【導讀】本次設計為天津市天馨苑小區(qū)36#樓采暖工程設計和小區(qū)換熱站工藝設計。熱站規(guī)模的確定、設備的選型計算和換熱站的工藝布置及相關計算。為7863㎡，采暖熱負荷114kW，采暖系統(tǒng)形式為地板輻射采暖，熱媒設計參數(shù)為45/35℃，戶內盤管管材選用管徑為20mm的聚丁烯管。一次熱網(wǎng)熱水由地熱供熱站提供，設計參數(shù)為71/38℃，二次網(wǎng)熱水參。換熱站內設置兩組BBR50型板式換熱器，每組承擔70%的總熱負荷；在設計過程中，查閱了大量的參考資料，采用了目前常用的設備和新的。技術，并對建筑節(jié)能給予關注。

　　

【正文】 熱系統(tǒng)中循環(huán)流動的機械設備。在完成熱 水系統(tǒng)管路的水力計算后，便可確定網(wǎng)路循環(huán)水泵的流量和揚程。 網(wǎng)路循環(huán)水泵流量的確定。對具有多種用戶的閉式熱水供熱系統(tǒng)，原則上應首先繪制供熱綜合調節(jié)曲線，將各種熱負荷的網(wǎng)路總水流量曲線相疊加，得出相應某一室外溫度 tw下的網(wǎng)路最大設計流量值，做為選擇的依據(jù)。 循環(huán)水泵的壓頭（揚程），應不小于設計流量條件下熱源、熱網(wǎng)和最不利用戶的壓力損失之和。 用戶系統(tǒng)的壓力 損失與用戶的連接方式及用戶入口設備有關。在設計中可采用如下的參考依據(jù)。 對與網(wǎng)路直接連接的供暖系統(tǒng)，約為（ 1～ 2） mH2O 對與網(wǎng)路直接連接的暖風機系統(tǒng)或大型的散熱器供暖系統(tǒng)，約為（ 2～ 5） mH2O 對采用噴射器的供暖系統(tǒng)，約為（ 8～ 12） mH2O 對采用水 水換熱器間接連接的用戶系統(tǒng)，約為（ 3～ 8） mH2O 對與設混合水泵的熱力站，網(wǎng)路供、回水管的預留資用壓差值應等于熱力站 后二級網(wǎng)路及其用戶系統(tǒng)的設計壓力損失值。 在熱水網(wǎng)路水壓圖上，可清楚的表示出循環(huán)水泵的揚程和上述各部分的壓力 損失值。應著重指出：循 環(huán)水泵是在閉合環(huán)路中工作的，它所需的揚程，盡取決 于閉合環(huán)路的總壓力損失，而與建筑物的高度和地形無關。 ㈠ 循環(huán)水泵總流量 循環(huán)水泵總流量等于二級熱網(wǎng)循環(huán)水量的 105﹪～ 110﹪，二級熱網(wǎng)循環(huán)水量計算： )( 12 ttc Qp ??? kg/h 式中： G— 網(wǎng)路計算流量， kg /h； Q— 采暖總計算熱負荷， kw； 第 7 章 水泵及設備選擇 27 cp— 水的比熱容， cp= kJ/(kg℃ )； t t2 — 供、回水溫度， ℃ 計算實例： 83315)3871( )( 12 ?????????? ttc Qp kg/h 選三臺水泵，一臺備用 ，另外兩臺并聯(lián)使用。并聯(lián)后，管路內總流量加大，水頭損失增加，所需壓頭加大，而多數(shù)情況下，泵與風機的性能是壓頭加大流量減少，所以并聯(lián)運行時單臺設備流量減少。 ㈡ 循環(huán)水泵的計算揚程 循環(huán)水泵的揚程可按下式計算 )( 4321 HHHHKH ????? 式中： H— 循環(huán)水泵揚程 ， mH2O； K — 安全系數(shù)， K=～ ； H1 — 換熱站內部的循環(huán)泵出水段 的壓力損失，一般取 H1 =8～ 15 mH2O； H2 — 換熱站內部除污器至循環(huán)水泵入口段壓力損失，取 H2 H =2～ 5 mH2O ； H3 — 最不 利環(huán)路供回水干管壓力損失， mH2O ； H4 — 最不利環(huán)路末端用戶的壓力損失， mH2O 。 )( 4321 HHHHKH ????? =（ 15+3++） = mH2O 選擇 凱利 水泵廠生產(chǎn)的 水泵： 循環(huán)水泵性能參數(shù)表 71 型號 流量 Q（ m3/h） 揚程 H(m) 轉速n(r/min) 電機功率 N(kw) 效率η（％） KL(W)125160A 180 2900 64 循環(huán)水泵外形及安裝尺寸 表 72 型號 外形尺寸（ mm） 安 裝尺寸 (mm) L B H 4d1 KL(W)125160A 1300 540 470 422 第 7 章 水泵及設備選擇 28 圖 71 循環(huán)水泵規(guī)格圖 補水泵的選型計算 補給水泵定壓是目前國內集中供熱系統(tǒng)最常用的一種定壓方式。補給水泵定壓方式主要有三種形式：補給水泵連續(xù)補水定壓方式；補給水泵間歇補水定壓方式；不給水泵補水定壓點設在旁通管處的定壓方式。 本設計采用 ,補給水泵連續(xù)補水定壓方式，定壓點設在網(wǎng)路循環(huán)水泵的吸入端。利用壓力調節(jié)閥保持定壓點恒定的壓力。 ㈠ 補 給水泵所需壓頭計算 補給水泵的作用是補充系統(tǒng)的漏水、以 圍 持定壓點的壓力。 揚程按下式計算： H= H b+H xs +H ys h H b— 系統(tǒng)補水點壓力值， kPa； H xs— 補給水泵吸水管路中的壓力損失值， kPa； H ys— 補給水泵出水管路中的壓力損失值， kPa； h— 補給水箱最低水位高出系統(tǒng)補水點的高度， kPa。 補水泵定壓時，補給水泵的揚程，應根據(jù)保證水壓圖靜水壓線壓力要求來確定。 系統(tǒng)的高水溫需達到的最高點是建筑低區(qū)頂層 ，加上 30～ 50 kPa（ 3～5 mH2O）富裕值。 H= H b+H xs +H ys h =+4=24mH2O 補給水量為循環(huán)水量的 4﹪，選擇 凱利 水泵。 補水泵性能參數(shù)表 73 型號 流量 Q（ m3/h） 揚程 H(m) 轉速n(r/min) 電機功率 N(kw) 效率η（％） 第 7 章 水泵及設備選擇 29 KL KL(W)40125 60 24 2900 11 78 補水泵外形及安裝尺寸 74 型號 外形尺寸（ mm） 安裝尺寸 (mm) L B H 4d1 KL(W)40200KA 920 390 415 416 圖 72 補水泵 規(guī)格圖 水處理設備的選擇計算 原始資料 原水的水質分析資料是水處理系統(tǒng)設計計算的基礎。 總 硬 度： ，其中：非碳酸硬度 mol/l，碳酸硬度 mol/l 總 堿 度： mol/l； PH 值： ～ ； 溶解固型物： 225mg/l 夏季水溫： 20℃； 冬季水溫： 5℃； 供水壓力： 4kg/ cm2 在循環(huán)水量小時可加藥進行水處理，當運行一段時間后用軟水器 進行水處理。 軟水器 選擇蘭州勝意暖通空調設備有限公司生產(chǎn)的全自動鈉離子交換器 原理概述：當原水流經(jīng)樹脂罐時，水中的鈣、鎂離子和樹脂層上的納離子發(fā) 生化學離子交換，使硬水軟化，當交換達到飽和狀態(tài)時，再通過鹽箱內補入的 NaCl和 NaOH 再生還原以恢復納離子含量，繼續(xù)循環(huán)工作，該設備廣泛用于工業(yè)鍋爐、熱交換器、集中空調、熱力電站等水質處理的工況場所。結構與選型結構緊湊，自動化程度高，除需要定期人工加再生鹽外，無需專人值守，該設備由樹脂罐、第 7 章 水泵及設備選擇 30 鹽箱、控制閥和控制器組成。樹脂罐一般有玻璃鋼、碳鋼防腐和不銹 鋼三種材料制造。主要用來裝填樹脂，提供離子交換場所，在有供水時間規(guī)律、樹脂再生期間可不供水或有備供水箱情況下選單罐即可，而在需連續(xù)供水、供水量大或需備用工況下常選雙罐或多罐，控制閥和控制器選用進口產(chǎn)品，控制器可分為時間型和流量型兩種，時間型適合于日供水量比較穩(wěn)定的場所，根據(jù)用戶需要自行設定在用水低峰時；流量控制型是根據(jù)安裝在出水管道上的智能流量計所的統(tǒng)計的流量數(shù)與用戶所設定的流量數(shù)進行控制再生程序。路控制閥是有多個通路的閥門，根據(jù)控制器的指令自動開斷不同的通路完成再生及軟化水過程。鹽箱是配制再生用鹽液的容器 。型號編制 SYWN 型號意義依次為：全自動鈉離子交換器 產(chǎn)水量（ T/h）噸 /每小時 T 時間型， L 流 量型 A 一個交換器， B 兩個交換器 技術參數(shù)： 原水硬度： 8mmol/L 出水硬度： 進水水質： TDS 200ppm， ph=～ 進水濁度： 5 度 進水電鐵離子：＜ ： MPa ～ MPa 電源： 220V， 50HZ 功率； 3～ 10W 交換容量： 1000N/ m2 樹脂型號： 7 強酸性陽離子交換樹脂 再生鹽耗： ＜ 100g/N 再生水耗：＜ 2% ， 環(huán)境溫度： 250℃， 供水壓力： ～ MPa。 SYWN3 — 1 360 1630 99 460 760 安裝說明： 全自動鈉離子交換器要求地面基本水平能承重；周圍有良好的排水設施。 為保護系統(tǒng)正常運行，應設置軟水貯水箱，容量約為交換器的 2～ 3 小時的產(chǎn)水 量，水箱須設水位控制裝置（如浮球閥、水位顯控制儀等）控制進水。 原水壓力 ～ 適宜（ 最佳）。過低應設置加壓泵。 使用前沖洗系統(tǒng)管道，防止雜質堵塞。 根據(jù)設備運行情況，向鹽罐補充鹽，確保鹽水飽和濃度。 設備投入使用后，定期對原水和軟水進行取樣檢驗，驗證設備的運行情況。 防結垢、除污 當熱網(wǎng)水的硬度較高時，在設備內壁將有結垢結渣的可能，因此在熱力站內宜安裝簡單的防結構垢結渣的裝置 — 強磁防垢器。強磁防垢器安裝簡便，只需捆扎在管道外壁上。根據(jù)管道公稱直徑的不同，宜安裝不同數(shù)量的防垢器。強磁防第 7 章 水泵及設備選擇 31 垢器應安裝在補水泵、循環(huán)水泵、熱水供應泵出口的管道上，或安裝在補水管道上。 其它相關設備的選擇及計算 補水箱的選擇： 選擇方形開式水箱 ，水箱容積的確定： V= b t /ρ G b— 補給水量，為循環(huán)水量的 4﹪， kg/h； t— 補給水的貯存時間， h； ρ — 水的密度， kg/m179。 V = 83455 179。 選擇方形開式 3號水箱，公稱容積為 2m179。，主要尺寸 L B H=1400 1400 1200。 除污器的選擇 除污器用于清除熱網(wǎng)系統(tǒng)中的雜質和污垢，保證系統(tǒng)內水質清潔，減少阻力，防止堵 塞和保護熱網(wǎng)設備，是供熱系統(tǒng)中一個重要部件。 除污器一般放在熱用戶入口調壓裝置前，集水器總回水管上或水泵入口處。 目前常用的除污器有以下三種： 按國家標準圖集在現(xiàn)場加工制作的，有立式直通、臥式直通和臥式角通三種，直徑為 40～ 450mm。 浙江溫州歐?？h永中水暖設備廠生產(chǎn)的，有 SG型（水）、 QG型（汽），直徑為 15～450mm。 沈陽波紋管制造集團公司生產(chǎn)的旋流式除污器，直徑為 40～ 500mm。 采用天津天津 京泰 JTK型快速除污器。 天津 京泰 JTK型快速除污器工作原理 :除污器工作時，蝶閥閥板處于全開 狀態(tài) ，介質由進口法蘭 a進入濾網(wǎng)內側，經(jīng)網(wǎng)眼過濾后進入濾網(wǎng)外側，由出口法蘭 b離開除污器進入管路系統(tǒng)，除污器排污時，蝶閥閥板處于關閉狀態(tài)，排污管閥門打開，由于除污器內介質與排污管外產(chǎn)生壓差，由濾網(wǎng)外側流入內側，起到反沖作用，雜質和污物排出。 除污過程介質由出口法蘭 b進入管路系統(tǒng)，達到系統(tǒng)不停機。 第 7 章 水泵及設備選擇 32 性能參數(shù)：設計壓力 ；設計溫度 180℃；濾網(wǎng)孔徑φ 1～φ 10；法蘭標準 JB/T894。 除污器安裝在水泵及某些加熱器的水入口處，濾掉水中的固體沉淀物，防止破壞堵塞設備。過濾器可以在現(xiàn)場加工制作，也可由專門工 廠生產(chǎn)。除污器有立式直通、臥式直通及臥式角通、旋流除污器、反沖洗除污器等，按情況需要選取。 熱力站的除污設備是個十分重要的設備，設計上應注意： 除污器應布置安裝在較空曠、便于檢修的地方，切不要放在高處或不便于接近的角落。這是熱力站里檢修管理量最大的設備。 應選擇在運行中可連續(xù)排污的除污器，尤其是對于較大熱網(wǎng)，除污器又大又重，拆卸一次很浪費時間，如果選擇那種需拆下排污清洗的除污器，在熱網(wǎng)初啟動時3～ 5天就要拆下排污，會增加運行管理的工作量。對大型熱網(wǎng)，以旋流式的除污器較好。 設計中要充分考慮除污器運行時 的排污問題，如果是側下方有排污口，應在安裝高度上充分預留排污所需距離，并宜在除污器附近留沖洗用的水龍頭。 除污器安裝位置為供暖系統(tǒng)的入口調壓裝置之前；鍋爐房循環(huán)水泵的吸入口和熱交換設備前；其他小孔口閥也應裝設除污器或過濾器。 除污器或過濾器接管直徑可取與干管的直徑相同。 除污器或過濾器橫斷面中水的流速宜取 。 圖 101 除污器剖面圖 除污器型號及尺寸表 101 型號 L L 1 H 1 DH 2JTK 1300 200 300 80 集水器、分水器的選型計算 ㈠ 分類 按照總管與分水器連接方式分為甲、乙兩種型式。 第 7 章 水泵及設備選擇 33 ㈡ 分水器、集水器尺寸的確定 直徑的確定按經(jīng)驗估算確定 D： D=1. 5～ d max, mm D— 分水器、集水器直徑， mm； dmax— 分水器集水器支管中的最大直徑， mm。按斷面流速 v 確定 D： 已知供水溫度 71℃ 和熱水量，查取分水器尺寸 D。分、集水器的接管閥門宜采用手動 流量調節(jié)閥 。 由經(jīng)驗公式計算 ??GD 595? D— 分、集水器直徑， mm； G— 通過分、集水器的總流量 ,（ t/h） ； v— 通過 分水器、集水器斷面流速， m/s； ρ— 工作溫度下水的密度 ， kg/m179。 通過分、集水器的總流量 G 前面已求得為 83 t/h， 分水器、集水器斷面流速v 按 ， 循環(huán)水在供水 71℃ 時的密度 ρ =179。 mmD 3 2 7 9 5 ??? 由此按設計手冊選擇的分集水器型號及尺寸如下表。