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1、室外供热管网供热方案确定设计计算书第一节热媒的选择第二节热媒参数的确定第三节供热管网的平面布置第四节管网附件设计原则第一节热媒的选择一.热媒分类供暖系统的常用热媒是水、蒸汽、空气。供暖系统的热媒，应根据安全、卫生、经济、建筑性质和地区供热条件等因素考虑决定。查供暖通风设计手册，列表如下：表4民用及公共建筑建筑种类适宜采用允许采用居民建筑、医院、幼儿园托儿所等不超过95的热水1低压蒸汽2不超过IlOC的热水办公楼、学校、展览馆等1不超过Il(TC的热水2低压蒸汽高压蒸汽一般俱乐部影剧院1不超过Il(Te的热水2低压蒸汽不超过130的热水注:1低压蒸汽系压力为W70Kpa的蒸汽。2采用蒸汽为热媒时
2、，必须技术论证为管理，并在经济上经分析为合理时才允许。查供热工程：在集中供热系统中，以水作为热媒和蒸汽相比，有下述优点:a热水供热系统的利用率高。由于在热水供热系统中，没有凝结水和蒸汽泄漏，以及二次蒸汽的热损失，因而热能利用率比蒸汽供热系统高，实践证明，一般可节约燃料20%40机b以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进行供热调节（质调节），既能减少热网损失，又能较好的满足卫生要求。C由于水的热容量大，在短时间水力工况失调时，不会引起显著的供热状况的改变。d在热电厂供热的情况下，可以充分利用汽轮机的低压抽汽，得到较高经济效益水介质的缺点是输送耗电量大。以蒸汽作为热媒，与热水相比有如下优
3、点：1）以蒸汽作为热媒的使用面广，能满足多种热用户的要求。尤其在生产工艺用热都要求采用蒸汽来供给热量。2）汽网中输送蒸汽凝结水所耗的电能少，输送靠自身压力，不用循环系统,不用耗电。3）因温度和传热系数都比水高，可以减少散热设备面积，降低了设备的费用。4）由于蒸汽的密度很小，可以适用于地形起伏很大的地区和高层的建筑中，输送和使用过程中不用考虑静压，连接方式简便，运行也很方便。但是蒸汽介质有如下缺点：能源效率低蒸汽使用后凝结水回收困难，仅除盐水（或软化水）损失大，而且热损失也大。蒸汽在使用和输送过程中损失大。以蒸汽输送距离短。以热水作为热媒时一般有如下的优点：D热水供热系统的热能利用的效率高。2）
4、用热水可以改变热水温度来进行供热调节，既可以减少热网的热损失又可以很好的满足卫生要求。3）热水供热系统的蓄热能力强，系统中的水量大，水的比热很大。因此，水力工况和热力工况短时间的失调时也不会引起供暖状况的很大波动。4）热水供热系统可以实现远距离输送，其供热半径大。对于一个系统的热媒选择蒸汽的时候应该遵循下面的原则：（1）凡是用户用汽参数相同的中小型工厂，均可采用单管蒸汽系统。（2）凡是用户用汽参数较大，可采用双管蒸汽系统。（3）采暖期短、采暖通风用汽量占全厂用汽量50%以下时，为节约初投资费用可采用单管蒸汽系统。采暖期长、采暖通风用汽量超过全厂用汽量的50%时,则可选用双管蒸汽系统，其中一根蒸
5、汽管供采暖通风用汽，另一根蒸汽管专供生产用汽，全年运行。（4）凡全厂绝大多数用户以蒸汽为热介质，只有个别用户采暖通风以热水为热介质，则全厂统一采用单管蒸汽系统，而在某一用户建一换热站利用蒸汽加热低温水（95C以下）供个别一个或几个用户热水作为采暖用。根据上述以水或蒸汽作为热媒的特点，对热电厂供热系统来说，可以利用低位热能的热用户（如供暖、通风、热水供应等），应首先考虑以热水作为热媒。因为以水作为热媒，可按质调节方式进行供热调节，并能利用供热汽轮机的低压抽气来加热网路循环水，对热电联产的经济效益更为有利；对于生产工艺的热用户，通常以蒸汽作为热媒。对于工业区的集中供热系统，通常既有生产工艺热负荷，
6、也有供暖、通风等热负荷，此时多以蒸汽作为热媒来满足生产工艺用热要求。但对于供暖系统的形式，热媒的选择，则应根据具体情况，通过全面技术经济比较来确定。一般来说，对于以生产用热量为主，供热量不大，而且供暖时间又不长的工厂区，宜采用蒸汽供热系统向全厂供热；对其室内供暖系统，可考虑采用蒸汽加热的热水供暖系统或直接利用蒸汽供暖；对于厂区供暖用热量较大，而且供暖时间又较长的情况，宜采用单独的热水供暖系统，向各建筑物供暖。总之，根据用户性质、介质的种类、热负荷的大小、用户分散程度等综合因素考虑。蒸汽和凝结水状态参数变化较大的特点是蒸汽供暖系统比热水系统在设计和运行管理上较为复杂的原因之一。由这一特点引起系统
7、中出现“跑”、“冒”、“滴”、“漏”问题解决不当时，会降低蒸汽供热系统的经济性和适用性。蒸汽供暖系统散热器表面温度高，易烤炙积在散热器上的灰尘，产生异味，卫生条件较差。由于上述“跑”、“冒”、“滴”、“漏”影响能耗以及卫生条件等两个原因，在民用建筑中，不适宜采用蒸汽供暖系统。在工厂中，蒸汽作为供热系统的热媒得到极广泛的应用，生产工艺热负荷与其他热负荷共存时，传热介质的选择尽量只利用一种供热介质，根据个体情况，通过全面的技术经济比较确定热媒。2、热媒的选择张家口容辰小区室外供热管网的设计属于民用建筑供暖的设计，总的供热面积为23.79万平方米，通过比较热水、蒸汽供热的各自的优缺点，采用热水作为供
8、热热媒比较合适。二.热媒参数的确定1.热媒参数的分类热水供暖系统按照水的参数的不同，可以分为低温热水供暖系统（水温低于100。C）和高温热水供暖系统（水温高于100C）,热水参数越高，输送能力越大，越能节省输送电量。但温度过高反而不经济。要提高热水参数则能耗大，设备投资大，所以确定热水温度时，要经过技术经济比较。查城市热力网设计规范：对于以区域锅炉房为热源的热力网，提高供水温度、加大供回水温差，可以减少热力网的流量，降低管网投资和运行费用，而对锅炉运行的煤耗影响不大,从这方面看，应提高区域锅炉房供热介质温度。但当介质温度高于热用户系统的设计温度时，用户入口要增加换热或降温装置，故提高供热介质温
9、度也存在技术经济合理化的问题。当不具备确定最佳供回水温度的技术经济比较条件时，推荐的热水热力网供回水温度的依据是：以区域锅炉房为热源时，供回水温度的高低对锅炉房运行的经济性能影响不大。当供热规模较小时，与户内采暖设计参数一致，可减少用户入口设备投资。当供热规模较大时，为降低管网投资，宜扩大供回水温差，采用较高的供水温度。当供水温度确定以后，回水温度应根据室外管网及内部系统散热设备的基建投资（室内管网的基建投资与用水温度的变化有关），系统运行费用及系统折旧、修理和维护费用总和最小的技术经济比较而确定。根据集中供热设计手册，当不具备确定最佳供回水温度的技术经济比较条件时，热水供回水温度按以下原则确
10、定：A区域性锅炉房供回水温度区域性锅炉房为热源，供热规模较小时，供回水温度可采用9570oC,8060oC的水温，而供热规模较大时，经济技术比较可采用11070oC13070oC,15080oC等高温水作为供热介质。B二次网供回水温度可根据一次网供回水温度和卫生要求及供热区内热用户的要求,并经过详细技术经济分析后确定，一般二次网供回水温度有如下几种参数:95/70、8565oC8060oC7050C等。2热媒参数的选择热媒参数，对于生产工艺热负荷，要满足整个用户生产工艺用汽压力、温度、和蒸汽干度的要求；对于供暖负荷，要尽可能提高热媒参数，可以降低热网投资和减少输送电能消耗。在本设计中，只有供暖
11、热负荷，采用95/70C的低温水作为供热介质。第二节管网的平面布置1 .管网的布置形式供热管网布置形式有枝状管网和环状管网两大类型。枝状管网系统简单，管道的直径沿途随热负荷的减少而减小，管道金属耗量少，管网造价低、运行管理方便。但是供热的后备性差，即当管道某处发生故障，在损坏地点以后的所有用户供热负荷中断，甚至造成整个系统停止供热。考虑到建筑物具有一定的蓄热能力，对于较小的管径，排除热网故障所用的时间短，短时停热建筑物室温不致大幅度降低。因此，枝状管网是中小型供热系统最普遍采用的管网形式。环状管网实际上指输配管网成环状。从热源到输配管网，从输配管网到热用户或二级换热站的管网仍布置成枝状。环状管
12、网的优点是具备很高的供热后备能力。当输配干线某处出现事故时，可以切除故障段后，通过环状管网由另一方向供热。加之多热源及其多条输配干线通向环状管网，因而极大提高了供热的可靠性。在大型集中供热系统中常用环状管网。环状管网和枝状管网相比，热网投资增大，运行管网更为复杂。热网要有较好的自动控制措施，目前国内刚开始使用。本次设计热源为一个区域锅炉房，所设计的小区面积不是太大，考虑到枝状管网应用较成熟,运行调节较简便，故本次设计热网布置宜采用枝状管网。2 .热水系统形式热水热源系统主要采用两种形式：闭式系统和开式系统。在闭式系统中，热网的循环水作为热媒，供给热网用户热量而不从热网中取出支用。在开式系统中，
13、热网的循环水全部或部分的从热网中取出，直接用或热水供应热用户中。采用闭式系统，热网补水量很少，可以减少水处理费用和水处理设备投资：供热系统的严密性也便于检测。考虑到城市水源，水质方面因素等限制，本设计采用闭式管网较宜。3 .平面布置原则1）经济上合理主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区。要注意管线上的阀门、补偿器和某些管道附件（如放气、放水、疏水等装置）的合理布置,因为这将涉及到检查室（或操作平台）的位置和数量，应尽量使其减少。2）技术上可靠供热管线尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段。3）对周围环境影响少而协调供热管线应少穿主要交通线。一般平行于道路中心
14、线并应尽量敷设在车行道以外的地方。通常情况下管线应只沿街道的一侧敷设。地上敷设的管道，不应影响城市环境美观，不妨碍交通。供热管道与各种管道、构筑物应协调安排，相互之间的距离，应能保证运行安全、施工及检修方便。4 .管网位置布置确定查城市热力网设计规范，城市热力网的布置应在城市规划的指导下，考虑热负荷分布，热源位置，与各种地上、地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件等多种因素，经技术经济比较确定。热力网管道的位置应符合下列规定：1）城市道路上的热力网管道应平行与道路中心线，并宜敷设在车行道以外的地方，同一条管道应只沿街道的一侧敷设；2）穿过厂区的城市热力网管道应敷设在易于检修和维护的位
15、置；3）通过非建筑区的热力网管道应沿道路敷设；4）热力网管道选线时宜避开土质松软的地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及高地下水位区等不利地段。第三节管网附件设计原则1 .管道系统阀门设定位置查集中供热设计手册，根据不同用途、介质温度及工作压力等因素选择。1）闸阀只用于全开、全闭的供热管道，不允许作调节用。闸阀主要起关断作用，不宜做调节流量用。一般明杆式适用于腐蚀性介质和室内，暗杆式适用于非腐蚀性介质和操作位置受限制处；楔式多为单闸板，平行式多为双闸板。闸阀具有密封性好；全开启时，介质流动阻力小；长度较短，布置紧凑；安装时无方向性等优点。但是，闸阀不宜单侧受力，结构也比较复杂，密封面易磨损，维修较困难,手轮高度较高。它常用在公称通径大于20Omm的管道上。2）蝶阀用于全开全闭的供热管道上，并具有良好的调节性能。蝶阀可作启闭和控制流量时使用。蝶阀的密封性能好，寿命长；开闭时间短，省力；流动阻力小；结构简单，便于操作；外形尺寸小，重量轻，便于运输和安装。但蝶阀的使用温度较低，耐压范围也比较小。近年来，在城市供热的热水管网上和热力站内使用较为普遍，安装时无方向性。3 ）截止阀只用于全开全闭的供热管道，一般不作流量或压力调节用。截止阀主要起关断作用。小直径截止阀一般为暗杆式，大直径一般为明杆式。截止阀有方向性，安装时应注意使介质流动方向
