热力管网及换热站课程设计

本科课程设计说明书

题 目：秦皇岛市花园小区热力管网

及换热站工程设计

院 （部）： 热能工程学院 专 业： 热能与动力工程 班 级： 热动091 姓 名： 学 号： 指导教师：

完成日期： 2012年12月14日

山东建筑大学课程设计说明书

摘要

本设计名为秦皇岛市花园小区外网设计。

随着国家计量供热的逐步推行，供热行业面临着新的机遇和挑战。计量供热是供热行业从粗放型管理方式向精细型管理方式的一次深刻转变。计量供热的主目标是节能环保。计量供热的成功实行必须依托高精确的热网调控。而热网的高精确调控基础是热网的设计和建设。这对我们供热系统的设计人员和施工人员提出了新的更高的要求。能否设计出满足热网精确调控需求的供热系统是当前我们设计人员面临的一道重要难题。

供热工程是现代化城市重要的基础设施，也是城市公共事业的一项重要设计。各地区都努力从现有条件出发，积极调整能源结构，研究多元化的供热方式，实现供热事业的可持续发展，实现计量供热的节能目标。计量供热不仅能给城市提供稳定的可靠地高品位热源，改善人民生活环境。而且能节约能源，减少城市污染。有利于城市美化，有效地利用城市空间。城市供热管网的设计，首先要在总体规划的指导下，既要为今后的发展留有余地，又要实事求是的对热负荷进行调查和计算。在了解热负荷的性质、类别、用途等多方面现场的资料后，进行供热外网的设计。

本次设计以节能建筑的热指标为基础，以热网的精确调节为最终目标，尽量降低热网的各项指标，尽量应用精确调节的阀门和设备，为计量供热打好基础。 本设计以经济、环保、节能为原则，通过借鉴以前的设计方法和经验，采用了合理的技术措施，使设计的各个系统达到了很好的使用效果。

关键词：集中供热；换热站；节能；

- 1 -

山东建筑大学课程设计说明书

目 录

摘 要···································································1 第一部分

第一章 绪 论··························································4

第二部分

第二章 热负荷计算·····················································6

2.1 原始资料······························································6 2.2 负荷计算······························································6

第三章 供热系统方案的选择···········································10

3.1 系统热源型式及热媒的选择·············································10 3.2 供热管道的平面布置类型···············································10 3.3 供热管道的定线原则···················································10 3.4 管道的保温与防腐·····················································11

第四章 供热管网的水力计算及水压图·································12

4.1 供热管网的水力计算···················································12 4.2 水压图的绘制························································19

第五章 设备的选择····················································22

5.1 换热器的选择·························································22 5.2 循环水泵的选择······················································23 5.3 补水泵的选择·························································25 5.4 补水箱的选择·························································26 5.5 除污器的选择·························································26 5.6 热力入口·····························································27

- 2 -

山东建筑大学课程设计说明书

设计小结·······························································28 参考文献·······························································30

- 3 -

山东建筑大学课程设计说明书

第一部分 第一章 绪 论

一、我国城市供热的技术走向

1，我国城市集中供热的技术方向，主要采用热电联产的型式，这是我国当前的具体情况决定的。当然，集中供热的首要前提是节约能源，但是当前我国电力紧张的局面也是不能忽视的。在供热的同时，生产一定量的电力，也能缓解部分用电的需要。

2，落实热负荷，是集中供热一切要素之首。没有准确的热负荷，热电站的建设将似海滩上的建筑，不仅不能节约燃料，更无经济效益可谈。

3，目前，我国建设资金短缺，无论是建设热源还是管网，耗资都相当大。因此，改造老凝汽式电站为热电厂，既可大大降低投资，也可缩短工期，且运行效益可立竿见影。这是集中供热应优先考虑的热源。

4，尽可能在老厂扩建供热机组，降低生产与非生产设施投资，并且技术上有比较强的后盾，安全生产有比较可靠的保证。

5，热源内机组参数的选择，应优先选用较高参数的机组。12MW及6MW容量机组，宜选用次高压；3MW及以下机组宜选用中压机组。总之应尽可能少用和不用次中压或低压机组。

6，热源内机组型式的选择，宜以背压机组带基本负荷，在多台机组中可选用一台抽汽冷凝机组，以增加负荷调节的灵活性。

7，在大、中城市采暖负荷较大时，宜选用大容量的两用机组，采暖季节降低部分电负荷供热，非采暖季节仍恢复正常运行，节能效益是非常理想的。

8，近年发展起来的循环流化床锅炉，具有许多优点：煤种适应范围广；适应负荷变化范围50%～100%；热效率较高；易于脱硫且投资少，适宜作建筑材料。

9，集中供热方案的优化方面，现已有北京水利电力经济研究所、清华大学等单位研制了优化软件，它包括热源布点优化、热源机组组合选型优化、热力管网管径、路径优化、并可计算热力规划或可行性研究报告有关技术经济指标等。今后应广泛应用，以节约能源，降低投资，提高效益。

- 4 -

山东建筑大学课程设计说明书

第三章 供热系统方案的选择

3.1 系统热源型式及热媒的选择

根据对住宅小区的调查，该小区有如下特点：

(1)小区处于建设阶段，且规划负荷只采暖热负荷无生活热水热负荷；

(2) 该区域内建筑物以住宅为主，间有老年人服务中心、幼儿园及办公楼、商业中心，且该区热负荷较集中。

(3)小区建筑总面积为9.99万m2，设计总热负荷为4765.5KW。

基于上述特点，本规划以汽-水换热站作为供热热源，以热水作为小区供热管网的热媒，换热站设在变电室下方空隙位置。 3.2 供热管道的平面布置类型

供热管道平面布置图示与热媒的种类、热源和热用户相互位置及热负荷的变化热点有关，主要有枝状和环状两类。

枝状网比较简单，造价较低，运行管理比较方便，它的管径随着到热源的距离增加而减小，其缺点在于如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。

环状网路的主要优点是具有供热的后备性能，可靠性好，运行也安全，但它往往比枝状网路的投资要大很多。

本设计中，力争做到设计合理，安装质量符合标准和操作维护良好的条件下，热网能够无故障的运行，尤其对于只有供暖用户的热网，在非采暖期停止运行期内，可以维护并排除各种隐患，以满足在采暖期内正常运行的要求，加之考虑到目前我国的国情，故设计中的热力网型式采用枝状网。 3.3 供热管道的定线原则

（1）敷设方式: 管线采用无沟（直埋）敷设方式。目前最多采用的型式是供热管道、保温层和保护外壳。三者紧密粘接在一起，形成整体式的预制保温管结构型式。 （2）经济上合理，主干线力求短直，使金属耗量小，施工方便，主干线尽量走热负荷集中区，管线上所需的阀门及附件涉及到检查井的数量和位置，而检查井的数量应力求减少。

（3）技术上可靠，线路尽可能走地势平坦，土质好，水位低的地区，尽量利用管

- 10 -

山东建筑大学课程设计说明书

段的自然补偿。

（4）对周围环境影响少而协调，少穿主要街道，城市道路上的供热管道一般平行于道路中心线，并尽量敷设在车道以外的地方。

（5）穿过街区的城市热力管网应敷设在易于检修和维护的地方。 （6）通过非建筑区的热力管道应沿公路敷设。

（7）热水管道在最低点设放水阀，在最高点设放气阀，管线布置见管线平面图。 3.4 管道的保温与防腐

（1）直埋敷设管道保温采用预制保温。首先在管道上涂耐热防锈漆两遍，外用玻璃棉毡捆扎再用镀锌丝缠绕，用密纹玻璃布包扎做为保护层，表面涂冷底子油2遍。 （2）保温。 地下直埋管道保温通常采用预制保温管，采用采用氰聚塑预制保温管。为增加保温层的耐久性和分辨各种介质的管道在保护层外涂刷颜色漆。 （3）管道的防腐涂料选用铁红防锈漆。

（4）水压实验，实验压力为工作压力的1.5倍。管道系统安装后，进行实验，十分钟内压力下降不大于0.05MPa ，不漏为合格。

（5）热力管道严密性实验合格后，须清除管内留下的污垢或杂物，热水及凝结水管道以系统内可能达到的最大压力和流量进行清水冲洗，直至排出口水洁净为合格。

- 11 -

山东建筑大学课程设计说明书

第四章 供暖管网的水力计算及水压图

4.1 供暖管网的水力计算 4.1.1 计算方法

本设计中的水力计算采用当量长度法。 4.1.2 水力计算的步骤

（1）确定网路中热媒的计算流量 G?Q0.86Q （4-1） ?c(?'1??'2)?'1??'2式中 G—供暖系统用户的计算流量，T/h； Q—用户热负荷，KW；

c—水的比热，取c=4.187KJ/Kg·℃； ?'1/?'2—供热网路的设计供回水温度，℃。

表4-1 建筑热负荷与流量计算表 建筑编号 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 建筑总面积㎡ 3100 3100 3100 3100 3100 3100 3100 3200 3200 3200 3200 热负荷Q（KW） 139.5 139.5 139.5 139.5 139.5 139.5 139.5 144 144 144 144 流量t/h 4.80 4.80 4.80 4.80 4.80 4.80 4.80 4.954 4.954 4.954 4.954 - 12 -

山东建筑大学课程设计说明书

A12 A13 A14 A15 A16 A17 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 老年公寓中心 幼儿园学校 商业中心 3200 3200 3200 3200 3200 3200 4900 4900 4900 4500 3000 3200 3200 3200 2400 3000 6000 3000 144 144 144 144 144 144 220.5 220.5 220.5 202.5 135 144 144 144 108 210 390 210 4.954 4.954 4.954 4.954 4.954 4.954 7.585 7.585 7.585 6.966 4.644 4.954 4.954 4.954 3.715 7.224 13.416 7.224 （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》，比摩阻R取60Pa/m。

（3）根据网路主干线各管段的流量和初选的R值，确定主干线各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。

- 13 -

山东建筑大学课程设计说明书

?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。

（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。

（6）确定主干线的管径后，就可以利用同样方法确定支管管径，为了满足网路中各用户的作用压差平衡，必须使各并联管路的压降大致相等，故并联支线的推荐比摩阻Rtj需用式（4-3）进行计算

Rtj=△P/Lzh (4-3) 式中 Rtj—推荐比摩阻，Pa/m；

△P—资用压降，即与直线并联的主干线的压降，Pa； Lzh—考虑局部阻力的管段折算长度，Lzh=L×1.3,m;

根据式（4-3）可得到支线的推荐比摩阻，结合管段的流量可利用参2中的表4-2确定支线的公称直径、实际比摩阻及实际压降。对于实际压降过小的管段为维持网路 平衡，可安装调节孔板或小管径阀门来消除剩余压头，节流孔板的消压可查表选取或者按式（4-4）进行计算

2G （4-4） dt?3.564?P式中 G—热媒流量，Kg/h；

?P—调压板消耗压降，Pa。

4.1.3 热水网路各管段的水力计算

A7 A6

K J

- 14 -

A5 A4 A3 A2

山东建筑大学课程设计说明书

A14 商业中心 老年人服务中心 幼儿园及办公楼 A B9 B8 B7 B6 B5 B 1 2 3 4 5 C I H G F E A1 A13 A12 A11 A10 A9 D B1 B2 B3 B4 6 7 8 9 A8 A15 A16 A17 图4-1 管道水力计算示意图 根据水利计算图：图4-1，进行管段的编号，从热源到最远热用户A7(A14)住宅楼的管段是主干线。

首先，先取主干线的平均比摩阻在40～80Pa/m范围之内，确定主干线各管段的管径。

管段AB:计算流量G=（72.942+6.708+14.448+7.224+114.531）t/h=215.856t/h 根据管段AB的计算流量和Rm值得范围，由《城市供热工程》附表4-1可确定管段AB的管径和相应的比摩阻Rm值，即

d=250mm，R=76.86Pa/m

管段AB中局部阻力的当量长度ld可由《城市供热工程》附表4-2查出，得 闸阀 1×3.73=3.73m

分流三通直通管 2×11.1=22.2m

局部阻力当量之和 ld=3.73+22.2=25.93m 管段AB的折算长度 lzh=50.717+25.93=76.647m

管段AB的压力损失 △p=Rlzh=76.86×76.647=5891.09Pa

用同样的方法可计算其他各管段，确定其管径和压力损失，将局部阻力当量计算列入表4-2中，将各管段的水力计算列入表4-3中；各用户的水力情况分别列入表4-4和4-5中。

表4-2 局部阻力当量长度计算表 管段编 号 管径 闸阀 分流三通 直通管 分支管 异径接头 锻压弯头 局部阻力当量长度∑- 15 -

山东建筑大学课程设计说明书

ld(m) 主干线 AB BC CD DE EF FG GH HI IJ JK 250 250 200 200 200 200 150 150 125 100 1×3.73 1×3.73 1×3.36 1×3.36 1×3.36 1×3.36 1×2.24 1×2.24 1×2.2 1×1.65 2×11.1 1×11.1 1×8.4 1×8.4 1×8.4 1×5.6 1×5.6 1×4.4 1×3.3 1×12.6 支线 B1 12 23 34 45 E6 67 78 89 200 200 150 125 100 125 100 80 65 1×3.36 1×3.36 1×2.24 1×2.2 1×1.65 1×2.2 1×1.65 1×1.28 1×1 1×8.4 2×8.4 2×5.6 2×4.4 2×3.3 2×4.4 1×3.3 1×2.55 1×0.56 1×0.44 1×0.33 1×0.33 1×0.26 1×0.2 1×1 11.76 20.16 14 11.44 8.58 11 5.28 4.09 2.2 25.93 14.83 6.04 15.96 11.76 11.76 8.4 7.84 7.04 6.6 1×0.84 1×0.56 1×0.44 1×0.33 1×1.65

表4-3 水力计算统计表 管段计算流管段长局部阻力折算长公称直流速v比摩阻R（Pa/m） 管段的压力损失△p（Pa） 主干线 AB 215.856 50.717 25.93 76.647 250 1.22 76.86 5891.09 编号 量G(t/h) 度（m） 当量之和ld（m） 度lzh（m） 径d（mm） （m/s） - 16 -

山东建筑大学课程设计说明书

BC CD DE EF FG GH HI IJ JK 136.206 44.783 121.758 57.50 114.534 78.522 86.622 67.185 53.748 40.311 26.874 13.437 25.8 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 14.83 6.04 15.96 11.76 11.76 8.4 7.84 7.04 6.6 59.613 63.54 94.482 37.56 47.26 43.9 43.34 42.54 42.1 250 200 200 200 200 150 150 125 100 支线 B1 12 23 34 45 E6 67 78 89 72.942 67.824 50.548 33.272 15.996 33.912 20.475 13.65 6.825 12.5 30.0 35.5 42.858 32.505 28.7 35.5 35.5 35.5 11.76 20.16 14 11.44 8.58 11 5.28 4.09 2.2 24.26 50.16 49.5 54.298 41.085 39.7 40.78 39.59 37.7 200 200 150 125 100 125 100 80 65 0.66 0.61 0.83 0.79 0.59 0.81 0.75 0.77 0.60 25.82 22.92 60.12 68.67 51.77 71.34 84.83 115.83 85.13 626.39 1149.67 2975.94 3728.64 2126.97 2832.20 3459.37 4585.71 3209.40 0.77 1.09 1.02 0.78 0.60 0.89 0.91 0.64 0.51 26.79 71.15 63.04 31.33 21.85 68.12 38.39 44.91 36.69 1597.03 4520.87 5956.14 1176.75 1032.63 2990.47 1663.82 1910.47 1544.65

表4-4 各用户局部阻力当量计算表 管段编号 管径 闸阀 直流三通 锻压弯头 局部阻力当量之和∑ld(m) 2-B1 3-B2 4-B3 5-B4 5-B5 4-B6 80 80 80 80 65 65 1.28 1.28 1.28 1.28 1 1 2.55 2.55 2.55 2.55 2 2 1.28 1.28 1.28 1.28 1 1 5.11 5.11 5.11 5.11 4 4 - 17 -

山东建筑大学课程设计说明书

3-B7 2-B8 1-B9 6-A1 F-A2 G-A3 H-A4 I-A5 J-A6 K-A7 6-A8 F-A9 G-A10 H-A11 I-A12 J-A13 K-14 7-A15 8-A16 9-A17 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.65 1.28 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3.3 2.55 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.65 1.28 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 6.6 5.11 老年人服务中心 65 幼儿园及办公室 100 商业中心 80 表4-5 各用户水力计算表 管段编号 管径 计算流量（t/h） 局部阻力当量之和∑ld(m) 管段长度(m) 折算长度lzh（m） 流速比摩阻R管段压力损失（m/s） （Pa/m） ?P(Pa) 40.698 45.808 40.698 45.808 0.59 0.59 67.41 67.41 3087.92 3087.92 2-B1 3-B2 80 80 6.612 6.612 5.11 5.11 - 18 -

山东建筑大学课程设计说明书

4-B3 5-B4 5-B5 80 80 65 6.612 6.612 6.612 5.11 5.11 4 40.698 45.808 42.783 47.893 28.217 32.217 0.59 0.54 0.56 67.41 57.30 74.71 3087.92 2746.39 2406.93 4-B6 3-B7 2-B8 1-B9 6-A1 F-A2 G-A3 H-A4 I-A5 J-A6 K-A7 6-A8 F-A9 G-A10 H-A11 I-A12 J-A13 K-14 7-A15 8-A16 9-A17 老年人服务中心 幼儿园及办公室 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 6.612 6.612 6.825 6.825 6.825 6.825 6.825 6.825 6.825 6.825 6.825 6.825 10.451 10.451 10.451 9.598 6.398 6.825 6.825 6.825 5.119 6.708 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 26.507 30.507 26.507 30.507 26.507 30.507 33.217 37.217 27.422 31.422 27.422 31.422 27.422 31.422 27.422 31.422 27.422 31.422 27.422 31.422 27.422 31.422 30.036 34.036 29.778 33.778 29.778 33.778 29.778 33.778 29.778 33.778 29.778 33.778 29.778 33.778 30.036 34.036 30.036 34.036 30.036 34.036 21.500 25.500 0.60 0.60 0.60 0.45 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.59 85.13 85.13 85.13 47.84 69.81 69.81 69.81 69.81 69.81 69.81 69.81 85.13 85.13 85.13 85.13 85.13 85.13 85.13 85.13 85.13 85.13 82.2 2597.06 2597.06 2597.06 1780.46 2193.57 2193.57 2193.57 2193.57 2193.57 2193.57 2193.57 2897.48 2535.00 2535.00 2535.00 2535.00 2535.00 2535.00 2897.48 2897.48 2897.48 2096.10 100 14.448 6.6 12.170 18.770 0.53 42.32 794.35 - 19 -

山东建筑大学课程设计说明书

商业中心 80 7.224 5.11 15.320 20.430 0.41 32.56 498.82

4.2 水压图的绘制

4.2.1绘制网路水压图的必要性

热网中连结着许多的热用户，它们对供水温度及压力可能各有不同，而且它们所处的地势高低不一，在设计阶段必须对整个网路的压力状况有个整体考虑，而水力计算通常只能确定热水管道中各管段的压降，并不能确定热水供暖系统中管道上各点的压力，因此，只有通过绘制热水网路的水压图，用以全面地反映热望和各热用户的压力状况，并确定保证使它实现的技术措施。

在运行中，通过网路的实际水压图，可以全面地了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况。从而揭露关键性的问题并采取必要的技术措施，保证安全运行，另外，各个用户的连接方式以及整个供热系统的自控调节装置，都需要根据网路的压力分布或其波动情况来选定，既需要以水压图作为这些工作的决策依据。 4.2.2 网路水压图的原理及其作用 4.2.2.1 水压图绘制原理

水压图是根据伯努利方程原理绘制的，即

PV12P2V221 ?Z1???Z2???H1?2 （4-5）

?g2g?g2g4.2.2.2 水压图绘制的作用

（1）利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力值。 （2）利用水压曲线，可以表示各管段阻力损失值。

（3）根据水压区县的坡度，可确定管段单位长度的平均压降值。

（4）只要已知或固定管道上任何一点的压力，则其它各点的压力值就已知。 4.2.3 绘制水压图的原则和要求

（1）在与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过该用户系统用热设备及其管道的承压能力。

（2）在高温水网路和用户系统内，水温超过100℃的点热媒压力不应低于该水温下的汽化压力。

（3）与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵，运转或停止工作时，其用户系统回水管出口处的压力，必须高于拥护系统的充水高度，以防止系统倒吸入

- 20 -

山东建筑大学课程设计说明书

空气，破坏正常运行和腐蚀管道。

（4）网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出5mH2O，以免吸入空气。

（5）在热水网路的热力站或用户引入处，供回水管的自用压降，应满足热力站或用户所需的作用压头。

4.2.4 水压图绘制的步骤和方法

（1）以网路循环水泵的中心线的高度为基准面，在纵坐标上按一定的比例做出标高的刻度（o-y），沿基准面在横坐标上按一定的比例做出距离的刻度(o-x)。按照网路上的各点和各用户从热源出口沿管路计算的距离，在(o-x)轴上相应的点上标出网路相对基准面的标高和房屋高度。各点网路高度的连接线就是带有阴影的线，表示沿管线的纵剖面。

（2）选定静水压线的位置：静水压曲线是网路循环水泵停止工作时网路上各点的测压管水头的连接线。它是一条水平的直线，该最不利环路中全部采用直接连接，系统高温水可能达到的标高为15 +（53-45）=23m，再加上3-5 m水柱的富裕值，由此可以定出静水压线的高度在28m的高度上。采用补给水泵定压方式，定压点位置设在网路循环水泵吸入端。

（3）选定回水管动水压线的位置：在网路循环水泵运转时，网路回水管各点的测压管水头的连接线称为回水管动水压线，根据热网水力计算结果，按各管段的实际压力损失确定回水管动水压线采用补给水泵定压只要补给水泵施加在定压点的压力维持在28m水柱的压力就能保证系统循环水泵在停止运行时对压力的要求了，回水主干线的总压降通过水力计算已知为28283.92/9971.67=2.84m水柱，则B点的高度为28+2.84=30.84m这就可初步确定回水主干线的动水压线的末端位置。

（4）选定供水管动水压线的位置：在网路循环水泵运转时，网路供水管内各点测压管水头连接线称为供水管动水压线。如末端用户预留的资用压差为5 m水柱则C点的位置为30.84+5=35.84m设供水主干线的总压力损失与回水管相等则在热源出口处供水管动水压线的位置即D点的标高为35.84+2.84=38.68m，E点的标高为D点的标高加上热源内部的压力损失选定为5m水柱则E点的水头应为38.68+5=43.68m。同理可计算得F、G、H、I、J、K点的标高，这样绘制的动水压线ABCDEFGHIJK以及静水压线j-j组成了该网路的水压图。各分支线的动水压线可根据分支线在分支点处的供回水管的测压管水头高度和各分支线的水力计算成果按上述同样的方法和要求绘制。（简图如

- 21 -

山东建筑大学课程设计说明书

下）

根据水力计算表，可确定水压图的各段的斜率，在最末端的热力站应保证13mH2O的资用压头。

y 90.72 30.84 15 O 水压图 28 X

- 22 -

山东建筑大学课程设计说明书

第五章 设备的选择

5.1换热器的选择

5.1.1换热器选型及台数确定

本设计选用螺旋板式汽水换热器，板式换热器具有很多优点如具传热性能好、密封性好、流速高（自动清洗）、保温性能好、传热面积大、温差应力小、价格低廉等优点。

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3台相同规格的换热器，每台换热量2100kw,满足总负荷的（2300×2）/6274.8=73.3%，符合要求。根据《简明供热设计手册》选择换热器型号IQS25-6。 5.1.2 换热器选型计算 （1）换热器选型计算公式

Q=K·F·△tm （5-1） 式中 Q—热流量，W；

K—换热器的传热系数，W/（m2·0C）； F—换热面积，m2；

?tm—设计工况下的水-水换热器对数平均温差，?C，?tm=74.68?C。

00

对于汽-水换热器换热系数可取2000～4000 W/（m2·C），本设计取2000 W/（m2·C）

热力站的热负荷为6274.8KW，即换热器热流量为Q=6274800W, 根据式（5-1）可得换热器的换热面积应为42.01m。

换热器的热冷流体流量可根据式（5-2）计算

G=Q/(△tm·C) （5-2）

式中 G—流体流量，Kg/s； Q—热流量，W；

?t—流体通过换热器前后的温差，?C；

2

- 23 -

山东建筑大学课程设计说明书

C—水的比热，J/（Kg·0C）。

0

由之前的热负荷计算可知热流量Q=6274800W，△t=250C，C=4.187×103 J/（Kg·C）,

由此可知G=59.76Kg/s = 215.856t/h。 5.2 循环水泵的选择

5.2.1 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。

5.2.2循环水泵的选择原则

对供热系统来讲，当采用分阶段改变流量的质调节时，循环水泵的选择，应考虑以下原则：

对于中小型系统，可采用两阶段式变流量，两台循环水泵的流量分别为计算值的100％和75％，扬程为计算值的100％和56％，其水泵耗电分别为100％，42％。

对于大型系统，可采用三阶段式变流量，两台循环水泵的流量分别为计算值的100％、80％和60％，扬程分别为计算值的100％、64％和36％。其水泵耗电量分别为100％、51％、22％。也可利用变频循环技术，用单一泵组解决这个问题。

并联运行的水泵应有相同的特性曲线，选择消耗流量时，应考虑并联运行时，水泵实际流量下降的因素。为了防止突然停电时产生水击损坏循环水泵，可在循环水泵前后进、出水总管之间，设一带止回阀的旁通管。旁通管的管径与总管相同。

- 24 -

山东建筑大学课程设计说明书

5.2.3 循环水泵的选择

（1）设计循环流量

根据式（4-1）及计算热负荷Q=6274800W，可求出一级网的循环流量为G=215.856t/h （2）循环水泵扬程

H?Hr?Hy?Hw （5-3） 式中 H—循环水泵的扬程，m；

Hr—热源内部阻力损失，一般取10-15mH2O; Hy—最远用户的内部压力损失，一般取5mH2O； Hw—供回水干管的阻力损失，本设计Hw=13×2=26mH2O. 由式（5-3）可得

H=15+5+26=46 mH2O

由G和H两个数据可确定选择热源的循环水泵型号为IS200-150-400，性能参数如表5-1：

表5-1 性能参数表

转速：1450r/min 扬程：50m 汽蚀余量：3.8m 5.3 补水泵的选择 5.3.1 补水泵应满足的条件

流量：400t/h 效率：81 % 电机功率：90 KW （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）开始热力网补水泵宜设三台或三台以上，其中一台泵作为备用。 5.3.2 补水泵的选择

- 25 -

山东建筑大学课程设计说明书

（1）补给水泵的流量

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' （5-4） 式中 G'—设计循环流量，t/h； 根据式（5-7）G'补=8.63m3/h

（2）扬程

H?Hb?Hxs?Hys?h m H2O （5-5） 式中 Hb—补水点压力值（通过对系统水压图分析确定），m； Hys—补给水泵压力管阻力损失，m； Hxs—补给水泵吸水管中的阻力损失，m；

h—补给水箱最低水位高出系统补水点的高度，m。

工程上认为补给水泵吸水管损失和压力管损失较小，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

H=Hb mH2O （5-6） 补水点压力值Hb可由水压图直接得到，由于采用补给水泵定压，可取静压线7m。

根据式（5-6）可得H=30.8mH2O

根据G'补和H可确定补给水泵的型号为IS50-32-160

表5-2 水泵性能表

转速：2900r/min 扬程：12.5 m 汽蚀余量：2.0m

5.4补水箱的选择

流量：12.5m3/h 效率：54 % 电机功率：3 KW 补水箱的体积要求可以满足40分钟的最大补水量的使用，同时考虑箱体的尺寸应符合热力站内的布置和美观及制作简单节省材料。本设计采用方形补水箱，其尺寸表如表5-3：

表5-3 水箱尺寸表

- 26 -

山东建筑大学课程设计说明书

有效容积（L） 3000 长 2200 宽 1500 高 1200

5.5除污器的选择

旋流除污器采用离心原理，完全突破了滤网清污的传统观念，从而保证了管路系统阻力小且均衡，系统不停机可排污，最适用于清初管路中的泥沙、石块、管壁剥落物等固体杂质，保证系统正常运行。由于XL型除污器的先进基本机理和结构，使其分割粒径（除污效率为50%的粒径）为0.07毫米，当粒径为0.3毫米时，其除污率可达97%。

本设计采用XL系列旋流除污器，其型号为SFXL-C-250-1.6-L(R)。此除污器的性能及尺寸如表5-3所示：

表5-3 SFXL-C-250-1.6-L(R)除污器尺寸表

规格型号 SFXL-C-250-1.6-L(R) DN DN1 接管口径 排污口 250 100 A (mm) 550 H1 (mm) 200 H2 (mm) 1159 H3 (mm) 1700 重量 (Kg) 480

5.6 热力入口

热力入口设置在单幢建筑物用户的地沟入口，站内设置温度计、压力表等检测装置，在供水管道上装过滤器，防止污垢、杂物等局部系统内，在低点处设置泄水阀，检修时排泄供暖系统中的水量。详见小区供热系统管线平面布置图以及热力入口布置图。

- 27 -

山东建筑大学课程设计说明书

设计小结

这是我第一次做供热管网方面的课程设计，本设计内容包括热源方案的选择和确定，设备的选择，热源辅助设备的选择，管网的平面布置及敷设方式，管道的水力计算，水压图，供热系统的运行调节及量化管理，管道及设备的保温，附件的选择计算，工程新技术应用及技术经济分析以及图纸的制作等。这个设计涉及到的供热方面的专业知识很多，在设计过程中主要我遇到了许多问题和阻碍，每当遇到问题时，我就不得不停下来，回顾自己的课本，去图书馆查阅资料，一个人无法解决时，就和同学之间进行探讨。我感觉在水力计算时，需要耗费大量的时间，需要查阅流体输配官网，大量的重复的计算，需要很大的耐力，需要扎实的基扎知识。

经过了为期三个礼拜的计算和制图，我完成了设计，我感觉一个人能够坚持把设计完成是一件很有挑战性的事情，需要我们有足够的毅力和耐心，其实每次遇到问题时，花了大量的时间还无法完成时，我都有放弃的念头，因为在这期末考试即将来临的时候，我们时间非常紧，我们不得不加班加点。但是，我感觉这次课程设计锻炼了我的对问题的分析能力和独立思考能力， 同时也加强了我的基础知识。

“饮其流时思其源，成吾学时念吾师。”至此课程设计完成之际，谨向我尊敬的胡老师和张教授致以诚挚的谢意和崇高的敬意。非常幸运能够成为您的学生，在这短短的时间里，聆听着您孜孜不倦的教诲，感受着您严谨进取的治学精神和乐观向上的生活态度，我不仅体会到知识与研究的魅力，也学会了许多做人的道理。感谢您从本设计开始一路指导至设计的完成，正是因为您思路清晰、反应敏捷，学术态度清新而开放，才使我的课程设计圆满完成。在此谨向您表示我最衷心的感谢，同时，祝您工作顺利，合家欢乐，身体健康，一切安好！

- 28 -

山东建筑大学课程设计说明书

参考文献

1. 全国民用建筑工程设计技术措施－暖通空调·动力 中国计划出版社 2003 2.《供热工程制图标准》CJJ/78-97 北京 中国计划出版社

3.《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003 北京 中国计划出版社

4.《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-98 北京 中国建筑工业出版社，1998 6.《简明供热设计手册》李岱森 北京 中国建筑工业出版社，1998 7.《采暖通风设计手册》 陆耀庆 北京 中国建筑工业出版社，1998 8.《建筑设备施工安装通用图集91B9-热力站工程》华北标办，1993 9.《城市供热·供热节能国家标准行业标准汇编》 建设部城市建设研究院 10.《供热工程》李德英 北京 中国建筑工业出版社，2003 11.《建筑供热采暖设计图集》邵宗义 北京 机械工业出版社 2004

12.《建筑工程设计编制深度实例范本－暖通空调》宋孝春 建工出版社 2003 13.《实用供热供燃气管道工程技术》邵宗义 北京 化学工业出版社2004 14.《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010

15.《城市供热工程》刘学来 北京 中国电力出版社 2008

- 29 -

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jj9g.html