架、中支架和高支架三種敷設(shè)方式。供熱管道地上敷設(shè)市較為經(jīng)濟(jì)的一種敷設(shè)方式。它不受地
28、下水位和土質(zhì)的影響,便于運(yùn)行管理易于發(fā)現(xiàn)和消除故障;但占地面積多,管道的熱損失較大,影響城市美觀,因此在本設(shè)計(jì)中不采用這種方式。 地下敷設(shè)可分為有地溝敷設(shè)和無(wú)溝直埋敷設(shè)。在地溝敷設(shè)中采用地溝作為地下管線的維護(hù)構(gòu)筑物。地溝的作用是承受土壓力和地面負(fù)荷并防止水的侵入。根據(jù)地溝內(nèi)人行通道的設(shè)置情況,可以分為通行地溝、半通行地溝和不通行地溝。無(wú)溝直埋敷設(shè)是供熱管道直接埋設(shè)與土壤中的敷設(shè)方式。目前,最多采用的型式是供熱管道、保溫層和保護(hù)外殼三者緊密結(jié)合在一起,形成整體式的預(yù)制保溫管結(jié)構(gòu)型式,如圖3.1所示。本設(shè)計(jì)采用的就是管道直埋敷設(shè)方式。 圖3.1 預(yù)制保溫管直埋敷設(shè)示意圖 整體式預(yù)制保溫管直埋
29、敷設(shè)與地溝敷設(shè)相比較,具有以下優(yōu)點(diǎn): (1)直埋敷設(shè)不需要砌筑地溝,土方量及土建工程量減小,管道預(yù)制,現(xiàn)場(chǎng)施工量減少,施工進(jìn)度快,因此可節(jié)省供熱管網(wǎng)的投資費(fèi)用。 (2)直埋敷設(shè)占地小,易于與其他地下管道和設(shè)施相協(xié)調(diào)。此優(yōu)點(diǎn)在老城區(qū)、街道窄小、地下管線密集的地段敷設(shè)供熱管網(wǎng)時(shí)更為明顯。 (3)直埋敷設(shè)保溫性能好,水難以從保溫材料與鋼管之間滲入,管道不易腐蝕,據(jù)調(diào)查,認(rèn)為可保證其使用壽命達(dá)50年以上,遠(yuǎn)高于地溝敷設(shè)。 (4)根據(jù)整體式預(yù)制保溫管受土壤摩擦力約束的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式,在管網(wǎng)直管段上,可以不設(shè)置補(bǔ)償器和固定支座,簡(jiǎn)化了管網(wǎng)系統(tǒng)和節(jié)省基建費(fèi)用。 (5)預(yù)制保
30、溫管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,采用工廠預(yù)制,易于保證工程質(zhì)量。 按照《城市熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,在采用地下敷設(shè)方式時(shí),熱 力網(wǎng)管道與建筑物(構(gòu)筑物)和其它管線的最小距離應(yīng)按照表3.1來(lái)進(jìn)行選取。 表3.1 直埋管道與其它建筑物最小距離表 建筑物,構(gòu)筑物或管線名稱 與熱力網(wǎng)管道最小 水平凈距(m) 與熱力網(wǎng)管道最小 垂直凈距(m) 建筑物基礎(chǔ) 2 DN <=250 0.5 - DN>=300 3.0 - 鐵道鋼軌 鋼軌外側(cè)3.0 軌底1.2 電車(chē)鋼軌 鋼軌外側(cè)2.0 軌底1.0 鐵路、公路路基邊坡底腳或邊溝的邊緣 1.0 - 通迅,照明或1
31、0kV以下電力線路的電桿 1.0 - 橋墩(高架橋,棧橋)邊緣 2.0 - 架空管道支架基礎(chǔ)邊緣 1.5 - 高壓輸電線鐵塔基礎(chǔ)邊緣 35-60kV 2.0 - 110-220kV 3.0 - 通迅電纜管塊 1.0 0.15 通迅電纜 1.0 0.15 電力電纜和控制電纜 35kV以下 2.0 0.5 110kV 2.0 1.0 燃?xì)夤艿? 壓力<300kPa 1.0 0.15 壓力<800kPa 1.5 0.15 壓力>800kPa 2.0 0.15 注:a.當(dāng)熱力網(wǎng)管道的埋設(shè)深度大于建(構(gòu))
32、筑物基礎(chǔ)深度時(shí),最小水平凈距應(yīng)按土壤內(nèi)摩擦角計(jì)算確定。 b.熱力網(wǎng)管道與電纜平行敷設(shè)時(shí),電纜處的土壤溫度與月平均土壤自然溫度比較,全年任何時(shí)候?qū)τ陔妷?0kV的電纜不高出5C時(shí),可減小表中所列距離。 c.在不同深度并列敷設(shè)各種管道時(shí),各種管道間的水平凈距不應(yīng)小于其深度差。 d.熱力網(wǎng)管道檢查室,方型補(bǔ)償器壁龕與燃?xì)夤艿雷钚∷絻艟嗖粦?yīng)小于其深度差。 e.在條件不允許時(shí),經(jīng)有關(guān)單位同意,可以減小表中規(guī)定的距離。 3.3供熱管道及其附件 供熱管道及其附件是供熱管道輸送熱媒的主體部分。供熱管道附件是供熱管道上的管件(三通、彎頭等)、閥門(mén)、補(bǔ)償器、支座和器具(放氣、放水、除污等裝置)的名稱
33、。這些附件是構(gòu)成供熱管線和保證供熱管管線正常運(yùn)行的重要部分。 3.3.1供熱管道 供熱管道是需要承受水系統(tǒng)壓力的,所以管道就需要是能夠承壓的管道。供熱管道通常采用鋼管。鋼管最大優(yōu)點(diǎn)是能承受較大的內(nèi)壓力和動(dòng)荷載;缺點(diǎn)是鋼管內(nèi)部及外部易受腐蝕。室內(nèi)供熱管道常采用水煤氣管或無(wú)縫鋼管;室外供熱管道都采用無(wú)縫鋼管和鋼板卷焊管。根據(jù)《城市熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求管道鋼材號(hào)應(yīng)符合表3.2規(guī)定,管道鋼材的質(zhì)量及規(guī)格應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 表3.2 熱力網(wǎng)管道鋼材鋼號(hào)及適用范圍參照表 鋼號(hào) 適用范圍 鋼板厚度 A3F、AY3F Pg<=1.0Mpa t<=150C <=8mm A3、
34、AY3 Pg<=1.6Mpa t<=300C <=16mm A3g、A3R20、20g及 低合金鋼 可用于本規(guī)范適用范圍的全部參數(shù) 不限 鋼管的連接可采用焊接、法蘭盤(pán)連接和絲扣連接;焊接連接可靠、施工簡(jiǎn)便迅速,廣泛用于管道之間及補(bǔ)償器等的連接;法蘭連接裝卸方便,通常用在管道與設(shè)備、閥門(mén)等需要拆卸的附件連接上。 對(duì)于室內(nèi)供熱管道,通常借助三通、四通、管接頭等管件,進(jìn)行絲扣連接,也可采用焊接或法蘭連接。尤其應(yīng)遵守以下幾方面的問(wèn)題。 (1)彎頭的鋼材質(zhì)量,壁厚不小于管道厚;焊接彎頭宜雙面焊接;鋼管焊制三通,支管開(kāi)孔應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 (2)城市熱力網(wǎng)管道一般采用無(wú)縫鋼管、鋼管卷
35、焊管。管道鋼材號(hào)應(yīng)符合表2.6.1的規(guī)定。管道鋼材的質(zhì)量及規(guī)格應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 (3)熱力網(wǎng)管道的連接應(yīng)采用焊接。管道與設(shè)備、閥門(mén)等的附件連接時(shí),應(yīng)采用法蘭連接。對(duì)于DN≤200mm的放氣閥,采用螺紋連接。 (4)室外采暖計(jì)算溫度低于-5C地區(qū),露天敷設(shè)的不連續(xù)運(yùn)行的凝結(jié)水管道放水閥門(mén)及室外采暖計(jì)算溫度低于-10C地區(qū),露天敷設(shè)的熱水管道設(shè)備附件均不得采用灰鑄鐵制品。 (5)彎頭的鋼材質(zhì)量,壁厚不小于管道厚。焊接彎頭宜雙面焊接。鋼管焊制三通,支管開(kāi)孔應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),對(duì)于承受干管軸向荷載較大直埋敷設(shè)管道。應(yīng)考慮三通干管的軸向補(bǔ)強(qiáng)。 (6)熱力網(wǎng)管道所用的變徑管應(yīng)采用壓制或鋼板卷制。其材
36、質(zhì)應(yīng)小低于管道鋼材質(zhì)量。壁厚不小于管道壁厚。 3.3.2閥門(mén) 閥門(mén)是用來(lái)開(kāi)閉管路和調(diào)節(jié)輸送介質(zhì)流量的設(shè)備。在供熱管道上,常用的閥門(mén)形式有:截止閥、閘閥、蝶閥、止回閥和調(diào)節(jié)閥等。 截止閥按介質(zhì)流向可分為直通式、直角式和直流式三種。其結(jié)構(gòu)形式,按閥桿螺紋的位置可分為明桿和暗桿兩種。截止閥關(guān)閉嚴(yán)密性好,但閥體長(zhǎng),介質(zhì)流動(dòng)阻力大,產(chǎn)品公稱通徑不大于200mm。 閘閥的結(jié)構(gòu)形式也有明桿和暗桿兩種。另外按照閘板的形狀和數(shù)目,有楔式與平行式,以及單板與雙板的區(qū)別。閘閥的優(yōu)缺點(diǎn)與截止閥相反,它通常用在公稱直徑大于200mm的管道上。 截止閥和閘閥主要起開(kāi)閉管路的作用。由于其調(diào)節(jié)性能不好,不適于用來(lái)調(diào)
37、節(jié)流量?,F(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了各種型號(hào)截止閥和閘閥的生產(chǎn),因此光靠管徑作為選擇閥門(mén)的選擇依據(jù),已經(jīng)不盡科學(xué)了。 蝶閥閥體長(zhǎng)度很小,流動(dòng)阻力小,調(diào)節(jié)性能優(yōu)于截止閥和閘閥,但造價(jià)較高。 對(duì)于上述三種閥門(mén)它們的連接方式可用法蘭、螺紋連接或采用焊接。它們的傳動(dòng)方式可用手動(dòng)傳動(dòng)(用于小口徑)齒輪、電動(dòng)、液動(dòng)和氣動(dòng)(用于大口徑)等傳動(dòng)方式?!稛峋W(wǎng)規(guī)范》規(guī)定,對(duì)于公稱直徑大于或等于600mm的閥門(mén),應(yīng)采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。 止回閥是用來(lái)防止管道或設(shè)備中介質(zhì)倒流的一種閥門(mén)。它利用流體的動(dòng)能來(lái)開(kāi)啟閥門(mén)。在供熱系統(tǒng)中,止回閥常安裝在泵的出口、疏水器的出口管道上,以及其它不允許流體反向流動(dòng)的地方。常用的止回閥有旋
38、啟式和升降式兩種。 本設(shè)計(jì)中,考慮到截止閥的阻力很大,而且目前技術(shù)上已經(jīng)解決了管徑對(duì)于閥門(mén)選擇方面的限制問(wèn)題,所以在供熱外網(wǎng)管道上(除少部分安裝的入戶截止閥外)安裝的均為閘閥,主要安裝在熱力管網(wǎng)干支管的起點(diǎn)以及用戶熱力入口處。當(dāng)需要調(diào)節(jié)供熱介質(zhì)流量時(shí),設(shè)置手動(dòng)調(diào)節(jié)閥或自動(dòng)流量調(diào)節(jié)裝置。 在閥門(mén)安裝施工的過(guò)程中還應(yīng)特別注意以下原則: (1)工作壓力大于或等于1.6MPa且公稱直徑大于或等于350mm的管道上的閘閥應(yīng)裝旁通閥。旁通閥的直徑可按閥門(mén)直徑的十分之一選用。 (2)公稱直徑大于或等于600mm的閥門(mén),應(yīng)采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。由遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)操作的閥門(mén),其旁通閥亦應(yīng)采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
39、 (3)管徑大于500mm的熱水熱力網(wǎng)干管在低點(diǎn)、垂直升高管段前、分段閥門(mén)前宜設(shè)阻力小的永久性污裝裝置。 3.3.3管道的放氣與排水 為了便于熱水管道和凝結(jié)水管道順利放氣和在運(yùn)行或檢修時(shí)排凈管道中的存水,地下敷設(shè)供熱管道宜設(shè)坡度,其坡度不小于0.002,同時(shí),應(yīng)配置相應(yīng)的放氣及排水裝置。放氣裝置應(yīng)設(shè)置在熱水、凝結(jié)水管道的高點(diǎn)處(包括分段閥門(mén)劃分的每個(gè)管段的高點(diǎn)處),放氣閥門(mén)的管徑采用φ15~32mm。熱水、凝結(jié)水管道的局部低點(diǎn)處(包括分段閥門(mén)劃分的每個(gè)管段的低點(diǎn)處),應(yīng)安裝放水裝置。熱水管道的放水裝置應(yīng)保證一個(gè)放水段的排水時(shí)間不超過(guò)表3.3的規(guī)定。規(guī)定放水時(shí)間主要是考慮在冬季出現(xiàn)事故時(shí)能迅
40、速放水,縮短搶修時(shí)間,以免供暖系統(tǒng)和網(wǎng)路凍結(jié)。管徑大于500mm的熱水熱力網(wǎng)干管在低點(diǎn)、垂直升高管段前、分段閥門(mén)前宜設(shè)阻力小的永久性污裝裝置。 表3.3 熱水管道放水時(shí)間表 管道公稱直徑(mm) 放水時(shí)間(h) Dg≤300 2~3 Dg350~500 4~6 Dg≥600 5~7 注:寒冷地區(qū)采用表中規(guī)定的放水時(shí)間較小值。停熱期間供熱裝置無(wú)凍結(jié)危險(xiǎn)的地區(qū)表中的規(guī)定可放寬。 3.4補(bǔ)償器 在室外管網(wǎng)系統(tǒng)中為了防止供熱管道升溫時(shí),由于熱伸長(zhǎng)或溫度應(yīng)力而引起管道變形或破壞,必須在管道上設(shè)置補(bǔ)償,以補(bǔ)償管道的熱伸長(zhǎng)。從而減少管壁的應(yīng)力和作用在閥件或支架結(jié)構(gòu)上的作用力。 供熱
41、管道上采用的補(bǔ)償器種類(lèi)很多,主要有管道的自然補(bǔ)償、方形補(bǔ)償器、波紋管補(bǔ)償器、套筒補(bǔ)償器和球形補(bǔ)償器等。前三種是利用補(bǔ)償器材料的變形來(lái)吸收熱伸長(zhǎng);后兩種是利用管道的位移來(lái)吸收熱伸長(zhǎng)。 自然補(bǔ)償就是利用管道自身的彎曲管段(如L型或Z型等)來(lái)進(jìn)行管道熱伸長(zhǎng)的補(bǔ)償?shù)姆绞健W匀谎a(bǔ)償不需要設(shè)置專門(mén)的補(bǔ)償器,因此在考慮管道的熱補(bǔ)償時(shí),應(yīng)盡量利用其自然彎曲的補(bǔ)償能力。但由于管道變形時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向位移,而且補(bǔ)償?shù)墓芏尾荒芎荛L(zhǎng),因此在管段較長(zhǎng)的地方還應(yīng)加設(shè)補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償。 綜合考慮補(bǔ)償器的性價(jià)比以及施工方面的具體情況等因素,本設(shè)計(jì)選用方形補(bǔ)償器。它是由四個(gè)90彎頭構(gòu)成“U”形的補(bǔ)償器,靠其彎管的變形來(lái)補(bǔ)償管段的
42、熱伸長(zhǎng)。方形補(bǔ)償器通常用無(wú)縫鋼管煨彎或機(jī)制萬(wàn)頭組合而成。它的主要優(yōu)點(diǎn)是制造方便;不用專門(mén)維修,因而不需要為它設(shè)置檢查室;工作可靠;作用在固定支架上的軸向推力相對(duì)較小。它的缺點(diǎn)是介質(zhì)流動(dòng)阻力大,占地多。在安裝補(bǔ)償器的時(shí)候,經(jīng)常采用冷拉(冷緊)的方法,來(lái)增加其補(bǔ)償能力或達(dá)到減少對(duì)固定支座推力的目的。其示意圖見(jiàn)圖3.2。 圖3.2 方形補(bǔ)償器示意圖 3.5支架 管道支架是支承管道并承受管道作用力的管路附件。它的作用是支承管道和限制管道位移。支架承受管道重力和由內(nèi)壓力、外載和溫度變化引起的作用力,并將這些荷載傳遞到建筑結(jié)構(gòu)或地面的管道構(gòu)件上。根據(jù)支架對(duì)管道位移的限制情況,分為活動(dòng)支座和固定支
43、座兩種。 活動(dòng)支架是允許管道和支承結(jié)構(gòu)有相對(duì)位移的管道支架?;顒?dòng)支架按其構(gòu)造和功能分為滑動(dòng)、滾動(dòng)、彈簧、懸吊和導(dǎo)向等支架形式。根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況要求,支架不需要進(jìn)行位移,所以不設(shè)置活動(dòng)支架。 固定支架是不允許管道和支承結(jié)構(gòu)有相對(duì)位移的管道支架。它主要用于將管道劃分成若干補(bǔ)償管段,分別進(jìn)行熱補(bǔ)償,從而保證補(bǔ)償器的正常工作。本設(shè)計(jì)中采用的固定支座是直埋敷設(shè)中最常用的一種立板式支架,如圖3.3所示。管道從固定墩上部的立板穿過(guò),在板子上焊有卡板來(lái)進(jìn)行固定。 在支架安裝過(guò)程中應(yīng)注意以下原則: (1)管道的熱伸長(zhǎng)量不得超過(guò)補(bǔ)償器所允許的補(bǔ)償量。 (2)管段因膨脹和其他作用而產(chǎn)生的推力,不得超過(guò)
44、固定支架所能承受的允許推力。 (3)不應(yīng)使管道產(chǎn)生縱向彎曲。 圖3.3 直埋敷設(shè)固定墩 支座的承力結(jié)構(gòu)宜采用耐腐蝕材料,或采取可靠的防腐措施。在外網(wǎng)施工過(guò)程中,固定支架間距只要不超過(guò)最大允許間距即可。直埋熱力管道固定支架最大間距見(jiàn)表3.4。 表3.4 固定支架間距表 公稱直徑(mm) 32 40 50 70 80 100 125 直埋(m) 35 45 50 55 60 65 70 3.6檢查井 地下敷設(shè)管道安裝方形補(bǔ)償器、閥門(mén)、放水和除污裝置等設(shè)備附件時(shí),應(yīng)設(shè)檢查室。檢查室應(yīng)符合下列要求: (1)凈空高度不小于1.8m。 (2)人行
45、通道寬度不小于0.6m。 (3)干管保溫結(jié)構(gòu)表面與檢查室地面距離不小于0.6m。 (4)檢查室的人孔直徑不小于0.7m,人孔數(shù)量不小于兩個(gè),并應(yīng)對(duì)角布置。當(dāng)熱水熱力網(wǎng)的檢查室只有放氣門(mén)或檢查室凈空面積小于4m2時(shí),可只設(shè)一個(gè)人孔。 (5)檢查室內(nèi)至少設(shè)一個(gè)集水坑,并應(yīng)置于人孔下方。 (6)檢查室地面應(yīng)低于地溝內(nèi)底不小于0.3m。 當(dāng)檢查室內(nèi)的設(shè)備、附件不能從人孔進(jìn)出時(shí),應(yīng)在檢查室頂板上設(shè)安裝孔。安裝孔的尺寸和位置應(yīng)保證檢查室最大設(shè)備的出入和便于安裝。 當(dāng)檢查室內(nèi)裝有電動(dòng)閥門(mén)時(shí),應(yīng)采取措施,保證電動(dòng)驅(qū)動(dòng)位置安裝地點(diǎn)的空氣溫度、濕度滿足該裝置的技術(shù)要求。 當(dāng)?shù)叵路笤O(shè)管道只需安放氣閥門(mén)
46、且埋深很小時(shí),可在地面設(shè)檢查井口。放氣閥門(mén)的安裝位置應(yīng)便于工作人員在地面進(jìn)行操作。 4、外網(wǎng)水力計(jì)算 4.1水力計(jì)算的主要任務(wù) 熱力管網(wǎng)水力計(jì)算的主要任務(wù)是: (1)按已知的熱媒流量和壓力損失,確定管道的直徑。 (2)按已知熱媒流量和管道直徑,計(jì)算管道的壓力損失。 (3)按已知管道直徑和壓力損失,計(jì)算或校核管道中的流量。 4.2水力計(jì)算的基本原則 熱水管路水力計(jì)算應(yīng)遵循以下基本原則: (1)管網(wǎng)干管管徑,不應(yīng)小于50mm,通往個(gè)單體建筑物(熱用戶)的管徑,一般不宜小于下列尺寸: 蒸汽管道:25mm;熱水管道:32mm。 (2)在供熱管網(wǎng)
47、設(shè)計(jì)中,有的點(diǎn)出現(xiàn)靜壓值超過(guò)允許極限值時(shí),一般宜分開(kāi)設(shè)置獨(dú)立的供熱系統(tǒng)。 4.3水力計(jì)算方法及步驟 (1)確定熱水網(wǎng)路中各個(gè)管段的計(jì)算流量 t/h 公式(4-1) 式中 ——供暖系統(tǒng)用戶的計(jì)算流量,t/h; ——供暖系統(tǒng)用戶的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷,kW; ——水的比熱,取=4.1868kJ/kg℃; 、——網(wǎng)路的設(shè)計(jì)供、回水溫度,℃。 (2)確定熱水網(wǎng)路的主干線,及其沿程比摩阻,根據(jù)《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》,比摩阻R取40~80Pa/m。 (3)根據(jù)網(wǎng)路主干線各管段的計(jì)算流量和初步選
48、用的平均比摩阻R值,利用熱水供暖管道水力計(jì)算表,確定主干線各管段的標(biāo)準(zhǔn)直徑和相應(yīng)的實(shí)際比摩阻。 (4)根據(jù)選用的標(biāo)準(zhǔn)管徑和管中局部阻力的形式,確定各管段局部阻力系數(shù)。 (5)根據(jù)管段長(zhǎng)度L和管段局部阻力系數(shù)利用公式(4-2)計(jì)算各管段壓降△P。 Pa 公式(4-2) 式中 ——管段壓降,Pa; ——管段的沿程阻力損失,Pa; ——管段的局部阻力損失,Pa; ——管段的實(shí)際比摩阻,Pa/m; ——管段的實(shí)際長(zhǎng)度,m; ——管段的阻力系數(shù)之和,無(wú)量綱; ——管段的動(dòng)壓,為,Pa。
49、(6)主干線水力計(jì)算完成后,便可進(jìn)行支干線、支線等水力計(jì)算。應(yīng)按支干線、支線的資用壓力確定其管徑,但熱水流速不應(yīng)大于3.5m/s,同時(shí)比摩阻不應(yīng)大于300Pa/m。為了滿足網(wǎng)路中各用戶的作用壓差平衡,必須使各并聯(lián)管路的壓降大致相等,故并聯(lián)支線的推薦比摩阻需用公式(4-3)進(jìn)行計(jì)算 Pa/m 公式 (4-3) 式中 ——推薦比摩阻,Pa/m; ——資用壓降,即與支線并聯(lián)的主干線的壓降,Pa; ——考慮局部阻力的管段折算長(zhǎng)度,,m。 根據(jù)公式(4-3)可得到支線的推薦比摩阻,結(jié)合管段的流量可利用熱水供暖系統(tǒng)
50、管道水力計(jì)算表確定支線的公稱直徑、實(shí)際比摩阻及實(shí)際壓降。對(duì)于實(shí)際壓降過(guò)小的管段為維持網(wǎng)路平衡,可在用戶引入口處安裝調(diào)壓孔板或小管徑閥門(mén)來(lái)消除剩余壓頭,調(diào)壓孔板的孔徑可查表選取或者按公式(4-4)進(jìn)行計(jì)算 mm 公式(4-4) 式中 ——調(diào)壓板的孔徑,mm; ——熱媒流量,kg/h; ——調(diào)壓板消耗壓降,Pa。 (7)根據(jù)以上各個(gè)支路的壓力降,計(jì)算并聯(lián)支路間的不平衡率,按公式(4-5)進(jìn)行。 公式(4-5) 4.4管路水力計(jì)算舉例 對(duì)外網(wǎng)各段管路進(jìn)行編號(hào),并繪制水力計(jì)算
51、簡(jiǎn)圖,如圖4.1所示。 圖4.1 水力計(jì)算簡(jiǎn)圖 (1)主干線水力計(jì)算 本設(shè)計(jì)的外網(wǎng)主要由東西兩條大的分支組成,對(duì)于東支,可以很明顯的看出從換熱站到熱用戶1管道的輸送距離最遠(yuǎn),故選取該管線為東支主干線進(jìn)行計(jì)算。而西支,同樣可以發(fā)現(xiàn)從換熱站到熱用戶33的管線最長(zhǎng),由于無(wú)法直接對(duì)東西兩支管路進(jìn)行比較得出最不利環(huán)路,所以,決定對(duì)東西兩支管路分別進(jìn)行最不利環(huán)路水力計(jì)算。根據(jù)流量和初步選定的主干管推薦比摩阻,可得主干線的各管段的公稱直徑,同時(shí)可得出各管段實(shí)際的比摩阻,如管段1-2,確定管段1-2的管徑和相應(yīng)的比摩阻R。 t/h D=50mm, R=59.131Pa/m。 管段1-2包括兩個(gè)
52、閘閥,一個(gè)彎頭,一個(gè)直流三通,所以查表可得管段1-2的局部阻力系數(shù)之和=20.5+11+11=3。 管段1-2的壓力損失 : Pa。 用同樣的方法,可計(jì)算東支主干線的其余管段,確定其管徑和壓力損失,結(jié)果列于表4.1。 表4.1 東支主干線水力計(jì)算表 序號(hào) 負(fù)荷 (kW) 流量 (kg/h) 管徑 管長(zhǎng) (m) ν (m/s) R (Pa/m) △Py (Pa) ξ 動(dòng)壓 (Pa) △Pj (Pa) △Py+△Pj (Pa) 1-2 91.9 3161 DN50 24.6 0.42 59.1 1455 3 82.
53、6 248 1702 2-3 161.4 5551 DN70 16.6 0.44 48.3 801 1 94.0 94 895 3-4 242.2 8333 DN80 27.2 0.47 44.3 1204 3 107.8 323 1528 4-5 329.0 11319 DN80 19.7 0.64 81.3 1601 3 198.9 597 2198 5-6 415.8 14305 DN100 21.3 0.47 30.3 645 2.5 105.7 264 910 6-7 514.9
54、 17714 DN100 20.2 0.58 46.3 935 3 162.1 486 1421 7-12 614.0 21123 DN100 20.6 0.69 65.7 1353 1 230.5 230 1583 12-13 934.6 32149 DN125 16.9 0.69 49.6 838 1.5 228.9 343 1181 13-14 1033.7 35558 DN125 42.7 0.76 60.6 2586 3 280.0 840 3426 14-19 1140.8 39242
55、 DN125 18.1 0.84 73.7 1333 3 341.0 1023 2356 19-20 1461.3 50268 DN150 4.2 0.76 48.1 202 1 278.2 278 480 20-25 1568.4 53952 DN150 26.7 0.82 55.3 1477 3.5 320.5 1122 2599 25-26 1787.1 61475 DN150 4.2 0.93 71.7 301 1 416.1 416 717 26-27 1876.3 64545 DN150
56、 22.2 0.98 79.0 1755 3.5 458.7 1606 3360 27-28 1965.6 67616 DN150 16 1.03 86.7 1387 1 503.4 503 1891 28-29 2010.9 69174 DN150 17.9 1.05 90.7 1624 3 526.9 1581 3205 29-30 2056.2 70732 DN150 17.9 1.07 94.8 1697 1 550.9 551 2248 30-31 2101.5 72291 DN150
57、30.2 1.10 99.0 2991 3 575.4 1726 4717 31-32 2162.2 74380 DN200 87.9 0.58 18.5 1627 9 162.7 1464 3091 32-62 3741.3 128699 DN200 10 1.01 55.0 550 0.5 487.1 244 794 小計(jì) 東支主干線總壓力降為:39425Pa 西支各管段的水力計(jì)算也用以上的方法進(jìn)行,計(jì)算結(jié)果列于表4.2。 表4.2 西支主干線水力計(jì)算表 序號(hào) 負(fù)荷 (kW) 流量 (kg/h) 管徑 管長(zhǎng)
58、 (m) ν (m/s) R (Pa/m) △Py (Pa) ξ 動(dòng)壓 (Pa) △Pj (Pa) △Py+△Pj (Pa) 33-34 93.3 3209 DN50 22.3 0.42 60.9 1358 3 85.1 255 1614 34-35 186.6 6419 DN70 31.2 0.51 64.3 2007 3 125.6 377 2384 35-36 276.1 9497 DN80 19.3 0.54 57.4 1107 3 140.1
59、420 1528 36-37 365.6 12575 DN80 19.4 0.72 100.2 1944 1 245.6 246 2189 37-38 454.6 15638 DN100 32.1 0.51 36.2 1160 3 126.3 379 1539 38-39 539.9 18573 DN100 17.6 0.61 50.9 895 3 178.2 535 1430 39-40 611.8 21045 DN100 14.8 0.69 65.
60、2 965 1 228.8 229 1193 40-41 682.7 23486 DN100 19 0.77 81.1 1540 3 284.9 855 2395 41-45 779.2 26803 DN125 48.5 0.58 34.5 1675 4.5 159.1 716 2391 45-48 994.7 34219 DN125 27.8 0.74 56.1 1560 3.5 259.3 907 2467 48-51 1106.6 38067
61、 DN125 28.9 0.82 69.3 2004 1.5 320.9 481 2485 51-54 1214.4 41776 DN125 26.5 0.90 83.4 2211 3.5 386.5 1353 3567 54-57 1322.3 45486 DN125 27.7 0.98 98.8 2738 3.5 458.1 1603 4341 57-61 1432.1 49265 DN150 28.4 0.75 46.2 1311 3.5 267.2
62、935 2247 61-32 1579.0 54319 DN150 38.8 0.82 56.1 2176 2.5 324.9 812 2988 32-62 3741.3 128699 DN200 10 1.01 55.0 550 0.5 487.1 244 794 小計(jì) 西支主干線總壓力降為:35549 Pa 由以上水力計(jì)算得東支主干線壓力損失為: kPa。 西支壓力損失為: kPa。 計(jì)算得東西兩大支路(在公共節(jié)點(diǎn)32處)不平衡率為: 。 (2)支干線水力計(jì)算 以支干線8-12為
63、例來(lái)進(jìn)行水力計(jì)算說(shuō)明。 支干線8-12的資用壓力為: =10237Pa。 假設(shè)局部阻力損失與沿程損失的估算比=0.3,則比摩阻大致應(yīng)控制在: =10237/[113.4(1+0.3)]= 69.44Pa/m。 支干線8-12應(yīng)盡可能消耗掉其資用壓力,理想情況是通過(guò)調(diào)節(jié)支干線8-12上各管段的管徑來(lái)實(shí)現(xiàn),這樣既可節(jié)約因?yàn)楣軓竭^(guò)大而引起的不必要的管材浪費(fèi),又可節(jié)省用來(lái)消耗資用壓力的閥門(mén)。但對(duì)于某些支干線(例如靠近換熱站的支干線),即使選用最小管徑也不足以消耗掉其資用壓力而達(dá)到水力平衡,那么只能通過(guò)加節(jié)流閥門(mén)來(lái)調(diào)壓。根據(jù)=69.44Pa/m和=2.76t/
64、h,查表可確定管段8-9的公稱直徑為DN50,實(shí)際比摩阻為R=45.094Pa/m。管段8-9包括兩個(gè)閘閥,一個(gè)彎頭,一個(gè)直流三通,所以查表可得管段8-9的局部阻力系數(shù)之和=20.5+11+11=3。 利用公式(4-2)可得到管段8-9的實(shí)際壓降為1519Pa。 同上,可計(jì)算得支干線8-12上其他管段以及其他支干線的管徑、比摩阻、壓降。東支各支干線水力計(jì)算結(jié)果列于表4.3。 表4.3 東支各支干線水力計(jì)算表 序號(hào) 負(fù)荷 (kW) 流量 (kg/h) 管徑 管長(zhǎng) (m) ν (m/s) R (Pa/m) △Py (Pa) ξ 動(dòng)
65、壓 (Pa) △Pj (Pa) △Py+△Pj (Pa) 支干線8-12 8-9 80.1 2756 DN50 30.9 0.36 45.1 1393 3 62.8 188 1582 9-10 160.3 5513 DN70 40.9 0.44 47.6 1947 3 92.7 278 2225 10-11 240.4 8269 DN70 20.9 0.66 106.4 2223 3 208.6 626 2849 11-12 320.5 11026 DN
66、70 20.7 0.88 188.4 3901 0.5 370.8 185 4086 小計(jì) 10742 支干線16-19 15-16 80.1 2756 DN50 26.8 0.36 45.1 1209 2 62.8 126 1334 16-17 160.3 5513 DN50 43 0.72 178.1 7660 3 251.2 754 8413 17-18 240.4 8269 DN70 20.9 0.66 106.4 2223 3 208.6 626 2849 18-19 320.5 11026 DN70 20 0.88 188.4 3769 0.5 370.8 185 3954 小計(jì) 16551 支干線21-25 21-22 56.6 1945 DN32 27.3 0.56 182.7 4988 2.5 151.1 378
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