范文一:浅析城市集中供热管网设计
摘要:作者针对城市集中供热管网设计做了一些理论和实践的探讨,内容主要包括我国城市供热管网的特点与常用设计技术以及城市集中供热管网布置的类型,最后对集中供热管网的优化设计策略进行了全面的分析。
关键词:城市 集中 供热管网 设计
随着经济的发展和居民生活质量的提高,城市集中供热因其易控制、能源利用率高、供热范围广和环境影响较低等优势得到迅速发展。但随着城市集中供热的推广和室内采暖系统采用热计量,也产生了一系列的问题,对城市集中供热管网的设计也提出了更高的要求[1]。
1.我国城市供热管网的特点与常用设计技术
城市供热管网的特点是热用户分布区域广、分支多。在管网发生事故时,通常允许有若干小时的停供修复时间。同时有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性,在规划设计时就将热网像市政给水管网一样成网格状布置,但这样存在一定的问题,热水力工况和控制十分复杂,同时网格状管网投资非常高。在现阶段,我国城市供热管网优化设计的研究一般是先建立数学模型,以投资、运行和维护的总和最小为目标函数,把实际工程的要求作为约束条件,然后用某种最优化方法,求出实际问题的最优解。最早的管网优化设计模型仅是针对树状管网建立的,后来发现这些模型不能广泛应用于实际的管网优化设计中,无法取得很好的结果。在充分考虑系统的安全性和经济性的前提下,认为城市热力管网应是多条枝状管网放射型布置。在规划设计时,根据城市规模、热用户分布及热源位置布置几条输配主干线,在实施过程中根据供热能力和热用户情况,逐步完善不同的主干线[2]。
2.城市集中供热管网布置的类型
城市集中供热管网的布置与热媒种类、热源与热用户的相互位置有一定的关系,其布置应考虑系统的安全性和经济性。城市供热系统的特点是热用户分布区域广、分支多。在管网发生事故时,通常允许有若干小时的停供修复时间。有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性,在规划设计时就将热网像市政给水管网一样成网格状布置,但这样存在一定的问题,热网水力工况和控制十分复杂,同时网格状管网投资非常高。在城市多热源联合供热时,有些规划设计时将热网主干线设计成环管网环状布置,用户管网是从大环网上接出的枝状管网,这种布置方式具有供热的后备性能,运行安全可靠,但热网水力工况和控制比较复杂,投资很高。
在充分考虑系统的安全性和经济性的前提下,认为城市热力管网应是多条枝状管网放射型布置。在规划设计时,根据城市规模、热用户分布及热源位置布置几条输配主干线,在实施过程中根据供热能力和热用户情况,逐步完善不同的主干线。
当城市供热主干线骨架形成后,适当敷设连通管,正常工作时关闭连通管上的阀门,而当主干线某段出事故时,又可利用连通管进行供热。这种热网布置形式保证了枝状管网适应不确定热用户的发展,如果一条干管供热能力不够,敷设相邻干管时加大其供热能力就可以解决,以达到供热管网输配能力最优化,不必像环状管网那样先埋入较大管道去等负荷确定的热用户。
3.集中供热管网的优化设计策略
供热网的设计需考虑它的技术性、初投资和运行中的能量输送损失这三个方面,对于一个布局已定的供热网的设计,存在着寻求这三个目标综合起来的优化问题,然而技术、经济和能量这三个目标之间是矛盾的。追求高的经济目标,将导致降低热网运行的能量目标,如何将这三个目标统一起来,形成一个综合的目标,是解决布局已定的树状热网设计最优化的关键问题。因此有必要对供热管网的优化设计进行理论分析,逐步引申和发展,以解决热网系统问题。在具体的设计供热管网过程中可以从以下方面出发来优化供热管网的设计。
3.1优化供热网网路
室外供热管网是供热系统中投资最多、施工最繁重的部分,供热外网的网路形式对于供热的可靠性、系统的机动性、运行是否方便以及经济效益有着很大的影响。合理地确定供热管网平面的定线工作,对节省投资、保证热网安全可靠地运行和施工维修方便等,都具有重要的意义。
供热管网布置原则是应在城市建设规划的指导下,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。供热管线平面位置的确定应遵守如下基本原则。
(1)经济上合理:主干线力求最直,主干线尽量走热负荷集中区。
(2)技术上可靠:线路应尽可能走过地势平坦、土质好、水位低的地区。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)管线应少穿主要交通线:一般平行于道路中心线并尽量铺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铺设。地上铺设的管道,不影响城市环境美观,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。
3.2采用先进技术进行供热设计
节约能源已经成为当前的社会性主题之一,与此同时有很多公司都生产节能产品,可以在施工过程中有选择的采用先进的节能技术,例如:伟业供热管道节能设备有限公司的直埋预制保温管,该产品能做到防水,防腐,防老化,抗冲击等,同时也具有高强度,高韧性,易焊接等特点,已经被广泛的采用。
集中供热这种供热模式逐渐为许多城市所接受。集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒,利用一个或多个热源通过供热管网、热交换站等,向一个城市或城市中较大区域的各热用户提供热能的方式。文章对供热管道热损失的影响因素作了系统分析,说明了保温层厚度、保温材料的热导率、埋深等因素是影响供热管道热损失的主要因素,并在此基础上提出了优化供热网设计的相关策略。
总之,城市供热管网的设计合理与否正常直接关系到居民生活质量,一项好的设计可以使产品的性能得以充分发挥,可以最大限度地减少施工中的困难,降低工程造价。在设计过程中我们应遵循技术先进、经济合理、安全适用的原则进行合理设计。随着生产的发展,人们生活水平的提高,城市热能的消费量将愈来愈大,它给管网的设计和施工带来了新的挑战,也给管网正常运行的合理调节提出了新的课题,相信随着供热设计技术的不断提高,这些问题都能迎刃而解。
参考文献:
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[2] 李莉,刘中良,员东照.热水供热管网的水力工况及失调分析[J].山西建筑,2005,31(19):165-166.
范文二:浅谈集中供热管网的设计
摘要: 随着经济发展和居民生活质量的提高,城市集中供热得到迅速发展。对供热系统提出了更高的要求。本文主要介绍热负荷的分类、热指标的确定、供热参数的选择、水压图的绘制、供热管网的敷设方式等方面,阐述了直埋供热管线的设计要点及预制直埋保温管的主要质量要求,以保证供热质量。
关键词:热负荷,热指标,供热管网,敷设方式
1前言
改革开放20年来,我国的集中供热事业获得了长足的发展,目前我国 668 个城市中,268个城市建设有集中供热设施,全国集中供热面积已达86540万平方米。随着城市集中供热的迅速发展,热网越来越显示出其重要性。由于热网工程规模大、造价高,且影响面广,涉及城市规划建设和环境美化。保证供热质量能否把生产的热能根据热网用户需要进行合理分配,这就要求热网在设计过程中选择最优方案、进行最佳设计。
2集中供热管网的设计
2.1热负荷
2.1.1热负荷的分类
热负荷分为生产热负荷、采暖通风热负荷、生活热负荷和空调冷负荷。生产热负荷主要是指用于生产工艺过程所需要的热负荷;采暖通风热负荷是指当室外空气温度降低到供暖设计温度时,为保持室内空气温度符合设计要求,需由供热设备向房间输入的热量;生活热负荷是指民用建筑和工厂中生活用热。由于在山西地区集中供热管网主要为采暖热负荷,在省会城市太原部分管网考虑了一部分空调冷负荷。因此文中主要对采暖热负荷相关内容进行论述。
热负荷的确定是一项细致的工作,设计中需反复计算及核定。热负荷分为季节性热负荷和固定常年热负荷两种。山西省适用于季节性热负荷,其特点与室外气象条件有着密切关系,所以在调查时要考虑到山西省近10年间平均最冷的5d 的平均温度,室内温度不低于 18℃。准确计算热负荷,才能达到降低工程造价,减少运行成本,保证供暖质量的目的。
2.1.2热指标的确定
热指标的选择是设计中的决定因素,是否合理将直接影响初投资和运行费用。目前有些地区在设计中,热指标选用时都略有偏大,取的都是上限。而考虑山西地区近 10 年冬季温度偏高这一特点,单位面积(单位体积)热指标应取下限 + 5 W/ m2(5 W/ m3),使初投资成本减少到最经济的曲线内,可减少运行费用。
2.2供热参数的选择
供回水温差及比摩阻是影响管网设计的主要参数,选择不当,运行中不但耗电量大,还会引起管网严重失调。根据实践经验,主干线经济比摩阻在30Pa/ m~70 Pa/m为宜,支线大些可有利于调节,但不应超过 300 Pa/ m。温差大循环量则小,温差小循环量则大。
2.3水压图的绘制
绘制水压图是一项主要设计程序,不能省略,尤其是在供热管网设计上和运行中,能够随时掌握供热系统是在什么样的工况下运行;管网中各点压力大小变化如何;系统能否安全运行;水力计算是否正确;用户入口选择方式是否合理,特别是地形复杂供暖半径较大的供热管网,其必要性更为突出,水压图的形式能明显清晰地表示出上述各项内容。现在有些设计仅凭经验,根本不搞什么水压图,这给将来的运行调节造成了很大麻烦,只有绘制出水压图,才能有利于进行管网的水力平衡。
2.4供热管网的敷设方式
供热管网敷设方式分为架空、地沟和直埋三种方式。直埋敷设与架空敷设相比,具有不影响城镇景观、热损失小的优点;与地沟敷设方式相比,具有占地少、施工周期短、维护量小、使用寿命长等优点,在供热行业得到了广泛应用。经过 20年的发展,供热行业对直埋敷设的设计理论及应用技术都有了较深入的研究,直埋敷设方式已成为一项较为成熟的技术。在供热管线实际运用中直埋管线也得到了广泛的应用。例如,太原市集中供热工程从1993年开始在热水管网上采用直埋敷设方式,积累了较为丰富的经验。目前,太原市集中供热工程直埋管线长度约 162km,管径为DN1000-DN80。其中有补偿管线长度约为 145.5 km,无补偿管线长度约为 16.5km。
直埋供热管线在我国经过数年的应用实践和科学实验,许多设计人员认识到,即使直管段的温度应力水平超过屈服极限,直管也不会出现破坏,这样充分肯定了应力分类法的正确性。越来越多的设计人员开始采用应力分类法进行直埋管道的强度计算。这样无补偿冷安装直埋敷设的管网运行温度提高到了130℃,这样可大大降低供热管网直埋敷设的投资,供热管网直埋敷设得到了更加广泛的应用。
2.5直埋供热管线设计要点
2.5.1设计技术措施
1)管线定位时要与相关部门协调,进行管线定线的调整,充分利用自然补偿。
2)合理设计管件结构 ,如弯头曲率半径的选择,三通加强方式的选择等。
3)尽量减少和避免不宜作为自然补偿的 10° ~60°的弯头。
4)尽量减少不可视为直管段的折点,以减少补偿装置数量。
5)合理布置管线分支、补偿器和必要的固定墩,以减小管道及各种管件的应力。
6)直埋管线应选用钢制焊接连接阀门。
7)固定支架宜选用保温管生产制造的保温节。
2.5.2直埋供热管线施工中应注意的事项
由于直埋供热管线受力状况较为复杂,管道内应力较大,因此必须严格按设计图纸施工。如确需变动,应由设计人员认可并出具变更手续。应特别注意如下问题:1)不得随意增加和减少管系中的弯头和折点;)不得随意改变管系中的补偿装置、分支点;3)不得随意改变管系中管道的埋深;4)保证管道焊口质量,严格按设计要求做好保温接口;5)保证管道周围砂垫层符合设计要求。
2.6预制直埋保温管主要质量要求
高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管应符合下述要求。
1)钢管材料、尺寸公差及性能应符合 CJ / T 3022 或 G B/ T9711. 1 或 G B/ T 8163 标准规定。
2)保温发泡前,钢管表面应去除铁锈、油脂、灰尘、水分等沾染物。
3)外护管使用温度条件为- 50℃~+ 50℃。
4)外护管密度不应小于940 kg/ cm2。
5)外护管任意位置的拉伸屈服强度不应小于19Mpa,断裂伸长率不应小于 350%。
6)在常压沸水中浸泡90min,泡沫吸水率不应大于10%。
7)保温层任意位置的泡沫密度不应小于 60 kg/ cm2。
8)保温层泡沫径向压缩或径向相对形变为10%时的压缩应力不应小于0. 3。
9)未进行老化的泡沫保温层50℃状态下的导热系数不应大于0.033W/ (m? K) MPa。
3总结
通过几年来的实践,认为在集中供热管网设计中,热指标的确定、热负荷的计算、热媒的选择、水压图、管网的敷设形式等都应在设计中予以重视,认真考虑,这样才能使工程设计做到科学经济、合理。
参考文献
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[2]吴涛.热力管道无补偿直埋敷设技术及其应用[J].煤气与热力,1987 , (6) :54 - 58.
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[5]刘宏丽.热水供热管网的水力工况及失调分析[J].山西建筑,2005,31(19) :1652166.
李俊杰 男 辽宁沈阳人 硕士学位 研究方向:生活热水集中供应的节能研究。
范文三:集中供热换热站设计
摘要
随着人们生活水平的提高,集中供热被越来越多地采用。发展集中供热是一项公益性工程,是城市建设的基础设施之一,具有节约能源、改善环境、提高供热质量等综合效益,同时采用集中供热可提人们的生活质量。利用集中供热代替小锅炉和家用小煤炉供热,已成为势在必行的发展方向。间接连接供热因其热源补水率低,热网的压力工况和流量工况不受用户的影响,便于热网运行管理,在近年来已经成为流行的供热方式,本设计也采用了间接连接供热。
本文介绍了呼和浩特某小区供热站的设计,依据节省投资、节约能源和满足供热效果的原则,重点讨论了供热站内热负荷确定、设备选型、系统供热调节和保温等方面的内容。
关键词:集中供热;换热站;热负荷
Abstract
With the improvement of people’s life. The district heating system has been used more and more.Developing district heating is a commonweal work and is an important project of a city It has many benefits,such as,energy
saving,improving environment,improving heating quality,and so on.At the same time district heating can improving the quality of people’s life.taking advantage of district heating system to replace small coal stove home heating has become the imperative direction of development.
This article describes the design of a district heating station in Hohhot. According to the principle of saving investment,energy saving and satisfying the heating effect, Focusing on the heat load of heating station,identification, equipment selection, conditioning and heating system, insulation and other aspects.
Keyword: District heating;Heat exchange station;Heat load
目 录
第一章 绪论 ................................................................................................................. 1
1.1 设计题目 ............................................................................................................. 1
1.2 原始资料 ............................................................................................................. 1
1.2.1 设计地区气象资料 ...................................................................................... 1
1.2.2 设计参数资料 .............................................................................................. 1
1.2.3 基本设计要求 .............................................................................................. 1
第二章 集中供热系统热负荷的计算 .......................................................................... 2
2.1 集中供热系统热负荷的概算 ............................................................................. 2
2.1.1 集中供热系统以及热负荷的类型 .............................................................. 2
2.2 热负荷的计算 ..................................................................................................... 4
2.2.1 供暖设计热负荷的计算 .............................................................................. 4
2.2.2 集中供热系统的年耗热量 .......................................................................... 4
第三章 集中供热系统型式的确定 .............................................................................. 6
3.1 热水供热系统形式选择 ..................................................................................... 6
第四章 热水网络的水力计算 ...................................................................................... 8
4.1 一级网的水力计算 ............................................................................................. 8
4.1.1 水力计算的步骤 .......................................................................................... 8
4.1.2 一级网管路计算实例 .................................................................................. 9
4.2 二级网水力计算 ................................................................................................. 9
4.2.1 计算步骤 ...................................................................................................... 9
4.2.2 二级网计算实例 ........................................................................................ 10
第五章 热水供暖系统的运行调节 ............................................................................ 13
5.1 运行调节概述 ................................................................................................... 13
5.1.1 调节方式的确定 ........................................................................................ 14
第六章 供热站设备选择 ............................................................................................ 15
6.1.循环水泵的选择 ................................................................................................ 15
6.1.1 循环水泵应满足的条件 ............................................................................ 15
6.1.2循环水泵的选型 ......................................................................................... 15
6.2 补水泵的选择 ................................................................................................... 18
6.2 1 补水泵应满足的条件: ............................................................................ 18
6.2.2补水泵的选型 ............................................................................................. 18
6.3 SLS型泵的优点: ............................................................................................ 20
6.4 换热器的选取 ................................................................................................... 21
6.4.1 换热器类型的选取 .................................................................................... 21
6.4.2 换热器选型计算 ........................................................................................ 21
6.5 分水器、集水器 ............................................................................................... 23
6.5.1 分水器、集水器型式 ................................................................................ 23
6.5.2 分水器、集水器尺寸确定 ........................................................................ 24
6.6 除污器的选择 ................................................................................................... 25
第七章 管道保温与保温材料 .................................................................................... 27
7.1 管道的保温 ....................................................................................................... 27
7.1.1 保温的目的 ................................................................................................ 27
7.1.2 保温材料选择原则 .................................................................................... 27
7.1.3 保温材料及其制品 .................................................................................... 28
7.1.4保温层厚度 ................................................................................................. 28
总 结 ......................................................................................................................... 30
附录 1 设备一览表.................................................................................................... 31
附录2供热站设备样本 .............................................................................................. 32
参考文献: ................................................................................................................. 36 谢 辞 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章 绪论
1.1 设计题目
15万平米高低区地暖集中供热站设计(高区10万地暖,低区5万地暖)
1.2 原始资料
1.2.1 设计地区气象资料
供暖期室外计算温度:tw=-19℃;
供暖期室外平均温度:tpj=-5.9℃;
供暖天数:N=171天。
1.2.2 设计参数资料
一级网供回水温度:t1/t2= 110/70℃;
二级网供回水温度:tg/th =50/30℃;
供暖期室内计算温度:tn =18℃。
1.2.3 基本设计要求
本设计采用间接连接,在小区内设置集中供热站。供热站内选择两组各三台水—水换热器,单台换热能力占本区热负荷的33%,以便保证一台换热器故障情况下,其余两台换热器能保障基本热负荷的要求,循环水泵在高低区各设两台,一运一备。补水泵按循环流量的4%选择,补水采用一级网抽水,不设补水箱。
第二章 集中供热系统热负荷的计算
2.1 集中供热系统热负荷的概算
2.1.1 集中供热系统以及热负荷的类型
一.集中供热系统
集中供热系统指的是以热水或蒸汽作为热媒集中向一个具有多种热用户的较大区域供热的系统.
二.热负荷的类型
1.按性质分为两大类
(1)季节性热负荷 供暖、通风、空调调节系统的热负荷是季节性热负荷。季节性热负荷的特点是:它与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射热等气候条件密切相关,起决定性作用的是室外温度,因而在全年中有很大的变化。
(2)常年性热负荷 生活用水和生产工艺系统用热属于常年性热负荷。常年性热负荷特点是:与气候条件关系不大,用热比较稳定,在全年中变化较小。但在全天中由于生产班制和生活用热人数多少的变化,用热负荷的变化幅度较大。
2.按热用户的性质分
(1)供暖设计热负荷;
(2)通风设计热负荷;
(3)生产工艺热负荷;
(4)生活用热的设计热负荷。
三. 热负荷的计算方法
供暖设计热负荷采用面积热指标法和体积热指标法。
1.体积热指标法
Qn=qv·Vw(tn-tw)×10-3 (2-1)
式中 Qn—建筑物的供暖设计热负荷,KW;
Vw—建筑物的外围体积,m3;
tn—供热室内计算温度,℃;
tw—供热室外计算温度,℃;
qv—建筑物的供热体积热指标,W/(m3·℃)
建筑物的体积热指标qv表示各类建筑物在室内外温差为1℃时,1m3建筑物外围体
积的供热设汁热负荷。它的大小取决于建筑物的围护结构及外形尺寸。围护结构的传热系数越大、采光率越大、外部体积越小、长宽比越大,建筑物单位体积的热损失也就是体积热指标也就越大。从建筑节能角度出发,想要降低建筑物的供暖设计热负荷就应减小体积热指标qv。
2.面积热指标法
Qn=qf?F?10-3 (2-2)
式中 Qn—建筑物的供暖设计热负荷,KW;
qf—建筑物供暖面积热指标,W/m;
F—建筑物的建筑面积,m。
建筑物的面积热指标表示各类建筑物在室内外温差为1℃时,每1m2建筑面积的供热设计热负荷。
建筑物供暖面积热指标qf的推荐取值如表2-1所示
22 注:1、本表摘自《城市热力网设计规范》CJ34-90,1990年版;
2、热指标中已包括约5%的管网热损失在内。
建筑物热量的传递主要是通过垂直的外围护结构向外传递的,它与建筑物外围护结构的平面尺寸和层高有关,而不是直接取决与建筑物的平面面积,用体积热指标更能清楚地说明这一点。但用面积热指标更容易计算。所以现在多用面积热指标法计算供暖设计热负荷。
2.2 热负荷的计算
2.2.1 供暖设计热负荷的计算
供暖热负荷使城市集中供热系统中最重要的负荷,它的设计热负荷占全部设计热负荷的80%-90%以上(不包生产工艺用热),供暖设计热负荷的概算可采用面积热指标进行计算,利用公式2-2,从表2-1取qf=60W/m2。
可知供暖热负荷:
高区: Qn高=qf?F?10-3=60×10×104×10-3=6000KW
低区: Qn低=qf?F?10-3=60×5×104×10-3=3000KW
即:总的供热面积为F=15万m2,总的供暖热负荷Qn=9000KW。
2.2.2 集中供热系统的年耗热量
集中供热系统的年耗热量是各类热用户年耗热量的总和,由于本设计中只涉及供暖热负荷,通风热负荷、生产工艺热负荷、生活用水热负荷并不涉及,所以集中供热系统的年耗热量即供暖年耗热量。
一. 供暖年耗热量的计算
tn-tpj)N tn-tw
tn-tpj)N (2-3) tn-twQna=24Qn(=0.0864Qn(
Qna—供暖年耗热量,GJ;
Qn—供暖设计热负荷,KW;
N—供暖期天数,天;
tn—供暖期室内计算温度,℃;
tw—供暖期室外计算温度,℃;
tpj—供暖期日平均温度,℃;
呼和浩特地区:tn=18℃;tpj =-5.9℃;tw=-19℃;N=171天。[1]
利用公式2-3知:
高区:Qna1=0.0864Qn(
低区:Qna2=0.0864Qn(
tn-tpj18+5.9)N=0.864?6000?()?171=57260.78 GJ tn-tw18+19tn-tpj18+5.9)N=0.864?3000?()?171=28630.39 GJ tn-tw18+19
第三章 集中供热系统型式的确定
集中供热系统是由热源、热网和热用户三部分组成的。集中供热系统向许多不同的热用户供给热能,供应范围广,热用户所需的热媒种类和参数不一,锅炉房或热电厂供给的热煤及其参数,往往不能完全满足所有热用户的要求。因此,必须选择与热用户要求相适应的供热系统形式及其管网与热用户的连接方式。
集巾供热系统,可按下列方式进行分类:
1.根据热煤不同,分为热水供热系统和蒸汽供热系统。
2.根据热源不同,主要可分为热电厂供热系统和区城锅炉房供热系统。此外也有核供热站、地热、工业余热作为热源的供热系统。
3.根据供热管道的不同,可分为单管制、双管制和多管制的供热系统。
3.1 热水供热系统形式选择
热水供热系统主要采用两种型式:闭式系统和开式系统。在闭式系统中,热网的循环水仅作为热媒,供给热用户热量而不从热网中取出使用。在开式系统中,热网的循环水部分地或全部地从热网中取出,直接用于生产或热水供应热用户中。
闭式系统:热用户不从热网中取用热水,热网循环水作为热媒,其转移热能的作用,供给热用户热量。
开式系统:热用户全部或部分取用热循环水,热网循环水直接消耗在生产和热水供应用户上,只有部分热媒返回热源。
闭式系统从理论上讲流量不变,但从实际上热媒在系统中循环流动时,总会有少量循环水向外泄漏,使系统流量减少。在正常的情况下,一般系统的泄漏水量不应超过系统总水量的1%,泄漏的水靠热源处的补水装置补充。
闭式系统容易监测网络系统的严密程度,补水量大就说明网络的漏水量大。 开式系统由于热用户直接耗用外网循环水,即使系统无泄漏补给水量仍很大。系统补水量应为热水用户消耗水量和系统泄漏水量之和。
开式系统补给水由热源处的补水装置补充。由于热水供应用水量波动很大,无法用热源补水量的变化情况判别热水网路的漏水情况。
闭式双管热水供应系统是应用最广泛的一种供热系统型式,因此本设计中采用闭式间接连接双管热水供热系统。
第四章 热水网络的水力计算
热水网路水力计算的主要任务是:
1.按已知的热媒流量和压力损失,确定管道的管径; 2.披已知热媒流量和管道直径,计算管道的压力损失; 3.按已知管道直径和允许压力损失,计算或校核管道中的流量。
根据热水网路水力计算成果,不仅能确定网路各管段的直径,而且还可确定网路循环水泵的流量和扬程。
4.1 一级网的水力计算
4.1.1 水力计算的步骤
(1)确定网路中热媒的流量
G=
Qn0.86Qn
= (4-1)
c(t1-t2)(t1-t2)
式中 G—供暖系统用户的计算流量,t/h; Qn—用户热负荷,KW;
c—水的比热,取c=4.187KJ/(Kg·℃); t1/t2—一级网的设计供回水温度,℃。
(2)确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻,根据《城市热力网设计规范》,一般情况下热网主干线比摩阻R取40-80Pa/m进行计算,对于采用间接连接的热水网络系统根据设计和运行经验,平均比摩阻值比上述规定的值高,有达到100Pa/m的。[14]
(3)根据网路主干线各个管段的流量和R值的范围,利用表4-1确定主干线个管段的公称直径和相应的实际比摩阻。
(4)根据选用的公称直径和管中局部阻力形式,确定管段局部阻力当量长度Ld及折算长度Lzh。
(5)根据管段折算长度Lzh的总和利用下式计算各管段压降△P。
?P=R(L+Ld) (4-2)
式中 ?P—管段压降,Pa;
R—管段的实际比摩阻,Pa; L—管段的实际长度,m;
Ld—局部阻力当量长度。
4.1.2 一级网管路计算实例
一级网各管段流量利用公式4-1知: 高区:G1高=低区:G1低=
0.86Qn0.86?6000
==129t/h t1-t2110-70
0.86Qn0.86?3000
==64.5t/h t1-t2110-70
根据表4-1选择出各管段直径和比摩阻: 高区:D219×6 d1高=200mm R1高=71Pa/m 低区:D219×6 d1低=200mm R1低=18.2Pa/m
4.2 二级网水力计算
4.2.1 计算步骤
二级网的计算方法步骤与一级网基本相同。 (1)确定网路中热媒的计算流量
G=
Qn0.86Qn
= (4-3)
c(tg-th)(tg-th)
式中 G—供暖系统用户的计算流量,t/h; Qn—用户热负荷,KW;
c—水的比热,取c=4.187KJ/Kg·℃; tg/th—二级网的设计供回水温度,50/30℃。
(2)确定主干线,及其沿程比摩阻,推荐比摩阻R取40-80Pa/m。
(3)根据网路主干线各管段的流量和初选的R值,利用表4-1确定主干线公称直径和相应的实际比摩阻。
(4)根据局部阻力损失,确定管段局部阻力折算长度Ld。
(5)根据管段实际长度L和局部阻力当量长度Ld总和利用式(4-2)计算各管段压降△P。
4.2.2 二级网计算实例
1.二级网循环水泵管段流量利用公式4-3确定 高区:G2高=低区:G2低=
0.86Qn高tg-th0.86Qn低tg-th
==
0.86?6000
=258t/h
50-30
0.86?3000
=129t/h
50-30
根据表4-1及R的范围是40-80Pa/m选择出各管段直径和R的实际值。 高区:D273×6 d2高=250mm R2高=89.5Pa/m 低区:D219×6 d2低=200mm R2低=71Pa/m 2.二级网补水泵网路流量确定(第六章详述) 高区: G补高=4%·G2高=4%·258=10.32t/h 低区: G补低=4%·G2低=4%·129=5.16t/h
根据表4-1及R的范围是40-80Pa/m选择出补给书泵管段直径和R的实际值。 高区:D89×3.5 d补高=80mm R补高=56.8Pa/m 低区:D76×3.5 d补低=70mm R补低=44.5Pa/m 3.二级网?P的估算
由于外网本设计不涉及所以可以估算为L=1000m,Ld=150m,因此二级网室外管网总压力损失?P利用公式4-2知:
高区:?P2高= R2高(L+Ld)=89.5×(1000+150)=102925 Pa=10.29 mH2O 低区:?P2低= R2低(L+Ld)=71×(1000+150)=81650 Pa=8.17 mH2O
表4-1
热网水力计算表
第五章 热水供暖系统的运行调节
一个热水供热系统可能包括供暖、通风空调、热水供应和生产工艺用热等多个热用户。这些热用户的热负荷并不是恒定不变的,供暖、通风热负荷会随着室外条件(主要是室外气温)的变化而变化,热水供应和生产工艺热负荷会随使用条件等因素的变化而变化。为了保证供热量能满足用户的使用要求,避免水力失调和热能的浪费,需要对热水供热系统进行供热调节。
热水供热系统的调节方式,按运行调节地点不同分为: ①集中(中央)调节:在热源处进行的调节。 ②局部调节:在热力站或用户入口处进行的调节。
③个体调节:直接在散热设备(散热器、暖风机,换热器)处进行的调节。集中供热调节容易实施,运行管理方便,是最主要的供热调节方法。
对于包括多种热负荷用户的热水供热系统因为供暖热负荷通常是系统最主要的热负荷.进行供热调节时可按照供暖热负荷随室温的变化规律在热源处对整个系统进行集中调节,使供暖用户散热设备的散热量与供暖用户热负荷的变化规律相适应。其它热负荷用户(如热水供应、通风等热负荷用户),因其变化规律不同于供暖热负荷,需要在热力站或用户处进行局部调节以满足其需要。
集中供热调节的方法主要有:
①质调节一改变网路供水温度,不改变流量的调节方法。 ②分阶段改变流量的质调节。
③间歇调节一改变每天供热时间的调节方法。
5.1 运行调节概述
热水供暖系统对建筑物供暖时,不仅要保证在设计室外温度下,维持室内温度符合设计值,而且要在其它冬季室外温度下保证用户的热舒适度。
5.1.1 调节方式的确定
本设计供暖用户系统与热水网路采用间接连接,随室外温度的改变,需同时对热水网路和供暖用户进行供热调节,通常,对供暖用户采用质调节方式进行供热调节,以保持供暖用户系统的水力工况稳定。
第六章 供热站设备选择
6.1.循环水泵的选择
6.1.1 循环水泵应满足的条件
(1)循环水泵的总流量应不小于管网的总设计流量,当热水锅炉出口至循环水泵的吸入口有旁通管时,应不计入流经旁通管的流量。
(2)循环水泵的扬程应不小于流量条件下热源、热力网、最不利环路压力损失之和。
(3)循环水泵应具有工作点附近较平缓流量扬程特性曲线,并联运行的水泵型号相同。
(4)循环水泵承压耐温能力应与热力网的设计参数相适应。
(5)应尽量减少循环水泵的台数,设置三台以下循环水泵时,应有备用泵,当四台或四台以上水泵并联使用时,可不设备用泵。
(6)热力网循环水泵入口侧压力应不低于吸入口可能达到最高水温下饱和蒸汽压力加50KPa。
6.1.2循环水泵的选型
1.循环流量
循环水泵的总流量应不小于管网的计算流量,即
Gx=1.1G (6-1)
式中 Gx—循环水泵的总流量,t/h; G—官网的计算流量,t/h; 1.1—安全裕量。 由式6-1可知:
高区:Gx高=1.1×258=283.8t/h
低区:Gx低=1.1×129=141.9t/h 2.循环水泵扬程
H=(1.1~1.2)(Hr+Hy+Hw) (6-2)
式中 H—循环水泵的扬程,m;
Hr—热源内部阻力损失,它包括热源加热设备(热水锅炉或换热器)和管路系统的等总压力损失,一般取10~15mH2O;
Hy—主干线末端用户系统压力损失,一般取3~8mH2O; Hw—供回水管的压力损失,本设计中Hw=2?P。 由式(6-1)可得:
高区: Hx高=1.2×(12+7+2×10.29)=47.50mH2O 低区: Hx低=1.2×(10+4+2×8.17)=36.41mH2O
根据Gx和Hx两个数据可选择上海连成泵业制造有限公司循环水泵型号为: 高区:SLS250-400A 低区:SLS200-400C
图6-1 SLS型循环水泵结构图
图6-2 SLS型循环水泵安装尺寸图
6.2 补水泵的选择
6.2 1 补水泵应满足的条件:
1.闭式热力网补水装置的流量的应根据供热系统的渗漏量和事故补水量确定,一般取允许渗漏量的4倍。
2.开式热力网补水泵的流量,应根据生活热水最大设计流量和供热系统渗漏之和确定。
3.补水装置压力不小于补水点管道压力加30-50KPa,如果补水装置同时用于维持热力网静压力时其压力应能满足静压要求。
4.闭式热力网补水泵宜设两台,此时可不设备用泵。
5.开式热力网补水泵宜设三台或三台以上,其中一台泵作为备用。
6.2.2补水泵的选型
1.补给水泵的流量
在闭式热水供热管网中,补给水泵的正常补水量取决于系统的渗漏水量。系统的渗漏水量与系统规模,施工安装质量和运行管理水平有关。闭式热水网路的补水率不宜大于系统水容量的1%。但是确定补给水泵的流量时还应考虑系统发生事故时的事故补水量,补给水泵的流量应等于供热系统的正常补水量与事故补水量之和,一放取正常补水量的4倍。
可知取循环水量的4%(按正常补水量1%,事故补水量为正常补水量4倍)
G补=4%G (6-3)
式中 G补—设计循环流量,t/h; G—循环流量,t/h; 根据式(6-3)可知:
高区: G补高=4%·G2高=4%·258=10.32t/h 低区: G补低=4%·G2低=4%·129=5.16t/h 2.扬程
Hb=(1.1-1.2)(Hbs+?Hx+?Hc-h) (6-4)
式中 Hbs —补给水点压力值,mH2O;
ΔHx—补给水泵吸水管中的压力损失,mH2O; ΔHc—补给水泵出水管中的压力损失,mH2O; h—补给水箱最低水位高出系统补水点的高度,m; 1.15—安全裕量。
工程上认为补给水泵吸水管压力损失和出水管压力损失较小,同时补给水箱高出水泵的高度往往作为富裕之或为抵消吸水管损失和压力管损失的影响,所以公式可简化为:
Hb=Hbs+(3~5) (6-5)
根据式(6-5)可得
高区: Hb高=1.15[Hbs高+(3~5)]=1.15×(47.50+3)=58.08 m 低区: Hb低=1.15[Hbs低+(3~5)]=1.15×(36.41+3)=45.32 m
根据G补和Hb可确定选择上海连成泵业制造有限公司补给水泵型号为: 高区:SLS80-250B 低区:SLS370-200
图6-3 SLS型补水泵安装尺寸图
6.3 SLS型泵的优点:
1、泵结构紧凑、体积小、外观美观。其立式结构重心较低且重合与泵脚中心,增强可泵的运行稳定性和寿命。
2、安装方便。进出口径相同且在同一中心线上,可像阀门一样直接安装在管路的任何部位。电机加上防雨罩可用于户外工作。泵设有安装底脚,以便泵的安装稳定。
3、运行平稳、噪音低、组件同心度高。电机采用低噪音轴承,并设有不停机加油装置,泵叶轮具有极好的动静平衡,运行无振动,改善使用环境。
4、无渗漏。轴封采用耐腐蚀硬质合金机械密封,解决了离心泵填料密封渗漏的严重问题,延长了使用寿命,确保了运行场地的干净整洁。
5、维修方便。勿需拆卸管理,只要拆下泵盖螺母,取出电机及传动组件即可进行
检修维护。
6、可根据现场使用条件,泵机壳立式、卧式、多方式安装,依据流量扬程要求,采用并、串联方法,增加所需扬程和流量。
6.4 换热器的选取
6.4.1 换热器类型的选取
本设计选用水-水板式换热器,板式换热器具有很多优点如换热效率高、通用性强、结构紧凑、投资费用低、热回收效率高、降低耗水量等优点。
换热器的容量和台数应根据采暖、通风、生活的热负荷选择,一般不设备用。但当任何一台换热器停止运行时,其余设备应满足60%~75%热负荷需要。本设计选用2组各3台相同规格的换热器。
6.4.2 换热器选型计算
1.热流量Q
热流量即供热热负荷,由于当任何一台换热器停止运行时,其余设备应满足60%~75%热负荷需要,本设计选用2组各3台相同规格的换热器。
所以
11
高区:Q高= Qn高=?6000=2000KW
33
11
低区:Q低=Qn低=?3000=1000KW
33
2.对数平均温差?tm
?tm=
?tmax-?tmin
maxln
?tmin
由于高低区都为地暖所以高低区的?tmax及?tmin相等
即:?tm高=?tm低=
?tmax-?tmin60-40
==49.33℃
60max
lnln
40?tmin
3.换热器的传热系数K
对于水-水板式换热器换热系数K可取3000-3500 W/(m2·?C)[2],本设计中取K=3200 W/(m2·?C)。
4.换热器面积确定F
F=
uQ
(6-12) K?tm
式中 Q—热流量,W; K—换热器的传热系数; F—换热面积,m2;
?tm—水-水换热器对数平均温差,?C;
u—污垢系数1.1—1.2。 知:
高区:F=1.1?
2000?1000
=13.93 m2
3200?49.33
1000?1000
=6.97 m2
3200?49.33
低区:F=1.1?5.板式换热器选型
根据中亚集团产品综合样本知:选择BR0.2型板式换热器性能参数如表6-5
6. 流程组合:
所选板式换热器流程组合为:
2?
76
2?36
图6-4 BR0.2型板式换热器结构尺寸图
6.5 分水器、集水器
6.5.1 分水器、集水器型式
分水器、集水器按总管的介入型式分为甲、乙两种形式(如图6-5)。 甲式—总管从分水器、集水器的侧面接入; 乙式—总管从分水器、集水器的底面接入。
图6-5分水器、集水器示意图
6.5.2 分水器、集水器尺寸确定
(1)筒体直径的确定
按经验公式估算确定D=(1.5-3)dmax 式中 D—分水器或集水器直径;
dmax—分水器或集水器支管中的最大直径。 可知高区:D=425mm 低区:D=325mm (2)筒体长度的确定
图6-6分水器、集水器结构图
筒体长度L 根据筒体接管数确定,计算公式:
L=130+L1+L2+…+Li+120+2h (6-15) 筒体接管中心距L应根据接管直径和保温层厚度确定,一般可按表6-10选用
可知:高区L=1950mm
低区L=1780mm
表6-7 分水器、集水器配管尺寸表
6.6 除污器的选择
除污器的作用是消除和过滤管中的杂质和污垢,以便保证系统水质的清洁减少阻力和防止阻塞调压板孔、换热器的通道或管路,延长热力设备的使用寿命,减轻腐蚀程度等。
本设计采用卧式角通除污器,其选型可按照高低区的管径的尺寸进行选型。 可知除污器的型号: 高区:D0250(mm) 低区:D0200(mm)
图6-7 卧式除污器尺寸图
表6-8 卧式除污器安装尺寸
第七章 管道保温与保温材料
管道保温是节约能源的一个重要条件,是花钱不多、收效显著的一项有效措施。在供热管道及其附件表面敷设保温层,其主要目的在于减少热媒在输送过程中的无效热损失,并维持一定的参数以满足用户的需要。此外,管道保温后使其外表面温度不致过高,从而保护运行检修人员避免烫伤,这也是技术安全所必须的。
设置保温的原则是:
1.凡管道、设备外表面温度≥50℃时;
2.凡生产中要求介质温度保持稳定的管道和设备; 3.凡需防止管道、设备中介质冻结或结晶时;
4.凡管道、设备须经经常维护而又容易引起烫伤的部位;
5.安装在由于表面温度过高会引起瓦斯蒸汽粉尘爆炸引起火灾的场合的管道; 6.敷设在地沟、吊顶、阁楼层以及室外架空的管道; 7.系统的总立管。
7.1 管道的保温
7.1.1 保温的目的
管道的保温主要目的在于减少输送过程中无效冷损失,并使冷媒保持一定的参数,以满足用户的需要,根据外网运行经验,当管道有良好的保温时,其损失约占总数的5~8%。[1]
7.1.2 保温材料选择原则
1.导热系数要低,一般不超过0.23W/(m2 k);
2.具有较高的耐热性,不致由于温度急剧变化而丧失其原有的特性; 3.不腐蚀金属;
4.材料密度小,具有一定孔隙率;
5.具有一定的机械强度; 6.吸水率低,易于施工成型; 7.成本低廉等。
7.1.3 保温材料及其制品
供热管道中常用的保温材料有:膨胀珍珠岩及其制品,玻璃棉及其制品,岩棉制品,微孔硅酸钙,硅酸铝纤维制品,泡沫塑料,泡沫石棉等。
7.1.4保温层厚度
本设计以经济厚度法计算最大管径保温层厚度。计算公式如式(7-1)所示
d1d1
ln+2λ/αdδ==式中 δ—保温层厚度 , m; d—管道外径 ,m; d1—管道保温层外径,m;
m—年小时运行数,全年运行时,m=8000h,供暖及非延续运行时, m=3000h,h/年;
b—热价,定为30元/ 106?1.163(w);
tf ——管道外表面温度, ℃,可近似按热介质温度计算; tk ——保温层周围空气温度,℃; λ ——管道保温层的导热系数。
已知通行地沟内敷设采暖供回水管,管外径d=219mm,供暖运行m=3000h,管道外表面tf=120℃,保温层周围空气温度tk=40℃,热价b=30元/1.163?106(w)投资偿还年限T0=7年,年分摊率P=0.11,外壁换热系数α=22W/(m2.k)。(以下参考当地价格)采用玻璃棉管壳,价格S1=240元/m3,保护层为油毡玻璃布S2=4.8元/m2。 玻璃棉管壳的导热系数:λ=0.043+0.00017tp
tp查得为90℃,所以λ=0.043+0.00017?90=0.0583 W/(m.k) 假设δ=0.04m,则d1=d+2δ=0.273+2?0.04=0.353m
按以上公式计算,
式(7-1
=
=
=式(7-1)右边:
0.3530.353d1d1
ln+2?0.0583/22?0.273ln+2λ/αd
=0.354
不符合要求,继续试算
假设δ=0.05m, 则d1=d+2δ=0.273+2?0.05=0.373m 式(7-1
d1d1
ln+2λ/αd 式(7-1
=0.448 不符合要求,继续试算
假设δ=0.06m, 则d1=d+2δ=0.273+2?0.06=0.393m
式(7-1
=0.538
d1d1
ln+2λ/αd式(7-1
=0.548 所以保温层厚度取δ=0.05m.
总 结
城市集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒,由一个或多个热源通过热网向城市或其中某些区域热用户供应热能的方式。目前已成为现代化城市的重要基础设施之一,是城市公共设施的重要组成部分。实施城市集中供热,能提高能源利用效率,减轻大气污染,拆除小锅炉房,节省开支,合理管理,易于实现科学管理,提高供热质量。集中供热工程是城市建设的一项基础设施工程,是城市现代化的一个重要标志,也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。
通过对换热站的学习、分析和设计,首先了解了课题提出的背景(能源与可持续发展的问题、节能与环保的问题),其次对换热站系统的产生、发展和应用也有了了解。掌握了换热站主要设备的设计选型。
重点掌握了换热站内设备的相关知识,例如:水泵的选择原则、种类、特点,换热器的基本构成、工作原理,除污器的设计与选择原则,分集水器大小确定等。
本次毕业设计是大学四年专业知识的综合和应用,理论知识与实践应用充分结合。
附录 1 设备一览表
附录2供热站设备样本
附录2.1 换热器样本
附录2.2水泵样本
附录2.3 除污器样本
卧式除污器安装尺寸:
附录2.4 分集水箱
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37
范文四:小区集中供热热力站设计
小区集中供热热力站设计
【摘要】小区集中供热始于20世纪末期,将近30年的发展,小区热力站经过不断更新换代,逐渐提高了对能源的利用,通过设计方面的完善,小区人民的生活得到改善,城市化建设随之深化。目前,在集中供热热力站设计过程中存在一些问题,如热网不细致、技术失误等,因此为了进一步保证小区集中供热的稳定运行,充分完整的发挥热力站的功用,我们还要不断改进设计,通过实践,一步步达到供热预期目的。本文首先对热力站的规模及作用做阐述,其次介绍小区集中供热热力站设计需遵循的基本原则,再次介绍热力站所需设备,最后对设计中应注意的问题做综述,以期为相关领域的研究提供有价值的参考,为小区集中供热热力站的完善献力。
【关键词】集中供热;热力站;设计
引言
随着我国城市化建设不断深入,城市居住小区基础配套设施的完善不断提升,尤其在取暖方面,目前大部分城市采用由热力站集中热源再向终端用户输送的方式,小区集中供热起到了合理利用能源、节约能源的作用,且对小区居民生活条件及生活环境的改善有着重要意义。随着人民生活水平的提升,对供热的要求也不断提高,至此热力站的设计面临挑战,对于部分方面的粗糙处理、技术落后、管理不到位等问题都要着手改善,一方面满足人们的基本需求,一方面响应国家节能环保的号召,为热力站更高效的运行探索最佳途径。
一、小区集中供热热力站概述
集中供热热力站是将热源通过热网输送给用户的场所。它能够随着不同的工作情况、不同的环境条件、不同的热网状况调整与客户端的连接方式,通过对热网内热源的合理调节、科学转换、有效分配,满足小区人民对供暖的需求,在此过程中,小区集中供热热力站会对热源的计量做好控制,并且随时监测相关参数及数量。
通常小区集中供热热力站的规模由用户的数量和建筑复杂程度决定,过去我们有过几万甚至几十万平方米的热力站,如今随着技术革新和设计进步,热力站成了热力点,可以服务一栋楼,也可以服务一个建筑群体,也可以形成独立的个体建设在楼内。目前我国大部分城市一个小区设立一座热力站,对于老旧的小区通常沿用原有的供热系统,从杜绝浪费、较少投资的角度,科学规划,逐步改善。
二、小区集中供热热力站设计原则
首先要根据小区总体布局做规划。目前大部分小区热力站都开始实现热力点与居民生活区紧密结合,这就要求我们在做设计之前做好调研工作,实地考察环境,实现小区统一部署,避免不必要的重复建设,节约投资。
范文五:集中供热换热站设计优化
工 程 技 术
2011 NO.03
科技资讯
集中供热换热站设计优化
崔焕鲜
(保定华电电力设计研究院有限公司 河北保定 071051)
摘 要:本文针对集中供热换热站设计中存在的问题,对换热站设计进行了较全面的分析阐述,为类似的换热站设计提供了参考。关键词:供热 换热站 换热器 循环水泵 补水泵 变频中图分类号:TP2文献标识
码
:
A
文章编号
:1672-3791(2011)01(c)-0041-01
城市集中供热事业从20世纪80年代初开始,历经二十几年的发展完善,在合理利用能源、提高能源利用率,减少环境污染、改善人民生产生活、加快城市现代化建设方面得到了越来越广泛的应用。但是目前往往由于热网设计粗糙、技术运用失误等因素的影响,造成大量的资源浪费。
择与配置得当,装机电功率合适,运行工作点处于设备高效率区域,电耗少,反之电耗多,两者可相差20%左右。
2.2.1循环水泵的选择循环水泵的流量G:
3.6Q
G=(1.05~1.1)?×10-3t/h
p
式中:Q为计算热负荷,W;
CP为循环水的平均比热,KJ/Kg.℃;Δt为循环温差,℃。
在热负荷确定及循环水温差恒定的条件下,循环水泵的流量几乎是不变的。循环水泵流量选择不要过大,过大浪费,过小影响供热效果。
循环水泵的扬程H:
H=(1.15~1.2)(H1+H2+H3)KPaH1为换热系统内部的压力损失(包括换热器、除污器及管道的阻力),KPa;
H2为热水管网最不利环路的压力损失,KPa;
H3为最不利环路连接的用户内部系统的压力损失,KPa。
循环水泵的台数,在任何情况下都不应少于两台,其中一台备用。
循环水泵应有比较平缓的G/H特性曲线,并联运行的水泵应有相同的特性曲线,选择水泵流量时,还要考虑并联运行时,水泵实际流量下降的因素。此外还要考虑热网循环水泵入口承压问题,热网系统的定压点,大都放在热网循环水泵入口,近年来,曾多次出现水泵运行事故,比如:泵壳破裂,减震基础板向电机方向移位等。凡是定压点压力值大于0.3MPa的供热系统,不宜选用IS型水泵,可选择R、HPK系列热水泵或双吸式离心泵(如S、SH型)。
2.2.2补水泵的选择
1 换热系统(图1)2 换热站设备的选择
2.1换热器的选择
换热器是换热站的核心设备,其选择的合理性直接影响系统的经济性和可靠性,如何合理地选择换热器,应认真考虑以下几点。
换热器应根据供暖、通风及生活热负荷进行选择,一般换热器的出力为用户最大热负荷的120%~130%,换热器的出口压力,不应小于最高供水温度加20℃的相应饱和压力。
换热站内换热器的容量,可由单台或两台换热器并联供给。若两台换热器时,则每台换热器选型应按总热负荷的60%~70%考虑。设计时还应根据热负荷增长的可能性,考虑是否预留增装相应换热器的位置。根据热负荷的性质、输送距离、当地气候和热媒温度等因素确定是否设置调峰换热器。换热器一般分为立式和卧式两种,应根据换热站空间位置选择合理的型式,以便于安装和维护。2.2水泵的选择
水泵是保障热网系统高效运行的主要设备,其电耗大小不但对电资源有影响,也对运行成本及效果有显著影响。水泵的流量和扬程的选择与配置是十分重要的,选
系统的补水量是热网循环水量的1%~2%,一般大型的热网系统取下限,小型的取上限。补水泵的流量一般取系统补水量的4~5倍。
补水泵的扬程为补水定压点处的压力加3m~5mH2O。补水泵一般选用两台,互为连锁,其中一台为备用。
补水系统的水质问题是很值得关注的,为了防止换热器及管道腐蚀、结垢,严重影响供热效果,降低热网寿命.因此要对补水水质进行严格控制,补水应采用除过氧的软化水、蒸汽采暖系统的凝结水或通过软化处理的工业水。
3 换热站控制
在热网中有必要对热用户区别管理,进行有效的调节控制,根据热用户的特点分区域分时段供热。
尽量采用变频器控制循环水泵的运行,若循环水泵不变频,电机始终工频运行,无法随着室外温度的变化而变化,循环水泵流量恒定,极大浪费电能,采用变频器控制循环水泵的运行可随时调节水泵的转速以适应地势和楼层等的变化带来的压头变化。当系统采用量调节时,采用变频调速可使循环水量随着室外温度等因素的变化而不断变化,避免按设计热负荷进行供热而造成的不必要浪费。变频器的软启动功能及平滑调速特点还可实现对系统的平稳调节,使系统工作状态稳定,延长供热设备和各部件的寿命。
4 结语
换热站设计是一个复杂的过程,因此对这里未能叙述的问题也应该按照相关的设计规范进行设计,这样才能保证整个热网系统运行的合理性、经济性和可靠性。
参考文献
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北
京:中国建筑工业出版社.
[2]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].
北京:清华大学出版社.
图1
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