【導讀】元素成分；氣象資料：采暖室外計算溫度-7℃，采暖室外平均溫。鍋爐及鍋爐房設計：負荷計算；方案確定；設備及附件選擇；平面布置圖及系統(tǒng)圖繪制。道橫斷面大樣圖、檢查井大樣圖。集中供熱事業(yè)得到了迅速的發(fā)展。通風、空調(diào)、熱水供應和生產(chǎn)工藝）提供熱能的供暖系統(tǒng)和集中供熱系統(tǒng)。本設計為供熱工程設計，主要包括小區(qū)供熱室外管網(wǎng)及鍋爐房的規(guī)劃。

　　

【正文】 ，可以維護并排除各種隱患，以滿足在采暖期內(nèi)正常運行的要求，加之考慮到目前我國的國情，故設計中的熱力 網(wǎng)形式采用枝狀管網(wǎng)。 室外供熱管道的定線原則 本設計熱源為小區(qū)內(nèi)的換熱站 （ 1）經(jīng)濟上合理，主干線力求短直，使金屬耗量少，施工方便，主干線盡量走熱負荷集中區(qū)，管線上所需的閥門及附件涉及到檢查井的數(shù)量和位置，而檢查井的數(shù)量應力求減少。 （ 2）技術上可靠，線路盡可能走地勢平坦，土質(zhì)好，水位低的地區(qū)，盡量利用管道的自然補償。 （ 3）對周圍環(huán)境影響少而協(xié)調(diào)，少穿主要街道，城市道路上的供熱管道一般平行于道路中心線，并盡量敷設在車道以外的地方。 （ 4）管道敷設 本設計管線全部采用有補償直埋敷設，采暖管道宜埋于地下水位之上，本設計埋深為 米，管道坡度為 ，管道最高處設放氣閥，最底處設泄水閥。 XXXX 大學土木建筑學院課程設計 第 20 頁 共 37 頁 （ 5）閥門的設置 Ⅰ 熱源出口處設閥門 Ⅱ 管道最高處設放氣閥，最低處設泄水閥。 Ⅲ 與干管相連接的管路分支處，及在于分支管路相連接的較長的用戶支管處設閥門。 （ 6）檢查井的設置 檢查井數(shù)量要求少，不應設在交通要道和人行車流頻繁處，在管道分支有閥門處及其他各種閥門處；方形補償器處；需要經(jīng)常維修的設備和部件處應設檢查井。 （ 7）支架及補償器的位 置 選擇固定支架，最大允許間距由《集中供熱設計手冊》查得，補償器本設計采用套筒補償器，設置在兩固定支架中間，管道的熱伸長量不得超過補償器的補償量。 供熱外網(wǎng)平面布置圖如下： 管道水力計算 各管段的計算流量 熱網(wǎng)各管段的流量為該管段所負擔的各個用戶的計算流量之和，也就是沿介質(zhì)流向該管段的所有熱用戶的計算流量之和。 本設計中，各管段的流量見附表。 確定熱水網(wǎng)路的主干線和沿程比摩阻 熱水網(wǎng)路中平均比摩阻最小的一條管線，稱 為主干線。在一般情況下，熱水管路各XXXX 大學土木建筑學院課程設計 第 21 頁 共 37 頁 熱用 戶要求預留的壓頭是基本相等的，所以可以認為從熱源到最遠端用戶的管線就是主干線。熱水網(wǎng)路水力計算從主干線開始，從熱源出口道主干線末端用戶逐段進行。 在此設計中，管網(wǎng)主干線即 126 這條管線。主干線的平均比摩阻采用經(jīng)濟比摩阻，可取 3070Pa/m。 確定主干線各管段的管徑和實際比摩阻 根據(jù)管段計算流量和初步選用的平均比摩阻，利用水力計算表，確定主干線的管徑和相應的實際比摩阻。 確定各個管段的阻力當量長度 根據(jù)選定的管段管徑和管段中局部阻力的形式，查當量長度表，確定各個局部阻力的當量長度，求 出計算管段上所有局部阻力當量長度的總和。 計算主干線的壓力損失即主干線的總壓降 根據(jù)查出的實際比摩阻、管長和局部阻力當量長度之和，計算主干線的壓力損失，并求出整個主干線的總壓降。 主干線、支線水力計算 及估算比摩阻的確定 在主干線計算完之后，便可進行支干線、支線的水利計算。支線的估算比摩阻的確定應根據(jù)管段的允許壓降來確定。資用壓力時根據(jù)支線和主干線上對應的并聯(lián)環(huán)路壓力平衡來確定的。 支干線、支線管段的實際比摩阻和 管徑的確定 根據(jù)支干線、支線管段流量和估算比摩阻查水力計算表，確定 實際比摩阻和管徑。熱力網(wǎng)支干線、支線應按允許的壓力降確定管徑，但介質(zhì)流速不應大于 ，支干線比摩阻不應大于 300Pa/m。 確定支干線、支線的局部阻力當量長度，計算實際壓力降 根據(jù)選定的管徑和局部阻力形式，確定局部當量長度。求支線管段上所有局部阻力當量長度之和。并計算支干線、支線管段的實際壓力降。 最后，進行環(huán)路壓力平衡，控制不平衡率在 15%之內(nèi)，即 %15/ ?????? ZSZ PPPX （式 83） 式 中： X ——主干線和支線并聯(lián)環(huán)路的不平衡率， %； ZP? ——支線的資用壓力， Pa； SP? ——通過水力計算得出的支線的實際壓力， Pa。 水力計算舉例 （ 1） 換熱站到節(jié)點 1 的最遠管段為主干線。 以主干線上管段 23 為例說明主干線的水力計算過程。 XXXX 大學土木建筑學院課程設計 第 22 頁 共 37 頁 前面計算了解了其流量為 。設其比摩阻在 3070Pa/m 之間 ,取 50Pa/m，查 表取其管徑為 80mm，流速為 ,實際比摩阻為 Pa/m,該管段的實際長度為：。 在此管段上 閘閥 方形補償器 異徑接頭 直流三通管 1 個， 1 個， 1 個， 則該管段的當量長度為： ++= 則該管段的壓力損失為 ΔP=（ +） = （ 2）以 節(jié)點 29處分支線 為 例說明支干線的水力計算過程 該支路對應主干路的壓降為 8057Pa,支線總長度為 65m,則該支路估算比摩阻為 ???? lPzR jpj )1( ?=式中， pjR ——支線管段的估算比摩阻， Pa/m； Pz? ——支線的資用壓力， Pa。 ?l ——支線的總長度， m。 根據(jù)估算比摩阻求出計算管徑，然后取相應的標準管徑，進而確定實際比摩阻。根據(jù)選定的管徑和局部阻力形式查課本附錄 22，確定局部阻力當量長度。求出支 線管段上所有局部阻力當量長度之和。 計算支干線、支線管段的實際壓降，并與主干線進行平衡，控制不平衡率在 15%之內(nèi)。 該環(huán)路壓力降 Δ P= + + 30= 對該環(huán)路進行壓力降平衡，得不平衡率 X=（ ） /8057=％≦ 15% 滿足要求。對于其它線的水力計算與支干線類似 供熱管道 供熱管道的保溫 （ 1）保溫的目的 管道的保溫 主要目的在于減少輸送過程中無效熱損失，并使熱媒保持一定的參數(shù)，以滿足用戶的需要，根據(jù)外網(wǎng)運行經(jīng)驗，當管道有良好的保溫時，其損失約占總數(shù)的5~8%。 （ 2）保溫材料選擇的原則 XXXX 大學土木建筑學院課程設計 第 23 頁 共 37 頁 1）材料導熱系數(shù)要低，一般不超過 ㎡ k； 2）具有較高的穩(wěn)定性，不致由于溫度的急劇變化而喪失其原有的特性； 3）不腐蝕金屬，具有一定的機械強度； 4）材料密度小，具有一定孔隙率； 5）吸水率低，易于施工成型； 6）成本低廉。 （ 3）保溫材料的選擇 本設計中 選用硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料制品作為保溫層材料。其性能參數(shù)如下： 密度 ρ=30~50kg/m179。 導熱系數(shù) λ=~㎡ 管道溫度 T=–80~100℃ 抗壓強度≧ 250~500kPa 該材料密度小，導熱系數(shù)小，施工方便，但不耐高溫。聚氨脂可現(xiàn)場發(fā)泡制作，強度高，成本也高。該種材料可燃，防火性差。 （ 4）保溫層厚度計算 保溫層厚度通常以經(jīng)濟厚度法計算最大管徑保溫層厚度。計算公式如下： 1110216 /21/2ln)/1)(/2()(2ddddddTPdSSttbmdkf???????????????? （ 式 84） 式中 ： ?——保溫層厚度， m； d ——管道外徑， m； 1d ——管道保溫層的外徑， m； m——年小時運行數(shù)，全年運行式 m=8000h，供暖及非延續(xù)運行時，m=3000h， h/年； b——熱價， 定為 30 元 /106 ； ft ——管道外表面溫度， ℃， 可近似按熱介質(zhì)溫度計算； kt ——保溫層周圍空氣溫度， ℃ ； ?——管道保溫層的導熱系數(shù)， W/㎡ 。 在設計中，通常選擇保溫材料時，當選定保溫層材料時，可以同時得到保溫層的厚度。本設計中保溫層厚度均取為 40 ㎜。保溫層外的保護層選用石棉水泥保護 層。 供熱管道的防腐 （ 1） 管道防腐的原則 1） 熱水供熱管網(wǎng)或季節(jié)性運行的蒸汽供熱管網(wǎng)的管道及附件，應涂刷耐熱、耐濕、防腐性能良好的涂料。 2）不保溫管道及附件，為了防腐和便于識別，應進行外部涂漆。保溫管道的保XXXX 大學土木建筑學院課程設計 第 24 頁 共 37 頁 溫層外表面，應涂刷油漆，并標記管道內(nèi)介質(zhì)流向及色環(huán)。 （ 2）防腐層的要求 管溝中的管道，先涂一度防銹漆，再涂兩度瀝青漆。保溫管道，管道內(nèi)介質(zhì)溫度低于 120℃ 時，管道表面涂刷兩度防銹漆。石棉水泥作保護層時，表面涂色漆三度。 （ 3）防腐層的選擇 本設計 中，采用硬聚氯乙烯塑料板作為防腐層。 供熱管道的敷設 管網(wǎng)是系統(tǒng)投資最多，施工最繁重部分，所以合理選擇管道敷設方式，以及做好管網(wǎng)平面定線工作，對節(jié)省投資，保證熱網(wǎng)安全可靠運行和施工維護方便都具有重要意義。本設計中，都采用不通行地溝敷設。敷設時，供水管和回水管管道中心間距為 管材及附件 換熱器 管材及閥門 補償器 本設計中根據(jù)最大計算流量選擇 BEMDN400 型“水 —水”換熱器（被加熱水走管間）其性能見表 84： 表 84BEMDN400 型“水 — 水”換熱器性能表 換熱器規(guī)格 加熱水進出口溫度（℃） 被加熱水進出口溫度（℃） 被加熱水流速（ m/s） 被加熱水流量（ t/h） 加熱水流速（ m/s） 加熱水流量（ t/h） 傳熱量（ Kw） 傳熱面積（㎡） 傳熱系數(shù)（ W/(㎡ ℃ )） DN400 130~90 70~95 3919 1450 管材及閥門 （ 1）本設計中的熱力管道均采用普通鋼管。鋼管的連接方式主要是焊接和法蘭連接。對三通用焊接，各種鑄鐵管件，如閥門和管子之間 連接用法蘭連接，對于彎頭采用鍛壓彎頭連接。 (2)設計中的閥門有截止閥，閘閥和止回閥三種。 1）閘 閥 作關斷用，適用于全開全閉的場合。閘閥的介質(zhì)流動阻力較小，但密封面 5mm各種場合。 2）截止閥作關斷用，適用于全開全閉的場合。截止閥的介質(zhì)流動阻力較大，閥體長度也較大，但密封面的檢修較閘發(fā)方便些。常用于公稱直徑不大于 200mm 的各種場合。 3）止回閥用于要求單項流動的場合，其結構形式有升降式和旋啟式兩種。在本設計中用于換熱站內(nèi)水泵的出口處。 補償器 XXXX 大學土木建筑學院課程設計 第 25 頁 共 37 頁 （ 1） 設置補償器的意義 供熱管道隨著熱媒溫度升高， 會產(chǎn)生熱伸長現(xiàn)象。如果該伸長無法得到補償，將使管道承受巨大的應力，甚至破壞管道。因此，必須在管道上設置補償器，以補償管道的熱伸長，從而減小管道的應力和作用在閥件或支架結構上的作用力。 （ 2） 補償器及其種類 本設計中采用的是 波紋管 補償器和自然補償結合的方式。 1）自然補償。 利用供熱管道自身的彎曲管段（如 L 型或 Z 型等）來補償管段的熱伸長的補償方式，應盡量利用管道的自然補償。 2） 波紋管 補償器。 在管中間加以特制的彎曲管道，常用的是 波紋管 補償器，這種補償器結構簡單，安裝方便。 （ 3）固定支架 固定支座所承受的 推力由固定支架承擔。固定支架由于承受較大的推力，所以必須有堅固的支撐和基礎，因而它是供熱管網(wǎng)中造價較大的構件，為了節(jié)約投資，應盡可能減少固定支架的使用，但其間距應滿足下列條件： 1） 管段的熱伸長量不得超過補償器所允許的補償量； 2） 管段因膨脹而產(chǎn)生的推力，不得超過固定支架所能承受的允許推力值； 3） 不應使管道產(chǎn)生縱向彎曲。 4）放氣閥和泄水閥 1） 為了排除管道中的氣體，在管道的最高處應設置放氣閥； 2） 為了在非采暖期和管道檢修時排凈管道內(nèi)的水，在管道的最低處設泄水閥。 保溫措施 為了減少熱媒在輸送過程中的熱損失，節(jié)約燃料 ，保證操作人員安全，改造勞動條件，保證熱媒的使用溫度等，需要對供熱管道及其附件采取保溫措施。 通常需要保溫的管道一般為敷設在地下管溝、屋頂管溝，設備層內(nèi)、悶頂及豎井內(nèi)的采暖管道；設在室內(nèi)的供回水干管、主立管及暗裝的采暖支管；在容易被凍結的地方敷設的管道；通過的房間或地點需要采取保溫措施時的采暖管道。 XXXX 大學土木建筑學院課程設計 第 26 頁 共 37 頁 總結 維持三個周的課程設計已經(jīng)接近尾聲。在前一個半周里，我們主要完成了鍋爐及鍋爐房的設計，進行了鍋爐型號及臺數(shù)的選擇，給水及水處理設備、汽水系統(tǒng)、送引風機系統(tǒng)等設計及選擇等，并繪制了平面布置圖，熱力系 統(tǒng)圖，剖面圖；后一個半周進行了供熱工程的