【正文】 標(biāo)法或城市規(guī)劃指標(biāo)法進(jìn)行計算。 ℃。建筑物圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)越大、采光率越大、外部建筑體積越小、建筑物的長寬比越大，單位體積的熱損失，亦即 qv 值也越大。 城市規(guī)劃指標(biāo)法 對一個城市新區(qū)供熱規(guī)劃設(shè)計，各類型的建筑面積尚未具體落實時，可用城市規(guī)劃指標(biāo)來估算整個新區(qū)的供暖設(shè)計熱負(fù)荷。 故本設(shè)計選用了面積熱指標(biāo)法。 表 21 建筑物供暖面積熱指標(biāo)推薦值 建筑物類型 住宅 居住區(qū)綜 合 學(xué)校辦 公 醫(yī)院托 幼 旅館 商店 食堂 面積熱指標(biāo)(W/m2) 3045 4555 5070 5570 5060 5570 100130 表 22 建筑物采暖熱負(fù)荷匯總表 建筑物名稱 采暖熱指標(biāo) (W/m2) 采暖建筑面積 (m2) 采暖熱負(fù)荷 (kW) 商店 80 1000 80 干部公寓 65 5000 325 寫字樓 60 1000 60 會議大廳 70 2020 140 活動中心 70 2020 140 小會議室 70 1100 77 培訓(xùn)中心 70 9000 630 宿舍樓 40 10000 400 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 第 3 章 供暖方案的確定 熱源形式的選擇 依據(jù)國家及北京市有關(guān)規(guī)定，熱源型式選擇為熱力站。 集中供熱系統(tǒng)的熱媒主要是熱水或蒸汽。由于在熱水供熱系統(tǒng)中，沒有凝結(jié)水和蒸汽泄漏，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，實踐證明，一 般可節(jié)約燃料 20%~40%。 熱水供熱系統(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間失調(diào)時，也不會引起供暖狀況的很大波動。 本設(shè)計以換熱站為熱源，供熱系統(tǒng)為民用采暖系統(tǒng)，因此，選用水作為熱媒。 當(dāng)不具備條件進(jìn)行最佳供、回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟比較時，熱水熱力網(wǎng)供、回水溫度可按下列原則確定： 以熱電廠或大型區(qū)域鍋爐房為熱源時，設(shè)計供水溫度可取 110～ 150℃，回水溫度不應(yīng)高于 70℃； 熱電廠采用一級加熱時，供水溫度取較小值；采用二級加熱 (包括 串聯(lián)尖峰鍋爐 )時，取較大值； 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 以小型區(qū)域鍋爐房或換熱站為熱源時，設(shè)計供回水溫度可采用戶內(nèi)采暖系統(tǒng)的設(shè)計溫度； 多熱源聯(lián)網(wǎng)運行的供熱系統(tǒng)中，各熱源的設(shè)計供回水溫度應(yīng)一致。本 設(shè)計中采用的供回水溫度是 80/60℃。熱網(wǎng)系統(tǒng)型式取決于熱媒 (蒸汽或熱水 )、熱源 (熱電廠或區(qū)域鍋爐房等 )與熱用戶的相互位置和供熱地區(qū)熱用戶種類、熱負(fù)荷大小和性質(zhì)等。熱網(wǎng)系統(tǒng)型式主要有以下兩種型式： 枝狀管網(wǎng) 枝狀管網(wǎng)的系統(tǒng)型式見圖 31。 枝狀管網(wǎng) 布置簡單，供熱管道的直徑隨距熱源越遠(yuǎn)而逐漸減小 。但枝狀管網(wǎng)不具后 圖 31 枝狀管網(wǎng) 備供熱的性能。由于建筑物具有一定的蓄熱能力，通?？刹捎醚杆傧裏峋W(wǎng)故障的辦法，以使建筑物室溫不致大幅度的降低。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 環(huán)狀管網(wǎng) 環(huán)狀管網(wǎng)的系統(tǒng)型式見圖 32。 根據(jù)本設(shè)計的特點，綜合比較后，決定采用適用小范圍供熱、形式簡單、成本低廉的枝狀管網(wǎng)型式進(jìn)行管線布置。 直接連接使用戶系統(tǒng)直接連接于熱水網(wǎng)路上。間接連接方式是在供暖系統(tǒng)熱用戶設(shè)置表面式水 水換熱器 (或在熱力站處設(shè)置擔(dān)負(fù)該區(qū)供暖熱負(fù)荷的表面式水 水換熱器 )，用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路被表面式水 水換熱器隔離， 形成兩個獨立的系統(tǒng)。 供暖系統(tǒng)熱用戶于熱水網(wǎng)路的連接方式，常見的有以下幾種方式： (1)無混合裝置的直接連接 熱水由熱網(wǎng)供水管直接進(jìn)入供暖系統(tǒng)熱用戶，在散熱器內(nèi)放熱后，返回?zé)峋W(wǎng)回水管去。但這種連接方式，只能在網(wǎng)路的設(shè)計供水溫度不超過規(guī)范規(guī)定的散熱器供暖系統(tǒng)的最高熱媒溫度時，且用戶引入口處熱網(wǎng)的供、回水管的資用壓差大于供暖系統(tǒng)用戶要求的壓力損失時方可應(yīng)用。 水噴射器無活動部件、構(gòu)造簡單、運行可靠、網(wǎng)路系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好。這種連接方式只用在單幢建筑物的供暖系統(tǒng)上，需要分散管理。 在熱力站處設(shè)置混合水泵的連接方式，可適當(dāng)?shù)募泄芾怼? (4)間接連接 熱網(wǎng)供水管的熱水進(jìn)入設(shè)置在建筑物用戶引入口或熱力站的表面式水 水換熱器內(nèi)，通過換熱器的表面將熱能傳遞給供暖系統(tǒng)熱用戶的循環(huán)水，冷卻后的回水返回?zé)峋W(wǎng)回水管區(qū)。循環(huán)水泵需經(jīng)常維護，并消耗電能， 運行費用增加。 這種連接方式只有在熱網(wǎng)回水關(guān)在用戶入口處的壓力超過該用戶散熱器的承受能力，或高層建筑采用直接連接，影響到整個熱水網(wǎng)路壓水平升高時才采用。 供熱管道的定線原則 熱源位置 本設(shè)計熱源為小區(qū)內(nèi)的換熱站 管網(wǎng)的走向 實際定向時要掌握地質(zhì)，水文資料，地上，地下構(gòu)筑物情況，除了技術(shù) 經(jīng)濟合理外還要考慮維修管理方便，布置時應(yīng)注意： 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 (1)管道應(yīng)盡量穿越負(fù)荷區(qū)，走向宜平行于建筑物。 (3)為了施工及管理方便，管線應(yīng)盡量走綠化地帶。 (5)熱網(wǎng)規(guī)劃時應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮各小區(qū)連接方便及小區(qū)負(fù)荷對稱。 供熱管道的敷設(shè)方式可分為架空敷設(shè)和地下敷設(shè) 。 地下敷設(shè)可分為兩種方式： (1)地溝敷設(shè) ①通行地溝敷設(shè)：工作人員可能直立通行的地溝，但造價高。 ③不通行地溝敷設(shè)：當(dāng)管道根數(shù)不多且維修工作量不大時，可采用不通行地溝，其造價較低、占地小，但檢修方便。 ①直埋敷設(shè)的優(yōu)點 直埋敷施工工期短，對其他管道埋設(shè)道路工程及現(xiàn)場運輸影響很少 ； 開挖土方量少，只有半通行地溝敷設(shè)的 20%，而挖出土壤最后可全部回填不必外運 ， 不少資料報導(dǎo)，直埋敷設(shè)比半通行地溝敷設(shè)節(jié)省投資 30%左右 ；聚氨 脂直接在管道外圍發(fā)泡形成的保溫效果比其他任何保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)小，牢固性強，玻璃鋼外殼封閉性好，地下水及冷土層對它無影響，據(jù)國外資料報導(dǎo)，使用壽命長達(dá) 40～ 50 年，中間無須維修 ，因此我選用直埋敷設(shè)。本 設(shè)計埋深大于 。這時管道無法收縮就產(chǎn)生了冷拉應(yīng)力，此拉應(yīng)力也正好是管道工作熱壓應(yīng)力之半，這樣待日后管道再升溫時，此拉應(yīng)力將逐步減小，待溫升到復(fù)土預(yù)加熱溫度后，管壁拉、壓應(yīng)力正好完全抵消，等管道溫升到工作溫度時，則其熱應(yīng)力只有不預(yù)熱條件之半，因此這是管道工作溫度較高時必須采取的安全措施。這時的伸縮器是不作補償用的，故在它們兩端 2m深處直埋管段上各搗制一座鋼筋混凝土固定墩以防止直埋管產(chǎn)生伸縮位 移 ； 4)當(dāng) 直埋管與地溝或架空混合敷設(shè)時，直埋管快伸出土壤 2m處應(yīng)搗制一座鋼筋混凝土固定墩 ； 5)如遇直埋敷設(shè)支管與非直埋主管連接時，直埋支管接近主管處應(yīng)留一段地溝以便主管伸縮位移時，支管可隨之產(chǎn)生橫向擺動，以防止與主管連接處產(chǎn)生強大剪力而破壞其焊縫，此段地溝敷設(shè)的長度應(yīng)按支管管徑彈性應(yīng)力條件決定 ； 6)固定墩結(jié)構(gòu)一般應(yīng)通過反推力荷重計算確定，但計算時一般很難準(zhǔn)確，特別是埋土與玻璃鋼管壁的摩擦系數(shù) ， 影響因素較多 ， 取值范圍太大根本無法實際應(yīng)用 。 表 31 直埋敷設(shè)管道最小覆土深度 公稱直徑 (mm) ≦ 125 150~200 250~300 350~400 450~500 車行道下 (m) 非車行道下 (m) 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 圖 35 直埋敷設(shè)橫剖面圖 (1)管道坡度，熱水管道坡度不小于 ~，可隨地形的自然坡度敷設(shè)，但在最高點應(yīng)設(shè)放氣閥，最低點設(shè)泄水閥。所有分支管線，在檢查井均設(shè)排水閥，以便在分支管發(fā)生事故時，排除管內(nèi)存水。 (3)技術(shù)上可靠，線路盡可能走地勢平坦，土質(zhì)好，水位低的地區(qū)，盡量利用管段的自然補償。 (5)穿過街區(qū)的城市熱力管網(wǎng)應(yīng)敷設(shè)在易于檢修和維護的地方。 (7)熱水管道在最低點設(shè)放水閥，在最高點設(shè)放氣閥，管線布置見管線平面圖。 (2)水壓實驗，實驗壓力為工作壓力的 倍。 (3)熱力管道嚴(yán)密性實驗合格后，須清除管內(nèi)留下的污垢或雜物，熱水及凝結(jié)水管道以系統(tǒng)內(nèi)可能達(dá)到的最大壓力和流量進(jìn)行清水沖洗，直至排出口水潔凈為合格。 表 33 埋地管道目前常用外防腐層 外防腐層 涂層結(jié)構(gòu) 特點及應(yīng)用范圍 聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料 聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑 料外貼玻璃鋼保護層 吸水率小，耐酸、堿性能較好，是良好的絕熱，絕緣，防腐材料，使用溫度 40~120 ℃，用于直埋絕熱管道。 使用溫度 20~50 ℃ 外防腐層 涂層結(jié)構(gòu) 特點及應(yīng)用范圍 環(huán)氧煤瀝青防腐層 見環(huán)氧煤瀝青防腐結(jié)構(gòu)表 3— 3 有較好的耐水性，吸水率低，防銹性能好，耐細(xì)菌侵蝕，漆膜堅硬，耐酸堿鹽性能較好，耐溫≦ 130℃，使用壽命 7~8年。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 表 34 非絕熱埋地管道環(huán)氧煤瀝青防腐層結(jié)構(gòu)表 防腐等級 防腐層架構(gòu) 總厚度 普通級 底漆一道 環(huán)氧煤瀝青三道 涂層間纏繞玻璃布二層 5~6 加強級 底漆一道 環(huán)氧煤瀝青四道 涂層間纏繞玻璃布三層 7~8 特加強級 底漆一道 環(huán)氧煤瀝青五道 涂層間纏繞玻璃布四層 9~10 表 35 非絕熱埋地管道石油瀝青防腐層結(jié)構(gòu)表 防腐層層次 (從金屬表面算起 ) 普通防腐 加強防腐 特加強防腐 1 冷底子油 冷底子油 冷底子油 2 石油瀝青涂料 石油瀝青涂料 石油瀝青涂料 3 防水卷材 石油瀝青涂料 石油瀝青涂料 4 石油瀝青涂料 防水卷材 防水卷材 5 聚氯乙烯工業(yè)薄膜 石油瀝青涂料 石油瀝青涂料 6 石油瀝青涂料 石油瀝青涂料 7 聚氯乙烯工業(yè)薄膜 防水卷材 8 石油瀝青涂料 9 石油瀝青涂料 10 聚氯乙烯工業(yè)薄膜 防腐層最小厚度 6 9 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的定壓方式 為實現(xiàn)熱 水管網(wǎng)設(shè)計水壓圖的運行工況，必須通過設(shè)置定壓裝置，采用一定的定壓方式，來維持熱水供熱系統(tǒng)中定壓點壓力恒定。供熱系統(tǒng)在無泄漏補水，并忽略熱水體積膨脹時，恒壓點的壓點的壓力值是唯一的，且等于靜水壓線值。 維持恒壓點壓力恒定不變是熱水供熱系統(tǒng)正常運行定的基本條件。維持熱水供熱系統(tǒng)內(nèi)熱媒壓力一定或在一定范圍內(nèi)波 動，必須不斷的向系統(tǒng)內(nèi)補水。 熱水網(wǎng)路常用的定壓方式有膨脹水箱定壓，補給水泵定壓，惰性氣體定壓，蒸汽定壓等。補給水泵定壓方式主要有三種形式： (1)補給水泵連續(xù)補水定壓方式 (2)補給水泵間歇補水定壓方式 (3)補給水泵補水定壓設(shè)在旁通管處的定壓方式 間歇補水定壓方式要比連續(xù)補水定壓方式少耗一些電能，設(shè)備簡單，但其動水壓曲線上下波動，不如連續(xù)補水方式穩(wěn)定。 圖 36 補給水泵連續(xù)補水定壓方式示意圖 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 說明： 1補給水箱 2補給水泵 3安全閥 4加熱裝置 5網(wǎng)路循環(huán)水泵 6壓力調(diào)節(jié)閥 7熱用戶 上述三種補水定壓方式，其定壓點都在網(wǎng)路循環(huán)水泵的吸入端。網(wǎng)路循環(huán)水泵的計算 流量，要包括這一部分流量，因此多耗電能。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 第 4 章 供暖管網(wǎng)的水力計算 供熱管網(wǎng)的水力計算方法 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)管道水利計算的基本原理與公式完全適用于室外熱水網(wǎng)路，為了簡化計算室外供熱管網(wǎng)水利計算多采用局部阻力當(dāng)量長度法。 供熱管網(wǎng)水力計算的步驟 (1)確定網(wǎng)路中熱媒的計算流量 1 2 1 2 6( 39。 ) 39。G c ? ? ? ????? (41) 式中， G —— 供暖系統(tǒng)用戶的計算流量， t/h； Q —— 用戶熱負(fù)荷， kW； c —— 水的比熱，取 c =? / 239。 以商店為例進(jìn)行計算，如下： 1 2 1 2 6( 39。 ) 39。G c ? ? ? ????? t/ ???? 本設(shè)計中各建筑的流量計算表見表 41 表 41 各管段流量計算表 (2)確定熱水網(wǎng)路的主干線及其平均比摩阻 熱水網(wǎng)路水利計算是從主干線開始。在一般情況下，熱水網(wǎng)路各用戶要求預(yù)留的作用壓差基本相等，所以通常從熱建 筑名 稱 商店 干部 公寓 寫字樓 會議 大廳 活動 中心 小會 議室 宿舍樓 培訓(xùn) 中心 負(fù)荷(kW) 80 325 60 140 140 77 400 630 設(shè)計流量 (t/h) 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 源到最遠(yuǎn)用戶的管線是主干線。當(dāng)管段的通過能力一定時，管段的比摩阻與管道的直徑 d 的 次方成正比，即管徑越大將使該管段的比摩阻減小，使熱水網(wǎng)路的 阻力損失減小，因而循環(huán)水泵的功率減小，經(jīng)濟運行費用也減少。 如選用的 R 值較大，熱媒流速高，管徑越小，從而降低了管網(wǎng)的基建投資和熱損失，但網(wǎng)路