鍋爐房及供熱工程課程設(shè)計(jì)

鍋爐房及供熱工程課程設(shè)計(jì),鍋爐房,供熱,工程,課程設(shè)計(jì) 土木建筑學(xué)院 課程設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 課程名稱： 《供熱工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 鍋爐房及供熱工程設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè)： 班級(jí)： 設(shè) 計(jì) 人： 指導(dǎo)教師： 2010年7月15日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 專(zhuān)業(yè)（方向）： 建筑環(huán)境與設(shè)備工程 班級(jí)： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué)號(hào)： 一、 課程設(shè)計(jì)題目： 鍋爐房及供熱工程課程設(shè)計(jì) 二、 原始資料：（1）熱負(fù)荷資料：生產(chǎn)熱負(fù)荷壓力，消耗量；采暖 熱負(fù)荷壓力，消耗量，凝結(jié)水回收率；生活熱負(fù)荷壓力，消耗量。（2）收到基低位發(fā)熱量，元素分析，煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分。（3）氣象資料：采暖室外計(jì)算溫度，采暖室外平均溫度，采暖期天數(shù)。（4）室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)：采暖室內(nèi)計(jì)算溫度。（5）地區(qū)水質(zhì)資料：溶解固形物，碳酸鹽硬度，非碳酸鹽硬度，堿度，PH值；水文地質(zhì)資料地下水位。（6）建筑資料：小區(qū)總平面圖。（7）設(shè)計(jì)地區(qū)：青島市。 三、 設(shè)計(jì)應(yīng)解決下列主要問(wèn)題： 鍋爐及鍋爐房設(shè)計(jì)：（1）負(fù)荷計(jì)算；（2）方案確定；（3）設(shè)備及附件選擇；（4）平面布置圖集系統(tǒng)圖繪制。小區(qū)供熱管網(wǎng)及換熱站設(shè)計(jì)：（1）負(fù)荷計(jì)算；（2）方案確定；（3）管圖繪制（4）管道水力計(jì)算；（5）設(shè)備及附件選擇；（6）保溫計(jì)算；（7）施工圖繪制。 四、 設(shè)計(jì)圖紙： （1）鍋爐房平面布置圖1張，鍋爐房熱力系統(tǒng)圖1張，鍋爐房主要剖面圖1張。（2）供熱管網(wǎng)平面布置圖1張，地溝大樣圖1張。 五、命題發(fā)出日期： 2010年6月28日 設(shè)計(jì)應(yīng)完成日期： 2010年7月15日 課程設(shè)計(jì)答辯日期： 2010年7月16日 設(shè)計(jì)指導(dǎo)人（簽章）： 系 主 任（簽章）： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師對(duì)課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ) 指導(dǎo)教師（簽章）： 系 主 任（簽章）： 日期： 年 月 日 目 錄 1 鍋爐設(shè)計(jì)原始資料………………………………………………………………......（1） 1.1熱負(fù)荷資料………………………………………………………………… …………（1） 1.2燃煤資料………………………………………………………………………………（1） 1.3氣象資料 .……………………………………………………………………………（1） 1.4室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………………（1） 1.5水質(zhì)資料………………………………………………………………………………（1） 1.6建筑資料………………………………………………………………………….. …（1） 1.7設(shè)計(jì)地區(qū)………………………………………………………………………….. …（1） 2 熱負(fù)荷計(jì)算及鍋爐選擇……………………………………………………………（2） 2.1熱負(fù)荷計(jì)算 …………………………………………………………………………（2） 2.1.1采暖季熱負(fù)荷計(jì)算…………………………………………………………….（2） 2.1.2非采暖季熱負(fù)荷計(jì)算………………………………………………………….（3） 2.2鍋爐型號(hào)與臺(tái)數(shù)的選擇………………………………………………………...（3） 2.2.1鍋爐型號(hào)……………………………………………………………………..（3） 2.2.2鍋爐臺(tái)數(shù)……………………………………………………………………..（3） 2.2.3燃燒設(shè)備……………………………………………………………………..（4） 3 水處理設(shè)備及給水設(shè)備選擇 ………………………………………………..（4） 3.1水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇 ………………………………………………... ……（4） 3.1.1鍋爐房給水量計(jì)算………………………………………………………….（4） 3.1.2給水泵的選擇…….…………………………………………………………（4） 3.1.3水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及設(shè)備的選擇…………………………………………（6） 4 汽水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………..（6） 4.1給水管管徑的選擇……………………………………………………………….. …（6） 4.2蒸汽系統(tǒng)主要管道直徑的確定………………………………………………. ………（6） 5 送引風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………..（6） 5.1鍋爐燃料消耗量的計(jì)算…………………………………………………………. …….（7） 5.2理論空氣量和理論煙氣量……………………………………………………….. ……（7） 5.3送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的選擇計(jì)算……………………………………………………………（7） 5.4煙囪的高度與直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………. ……（8） 5.4.1煙囪的高度計(jì)算…………………………………………………………………（8） 5.4.2煙囪的直徑計(jì)算………………………………………………………………. .（8） 6 運(yùn)煤、除渣和除塵設(shè)備的選擇…………………………………………….............（9） 6.1鍋爐房耗煤量的計(jì)算與運(yùn)煤方式的選擇………………………………….. ………（9） 6.2鍋爐房灰渣量的計(jì)算與除渣設(shè)備的選擇………………………………….. ………（9） 6.3煤場(chǎng)和灰渣場(chǎng)面積的確定……………………………………………………. …….（10） 6.4除塵設(shè)備的選擇 …………………………………………………………….. ……（10） 7 鍋爐房工藝布置 ……………………………………………………………………（11） 7.1鍋爐房建筑 ……………………………………………………………………… （11） 7.1.1一般原則………………………………………………………………. .……...（11） 7.1.2鍋爐間、輔助間和生活間的布置…………………………………………….（11） 7.1.3鍋爐房建筑安全要求……………………………………………………. .…...（11） 7.1.4鍋爐房建筑布置形式………………………………………………………....（11） 7.2鍋爐房設(shè)備布置 ……………………………………………………….……………（12） 7.2.1一般原則……………………………………………………………. .………...（12） 7.2.2鍋爐布置…………………………………………………………. .…………...（12） 7.2.3輔助設(shè)備的布置…………………………………………………. .…………...（12） 7.3風(fēng)煙管道和主要汽水管道的布置 …………………….……………………………（12） 8小區(qū)供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)………………………………….…………. . . . . .…………（13） 8.1采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和設(shè)計(jì)流量的計(jì)算……………………………. . . . .……………（13） 8.1.1采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算…………………………………………. .…………...（13） 8.1.2采暖設(shè)計(jì)流量的確定…………………………………………. .…………...（14） 8.2供暖方案的確定…………………………………………………. . .………………（14） 8.2.1室外供熱管道的平面布置………………………………………. .…………...（14） 8.2.2供熱管道的定線原則…………………………………………. .…………... .（15） 8.3管段的水力計(jì)算步驟…………………………………………….…………………（17） 8.3.1各管段的計(jì)算流量………………………………………………. .…………...（17） 8.3.2確定熱水網(wǎng)路的主干線和沿程比摩阻…………………………. .…………...（17） 8.3.3確定主干線各管段的管徑和實(shí)際比摩阻………………………. .…………...（17） 8.3.4確定各管段的阻力當(dāng)量長(zhǎng)度……………………………………. .…………...（17） 8.3.5計(jì)算主干線的壓力損失即主干線的總壓降……………………. .…………...（17） 8.3.6支干線、支線水力計(jì)算及估算比摩阻的確定……………. …… .…………...（18） 8.3.7支干線、支干線管段的實(shí)際比摩阻和管徑的確定……………. .…………...（18） 8.3.8確定支干線、支線的局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度，計(jì)算實(shí)際壓力降……. .…………...（18） 8.4水力計(jì)算舉例………………………………………………. . . .……………………（18） 8.5供熱管道 …………………………………………………. . . . . .…………………（23） 8.5.1管道的保溫……………………………………………………. .…………... .（23） 8.5.2供熱管道的敷設(shè)………………………………………………. .…………... .（23） 8.6管材及附件 ………………………………………………………………. …. ..…（24） 8.6.1管材及閥門(mén)……………………………………………………. .…………... .（24） 8.6.2補(bǔ)償器…………………………………………………………. .…………... .（24） 9 保溫措施 ……………………………………………………………………………（24） 總結(jié)………………………………………………………………………………………（25） 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………… （25） 第 ４ 頁(yè) 共 3 頁(yè) 1 鍋爐設(shè)計(jì)原始資料 1.1熱負(fù)荷資料 用汽部門(mén) 蒸 汽 凝結(jié)水回收率（％） 壓 力 （MPa） 溫 度 （℃） 消 耗 量（t/h） 生產(chǎn)熱負(fù)荷 采暖熱負(fù)荷 生活熱負(fù)荷 P1=0.4 P2=0.3 P3=0.3 飽和 飽和 飽和 D1＝3.3 D2＝6.7 D3＝0.6 0 ＝65 0 1.2燃煤資料 元素分析成分Car=57.42%，Har=3.81%， Oar=7.16%，Nar=0.93%，Sar=0.46%，War=8.85%，Aar=21.37%，煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)成分Vdaf=38.48%，應(yīng)用基低位發(fā)熱量為Qar.net=21350kJ/kg。 1.3氣象資料 采暖室外計(jì)算溫度 -7℃ 采暖室外平均溫度 -0.9℃ 采暖期天數(shù) 106天 1.4 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù) 采暖室內(nèi)計(jì)算溫度 18℃ 1.5 水質(zhì)資料 溶解固形物:396mg/l 碳酸鹽硬度:195mg/l 非碳酸鹽硬度:95mg/l 總硬度:285mg/l 堿度:195mg/l PH值:7.6 水文地質(zhì)資料：地下水位:-1.5m 最大凍土深度:35cm 地耐力:6T/m2 1.6 建筑資料 小區(qū)總平面圖（詳見(jiàn)規(guī)劃圖紙）； 1.7 設(shè)計(jì)地區(qū) 青島市 2 熱負(fù)荷計(jì)算及鍋爐選擇 2.1 熱負(fù)荷計(jì)算 2.1.1 采暖季熱負(fù)荷計(jì)算 (1)采暖季最大計(jì)算熱負(fù)荷按下式計(jì)算 D1max=K0(K1D1+ K2D2+K3D3) t/h 式中K0——管網(wǎng)熱損失及鍋爐房自用蒸汽系數(shù)，取1.25 K1、K2、K3——生產(chǎn)、采暖及生活負(fù)荷的同時(shí)使用系數(shù)，分別取0.8，1及0.5 D1、D2、D3——生產(chǎn)、采暖及生活的最大小時(shí)熱負(fù)荷，t/h 代入數(shù)據(jù)得× D1max=1.25×（0.8×3.3+1×6.7+0.5×0.6）t/h =12.05t/h 鍋爐房自耗熱能量包括鍋爐房的采暖、浴室、鍋爐吹灰、設(shè)備散熱、介質(zhì)漏失和熱力除氧器的排氣損失等。這部分能量約占輸出負(fù)荷的2%——3%，啟動(dòng)水泵的耗能大，但正常運(yùn)行時(shí)使用電動(dòng)給水泵。熱網(wǎng)的熱損失包括散熱和介質(zhì)漏失，與輸送介質(zhì)的種類(lèi)、熱網(wǎng)的敷設(shè)方式、保溫完善程度和管理水平有關(guān)，一般為輸送負(fù)荷的10%-15%。 （2）平均熱負(fù)荷 平均熱負(fù)荷表明熱負(fù)荷的均勻性，設(shè)備選擇時(shí)應(yīng)考慮這一因素，如變負(fù)荷對(duì)設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性的影響。 采暖通風(fēng)平均熱負(fù)荷根據(jù)室外平均溫度計(jì)算： t/h （公式2-2） 式中：—采暖最大熱負(fù)荷（與D1的值相同），t/h； —采暖室內(nèi)計(jì)算溫度，℃； —采暖期室外計(jì)算溫度，℃； —采暖期室外平均溫度，℃。 所以， t/h。 生產(chǎn)平均熱負(fù)荷和生活平均熱負(fù)荷按生產(chǎn)和生活最大熱負(fù)荷取。 （3）全年熱負(fù)荷 這是計(jì)算全年燃料消耗量的依據(jù)，也是技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的一個(gè)依據(jù)。全年熱負(fù)荷Q0可根據(jù)平均熱負(fù)荷和全年使用小時(shí)數(shù)按下式計(jì)算： t/年 （公式2-3）式中：—分別為采暖、生產(chǎn)和生活的全年熱負(fù)荷，t/年； —除氧用熱系數(shù)，本設(shè)計(jì)中不設(shè)除氧設(shè)備，此項(xiàng)為零； —符號(hào)意義同（公式2-1）。 采暖、生產(chǎn)和生活的全年熱負(fù)荷分別用以下公式計(jì)算求得： t/年 （公式2-4） t/年 （公式2-5） t/年 （公式2-6） 式中：—分別為采暖天數(shù)和全年工作天數(shù)； —每晝夜工作班數(shù)，本設(shè)計(jì)中取三班制； —非工作班時(shí)保溫用熱負(fù)荷，t/h；可按室內(nèi)溫度℃代入（公式2-2）計(jì)算求得。 =8×106×3×5.0652= 12885.87t/年 =8×365×3×3.3=289476t/年 =8×365×3×0.6=5256t/年 =1.1×(12885.87+289476+5256)=338379.657t/年 2.1.2非采暖季熱負(fù)荷計(jì)算 非采暖季最大熱負(fù)荷主要包括生產(chǎn)和生活最大熱負(fù)荷，計(jì)算公式如下： D2max=K0(K1D1+ K3D3) t/h (公式2-7) 所以，=1.25×（0.8×3.3+0.5×0.6）=3.675t/h 2.2 鍋爐型號(hào)和臺(tái)數(shù)選擇 鍋爐型號(hào)和臺(tái)數(shù)根據(jù)鍋爐房熱負(fù)荷、介質(zhì)、參數(shù)和燃料種類(lèi)等因素選擇，并應(yīng)考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的合理性，使鍋爐房在冬夏季均能達(dá)到經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行。 2.2.1鍋爐型號(hào) 根據(jù)計(jì)算熱負(fù)荷的大小和燃料特性決定鍋爐型號(hào)，并考慮負(fù)荷變化和鍋爐房發(fā)展的需要。選用鍋爐的總?cè)萘勘仨殱M足計(jì)算負(fù)荷的要求，以保證用氣的需要。但也不應(yīng)使鍋爐的總?cè)萘砍^(guò)計(jì)算負(fù)荷太多而造成浪費(fèi)。鍋爐的容量還應(yīng)適應(yīng)鍋爐房負(fù)荷變化的需要，特別是某些季節(jié)性鍋爐房，要力免鍋爐長(zhǎng)期在低負(fù)荷下運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)中，根據(jù)原始資料提供的燃料的特性參數(shù)，并查表得該燃料為Ⅲ類(lèi)煙煤。由于供采暖、生產(chǎn)和生活用的蒸汽壓力均小于等于0.4MPa，采暖季最大熱負(fù)荷為12.05t/h,所以選擇鍋爐型號(hào)為SZL4-1.25/194-AⅢ。受熱面積：鍋爐本體146.8m2,省煤器(SMQ4)38.5m2,爐排有效面積5.82m2,燃料消耗630Kg/h，最大件運(yùn)輸尺寸L×B×H=7.1×2.5×3.5m3,最大件運(yùn)輸量32t。鍋爐的效率為78%。 2.2.2鍋爐臺(tái)數(shù) 選用鍋爐臺(tái)數(shù)應(yīng)考慮對(duì)負(fù)荷的變化和意外事故的適應(yīng)性，建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。一般來(lái)說(shuō)，單機(jī)容量較大的鍋爐其效率較高，鍋爐房占地面積小，運(yùn)行人員少，經(jīng)濟(jì)性好，但臺(tái)數(shù)不宜過(guò)少，不然適應(yīng)負(fù)荷變化的能力和備用性較差。鍋爐房的鍋爐臺(tái)數(shù)一般不少于兩臺(tái)；國(guó)外有關(guān)文獻(xiàn)認(rèn)為，新建鍋爐房?jī)?nèi)裝設(shè)鍋爐的最佳臺(tái)數(shù)為三臺(tái)。 本設(shè)計(jì)中，根據(jù)選擇的鍋爐型號(hào)（額定蒸汽量為4t/h）及采暖期最大熱負(fù)荷，選取同型號(hào)的鍋爐三臺(tái)。 2.2.3燃燒設(shè)備 選用鍋爐燃燒設(shè)備應(yīng)能適應(yīng)所使用的燃料、便于燃燒調(diào)節(jié)和滿足環(huán)境保護(hù)的要求。 本設(shè)計(jì)中，選用層燃爐鏈條爐排，對(duì)燃煤粒度的要求≯30；過(guò)量空氣系數(shù)為1.3；未完全燃燒熱損失：氣體＜2%，固體5～10%。它的優(yōu)點(diǎn)是燃燒效率高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，負(fù)荷適應(yīng)性好，飛灰損失和對(duì)環(huán)境污染較小，司爐勞動(dòng)強(qiáng)度較小，操作簡(jiǎn)便。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工作量大。 3水處理設(shè)備及給水設(shè)備的選擇 3.1 給水設(shè)備的選擇 3.1.1鍋爐房給水量計(jì)算 鍋爐房給水量計(jì)算公式： t/h (公式3-1) 式中：—給水管網(wǎng)漏損系數(shù)，取1.03； —鍋爐房額定蒸發(fā)量，t/h； —鍋爐排污率，，；，取二者之中的較大值。 ； 由水質(zhì)資料知：396mg/l, =3500mg/l 3mmol/l, =22mmol/l, 求得=10.08%， =7.59%。因此取排污率為10%. 所以，采暖期鍋爐給水量G1=1.03×12.05×（1+10%）=13.65t/h； 非采暖期鍋爐給水量G2=1.03×3.675×(1+10%)=4.16t/h。 3.1.2給水泵的選擇 （1）給水泵的容量和臺(tái)數(shù) 給水泵的流量應(yīng)滿足鍋爐所有運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)給水量的1.1倍的要求；由于鍋爐房的負(fù)荷一般都不均衡，特別是季節(jié)性負(fù)荷的鍋爐房負(fù)荷變化更大，因此水泵的容量和臺(tái)數(shù)還應(yīng)適應(yīng)全年負(fù)荷變化的要求。 本設(shè)計(jì)中，水泵總流量Q=1.1×13.65=15.015t/h。由于設(shè)計(jì)中選用四臺(tái)同型號(hào)的水泵，一臺(tái)備用，因此一臺(tái)水泵的流量為5t/h。選用流量為5m3/h。 （2）備用給水泵 設(shè)置備用給水泵是為了保證在停電，正常檢修和發(fā)生機(jī)械故障等情況下，鍋爐仍能得到安全、可靠的供水。為此，設(shè)計(jì)規(guī)范和監(jiān)察規(guī)程都明確規(guī)定：鍋爐房應(yīng)設(shè)置備用給水泵，當(dāng)任何一臺(tái)水泵停止運(yùn)行時(shí)，其余給水泵的總流量應(yīng)滿足所有鍋爐蒸發(fā)量的1.1倍。在本設(shè)計(jì)中，選用一臺(tái)備用。 （3）給水泵的揚(yáng)程一個(gè)有隔板的 水泵揚(yáng)程的計(jì)算，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： KPa （公式3-2） 式中：—鍋爐工作壓力；（100～200）為壓力附加值。 所以：=1000×1.25+100～200=1350～1450KPa=135～145m。 根據(jù)給水泵的流量和揚(yáng)程，選擇GCA-8單吸分段式離心泵，，流量為4m3/h,揚(yáng)程為160m,效率為41%，汽蝕余量為2.5m。 （4）給水箱的選擇 1）給水箱的容積和個(gè)數(shù) 給水箱的作用有兩個(gè)：一是軟化水和凝結(jié)水與鍋爐給水流量之間的緩沖，二是給水的儲(chǔ)備。給水箱的容量主要根據(jù)鍋爐房的容量確定，一般給水箱的總有效容量為所有運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)所需20～40min的給水量。 給水箱可設(shè)置一個(gè)，但常年不間斷供熱的鍋爐房應(yīng)設(shè)置兩個(gè)，或者選用有隔板的方形給水箱。 本設(shè)計(jì)中，給水箱的總有效容量選為運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)所需30min的給水量。因此其大小為5.7m3,選用一個(gè)有隔板的方形開(kāi)式給水箱，其尺寸為3.4×1.8×1.6m. 2)給水箱的高度 給水泵輸送溫度較高的給水，要求給水箱有一定的安裝高度，使給水泵有足夠的灌注頭，以免發(fā)生正常給水和影響正常給水。本設(shè)計(jì)中，給水箱安裝高度為6m. 3.1.3 水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇 鍋爐房用水一般來(lái)自城市或廠區(qū)供水管網(wǎng)，水質(zhì)已經(jīng)過(guò)一定的處理。鍋爐房水處理的任務(wù)通常是軟化和除氧。 （1） 軟化水量 由以下公式計(jì)算： (公式 3-3) 所以，13.65-0.65×6.7=9.295t/h （2） 軟化設(shè)備的選擇 根據(jù)軟化水量，選擇的水處理設(shè)備型號(hào)為JK200-400×2全自動(dòng)軟化裝置。 4汽水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1給水管管徑的確定 給水管內(nèi)徑的計(jì)算公式： 內(nèi)徑 （式4-1） 式中：G—管內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量流量，t/h ω—推薦流速，m/s（在設(shè)計(jì)中選用推薦流速為1.5m/s） 可得給水管道內(nèi)徑，由此，給水管選擇Ф57×3.5的管材。 4.2蒸汽系統(tǒng)主要管道直徑的確定 蒸汽管道內(nèi)徑的計(jì)算公式： （式4-2） 式中：G—管內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量流量，t/h ω—推薦流速，m/s（在設(shè)計(jì)中選用推薦流速為30m/s） ν—管內(nèi)介質(zhì)的比容，m3/Kg（由手冊(cè)查得ν=0.1622 m3/Kg） 可得蒸汽管道內(nèi)徑,由此，蒸汽系統(tǒng)選擇Ф165×4.5的管材。 5送引風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)工業(yè)鍋爐產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定，送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和除塵器都在“工業(yè)鍋爐成套供應(yīng)范圍”之內(nèi)，應(yīng)由鍋爐廠配套供應(yīng)，如實(shí)際條件沒(méi)有特別要求，不必變更。在課程設(shè)計(jì)中送引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的要求主要是確定送引風(fēng)機(jī)連接系統(tǒng)，決定風(fēng)煙管道和煙囪尺寸，進(jìn)行設(shè)備和管道布置。如有實(shí)際需要，還應(yīng)核對(duì)配套風(fēng)機(jī)性能。 關(guān)于鍋爐熱效率、排煙溫度、鍋爐本體煙風(fēng)阻力和鍋爐本體各煙道的過(guò)量空氣系數(shù)，均引用鍋爐廠產(chǎn)品計(jì)算書(shū)中的數(shù)據(jù)。根據(jù)使用燃料的成分計(jì)算得出燃料耗量、送風(fēng)量、排煙量。 5.1鍋爐燃料消耗量的計(jì)算 鍋爐燃料消耗量的計(jì)算公式為： kg/h （式5-1） 查表可得：iq=2811.2kg/kJ；igs=83.86kJ/kg；ipw=825.46kJ/kg。 可得： =1.952（t/h） 5.2理論空氣量和理論煙氣量 根據(jù)理論空氣量的公式： （式5-2） 可得出1kg收到基燃料完全燃燒所需要的理論空氣量為 由此可得一臺(tái)鍋爐的所需的理論空氣量為5.89×480=2827.2 m3 /h 當(dāng)一只燃料的收到基低位發(fā)熱量時(shí)，單位質(zhì)量的燃料理論煙氣量可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 對(duì)于煙煤經(jīng)驗(yàn)公式如下： （式5-3） 可得單位質(zhì)量煙煤的理論空氣量=6.06 m3/kg 由此可得一臺(tái)鍋爐產(chǎn)生的理論煙氣量為6.06×650.69=3943.17 m3 5.3送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的選擇計(jì)算 選用的送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)應(yīng)能保證供熱鍋爐在既定的工作條件下，滿足鍋爐全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)對(duì)煙、風(fēng)流量和丫頭的需要。為安全起見(jiàn)，在選擇送、引風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)考慮有一定的富裕度，送、引風(fēng)機(jī)性能裕度系數(shù)列于下表5-1中。 表5-1送引風(fēng)機(jī)性能裕度系數(shù) 設(shè)備或工況 裕量系數(shù) 風(fēng)量裕量系數(shù)β1 壓頭裕量系數(shù)β2 送風(fēng)機(jī) 1.1 1.2 引風(fēng)機(jī) 1.1 1.2 帶尖峰負(fù)荷時(shí) 1.03 1.05 送、引風(fēng)機(jī)的選擇，首先應(yīng)按風(fēng)機(jī)的比專(zhuān)屬選定風(fēng)機(jī)型式，然后再根據(jù)鍋爐延風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)壓頭，按風(fēng)機(jī)制造廠提供的相應(yīng)型式的風(fēng)機(jī)系列參數(shù)或性能曲線來(lái)確定所選風(fēng)機(jī)的規(guī)格。在本設(shè)計(jì)中通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證選用送風(fēng)機(jī)的規(guī)格為T(mén)4-72-12No4A；引風(fēng)機(jī)的規(guī)格為T(mén)5-47-12No6C。 5.4煙囪的高度與直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.4.1煙囪的高度計(jì)算 在自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)時(shí)，煙囪的高度都應(yīng)根據(jù)排出煙氣中所含的有害物質(zhì)—SO2、NO2、飛灰等的擴(kuò)散條件來(lái)確定，使附近的環(huán)境處于允許的污染程度之下。因此，煙囪的高度的確定，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》、《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)定。 機(jī)械通風(fēng)式，煙風(fēng)道阻力由送引風(fēng)機(jī)克服。因此，煙囪的作用主要不是迎來(lái)產(chǎn)生引力，而是將煙氣排放到足夠高的高空，使之符合環(huán)境保護(hù)的要求。 每個(gè)新建鍋爐鋼只能設(shè)一個(gè)煙囪。燃煤、燃油（燃輕質(zhì)柴油、煤油除外）鍋爐房煙囪高度應(yīng)根據(jù)鍋爐房總?cè)萘?，按?-2規(guī)定執(zhí)行。 表5-2鍋爐房煙囪最低允許高度 鍋爐房總?cè)萘? t/h <1 1-2 2-4 4-10 10-20 20-40 MW <0.7 0.7-1.4 1.4-2.8 2.8-7 7-14 14-28 煙囪最低允許高度 m 20 25 30 35 40 45 在本設(shè)計(jì)中鍋爐的總?cè)萘繛?2.05t/h，且新建的鍋爐煙囪周?chē)霃?00m距離內(nèi)沒(méi)有建筑物，所以選擇煙囪的高度為40m。 5.4.2煙囪的直徑計(jì)算 煙囪的直徑計(jì)算公式可按下式進(jìn)行計(jì)算 （式5-4） 式中：—通過(guò)煙囪的總煙氣量，m3/h —煙囪出口煙氣流速,m/s 煙囪的出口流速按下表5-3選用 表5-3 煙囪出口處煙氣流速 通風(fēng)方式 運(yùn)行負(fù)荷 全負(fù)荷時(shí) 最小負(fù)荷時(shí) 機(jī)械通風(fēng) 10-20 4-5 自然通風(fēng) 6-10 2.5-3 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)冬、夏季負(fù)荷分別計(jì)算，如負(fù)荷相差懸殊，則應(yīng)首先滿足冬季負(fù)荷要求。 所以： 選取直徑為52cm 煙囪底部直徑： d1=d2+2i 式中：i……煙囪錐度，通常取0.02-0.03，本設(shè)計(jì)取0.025， 可得：d1=0.52+2x0.025x35=1.94m. 選取直徑2m 6運(yùn)煤、除渣和除塵設(shè)備的選擇 6.1鍋爐房耗煤量的計(jì)算與運(yùn)煤方式的選擇 供熱鍋爐燃用的煤，一般是由火車(chē)、汽車(chē)或船舶把煤運(yùn)來(lái)。而后用人工或機(jī)械的方法將煤卸到鍋爐房附件的儲(chǔ)煤場(chǎng)，再通過(guò)各種機(jī)械設(shè)備把煤運(yùn)到鍋爐房。運(yùn)煤系統(tǒng)是從卸煤開(kāi)始，經(jīng)煤場(chǎng)處理、輸送破碎、篩選、磁選、計(jì)量直至將煤運(yùn)輸?shù)綘t前煤倉(cāng)供鍋爐燃用。 運(yùn)煤系統(tǒng)的輸送量按下式計(jì)算： t/h （式6-1） 式中：——平均最大小時(shí)耗煤量，t/h,當(dāng)鍋爐房需要擴(kuò)建時(shí)，計(jì)入相應(yīng)耗煤量； K——運(yùn)輸不平衡系數(shù)，可取1.1-1.2；取1.15 t——運(yùn)煤系統(tǒng)工作時(shí)間，h,取7小時(shí) 帶入數(shù)據(jù)可得： 可以選用火車(chē)運(yùn)煤，采用多斗提升機(jī)將煤送到爐前煤倉(cāng)。多斗提升機(jī)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，可以垂直運(yùn)輸也可水平運(yùn)輸。 6.2鍋爐房灰渣量的計(jì)算與除渣設(shè)備的選擇 每小時(shí)最大灰渣量可按下列公式計(jì)算 t/h （式6-2） 可得每小時(shí)最大灰渣量 C= =0.52t/h 作為燃料，煤與灰渣在運(yùn)輸上是具有共性的，因此，前述的一些機(jī)械運(yùn)煤設(shè)備一般也可用來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)灰渣。但是，煤一般通過(guò)提升設(shè)備得以送入鍋爐上的儲(chǔ)煤斗，而灰渣需從鍋爐 下的灰渣斗中清除出來(lái)。根據(jù)計(jì)算得到的灰渣量，設(shè)計(jì)中選用應(yīng)有比較廣泛的螺旋除渣機(jī)。 6.3煤場(chǎng)和灰渣場(chǎng)面積的確定 當(dāng)煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量確定后，儲(chǔ)煤場(chǎng)的面積主要取決于煤堆的高度。除易自燃的煤堆煤堆高度有特殊要求外，采用以下數(shù)據(jù)： 鏟斗車(chē)堆煤時(shí)2-3m 煤場(chǎng)面積可用下式估算： （式6-3） 式中： B——鍋爐房的平均小時(shí)最大耗煤量，t/h; T——鍋爐每晝夜運(yùn)行時(shí)間，h;(24小時(shí)運(yùn)行) M——煤的儲(chǔ)備天數(shù)，d;(取M=10天) N——考慮煤堆過(guò)道占用面積的系數(shù)，一般取1.5-1.6；（取1.5） H——煤堆高度，m;(取3m) ρ——煤的堆積密度，t/m3;(查表ρ=0.8t/m3) φ——堆角系數(shù)，一般取0.6-0.8（取0.7） 可得： 灰渣場(chǎng)面積采用與煤場(chǎng)面積相似的計(jì)算公式 可得： 6.4除塵設(shè)備的選擇 本設(shè)計(jì)中選用干式旋風(fēng)除塵器，干式旋風(fēng)除塵器是一種能使含塵煙氣做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使灰塵在離心力的作用下從含塵煙氣中分離出來(lái)的一種設(shè)備。含塵煙氣交速切向進(jìn)入除塵器的外殼和排氣管之間的環(huán)形空間，形成一股向下運(yùn)動(dòng)的外旋氣流。這時(shí)，懸浮在其中的塵粒在離心力作用下被甩到筒壁，并隨煙氣一起沿著圓錐體向下運(yùn)動(dòng)沉入除塵器底部進(jìn)入除塵室。由于氣流旋轉(zhuǎn)和引風(fēng)機(jī)的抽吸，在旋風(fēng)筒中產(chǎn)生負(fù)壓，使運(yùn)動(dòng)到筒體底部的已經(jīng)凈化的煙氣改變流動(dòng)方向改變流向進(jìn)入筒體中部形成旋氣流從除塵器上部的排氣管排除。 旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資省，除塵效率較高，已廣泛的應(yīng)用于供熱鍋爐煙氣除塵。旋風(fēng)除塵器的種類(lèi)較多，本設(shè)計(jì)選用XD型多管旋風(fēng)除塵器，分割粒徑為2.9-3.5，除塵效率=93%--95%。 7鍋爐房工藝布置 7.1鍋爐房建筑 7.1.1一般原則 （1）鍋爐房各建筑物、構(gòu)筑物和場(chǎng)地的布置，應(yīng)充分利用地形，使挖方和填方量最小，排水良好，防止水流入地下室和管溝。 （2）鍋爐房、煤場(chǎng)、灰渣場(chǎng)、儲(chǔ)油罐、燃?xì)庹{(diào)壓站之間以及和其他建筑物、構(gòu)筑物之間的間距，均應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和有關(guān)工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 （3）運(yùn)煤系統(tǒng)的布置應(yīng)利用地形，使提升高度小，運(yùn)輸距離短。煤場(chǎng)、灰渣場(chǎng)宜位于主要建筑物的全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。 7.1.2鍋爐間、輔助間、生活間的布置 （1）蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量為1-20t/h的鍋爐房，其輔助間和生活間宜貼鄰鍋爐間的一側(cè)。 （2）當(dāng)鍋爐房為多層布置時(shí)，其儀表控制室應(yīng)布置在鍋爐操作層上，并宜選擇朝向較好的部位。 （3）需要擴(kuò)建的鍋爐房，其運(yùn)煤系統(tǒng)的布置應(yīng)使煤自固定端運(yùn)至爐前。 （4）單層布置的鍋爐房的出入口不應(yīng)小于2個(gè)；當(dāng)爐前走道總長(zhǎng)度不大于12m，且面積不大于200m2時(shí)，其出入口可只設(shè)1個(gè)。 （5）鍋爐房通向房外的門(mén)應(yīng)向外開(kāi)啟，鍋爐房?jī)?nèi)的工作間或生活間直通鍋爐間的門(mén)應(yīng)向鍋爐間內(nèi)開(kāi)啟。 7.1.3鍋爐房建筑安全要求 （1）鍋爐屬于有爆炸危險(xiǎn)的承壓設(shè)備，鍋爐房的設(shè)計(jì)必修嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)規(guī)定。 （2）鍋爐房應(yīng)為一、二級(jí)耐火等級(jí)的建筑，但總額定蒸發(fā)量不超過(guò)4t/h的燃煤鍋爐房可采用三級(jí)耐火等級(jí)的建筑。 （3）鍋爐房與相鄰建筑物之間應(yīng)留有防火間距，具體要求與建筑物的耐火等級(jí)有關(guān)。 （4）鍋爐房地面應(yīng)平整無(wú)臺(tái)階。為防止積水，底層地面應(yīng)高于室外地面。設(shè)備布置在地下室時(shí)，應(yīng)有可靠的排水設(shè)施。 7.1.4鍋爐房建筑布置形式 （1）鍋爐房設(shè)備可做室內(nèi)布置或露天布置，本設(shè)計(jì)中采用室內(nèi)布置。 （2）鍋爐房作單層布置還是雙層布置，主要取決于鍋爐產(chǎn)品設(shè)計(jì)、燃燒設(shè)備和受熱面布置方式。當(dāng)前，額定蒸發(fā)量不超過(guò)4t/h的燃煤鍋爐，燃油燃?xì)獾腻仩t，一般作單層布置。 （3）新建鍋爐房一般應(yīng)留有擴(kuò)建的可能性。因此，布置給水設(shè)備、水處理設(shè)備和換熱設(shè)備的輔助間和化驗(yàn)、生活用房常設(shè)置于鍋爐房的一端，這一端稱為固定端，另一端作為擴(kuò)建端。 （4）輔助間常與鍋爐間隔開(kāi)布置。 7.2鍋爐房設(shè)備布置 7.2.1一般原則 鍋爐房?jī)?nèi)各種設(shè)備的布置應(yīng)保證其工作安全可靠、運(yùn)行管理和安裝檢修便利；設(shè)備的 位置應(yīng)符合工藝流程，以便于操作和縮短管線。此外，設(shè)備布置還應(yīng)能合理利用建筑面積和空間，以減少土建投資和占地面積。 7.2.2鍋爐布置 鍋爐的布置方法和布置尺寸與鍋爐容量、燃燒設(shè)備和受熱面結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。 本設(shè)計(jì)中的鍋爐房是一獨(dú)立新建的單層建筑，朝南，由鍋爐間和輔助間兩大部分組成。 鍋爐的爐前是主要操作面，鍋爐前端至鍋爐房前墻的凈距要考慮操作條件，儲(chǔ)煤斗或運(yùn)煤設(shè)備的布置，小型鍋爐人工運(yùn)煤的要求，以及爐排的檢修、煙道的清灰等要求。這一凈距距離一般不小于4-5m。 鍋爐最高操作平臺(tái)至屋架之間的凈高不小于2m，并應(yīng)滿足起吊設(shè)備操作高度的要求。 本設(shè)計(jì)中的鍋爐房運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高±0.00，鍋爐中心間距6m，爐前跨度4m，鍋爐間跨度24m，鍋爐間屋架下弦標(biāo)高7m。 7.2.3輔助設(shè)備的布置 引風(fēng)機(jī)的位置由除塵器和管道的連接要求來(lái)決定。風(fēng)機(jī)間內(nèi)應(yīng)有通道，其寬度應(yīng)滿足安裝和檢修時(shí)風(fēng)機(jī)部件搬運(yùn)的要求。風(fēng)機(jī)出口水平引出時(shí)，出口距墻或距總煙道的尺寸，應(yīng)考慮風(fēng)機(jī)、出口漸擴(kuò)管和煙閘安裝的要求。 除塵器一般露天布置，小型鍋爐的除塵器也可以布置在室內(nèi)。干式排灰時(shí)，布置除塵器的區(qū)域要有運(yùn)灰車(chē)通行的通道。 水處理設(shè)備一般布置在輔助房間內(nèi)，需要時(shí)也可單獨(dú)布置在獨(dú)立的建筑內(nèi)。 小型鍋爐給水箱和給水泵應(yīng)布置在司爐便于看管的地方。如果給水箱和給水泵沒(méi)有布置在同一房間內(nèi)，給水泵房間內(nèi)應(yīng)有指示給水箱水位的信號(hào)裝置和控制進(jìn)給水箱軟水量的閥門(mén)。 泵端靠墻布置時(shí)，泵端基礎(chǔ)與墻之間的距離應(yīng)考慮總吸水管、進(jìn)水閥和連接短管安裝的要求。泵基礎(chǔ)之間的通道一般不小于700m，大型泵還應(yīng)加大，以滿足安裝檢修時(shí)搬運(yùn)的需要，當(dāng)場(chǎng)地不足時(shí)，也可把同型號(hào)的兩臺(tái)泵布置在同一基礎(chǔ)上。 本鍋爐房布置有三臺(tái)SZL4-1.25-AIII型鍋爐爐前留有4m的距離，是鍋爐運(yùn)行的主要操作區(qū)。燃煤由鏟車(chē)運(yùn)至爐前，由多斗提升機(jī)運(yùn)至爐前煤斗，灰渣在后端排出用手推車(chē)定期運(yùn)到灰場(chǎng)。給水設(shè)備，給水箱及水泵布置在輔助間。煤場(chǎng)及灰渣場(chǎng)設(shè)置在鍋爐房的東側(cè)區(qū)域。 7.3煙風(fēng)管道和主要汽水管道的布置 各種管道及其附件的布置都應(yīng)使其工作安全可靠、操作和安裝檢修便利。布置時(shí)應(yīng)注意以下各方面要求。 （1） 管道布置應(yīng)符合流程，使管道具有最小長(zhǎng)度。 （2） 分期建設(shè)或具有擴(kuò)建可能的鍋爐房，管道布置應(yīng)適宜擴(kuò)建要求，使擴(kuò)建時(shí)管道改造工作量最小。 （3） 管道布置應(yīng)便于裝設(shè)支架，一般應(yīng)沿墻柱敷設(shè)，但應(yīng)不影響設(shè)備操作和通行，避免影響采光和門(mén)窗啟閉。 （4） 管道離墻柱或地面的距離便于安裝和檢修。 （5） 管道應(yīng)有一定坡度，以便于排氣放水。 （6） 主要通道的地面上不應(yīng)敷設(shè)管道，通道上方的管道最低表面距地不應(yīng)小于2m。 管道附件應(yīng)根據(jù)其工作特點(diǎn)、操作要求和安裝檢修條件進(jìn)行合理布置。管道上的閥門(mén)應(yīng)設(shè)置在便于操作的部位，盡量利用地面和設(shè)備平臺(tái)等便于接近的地方進(jìn)行操作。否則大口徑閥門(mén)應(yīng)設(shè)置專(zhuān)用平臺(tái)。分汽缸一般設(shè)置在鍋爐間固定端。當(dāng)接管較多且需要分別裝設(shè)流量計(jì)時(shí)，也可設(shè)在專(zhuān)用房間內(nèi)。分汽缸接管上的閥門(mén)應(yīng)設(shè)置在便于操作的高度上；分汽缸離墻距離要便于閥門(mén)的安裝和拆卸。各種流量計(jì)應(yīng)根據(jù)所選形式，在其前后應(yīng)接有為保證計(jì)量精度所需長(zhǎng)度的直管管徑。 8 小區(qū)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì) 8.1采熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和設(shè)計(jì)流量計(jì)算 8.1.1采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算 采暖熱負(fù)荷是城市集中供熱系統(tǒng)中最重要的負(fù)荷，它的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷占全部設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的80%-90%以上（不包括生產(chǎn)工藝用熱），供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的概算可采用面積熱指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，即 Q’n=qf× F 式中 Q’n ——建筑物的供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W； qf ———— 建筑物供熱面積熱指標(biāo)，W/m2 F——建筑物的建筑面積，m2。 還應(yīng)該指出，建筑物供熱面積熱指標(biāo)qf 的大小，主要取決于通過(guò)垂直圍護(hù)結(jié)構(gòu)（墻、門(mén)、窗等）向外傳遞熱量，它與建筑物平面尺寸和層高有關(guān)，因而不是直接取決建筑平面面積。用供熱體積熱指標(biāo)表征建筑物供暖熱負(fù)荷的大小，物理概念清楚，但采用面積熱指標(biāo)法，比體積熱指標(biāo)更易于概算，所以近幾年來(lái)在城市集中供熱系統(tǒng)規(guī)劃中，國(guó)內(nèi)外業(yè)多采用供暖面積熱指標(biāo)進(jìn)行概算。在本設(shè)計(jì)中同樣采用面積熱指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算。 在總結(jié)我國(guó)許多單位進(jìn)行建筑物供暖熱負(fù)荷的理論計(jì)算和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)工作的基礎(chǔ)上，我國(guó)《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》給出的建筑物供暖面積指標(biāo)qf的推薦取值如表8-1所示 表8-1 建筑物供暖面積熱指標(biāo)推薦值 建筑物類(lèi)型 住宅 居住區(qū)綜合 學(xué)校辦公 醫(yī)院托幼 旅館 商店 食堂 熱指標(biāo)（W/m2） 58—64 60—67 68—80 65—80 60—70 65—80 115—148 注：1、本表摘自《城市熱力設(shè)計(jì)規(guī)范》CJ34-90，1990年版 2、熱指標(biāo)中已包括約5%的管網(wǎng)熱損失在內(nèi)。 在本設(shè)計(jì)中共有住宅用戶540戶，每戶建筑面積為120m2 ，選用建筑物供暖面積熱指標(biāo)為64 W/m2 。根據(jù)公式可得每戶的供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為： Q’n=qf× F=64x120=7.68（kw） 8.1.2 采暖設(shè)計(jì)流量的確定 采暖熱用戶及閉式熱水供熱系統(tǒng)生活熱水熱用戶的設(shè)計(jì)流量，按下式進(jìn)行計(jì)算： G′= 式中 G′-----熱用戶的設(shè)計(jì)流量，t/h； Q′-----熱用戶的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，w； C -----水的質(zhì)量比熱，J/(kg?℃)； t′1------各種熱用戶相應(yīng)的熱網(wǎng)供水溫度，℃； t′2----各種熱用戶相應(yīng)的熱網(wǎng)回水溫度，℃； 所以： 8.2 供暖方案的確定 8.2.1 室外供熱管道的平面布置 供熱管道平面布置圖示與熱媒的種類(lèi)、熱源和熱用戶相互位置及熱負(fù)荷的變化特點(diǎn)有關(guān)，主要有枝狀和環(huán)狀兩類(lèi)。 枝狀網(wǎng)比較簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，運(yùn)行管理比較方便，它的管徑隨著到熱源的距離增加而減小，其缺點(diǎn)在于沒(méi)有供熱的后備性能，即一旦網(wǎng)路發(fā)生事故，在損壞地點(diǎn)以后的所有用戶均將中斷供熱。 環(huán)狀網(wǎng)路的主要優(yōu)點(diǎn)是具有供熱的后備性能，可靠性好，運(yùn)行也安全，但它往往比枝 狀網(wǎng)路的投資要大很多。 本設(shè)計(jì)中，力爭(zhēng)做到設(shè)計(jì)合理，安裝質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)和操作維護(hù)良好的條件下，熱網(wǎng)能夠無(wú)故障運(yùn)行，尤其對(duì)于只有供暖用戶的熱網(wǎng)，在非采暖期停止運(yùn)行期內(nèi)，可以維護(hù)并排除各種隱患，以滿足再采暖期內(nèi)正常運(yùn)行的要求，加之考慮到目前我國(guó)的國(guó)情，故設(shè)計(jì)中的熱力網(wǎng)形式采用枝狀網(wǎng)。 8.2.2 供熱管道的定線原則 （1）經(jīng)濟(jì)上合理，主干線力求短直，使金屬耗量小，施工方便，主干線盡量走熱負(fù)荷集中區(qū)，管線上所需的閥門(mén)及附件涉及到檢查井的數(shù)量和位置，而檢查井的數(shù)量應(yīng)力求減少。 （2）技術(shù)上可靠，線路盡可能走地勢(shì)平坦，土質(zhì)好，水位低的地區(qū)，盡量利用管段的自然補(bǔ)償。 （3）對(duì)周?chē)h(huán)境影響少而協(xié)調(diào)，少穿主要街道，城市道路上的供熱管道一般平行于道路中心線，并盡量敷設(shè)在車(chē)道以外的地方。 （4）穿過(guò)街區(qū)的城市熱力管網(wǎng)應(yīng)敷設(shè)在易于檢修和維護(hù)的地方。 （5）通過(guò)非建筑區(qū)熱力管道應(yīng)沿公路敷設(shè)。 （6）熱水管道在最低點(diǎn)設(shè)放水閥，在最高點(diǎn)設(shè)放氣閥，管線布置見(jiàn)管線平面附圖8-1。 第 25 頁(yè) 共25頁(yè) 8.3 管段的水力計(jì)算步驟 8.3.1各管段的計(jì)算流量 熱網(wǎng)各管段的流量為各管段所負(fù)擔(dān)的各個(gè)用戶的計(jì)算流量之和，也就是沿介質(zhì)流向該管段之后的所有熱用戶的計(jì)算流量之和。 本設(shè)計(jì)中，： 管段共有用戶數(shù)540戶，可利用8.1中提到的公式計(jì)算，則該管段的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷及流量見(jiàn)表8-2 管段 單戶面積 ㎡ 戶數(shù) q W/m2 負(fù)荷 kw 流量 t/h 1—2 120 18 64 138.2 4.754 2—3 120 36 64 276.5 9.509 3—4 120 54 64 414.7 14.26 4—5 120 72 64 553 19.02 5—6 120 90 64 691.2 23.77 6—7 120 216 64 1659 57.05 7—8 120 360 64 2765 95.09 8—9 120 396 64 3041 104.6 9—10 120 432 64 3318 114.1 10—11 120 540 64 4147 142.6 8.3.2 確定熱水網(wǎng)路的主干線和沿程比摩阻 熱水網(wǎng)路中平均比摩阻最小的一條管線，稱為主干線。在一般情況下，熱水網(wǎng)路各熱用戶要求預(yù)留的作用壓頭是基本相等的。所以可以認(rèn)為從熱源到最遠(yuǎn)端用戶的管線就是主干線。熱水網(wǎng)路水力計(jì)算從主干線開(kāi)始，從熱源出口到主干線末端用戶逐段進(jìn)行。 在此設(shè)計(jì)中，主干線的平均比摩阻采用經(jīng)濟(jì)比摩阻，可取30-70pa/m。 8.3.3確定主干線各管段的觀景和實(shí)際比摩阻 根據(jù)管段計(jì)算流量和初步選用的平均比摩阻，利用水力計(jì)算表，確定主干線的管徑和相應(yīng)的實(shí)際比摩阻。 8.3.4 確定各管段的阻力當(dāng)量長(zhǎng)度 根據(jù)選定的管段管徑和管段中局部阻力的形式，查當(dāng)量長(zhǎng)度表，注意確定各個(gè)局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度，求出計(jì)算管段上所有局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度的總和。 8.3.5 計(jì)算主干線的壓力損失即主干線的總壓降 根據(jù)查出的實(shí)際比摩阻、管長(zhǎng)和局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度之和，計(jì)算主干線的壓力損失，并求出整個(gè)主干線的總壓降。 8.3.6支干線、支線水力計(jì)算及估算比摩阻的確定 在主干線即算完之后，便可進(jìn)行支干線、支線的水力計(jì)算。支線的估算比摩阻的確定應(yīng)根據(jù)管段的允許壓降來(lái)確定。資用壓力是根據(jù)支線和主干線上相應(yīng)的并聯(lián)環(huán)路壓力平衡來(lái)確定的。 8.3.7 支干線、支線管段的實(shí)際比摩阻和管徑的確定 根據(jù)支干線、支線管段流量和估算比摩阻查水力計(jì)算表，確定實(shí)際比摩阻和管徑。熱力網(wǎng)支干線、支線應(yīng)按允許的壓力降來(lái)確定管徑，但介質(zhì)流速不應(yīng)大于3.5m/s，支干線比摩阻不應(yīng)大于300pa/m。 8.3.8確定支干線、支線的局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度，計(jì)算實(shí)際壓力降 根據(jù)選定的管徑和局部阻力形式，確定局部當(dāng)量長(zhǎng)度。求支線管段上所有局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度之和。并計(jì)算支干線、支線管段的實(shí)際壓力降。 最后，進(jìn)行環(huán)路壓力平衡，控制不平衡率在15%之內(nèi)，即 X=∣ΔPz-ΔPs∣/ΔPz≦15% 式中 X——主干線和支線并聯(lián)環(huán)路的不平均率，% ΔPz——支線的資用壓力，pa； ΔPs——通過(guò)水力計(jì)算得出的支線的實(shí)際壓力，pa 8.4水力計(jì)算舉例 （1）以主干線上管段1-2為例說(shuō)明主干線的水力計(jì)算過(guò)程。 前面計(jì)算了解了其流量為4.754t/h。設(shè)其比摩阻在30-70pa之間，查表取其管徑為70mm，流速為0.367m/s。該管段的實(shí)際長(zhǎng)度為：22.9m。 在此管段上 閘閥 90度彎頭 異徑接頭 直流三通 1X1 1X1 0.2X1 2X1 則該管段的當(dāng)量長(zhǎng)度為：1+1+0.2+2=4.2 則該管段的壓力損失為 ΔP=（4.2+22.9）X32.23=873.433pa （2）對(duì)于支線的水力計(jì)算與支干線類(lèi)似 支路計(jì)算完之后要進(jìn)行水力平衡計(jì)算沒(méi)， 如18-10管段：將18-10管段以后的管段阻力全部相加，即： 1025.22+2244.23+1311.23+500.035+2516.19+3158.49+939.15=11641.476Pa 然后將支路總壓力降與干路相平衡，如： 不平衡率=（13976.64-11641.476）/13976.64x100%=16.71% 干路與支路水力計(jì)算如下表： 供熱管網(wǎng)最不利環(huán)路水力計(jì)算 管段 單戶面積 ㎡ 戶數(shù) q W/m2 負(fù)荷 kw 流量 t/h 管段長(zhǎng)度　　　ｍ 管徑　mm 流速 m/s 比摩阻 Pa/m 當(dāng)量長(zhǎng)度 m 折算長(zhǎng)度 m 壓力損失 Pa 備注 1—2 120 18 64 138.2 4.754 22.9 70 0.4 32 4.2 27.1 873.43 一個(gè)90度彎頭 一個(gè)直流三通 一個(gè)閘閥