【正文】 大的房間，宜在房間的內(nèi)外側(cè)分別布置散熱器 ； (4)散熱器暗裝時，應(yīng)留有足夠的氣流通道，并應(yīng)方便維修 ； (5)門斗內(nèi)不得設(shè)置散熱器 ； (6)片式組對散熱器的長度， 底層每組不應(yīng)超過 1500mm (約 25 片 )，上層不宜超過 1200mm (約 20 片 )，片數(shù)過多時可分組串聯(lián)連接 (串聯(lián)組數(shù)不宜超過兩 組 )，串聯(lián)接管的管徑應(yīng)大于等于 25mm ；供回水支管應(yīng)采用異側(cè)連接方式； (7)樓梯間的散熱器，應(yīng)盡量布置在底層 或按一定比例分布在下部各層 。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 29 第 6 章 供暖系統(tǒng) 水力計算 供暖系統(tǒng) 水力計算的目的 熱水供暖系統(tǒng)進行管路水力計算的目的，是保證系統(tǒng)中各管段的水流量符合設(shè)計要求，以保證流進各散熱器的水流量符合要求。 供暖系統(tǒng) 水力計算的任務(wù) 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)水力計算的主要任務(wù)有： (1)已知系統(tǒng)各管段的流量和系統(tǒng)的循環(huán)作用壓力，確定管段的管徑。這種 水力計算，一般用于已知各管段的流 量和選定的比摩阻值或流速值計算環(huán)路的壓力損失 ； (2)已知系統(tǒng)各管段的流量和各管段的管徑，確定系統(tǒng)所必需的循環(huán)作用壓 力。這種水力計算，常用于校核計算，檢查循環(huán)水泵揚程是否滿足要求； (3)已知系統(tǒng)各管段的管徑和該管段的允許壓降，確定通過該管段的水流量。這種情況的水力計算，通常是對已有的熱水供暖系統(tǒng)，在管段作用壓力已知時，校核各管段通過的水流量。 供暖系統(tǒng) 水 力 計算的方法 一般設(shè)計選用等溫降的水力計算方法 。等溫降計算法的特點是預(yù)先規(guī)定每根立管(對雙管系統(tǒng)是每個散熱器 )的水溫降，系統(tǒng)中各立管的供 、回水溫 度都取相同的數(shù)值，在這個前提下進行流量計算。這種計算方法的任務(wù)：一種是已知各管段的流量，給定最不利各管段的管徑，確定系統(tǒng)所必須的循環(huán)壓力；另一種是根據(jù)給定的壓力損失，選擇流過給定流量所需要的管徑。 (1)最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的平均比摩阻 jRp 系統(tǒng)的水力計算從系統(tǒng)的最不利環(huán)路開始。最不利環(huán)路是指允許平均比摩阻 jRp最小的一個環(huán)路。一般取最遠立管的環(huán)路作為最不利環(huán)路。最不利環(huán)路的平均比摩阻jRp (Pa/m) 按 (61)計算[10] ： lPR j ????p (61) 式中， P? —— 最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的管路的循環(huán)作用壓力 (Pa) ； l? —— 最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的管路總長度 (m)； 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 30 α—— 沿程損失約 占總壓力損失的估計百分數(shù)。 (2)根據(jù)各管段的熱負荷，求出各管段的流量 按 (62)計算： hghg3)( 3600 tt QttQG ????? (62) 式中， Q —— 管段的熱負荷 (W) ； gt —— 系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度 (℃ )； ht —— 系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度 (℃ )。 ① 根據(jù)公式計算出的 jRp 值及環(huán)路中各管段的流量，利用水力計算表，可選出最接近的管徑，并求出最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路中管段的實際壓力損失和整個環(huán)路的總壓力損失值。 ② 計算最不利環(huán)路的阻力及富裕壓力值，根據(jù)最不利環(huán)路的各管段的阻力，計算出的總阻力損失 P? 。比較系統(tǒng)可利用的作用壓力，求出富裕壓力值。系統(tǒng)的作用壓力應(yīng)留有 10%以上的富裕度，用于考慮設(shè)計計算中未計入的損失。即 %10%100 ??? ????? P PH (63) 式中， ? —— 系統(tǒng)作用壓頭的富裕值 (%)； P? —— 最不利環(huán)路的總阻力 (Pa )； H? —— 最不利環(huán)路的作用壓力 (Pa )。 如不滿足上式，則需要調(diào)整環(huán)路中某些管段的管徑。 (3)求各立管的不平衡率。根據(jù)各立管的資用 壓力和立管的計算壓力損失，求各立管的不平衡率。不平衡率應(yīng)在 177。15%以內(nèi)，若不平衡率過大，則應(yīng)調(diào)整平衡閥使之平衡。 (4)在實際設(shè)計過程中，為了平衡各并聯(lián)環(huán)路的壓力，往往需要提高近循環(huán)環(huán)路繁殖管段的比摩阻和流速?？傊粋€良好的供暖系統(tǒng)的水力計算，應(yīng)使各立管的資用壓力值不要變化太大，以便與選擇各立管的合理管徑。為此，在水力計算中，管路系統(tǒng)前半部分供水干管的比摩阻 R 值，宜選用稍小于回水干管的 R 值；而管路系統(tǒng)后半部供水干管的 R 值，宜選用稍大于回水干管的 R 值。 供暖系統(tǒng) 水 力 計算的計算步驟 (1)在軸側(cè)圖上，進行管段編號并注明各管段的熱負荷和管長 ； (2)確定最不利環(huán)路，一般取通過最遠立管的環(huán)路作為最不利環(huán)路 ； (3)計算最不利環(huán)路各管段的管段及阻力損失，并驗算熱力入口處的富裕壓力 ； (4)求最近立管與最遠立管環(huán)路的阻力損失平衡，并調(diào)整相應(yīng)管徑，使其在 177。1 5%石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 31 以內(nèi) ； (5)計算其余干管的資用壓力，確定其他立管管徑 ； (6)求各立管的不平 衡率，不平衡率應(yīng)在 177。15%以內(nèi)。 供暖系統(tǒng) 水 力 計算舉例 本設(shè)計中低區(qū) 供暖 系統(tǒng)為 1~10 層，高區(qū) 供暖 系統(tǒng)為 11~20 層，高低區(qū)又各設(shè)兩根總立管，本例選擇高區(qū)一個 供暖 系統(tǒng)的一個總環(huán)路進行水力計算，步驟如下： (1)在系統(tǒng)圖上進行管段編號并注明各管段的熱負荷和管長 ，如圖 61 所示。 圖 61 高區(qū) 供暖 系統(tǒng)圖 A 小圓圈內(nèi)的數(shù)字表示管段編號，圓圈旁的數(shù)字：上行表示管段熱負荷 (W)，下行表示管段長度 (m)。散熱器內(nèi)的數(shù)字表示其熱負荷 (W)。 (2)首先計算通過最遠立管 X 的環(huán)路。確定出供水干管各個管段，立管 X 和回水總干管的管徑及壓力損失。最遠立管是從入口經(jīng)上供下回共用立管到 20 層室內(nèi)水平支管，包括管段 1 到管段 21。 ① 確定最遠環(huán)路各管段的管徑 d 。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 32 根據(jù)各管段的熱負荷，求出各管段 的流量 ： hghg3)( 3600 tt QttQG ????? kg/h 根據(jù) G 、 jRp ，查熱水網(wǎng)絡(luò) 水力 計算表，選擇最接近 jRp 的管徑。將查出 d ， R ，v 和 G 值列入表中。本設(shè)計采用推薦的平均比摩阻 jRp 大致為 30~120 Pa/m 來確定環(huán)路各管段的管徑。 例如，對于管道 ① : 282883WQ ? ，當(dāng) 25??t ℃ 時， 973125/ ???G kg/h 查熱水網(wǎng)絡(luò) 水力 計算表，選擇最接近 jRp 的管徑。如取 DN80 ，用內(nèi)插法計算，可求出 ?v m/s ， ?R Pa/m 。 ② 確定各管段的沿程損失 RlP?? y 。 對于管道 ① ： 95?l ， ????? RlP Pa 。 ③ 確定各管段的局部損失。 ? 。根據(jù)系統(tǒng)圖中管路的實際情況，利用熱水及蒸汽供暖系統(tǒng)局部阻力系數(shù) ? 值 表，列出各管段局部阻力管件名稱及數(shù)量。最后將各管段總局部阻力系數(shù) ?? 列入表中。 應(yīng)注意：在統(tǒng)計局部阻力時，對于三通和四通管件的局部阻力系統(tǒng)，計算一次并列在流量較小的管段上。 對于 管道 ① ：閘門 1 個，彎頭 5 個， ??? 。 1?? 的局部損失表，根據(jù)各管段流速 v ，可查出動壓頭 dP? 值 ，列入表中。根據(jù) ????? ?dj PP ，將求出各管段的 jP? 值，列入表中。 對于管道 ① ： ??P ， ??????? ? ?PP Pa 。 ④ 求各管段的壓力損失 jy PPP ????? ， 列入表中。 對于管道 ① ： 2 5 8 4 7 0jy ???????? PPP Pa ⑤ 求最遠立管 X 的環(huán)路的壓力損失 ： 3 6 9 1 1)( 21~1jy ????? PP Pa (3)用同樣的方法，計算通過立管 IX 的環(huán)路，從而確定出立管 IX、回水干管各管段的管徑及壓力損失 (計算并聯(lián)環(huán)路 )。 5907)( 23,22jy ????? PP Pa (4)求并聯(lián)環(huán)路立管 IX和立管 X的 壓力損失不平衡率，使其不平衡率在 177。15%以內(nèi) 。 資用壓力 6 2 4 9)( 12,11jy ????? ? PP Pa 不平衡率： % 2 4 9/)5 9 0 76 2 4 9( ???x ， (5)用同樣的方法計算出其他立管，并列入 附錄表 D 中。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 33 第 7 章 換熱站設(shè)計 隨著國家環(huán)境保護政策的深入落實和能源供應(yīng)的日趨緊張，中小型區(qū)域鍋爐房集中 供暖 方式進一步縮減，而以熱電廠為熱源的換熱站 供暖 系統(tǒng)所占的比重越來越大。 換熱站供暖是指利用城市熱源供給的一次熱能 (蒸汽或高溫?zé)崴?)，經(jīng)過換熱器間接換熱 成用戶實際需要的低溫?zé)崴?，再通過用戶系統(tǒng)的二次循環(huán)水泵加壓后，直接由二次管道送至各類熱用戶。熱能由城市熱源提供，用戶只需每年向 供暖 企業(yè)繳納取暖費，從而免去了大量的建設(shè)、運行及管理費用。這些工作由一座規(guī)模不大的換熱站就能解決。 現(xiàn)代大城市的 供暖 方式，以熱電聯(lián)產(chǎn)為主要發(fā)展方向，確保冬季 供暖 、夏季供電。進入冬季，熱電廠可以把發(fā)完電的高溫?zé)崴?，通過換熱站的換熱系統(tǒng)供給廣大的熱用戶取暖，這成為 供暖 節(jié)能最主要的一種方式。以前，大型熱電廠發(fā)電后的熱水大部分自然冷卻，不做他用。但是，換熱站的低溫 供暖 ，卻可以重新利用低溫廢水 及廢氣，變廢為寶。 從設(shè)立初期的儀表監(jiān)視、人工操作，到如今的自動監(jiān)控，換熱站運用高科技的微機控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮了現(xiàn)代換熱設(shè)備的應(yīng)用能力。目前，為了提高換熱站的熱效率，在換熱站的控制系統(tǒng)中還大量應(yīng)用了數(shù)學(xué)模型，力求換熱站的運行方式達到最佳狀態(tài)。 建設(shè)換熱站對設(shè)備的要求也較高，換熱站的核心設(shè)備換熱器已經(jīng)從開始的螺旋板式換熱器、管殼式換熱器，發(fā)展至今天大量使用的不銹鋼大面積板式換熱器。改進后的設(shè)備在整個換熱站的節(jié)能效率方面發(fā)揮了相當(dāng)大的作用，換熱器的換熱效率已從原來的 65%左右，提高到現(xiàn)在的 90%左右。大量的電子 儀器也進入了換熱站系統(tǒng)中，如變頻器可以通過改變電動機的頻率來改變電動機轉(zhuǎn)速，進而改變電動機的功率。附聯(lián)在電動機上的水泵，也隨之改變其輸水流量。這樣，通過熱用戶的換熱量，會隨著變頻器的變化而變化，最終 供暖 量也會發(fā)生變化。 間接連接的 供暖 系統(tǒng)具有運行可靠、調(diào)節(jié)方便等特點，在我國已得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟分析， 供暖 建筑面積在 70104 2m 以上時，更宜采用間接連接方式，但間接連接方式比直接連接方式的投資費用高。其中，熱力站的初投資約占整個 供暖 系統(tǒng)初投資的 30%，而土建的 初投資又占到熱力站初投資的 20%。因此，設(shè)計熱力站時，在滿足 供暖 功能的前提下，應(yīng)盡量減少設(shè)備投資與占地面積。近年來，熱力站機組的開發(fā)和應(yīng)用，正 是 順應(yīng)這一要求而產(chǎn)生的。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 34 換 熱 站通常由換熱器、循環(huán)水泵、補給水泵、混合水泵、除污器、給水箱、補水箱、分汽缸、分水器、集水器、過濾器等設(shè)備組成。有的換熱站還設(shè)有凝結(jié)水箱、凝結(jié)水泵和軟化水處理設(shè)備等裝置。為了保證系統(tǒng)的正常安全運行，在換熱站內(nèi)部還必須設(shè)置必要的熱工檢測和安全保護裝置。在用戶供、回水干管上設(shè)置截止閥、溫度計和壓力表，根據(jù)熱用戶的要求設(shè)置手動調(diào)節(jié)閥或流量調(diào)節(jié)器 。進水管上安裝除污器，以免污物進入供暖系統(tǒng)。如引入用戶支線較長宜在用戶供、回水管總管的閥門前設(shè)置旁通管。當(dāng)用戶暫停供暖或檢修而網(wǎng)絡(luò)仍在運行時，關(guān)閉引入口總閥門，將旁通管閥門打開使水循環(huán)，以避免外網(wǎng)的支線凍結(jié)。 換熱站的分類 根據(jù)熱網(wǎng)傳送的熱媒不同，分為蒸汽 供暖 熱力站和熱水 供暖 熱力站；根據(jù)服務(wù)對象的性質(zhì)不同，分為民用熱力站和工業(yè)熱力站；根據(jù)規(guī)模和設(shè)置又可分為首站、區(qū)域熱力站、集中熱力站和用戶熱力站 [6]。 (1)首站 一般設(shè)置在熱源廠 (熱電站、鍋爐房 )的廠房內(nèi)或其附近地區(qū)。利用熱源廠的蒸汽和高溫水 (熱水鍋爐 )加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，因此有蒸汽換熱和熱水換熱熱力站。 (2)區(qū)域熱力站 區(qū)域熱力站的服務(wù)對象是城市的某個區(qū)域范圍內(nèi)的熱用戶。 區(qū)域范圍應(yīng)具有一定規(guī)模，一般設(shè)置在區(qū)域用熱負荷的中心，通過專用分支干線與主干線和區(qū)域熱力站相連接。 區(qū)域熱力站有蒸汽換熱站和熱水換熱熱力站，但外供均為熱水用戶，包括供暖，生活熱水等。 (3)小區(qū)換熱站 熱網(wǎng)通過小區(qū)熱力站向一座或數(shù)座小區(qū)各建筑物分配熱能，多為單獨建筑物。 從熱源引出管至小區(qū)換熱站，為一級管網(wǎng)；小區(qū)換熱站至各熱用戶輸送熱媒的熱網(wǎng)為二級管網(wǎng)。小區(qū)換熱站也有汽水換熱和 水水換熱二級串聯(lián)換熱或只有水水換熱一級換熱，視熱源供應(yīng)的熱媒?jīng)Q定。熱源如經(jīng)過首站換熱后的高溫水進入小區(qū)換熱站繼續(xù)換熱，低溫水外供至熱用戶，此時首站為一級換熱站，小區(qū)換熱站為二級換熱站。 (4)用戶換熱站 用戶換熱站一般均設(shè)置在用戶的某幢建筑物的底層或地下室，當(dāng)無換熱設(shè)備僅對用戶進行熱量分配時，此時可布置在建筑物的專用地下溝道內(nèi)。 本設(shè)計是以熱水作為熱源，然后利用水 水換熱器換熱