【正文】 (56)(2) 計(jì)算各管段的流量 (57)①根據(jù)Rpj 值和已知的各管段設(shè)計(jì)流量，查水力計(jì)算表得到在設(shè)計(jì)流量下各管段的管徑d和實(shí)際比摩阻R值。最不利環(huán)路的平均比摩阻應(yīng)在30~60Pa/m。計(jì)算各管段的阻力損失的總和。②計(jì)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(jì)算出的總阻力損失。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(jì)計(jì)算中未計(jì)入的損失。即 (58)式中，——系統(tǒng)作用壓力的富裕值，%；——最不利環(huán)路的作用壓力，Pa；——最不利環(huán)路的實(shí)際總阻力，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(jì)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。以九層與十層不平衡率為列： 不平衡率為(5) 用同樣的方法，由遠(yuǎn)及近計(jì)算其他立管，并使其不平衡率應(yīng)保持在+15%之內(nèi)，見附表D。第6章　換熱站設(shè)計(jì)集中供熱系統(tǒng)的熱力站是熱網(wǎng)與熱用戶的連接場所。根據(jù)熱網(wǎng)輸送的熱媒不同，熱力站分為熱水供熱熱力站和蒸汽供熱熱力站。在熱水熱力站中以熱水作為熱媒，在蒸汽熱力站中以蒸汽作熱媒。根據(jù)熱網(wǎng)輸送的熱媒不同，熱力站分為熱水供熱熱力站和蒸汽供熱熱力站。在熱水熱力站中以熱水作為熱媒；在蒸汽熱力站中以蒸汽作為熱媒。根據(jù)服務(wù)對象的不同可以將換熱站分為民用熱力站和工業(yè)熱力站。以來自熱電廠或區(qū)域鍋爐房的蒸汽或高溫水作為熱源，對較大的建筑物或建筑群進(jìn)行集中供熱，以滿足采暖、通風(fēng)及生活熱水供應(yīng)用戶的要求，熱力站可設(shè)在用戶樓內(nèi)或建筑群內(nèi)，此類熱力站稱為民用熱力站。對于工業(yè)廠區(qū)，生產(chǎn)工藝用戶需要用蒸汽，同時還要對廠房或辦公室供暖，供應(yīng)熱水等，連接外網(wǎng)與工廠的場所為工業(yè)熱力站。根據(jù)位置和功能不同分為用戶熱力站、小區(qū)熱力站和區(qū)域性熱力站。用戶熱力站也稱為用戶引入口。它設(shè)置在單幢建筑用戶的地溝入口或該用戶的地下室和底層處，通過它向該用戶或相鄰幾個用戶分配熱能。小區(qū)熱力站大多為單獨(dú)的建筑物。供熱管網(wǎng)通過小區(qū)熱力站向一個或幾個街區(qū)的多幢建筑分配熱能。區(qū)域性熱力站用于特大型的供熱網(wǎng)路，設(shè)置在供熱主干線和分支干線的連接點(diǎn)處。換熱站的熱力系統(tǒng)通常由汽水換熱器、水水換熱器、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵(補(bǔ)水裝置)、除污器分水器、集水器等設(shè)備組成。有的換熱站還設(shè)有凝結(jié)水箱、凝結(jié)水泵和水處理等裝置。為了保證系統(tǒng)的正常安全運(yùn)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(hù)裝置。在用戶供、回水干管上設(shè)置截止閥、溫度計(jì)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(jìn)水管上安裝除污器，以免污物進(jìn)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(yùn)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)。本設(shè)計(jì)是以熱水作為熱源，然后利用水水換熱器換熱進(jìn)行集中供熱，以滿足采暖的要求，故為民用熱力站。　換熱站的分類根據(jù)熱網(wǎng)傳送的熱媒不同，分為蒸汽供熱熱力站和熱水供熱熱力站；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。(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(fù)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(dú)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(jìn)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(jìn)行熱量分配時，此時可布置在建筑物的專用地下溝道內(nèi)。 換熱站站址的選擇換熱站的站址選擇對小區(qū)的環(huán)境以及供熱的方便性有一定的影響，所以在選擇站址時也應(yīng)考慮周全，下列是換熱站站址選擇的幾個基本原則：(1)應(yīng)靠在熱負(fù)荷中心，這樣方便一次網(wǎng)的連接；(2)為了方便建設(shè)和擴(kuò)建，站址要有足夠的場地；(3)站地應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好，地下水位較低的區(qū)域；(4)站址附近應(yīng)有自來水的補(bǔ)水水源；并考慮其排水方便；(5)站址的方位應(yīng)考慮熱網(wǎng)進(jìn)出管線連接的方便；(6)站址應(yīng)靠近動力電源。集中供熱網(wǎng)路通過小區(qū)換熱站向一個或幾個街區(qū)的多幢建筑物的熱用戶輸送熱量，這種換熱站可以是獨(dú)立建筑，也可以設(shè)在某幢建筑的地下室內(nèi)的專門房間內(nèi)，如果設(shè)在地下室內(nèi)，這樣既節(jié)省用地，又對小區(qū)的環(huán)境影響小，所以設(shè)在地下室內(nèi)是個不錯的原則，不過這樣的建筑多為大型共用建筑。對于設(shè)計(jì)是集中鍋爐房的附屬換熱站，也可設(shè)在鍋爐房內(nèi)或鍋爐房附近?？偠灾?，換熱站的站址選擇應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理的前提下，還需征得當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門的同意批準(zhǔn)，才可以最終確定下來。根據(jù)以上的選擇原則、注意事項(xiàng)及本設(shè)計(jì)的具體情況，由于該小區(qū)擬建一座集中鍋爐房，在建鍋爐房的同時已應(yīng)考慮了以上部分原則，比如要靠近動力電源，站址附近有自來水水源，以及有足夠的場地等，所以該換熱站擬設(shè)置在集中鍋爐房內(nèi)或鍋爐房附近，具體是建在鍋爐房內(nèi)還是鍋爐房附近，還要根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w的實(shí)際情況進(jìn)行確定?！Q熱站規(guī)模的確定小區(qū)換熱站的規(guī)模要綜合熱負(fù)荷、節(jié)省投資、當(dāng)?shù)氐木唧w條件等因素來確定，在對城市居民住宅小區(qū)進(jìn)行集中供熱時，換熱站合理規(guī)模宜在5104～15104 m2范圍之間。當(dāng)然具體工程還應(yīng)進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和價值工程分析，以確保供熱工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在此小區(qū)換熱站中，按照一般供暖面積熱指標(biāo)64W∕m2，該小區(qū)熱負(fù)荷為Q=，則供熱總面積理論上為：則由式:=370 m2求得S=370 m2，則選擇建設(shè)一個換熱站，換熱站供熱規(guī)模大概在370m2。　換熱站供熱系統(tǒng)類型的確定熱水供熱系統(tǒng)有閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)兩種型式，在閉式系統(tǒng)中，熱網(wǎng)的循環(huán)水僅作為熱媒供給熱用戶熱量，而不從熱網(wǎng)中取出使用。在開式系統(tǒng)中，熱網(wǎng)的循環(huán)水部分地或全部地從熱網(wǎng)中取出，直接用于生產(chǎn)或熱水供應(yīng)熱用戶中，系統(tǒng)連接各類型介紹如下。　閉式雙管式熱水供熱系統(tǒng)熱水供熱的系統(tǒng)流程一般是從熱源出來的熱水先經(jīng)熱網(wǎng)供水管網(wǎng)輸送到各個熱用戶，在熱用戶系統(tǒng)的用熱設(shè)備內(nèi)放出熱量后，再經(jīng)熱網(wǎng)回水管網(wǎng)返回?zé)嵩?。換熱站與熱網(wǎng)的連接方式分為兩種，一是直接連接，二是間接連接。直接連接，顧名思義就是用戶系統(tǒng)直接連接于熱網(wǎng)上，在供熱系統(tǒng)中，熱網(wǎng)的水力工況和供熱工況與采暖熱用戶有著密切的聯(lián)系。間接連接則是在采暖熱用戶設(shè)置表面式水—水換熱器，使其系統(tǒng)與熱網(wǎng)被換熱器隔離，從而形成了兩個獨(dú)立的、互不干擾的系統(tǒng)，因此其水力工況也相互沒有影響。供熱系統(tǒng)選用何種連接形式，取決于熱媒、熱網(wǎng)和供暖系統(tǒng)的計(jì)算參數(shù)、熱網(wǎng)供水管和回水管的壓力參數(shù)，甚至還與建筑物的用途有關(guān)。供暖系統(tǒng)與熱網(wǎng)有以上所介紹的兩大類連接形式，其中直接連接形式又分為好幾種形式。下面就供暖系統(tǒng)與熱網(wǎng)的連接方式作一比較分析，以便選擇一種適宜本換熱站供熱系統(tǒng)的連接方式。直接連接方式很多，在這里介紹幾種常見的，先看第一種無混合裝置的直接連接，絕大多數(shù)低溫水供暖系統(tǒng)采用此種連接方式，不過只有當(dāng)熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)參數(shù)與供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)一致，即熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)供水溫度不超過散熱器供暖系統(tǒng)的最高熱媒溫度時方可采用此種連接方式，并且用戶入口處的熱網(wǎng)供、回水管的資用壓差能滿足供暖系統(tǒng)的熱媒循環(huán)時才能應(yīng)用。這種連接方式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單，造價低。第二種是在系統(tǒng)上裝水噴射器的直接連接方式，當(dāng)供熱系統(tǒng)采用較高溫水供熱，網(wǎng)路設(shè)計(jì)供水溫度超過上述供暖衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)或供暖系統(tǒng)要求的水溫時，如采用直接連接方式，就要采用裝水噴射器或混合水泵的型式，以降低進(jìn)入供暖系統(tǒng)的水溫。供水管上裝水泵的直接連接也是直接連接方式的一種，當(dāng)熱網(wǎng)的供水壓力低于供暖系統(tǒng)所需的壓力時，宜采用在供水管上裝設(shè)水泵的連接方式，這時水泵的壓力等于供暖系統(tǒng)的壓力與熱網(wǎng)供水管的水壓之差。另外還有一種是在回水管上裝水泵的直接連接形式，當(dāng)熱網(wǎng)回水管的壓力超過散熱器的承受能力時，為防止散熱器被破壞，這時可采用在回水管上安裝水泵的連接方式。在絕大多數(shù)建筑物的供暖系統(tǒng)中，熱網(wǎng)與換熱站之間常采用間接連接的形式，熱網(wǎng)供水管的熱水進(jìn)入表面式水—水換熱器內(nèi)，通過換熱器將熱能傳遞給供暖系統(tǒng)的循環(huán)水，冷卻后的循環(huán)回水返回?zé)峋W(wǎng)，由循環(huán)水泵驅(qū)動著供暖系統(tǒng)的循環(huán)水不斷流動。另外在熱網(wǎng)與熱用戶的壓力不適應(yīng)時也常采用間接連接這種形式，如熱網(wǎng)回水管的壓力超過供暖系統(tǒng)散熱器的承受能力，或高層建筑采用直接連接，影響到整個熱網(wǎng)壓力水平升高時，就必須采用間接連接。雙管閉式熱水供熱系統(tǒng)是我國目前應(yīng)用最廣泛的熱水供熱系統(tǒng)。我們目前的供熱系統(tǒng)，如熱網(wǎng)參數(shù)能直接滿足供暖系統(tǒng)要求，可采用直接連接方式。而采用間接連接方式，雖造價增高，但熱網(wǎng)水質(zhì)受污染影響較小，熱源補(bǔ)充水率大大減少，同時熱網(wǎng)的壓力工況和流量工況不受供暖系統(tǒng)的影響，提高供暖系統(tǒng)的可靠性，縮短故障排除的時間，便于熱網(wǎng)運(yùn)行管理，并且熱網(wǎng)可采用較高溫度的熱媒，從而縮小熱網(wǎng)的管徑和降低輸送熱媒的費(fèi)用，可以預(yù)期此種連接方式今后會得到更廣泛的應(yīng)用。因?yàn)樵诒拘^(qū)換熱站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需用換熱器，而且是換熱站的主體設(shè)備，另外熱網(wǎng)參數(shù)不能直接滿足供暖系統(tǒng)要求，因此適宜采用間接連接方式?！￠_式熱水供熱系統(tǒng)在開式熱水供熱系統(tǒng)中，供暖系統(tǒng)與熱網(wǎng)的連接方式，與閉式熱水供熱系統(tǒng)相同?！≡撔^(qū)換熱站供熱系統(tǒng)的確定閉式系統(tǒng)的熱網(wǎng)補(bǔ)水量少，在正常情況下其補(bǔ)水量只是補(bǔ)充從熱網(wǎng)系統(tǒng)不嚴(yán)密處泄露的水量，一般為熱水供熱系統(tǒng)的循環(huán)水量的1%以下。而開式系統(tǒng)的補(bǔ)充水量很大，其補(bǔ)充水量應(yīng)為熱網(wǎng)漏水量和生活熱水供應(yīng)用水量之和。因此，開式系統(tǒng)熱源處的水處理設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用，遠(yuǎn)高于閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)中，生活熱水直接取自熱網(wǎng)循環(huán)水，而熱網(wǎng)循環(huán)水通過大量的供暖用戶水質(zhì)不穩(wěn)定且不易符合衛(wèi)生質(zhì)量要求，而閉式系統(tǒng)中，由于通過表面換熱器加熱，生活熱水的水質(zhì)與城市上水水質(zhì)相同且穩(wěn)定。因此，通過比較開閉式供熱系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，本小區(qū)換熱站采用熱水供熱，為了節(jié)約用水，可確定：熱水熱網(wǎng)宜采用閉式雙管式。綜上所述，該小區(qū)換熱站供熱方式選擇閉式雙管式間接連接采暖方式　換熱器簡介換熱器，特別是被加熱介質(zhì)是水的換熱器，在供熱系統(tǒng)中得到廣泛使用。在本設(shè)計(jì)中它被用在熱力站和用戶熱力點(diǎn)處，加熱供暖和熱水供應(yīng)用戶系統(tǒng)點(diǎn)循環(huán)水和上水。熱力換熱器，按參與熱交換的介質(zhì)分類，分為汽水(式)換熱器和水水(式)換熱器，按熱交換器熱交換(傳熱)方式分類，分為表面式換熱器和混合式換熱器。表面式換熱器是冷熱兩種流體被金屬壁面隔開，而通過金屬壁面進(jìn)行熱交換的換熱器，如管殼式，套管式，容積式，板式和螺旋式換熱器等。混合式換熱器是冷熱兩種流體直接接觸進(jìn)行混合而實(shí)現(xiàn)熱交換的換熱器，如淋水式，噴管式換熱器等?！Q熱站主體設(shè)備—換熱器的類型選擇換熱器分為管殼式換熱器和板式換熱器，以下是兩種換熱器的比較[10](1)傳熱系數(shù)的比較管殼體換熱器中，一種流體橫向掠過管子通過管壁與管內(nèi)流動的另一種流體換熱，彼此垂直交叉流動,其傳熱系數(shù)一般為1000~3000 W/(m2℃)。板式換熱器中，加熱水側(cè)與被加熱水側(cè)流動均勻湍流，兩種流體逆向流動，由于波紋的作用引起湍流，從而產(chǎn)生高傳熱率，高阻力壓降以及高切應(yīng)力場，這將導(dǎo)致抑制污垢在傳熱面上形成。其傳熱系數(shù)一般為3500~5500 W/(m2℃)，由此，可節(jié)省換熱器的換熱面積。(2)冷卻水量比較~:1。由于板式換熱器的兩種介質(zhì)流道基本相同且傳熱效率高，因此板式換熱器可大大降低加熱水量，~:1,這樣可以降低管道閥門和泵的安裝運(yùn)行費(fèi)用。(3)安裝檢修的比較板式換熱器具有體積小，重量輕的特點(diǎn)，檢修方便，不需設(shè)檢修起吊設(shè)施，故安裝占地較少。板式換熱器的人工維護(hù)包括將整機(jī)折開，用噴水槍和刷子清洗板和墊片，檢查板片和墊片，如有必要，更換板片和墊片。板式換熱器一般每年要清洗一次，并且無論是否實(shí)際需要都要做。當(dāng)應(yīng)用河水、海水等水質(zhì)較差的冷卻水時，由于泥沙和污物的存在，以及微生物的快速生長有引起表面污染和堵塞的危險。在國外，應(yīng)用河水作冷卻水時，清洗頻率很高。管殼式換熱器是由管束組成，自身重量體積都較大，在檢修抽管時需要留出管束一樣長的距離，故占地較多，還需配備必要的起吊檢修設(shè)施。管殼式換熱器的設(shè)計(jì)壽命一般為30年，大修周期四年，當(dāng)換熱器發(fā)生泄漏時，可以采用堵管的辦法在短時間內(nèi)恢復(fù)工作性能，管殼式換熱器允許有7%的堵管裕量。對于管內(nèi)的清洗可以根據(jù)需要采用膠球清洗裝置進(jìn)行定期的機(jī)械清洗。(4)流動傳熱設(shè)計(jì)比較管殼式換熱器的管子是換熱器的基本構(gòu)件，它為在管內(nèi)流過一種流體和穿越管外的另一種流體之間提供傳熱面。根據(jù)兩側(cè)流體的性質(zhì)決定管子材料，將具有腐蝕性、水質(zhì)差的流體放在管內(nèi)流動，水質(zhì)較好的流體放在管子外殼側(cè)，這樣管子只需采用耐流體腐蝕的鈦管，同時清洗污垢較為方便，管徑從傳熱流體力學(xué)角度考慮，在給定殼體內(nèi)使用小直徑管子，可以得到更大的表面密度，但大多數(shù)流體會在管子表面上沉積污垢層，尤其管內(nèi)冷卻水水質(zhì)較差，泥沙和污物及生物的存在，都可能會在管壁上形成沉積物，將傳熱惡化并使定期的清洗工作成為必要，對給定的流體，污垢形成主要受管壁溫度和流速的影響，為得到合理的維修周期，管內(nèi)側(cè)水的流速應(yīng)在2m/s左右(視允許壓降的要求而定)。由于一般加熱水選用自來水等，較易引起結(jié)垢，對管殼式換熱器，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)含雜質(zhì)量情況需設(shè)置膠球清洗裝置進(jìn)行定期清洗。板式換熱器的加熱水和被加熱水在波紋板的兩