哈工大供热工程课程设计室外热网计算说明书

哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）哈尔滨工业大学课程设计任务书姓名：林亚娜院（系）：市政环境工程学院专业：建筑环境与设备工程班号：1226102任务起至日期：2014年12月14日2014年12月31日课程设计题目：太原市某小区热水供热管网设计已知技术参数和设计要求：1.设计地点：太原2.总建筑面积：120777㎡3.最高建筑高度：45m4.热源及供回水温度：80/60℃5.气象资料：供暖室外计算温度：-10.1℃供暖天数：1641天供暖期室外平均温度：-1.7℃哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）工作量：1.计算设计热负荷，绘制热负荷随室外温度的变化曲线和热负荷延续时间图；2.确定供暖热负荷的调节方法并绘制调节曲线；3.确定热源位置及管线走向，配置必须的管道附件。画出管道平面布置图及计算简图并进行水力计算；4.绘制网路主干线的纵剖面图及水压图。确定循环水泵及补给水泵的流量及扬程；5.绘制循环水泵特性曲线和热网水力特性曲线；6.完成说明书工作计划安排：12月14日——17日统计面积，计算热负荷，绘制热负荷延续时间图；12月17日——19日进行管线布置，进行水力计算；12月19日——22日绘制平面图；12月22日——24日绘制纵断面图和水压图；12月24日——25日书写说明书，整理出图。哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）同组设计者及分工：无。指导教师签字___________________年月日教研室主任意见：教研室主任签字___________________年月日哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）目录一、设计题目.................................................................................5二、原始资料.................................................................................5三、热负荷计算.............................................................................51.有关的气象资料...............................................................52.设计热负荷概算...............................................................53.热负荷延续时间图...........................................................6四、供热方案.................................................................................7五、运行调节.................................................................................7六、管网布置与敷设.....................................................................8七、水力计算及水压图..............................................................101.水力计算........................................................................102.水压图............................................................................12八、水泵选型..............................................................................131.循环水泵........................................................................132.补给水泵........................................................................13九、参考书目及资料..................................................................14十、附表及附图..........................................................................14哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）-5-热水供热管网课程设计说明书一、设计题目太原市某小区热水供热管网设计二、原始资料1.设计地点：太原2.总建筑面积：120777㎡3.最高建筑高度：4.热源及供回水温度：80/60℃5.供热区域平面图：三、热负荷计算1.有关的气象资料(1)供暖室外设计温度：-10.1℃(2)供暖天数（起始日期）：141天(3)供暖期室外平均温度：-1.7℃2.设计热负荷概算(1)热指标的选取查阅《民用建筑供暖与空气调节设计规范》可得不同建筑物的供暖面积热指标（W/㎡），并根据实际情况选取相应值：住宅58~64居民区综合60~67学校、办公场所60~80医院、托幼65~80(2)设计热负荷以永3建行为例，其建筑面积为2649㎡，选取qf值为70W/㎡，可得建筑物的供暖设计热负荷：Qn’=70×2649×3-10=185.43kW哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）-6-其他建筑物的计算过程同上，计算结果见附表一。3.热负荷延续时间图3.1确定供暖热负荷随室外温度变化曲线室外供暖计算温度下的供暖设计热负荷Q’=qvV(tn-tw’)(kw)任意室外温度下供暖热负荷Q=qvV(tn-tw)(kw)热负荷随室外气温的变化关系：Q=(tn-tw)(tn-tw')Q’式中tw’—供暖室外计算温度octw—任意室外计算温度octn—室内计算温度ocqv—建筑物供暖体积热指标w/m3.ocV—建筑物的外围体积m3由热负荷计算可知Q’=26.31GJ/h，可以确定供暖负荷随室外温度变化的曲线。3.2热负荷延续时间图的绘制在绘制热负荷延续时间图之前，首先要确定不同室外气温下的延续时间。延续时间可根据统计公式计算得到：b``)]5/()[()120(120h)/()5(`wpptttb)120/(zhzhnn式中zhn—某地区采暖期计算供暖小时数，h；pt—某地区采暖期室外平均气温，℃。将太原市的气象参数代入公式得：b=0.81,=1.037。由此可以确定在不同室外温度下的延续小时数。计算结果见附表二。哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）-7-在已知热负荷随室外温度变化曲线和室外气温变化规律的前提下可以进行热负荷延续时间图的绘制。在供暖热负荷延续时间图中，横坐标的左方为室外温度，纵坐标为供暖负荷，横坐标的右方表示小时数。供暖热负荷延续时间图的绘制方法如下：图左方首先绘出供暖热负荷随室外温度变化曲线图。然后，通过-10.1℃时的热负荷26.31GJ/h引一水平线，与相应出现的总小时数120h的横坐标上引的垂直线相交于a`点。同理，通过-8℃时的热负荷24.34GJ/h引一水平线，与相应出现的总小时数406.02h的横坐标上引的垂直线相交于a1点。依此类推，在图一右侧连接a`a1a2a3···ak等点形成的曲线，得出供暖热负荷延续时间图见附图一。四、供热方案当集中供热系统的热用户仅为供暖用户时室外供热管道多采用双管式枝状管网。热源部分要考虑循环水泵、补给水泵的连接以及台数确定，定压方式的选择及各种安全措施等。定压方式可采用高水位箱定压。补给水泵定压，惰性气体定压及蒸汽定压等。本设计中采用补给水泵连续水泵定压方案。高层建筑分区供暖。本设计采用枝状管网，这是一种目前我国城市管网中较普遍采用的形式，具有布置简单管线最短，管理方便等优点。枝状管网主干线随用户的减少而减少，分枝管线和管径取决于各分枝用户的热负荷，每个分枝可以供一个或数个用户，同样也是随用户的减少，管径相应减少。因此枝状管网的金属耗量小，投资费用也相应降低。缺点是没有供热的后备性能，即一旦网路发生事故，在损坏地点以后的所有用户均将中断供热。但由于建筑物具有一定的蓄热能力，通常可以采用迅速消除热网故障的办法，以使建筑物室温不致大幅度地降低。环状管网与枝状管网相比，其主要优点是具有供热后备性能，但是它往往较枝状热网投资大的多，运行管理更为复杂，热网要有较高的动控措施。综合考虑两者优缺点和小区的现实状况，选择采用枝状管网。五、运行调节5.1调节方式按水温或流量的不同，采暖中常用的调节方式一般分以下几种方式：质调节、量调节、分阶段改变流量质调节，间歇调节。质调节有较好的水力工况，水力稳定性较好，分阶段改变流量的质调节在节能方面优势较大。本设计中综合考虑各种因素后，选择的调节方式为质哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）-8-调节。5.2调节公式质调节的基本公式为：//11///)22(hghgbnhgnhgwnwnttttGttttttttttQ（5-1）式中Q—相对热负荷比；G—相对流量比；nt—设计室内温度，℃；gt、ht—管路中供、回水温度，℃；/gt、/ht—管路中设计供、回水温度，℃；wt—室外温度，℃；/wt—室外设计温度，℃；b—散热器的实验系数本设计中采用的是质调节。根据式可得出质调节时的供回水温度：CQtQtttojbsng'1115.0'（5-2）CQtQtttojbsng'1115.0'℃（5-3）式中各符号同前。b取0.3。5.3计算结果及调节曲线本设计中的设计参数为τ1’=80℃τ2’=60℃tw’=-10.1℃。把以上设计参数代入公式（5-2），（5-3），可以求得在不同室外温度情况下的用户和网路的供回水温度，计算结果列于附表五中。根据以上的计算结果，绘制出供暖的调节曲线图，见附图三。六、管网布置与敷设1.热源位置哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）-9-热源是热水管网的七点。热源的位置不由供热专业人员确定，如为锅炉房时其位置的确定可参阅有关锅炉房设计规范和手册。本设计中热源在小区的中下部，即在主导风向的下风向。2.管网走向实际定线时要掌握地质、水文资料，了解地下水位的高低，地上地下构筑物的情况，除了技术经济合理外还要考虑维修管理方便。参照《城市热力网设计规范》，其原则主要是：（1）经济上应该合理，管线尽量铺在人行道下，少穿越马路。同时，考虑到节省钢材及安全问题，在布置管线时，管线尽量减少迂回的情况，而且要远离建筑物一定的距离。在设计中，尽量减少检查井的数量。经济上合理，主干线力求短直，使金属消耗量少，施工简便。主干线尽量走热负荷集中区。（2）技术上应该可靠，线路应尽可能走地势平坦，土质好，水位低的地区。尽量避开土质松软地区，地震断裂带，滑坡危险地带以及高地下水位区等不利地段。（3）对周围环境影响少而协调，少穿越主要交通线，一般沿人行道或绿化区敷设，平行或垂直于道路和建筑物，与各种管道构筑物，建筑我应协调安排，避免冲突：相互之间的距离，应能保证运行安全，施工及维修方便。（4）布置管道时应尽量利用管道的自然弯角作为自然补偿。当采用波纹管补偿器时，应尽量设置在固定支架两侧。（5）管线装有阀门时应设检查井。（6）热水管道应在最低点放水，最高点放气。供热管道与建筑物、构筑物或其它管线的最小水平净距和最小垂直净距，可见《城市热力网设计规范》规定。管线具体布置见管线布置平面图。3.管道敷设本设计中均采用直埋敷设。无沟地下直埋敷设方式的适合的场