小区锅炉房及室外供热管网设计(全套资料、图纸）

中国矿业大学毕业（论文）任务书任务下达日期：2005年1月21日设计（论文）日期：2005年2月28日至2005年6月12日设计（论文）题目：张家口市京西小区锅炉房及室外供热管网设计设计（论文）专题题目：燃气供热的现状与发展设计（论文）主要内容和要求：张家口市京西小区为一居民住宅区，包括住宅楼14栋，每栋均为6层（沿街单元为5层）；中心花园两座。要求对本小区住宅楼进行室外供热管网和锅炉房设计。相应按照国家规范要求设计。设计内容：1、热网的总热负荷计算及热力引入口的数量确定2、确定供热介质及其参数、热源（热源的选址原则）3、初步布置热网、确定敷设方式、供热管网的计算和设备选择4、锅炉选型及送风排烟系统、水处理系统、燃料系统、环保、汽水系统的设计5、锅炉房设备选择及布置（锅炉本体、循环水泵、补给水泵、软化除氧机组、补给水箱）6、绘制施工图（室外供热管网平面图、检查井的大样图、锅炉房设备平面布置图、锅炉房燃气）7、编制设计说明书院长（系主任）签字：指导教师签字：摘要本为张家口市京西小区锅炉房及室外供热管网设计，该小区的原始地貌为黄泛冲积平原地貌，地形平坦，后经人工改造，地表略有起伏。雨后测得地下水位埋深1.70～2.5m，小区的地下水对砼无腐蚀性。该小区总建筑面积为：117164m²；由室内热负荷计算书得：采暖面积热指标为90W/m²。室内采暖用户要求采用95℃/70℃热水采暖。根据室内采暖系统设计预留的热力网入口布置管道：每一栋住宅楼有两或三个单元楼的，预留了一个用户热力网入口；有四个单元楼的，预留了两个用户热力网入口；有五个单元楼的预留了三个用户热力网入口。用户入口前的资用压力为10mH2O。该小区的室外供热管网敷设方式采取直埋无补偿形式，管材采用无缝钢管A3号钢。锅炉房采用卧式室燃热水燃气锅炉，对给水进行软化和除氧处理。系统采用补水定压。定压点设在循环水泵的入口处，定压点的压力为23mH20。热力网采用分阶段改变流量的质调节。气源采用城市中压燃气管网中的燃气，管网中的燃气经过调压站调压后进入锅炉房燃气系统。关键词：锅炉房；直埋；热力网；供热ABSTRACTThisprojectrefertothedesignofthewestdistrictboilerroomofBeijingofZhangjiakouandoutdoorpipenetwork,theprimitivegroundformofthisdistrict,inordertobesuffusedwiththegroundformofalluvialplainyellowly,thetopographyissmooth,andthentransformedartificially,theearth'ssurfaceslightlyrisesandfalls.Examinesothatthewatertableisburied1deeplyaftertherain1.70-2.5m,thegroundwaterinthedistricthasnocorrosivitytotheconcrete.Thistotalconstructionareaofdistrictis:117164m²;Whetherhotloadcalculatebooktakeinroom.Heatingareaindexnothot90W/m²;Indoorheatingusersdemandtoadopt95℃/70℃ofhotwaterheating.Designtheheatingpowerentryreservedandfixupthepipelineaccordingtotheindoorheatingsystem:Therearetwoorthreeunitbuildingsineveryresidentialbuilding,reservetheentrytoauser'sheatingpower;Therearefourunitbuildings,reservetheentrytotheheatingpoweroftwousers;Therearetheentriesofheatingpowerofthreeusersofreservationoffiveunitbuildings.Theavailablepressureinfrontofuser'sentryis10mH2O.Districtthisoutdoorheatingpipenetworklaywaytakeandburyandhavenoformofcompensatingdirect,thepipeadoptstheseamlesssteeltubeA3numbersteel.Theboilerroomadoptsthehorizontalroomtofirethegasboilerofhotwater,softenandgetridofoxygentodealwithinsupplyingwater.Thesystemadoptsandmendswatertopressdefinitely.Pressingabitandhavingandlocatinginentrytothewatercirculatingpumpdefinitely,thepressurepressedabitdefinitelyis23mH20.Theheatingpowernetworkadoptsthequalitychangingtheflowstagebystagetoregulate.Thesourceofthegasadoptsandpigeonholesthegasofthegaspipenetworksinthecity,thegasamongthepipenetworksentersthegassystemofboilerroomafteradjustingandpressinginthevoltageregulatingstation.Keywords：boilerplant；direct-buried;heat-supplynetwork;heatsupply;一室外供热管网设计1设计原始资料1．1毕业课题张家口市京西小区室外供热管网设计。小区的原始地貌为黄泛冲积平原地貌，地形平坦，后经人工改造，地表略有起伏。1．2热负荷资料采暖热负荷：小区总建筑面积为：117164m²，由室内热负荷计算书得：采暖热指标为90W/m²。室内采暖要求95℃/70℃热水采暖。1．3气象资料1） 采暖期室外计算温度：-15℃；2） 采暖期室外平均温度：-3.2℃；3） 海拔高度：723.9m；4） 主导风向：冬季NNW；夏季SE5） 大气压力：冬季93.89kpa；夏季92.44kpa；6） 最大冻土深度：136cm。1．4用户热力入口的确定本工程中的各个用户为住宅楼，根据室内采暖系统设计预留的热力入口：每一栋住宅楼有两或三个单元楼的，预留了一个用户热力入口；有四个单元楼的，预留了两个用户热力入口；有五个单元楼的预留了三个用户热力入口。用户入口前的资用压力为10mH2O。1．5张家口市的地形地质资料，见附录1。场区原始地貌为黄泛冲击平原，地形平坦，后经人工改造，地表略有起伏，场区地下水主要第四系空隙潜水，以大气降水为主要补给源，此外农田排灌、地表池塘水体亦对地下水补给；以蒸发为主要排泄途径；勘察时雨前未侧到地下水位，雨后测得地下水位埋深1.70～2.5m；此水位在枯水季节有所下降，丰水季将有所上升；据京西小区勘察资料，场区地下水对砼无腐蚀性；对粉土层，渗透系数可取经验值0.2m/d。1．6京西小区的总平面图，见附录2。1．7小区内各用户的采暖面积，见下表。表1-1：小区内各建筑的供暖面积顺号楼号建筑面积（平方米）一2号楼7805.40二4号楼8083.98三6号楼7805.40四8号楼8083.98五19号楼6046.44六20号楼7909.55七21号楼6911.54八22号楼9198.38九23号楼8086.26十24号楼9739.01十一25号楼5836.62十二26号楼7694.67十三27号楼6046.44十四28号楼4400.58十五29号楼6757.86十六30号楼6757.86十七合计117163.952确定热网的总热负荷2.1热负荷计算根据计算公式：Qn=q*A*K（W）Qn——采暖热负荷，Wq—采暖热指标,W/m.A—用户建筑面积，m².考虑一定的管网损耗及漏损系数，K=1.2；以2号楼为例说明用户热负荷的计算：Qn=90×7805.40*1.2=702486.00W2号楼的用户总热负荷为702486.00W，其他用户热负荷见下表：表2-1：各个用户的总热负荷顺号楼号建筑热负荷（W）一2号楼702486.00二4号楼727558.20三6号楼702486.00四8号楼727558.20五19号楼544179.60六20号楼711859.05七21号楼622038.15八22号楼827853.75九23号楼727763.40十24号楼876510.45十一25号楼525295.80十二26号楼692520.30十三27号楼544179.60十四28号楼396052.20十五29号楼608207.40十六30号楼608207.40十七合计10544755.502．2总热负荷的确定根据上面计算的各个用户的热负荷计算得总热负荷为Q=10.54MW.3确定供热介质及其参数3．1确定供热介质室内采暖系统要求室外提供热媒为水进行室内采暖。为了满足室内采暖系统的需要，所以此工程的室外管网就确定为供热介质为热水。3．2确定参数根据室内热用户的采暖要求，需要外网提供供回水温度为：95℃/70℃的热水进行采暖，为了满足室内热用户的采暖要求，所以确定供热介质的温度为95℃/70℃。4确定热源根据当地的条件：这个小区的附近没有城市集中供热管网；当地的地热资源不是很好，利用起来不经济；这个小区的供热负荷年利用小时超过4000小时，经过技术经济论证自建一个区域锅炉房有比较显著的经济效益，而且当地又有比较丰富的天然气资源，并且附近就有城市燃气管网，报经当地政府批准，新建一燃气供热热水锅炉房，以满足此小区居民的冬季采暖。5确定敷设方式由于小区的美观、经济、当地的条件和有关规定，确定此工程的敷设方式为直埋敷设。此种方法占地少、施工周期短、维护工作量小、使用寿命长节能效果好、初投资少等。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结在一起，形成整体式的预制保温管结构型式。6初步布置6．1城市热力网的布置在当地政府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、近远期热负荷的发展等多种因素，根据上面的原则把管网敷设在道路下面，管道中心线平行与道路边缘，距道路边缘为1.0米。这样主要是考虑了施工的方便，车辆可以直接将管道器材运输到现场；而且将来维修和检修是更换管道时，不会破坏园林绿地。考虑了初投资的经济性，管网为异程式。让主干管道尽量穿过热负荷中心地带，这样主要是为了水力计算容易平衡，管网运行比较平稳，运行费用比较节省。初步确定两种布置，详见附录3、4。6．2热网布置方案的确定管网的间距查《实用供热空调设计手册》将管子的间距布置为：DN300管子的间距为600mm；DN250管子的间距为520mm；DN200管子的间距为520mm；DN150管子的间距为400mm；DN125管子的间距为400mm；DN100管子的间距为400mm；DN80管子的间距为300mm；DN70管子的间距为300mm；7供热管网的初步水力计算7．1计算流量Gn=3.6*Qn/(c*(Tg-Th)Gn-采暖热负荷热力网设计流量，t/h;Qn-采暖热负荷，KW;C-水的比热容，KJ/Kg*℃,取C=4.1868KJ/Kg*℃Tg-采暖室外计算温`度下的热力网供水温度，℃Th-采暖室外计算温度下的热力网回水温度，℃以2号楼为例来说明采暖热负荷热力网设计流量的计算：Gn=3.6×702486.00×10ˉ³/[4.1868×（95-70）]=12.4t/h2号楼的采暖热负荷热力网设计流量为12.4t/h,同理，其他楼的采暖热负荷热力网设计流量见表7-1中各个楼前的管道。7．2计算管径7．2．1对管段进行编号首先对建筑物进行编号，然后对各个建筑物的引入管编成对应建筑物编号的字母加上下标阿拉伯数字，以示区别。详见附录3、4。7．2．2计算各个管段的管径由于热水网路的水力计算比较烦琐，所以在初步水力计算工作中，通常利用水力计算图表进行计算。水力计算图表是在某一密度值下编制的，如果热媒的密度不同，但质量流量相同，则应对表中查出的速度和比摩阻进行修正。本设计中，供回水温度与表中的相同，质量和流量相同的从表中的速度和比摩阻不需要修正。确定热水热力网主干线管径时，宜采用经济比摩阻。一般情况下，主干线设计比摩阻可取40-80pa/m。热水热力网支干线，供热介质流速不应大于3.5m/s，同时比摩阻不应大于300pa/m。对于只连接一个用户热力站的支线，比摩阻可大于300pa/m。按此规定从热水管道水力计算表可以查得各个管段的管径和设计流速以及管段的平均比摩阻。主干线的平均比摩阻R值，对确定整个网路的管径起着决定性作用，如选用比摩阻值越大，需要的管径越小，因而降低了管网的基建投资和热损失，但网路循环水泵的基建投资及运行电耗随之也增大，这就需要确定一个经济的比摩阻，使得在规定年限内总费用为最小。影响经济比摩阻值的因素很多，理论上应根据工程具体条件，7．3管道阻力的计算管道的阻力分为管道的沿程阻力ΔPm和局部阻力ΔPj，管道的沿程阻力可按计算公式：ΔPm=R*L；（7.3.1）ΔPm——管道沿程阻力,PaR——管道平均比摩阻，Pa/mL——管段长度，m以A3管段来说明管段的沿程阻力的计算：ΔPm=31.00×26.30=815.30PaA3管段的沿程阻力为815.30Pa，同理，其他管道的沿程阻力见表7-1。在初步计算中，局部阻力按沿程阻力的30%的大小估算。管道的总阻力为：ΔP=ΔPm+ΔPj（7.3.2）ΔP——管道总阻力，PaΔPj——管道局部阻力，Pa以A3管段来说明管段的总阻力的计算：ΔP=815.30+815.30×30%=1059.9PaA3管段的总阻力为1059.9Pa，同理，其他管道的总阻力见表7-1。表7-1：方案一的初步水力计算：管道编号管道长度(m)管道热荷(w)管道流量(t/h)管道直径(mm)管道流速(m/s)管道沿程平均比摩阻管道沿程阻力管道局部阻力管道阻力A326.300.3612.41000.4631.0815.3244.61059.9A26.000.3612.4800.6988.7532.2159.7691.9A132.300.7224.81000.92123.83998.71199.65198.4E135.500.6121.01000.7887.33099.2929.74028.91329.901.3345.81500.7549.01465.1439.51904.6B326.300.3512.01000.4428.5749.6224.9974.4B26.000.3512.0800.6681.7490.2147.1637.3B127.100.7024.11000.89114.13092.1927.64019.7125.202.0369.82000.6020.7107.632.3139.9F135.500.6121.0801.15250.58892.82667.811560.61132.502.6490.82000.7834.31114.8334.41449.2C326.300.3612.41000.4631.0815.3244.61059.9C26.000.3612.4800.6988.7532.2159.7691.9C127.100.7224.81000.92123.83355.01006.54361.5102.603.36115.62000.9956.0145.643.7189.3P145.000.4013.81000.5238.81746.0523.82269.8G26.000.5418.6801.04205.01230.0369.01599.0G125.600.9432.31001.18202.95194.21558.36752.5931.204.30147.92500.8128.0873.6262.11135.7D326.300.3512.01000.4428.5749.6224.9974.4D26.000.3512.0800.6681.7490.2147.1637.3D127.100.7024.11000.89114.13092.1927.64019.7826.905.00172.02500.9236.1971.1291.31262.4H16.000.5318.2801.04205.01230.0369.01599.0727.305.53190.22501.0345.01228.5368.61597.1O326.200.3511.9800.6681.72140.5642.22782.7O26.000.3511.9650.93204.71228.2368.51596.7O127.900.6923.71000.89114.13183.4955.04138.4633.806.22214.02501.1455.01859.0557.72416.7I322.200.3712.6800.7195.92129.0638.72767.7I26.000.3712.6651.01240.31441.8432.51874.3I120.200.7325.11000.92123.82500.8750.23251.056.606.95239.12501.3071.8473.9142.2616.0N523.600.3010.3800.5862.61477.4443.21920.6N46.000.3010.3650.81156.7940.2282.11222.3N314.900.6020.61250.5026.8399.3119.8519.1N26.000.3010.3650.81156.7940.2282.11222.3N123.300.8830.31001.11178.34154.41246.35400.7435.107.83269.43001.0336.21270.6381.21651.8M524.900.289.6800.5556.71411.8423.51835.4M46.000.289.6650.78142.2853.2256.01109.2M316.200.5619.31250.4522.0356.4106.9463.3M26.000.289.6650.78142.2853.2256.01109.2M119.400.8328.61001.07166.63232.0969.64201.734.608.66297.93001.1544.7205.661.7267.3J136.000.6221.3801.21274.99896.42968.912865.3240.759.28319.23001.2250.82070.1621.02691.1K240.450.5418.61000.7071.52892.2867.73759.8L322.900.3110.5800.5862.61433.5430.11863.6L26.000.3110.5650.81156.7940.2282.11222.3L117.550.7124.41000.89114.12002.5600.72603.2K122.201.2543.01251.02112.32493.1747.93241.0175.1610.53362.23001.3764.34832.61449.86282.4综合321.71　　　　　　　27861.8表7-2：方案二的初步水力计算管道编号管道长度(m)管道热负荷(w)管道流量(t/h)管道直径(mm)管道流速(m/s)管道沿程平均比摩阻管道沿程阻力管道局部阻力管道阻力A326.300.3612.41000.4631.0815.3244.61059.9A26.000.3612.4800.6988.7532.2159.7691.9A131.680.7224.81000.92123.83922.01176.65098.6E136.120.6121.01000.7887.33153.3946.04099.31029.901.3345.81500.7549.01465.1439.51904.6B326.300.3512.01000.4428.5749.6224.9974.4B26.000.3512.0800.6681.7490.2147.1637.3B126.480.7024.11000.89114.13021.4906.43927.895.202.0369.82000.6020.7107.632.3139.9F136.120.6121.0801.15250.59048.12714.411762.5832.502.6490.82000.7834.31114.8334.41449.2C326.300.3612.41000.4631.0815.3244.61059.9C26.000.3612.4800.6988.7532.2159.7691.9C126.480.7224.81000.92123.83278.2983.54261.772.603.36115.62000.9956.0145.643.7189.3P145.000.4013.81000.5238.81746.0523.82269.8G26.000.5418.6801.04205.01230.0369.01599.0G126.220.9432.31001.18202.95320.01596.06916.0631.204.30147.92500.8128.0873.6262.11135.7D326.300.3512.01000.4428.5749.6224.9974.4D26.000.3512.0800.6681.7490.2147.1637.3D126.480.7024.11000.89114.13021.4906.43927.852.605.00172.02500.9236.193.928.2122.0O326.200.3511.91000.4428.5746.7224.0970.7O26.000.3511.9800.6681.7490.2147.1637.3O155.200.6923.71250.5735.01932.0579.62511.6H26.000.5318.2800.99184.01104.0331.21435.2H124.921.2242.01250.99107.12668.9800.73469.6433.186.22214.02501.1455.01824.9547.52372.4N523.600.3010.31000.3921.9516.8155.1671.9N46.200.3010.3800.5862.6388.1116.4504.6N314.900.6020.61250.5026.8399.3119.8519.1N26.200.3010.3650.81156.7971.5291.51263.0N150.100.8830.31250.7154.72740.5822.13562.6I46.200.3712.6651.01240.31489.9447.01936.8I316.201.2542.81500.7142.8693.4208.0901.4I26.200.3712.6651.01240.31489.9447.01936.8I115.821.6155.41251.32190.53013.7904.13917.8351.287.83269.43001.0336.21856.2556.82413.0M524.900.289.6800.5556.71411.8423.51835.4M46.000.289.6650.78142.2853.2256.01109.2M316.200.5619.31250.4522.0356.4106.9463.3M26.000.289.6650.78142.2853.2256.01109.2M15.400.8328.61250.6951.1275.982.8358.7J26.000.6221.3801.15250.51503.0450.91953.9J128.381.4549.91251.18151.94310.21293.05603.2299.139.28319.23001.2250.85035.61510.76546.2K240.450.5418.61000.7071.52892.2867.73759.8L322.900.3110.5800.5862.61433.5430.11863.6L26.000.3110.5650.81156.7940.2282.11222.3L117.550.7124.41000.89114.12002.5600.72603.2K122.201.2543.01251.02112.32493.1747.93241.0175.1610.53362.23001.3764.34832.61449.86282.4综合362.74　　　　　　　28713.17．4比较确定热网7．4．1确定最不利管道热水网路水力计算是从主干线开始计算。网路中平均比摩阻最小的一条管线，称为主干线。在一般情况下，热水网路各用户要求预留的作用压差是基本相等的，所以通常从热源到最远用户的管线是主干线。详见附录3、4。7．4．2水力不平衡点各个支路的不平横率越小，对于管网以后的运行管理就越方便，而且运行费用也比较经济。但是不平衡率越小，管网的出投资就也越大，所以根据《城市热力网设计规范》中的规定，室外供热管网的水力不平衡率在15%以下可以由管网运行是自行调节。只有在15%以上才需要进行设计时调节。沿着主干管，从最后一个管段开始向热源去。计算每一个分支点的水力不平衡率。利用计算公式:η=ΔPg-ΔPz/(ΔPg+h)(7．4．2.1)η——水力不平衡率ΔPg——主、支干管从节点到末端的总阻力，PaΔPz——支管从节点到末端的总阻力，Pah——室内用户需要的作用压头，取10mH2O表7-3：方案一的水力不平衡计算节点编号主干管的阻力支干管的阻力水力不平衡率备注a1059.9691.90.0036b6259.34028.90.0210c1974.4637.30.0033c8162.94994.20.0293d11560.68302.80.0292e11059.9691.90.0036e97525421.40.0395f12269.815990.0066f9941.39022.30.0084g1974.4637.30.0033g11076.94994.20.0548h12339.415990.0956i12782.71596.70.0115I13936.46921.10.0616j12767.71874.30.0087j16353.16018.70.0888k21920.61222.30.0069k12439.71222.30.0119k16969.26500.40.0895l21835.41109.20.0071l12298.71109.20.0116l186216500.40.1022水力不平衡，需要调节m18888.312865.30.0507n21863.61222.30.0063n14466.83759.80.0068n21579.47000.80.1199水力不平衡，需要调节经过水利计算和统计得：方案一的水力不平衡点共有2个。表7-4：方案二的水力不平衡计算节点编号主干管阻力支干管的阻力水力不平衡率备注a1059.9691.90.0036b6158.54099.30.0194c1974.4637.30.0033c8063.14902.20.0293d11762.582030.0318e11059.9691.90.0036e9652.25321.60.0395f12269.815990.0066f9841.59185.80.0060g1974.4637.30.0033g10977.24902.20.0547h2970.7637.30.0033h13482.31435.20.0198h11099.26951.90.0373i4671.9504.60.0017i3126311910.0007i24753.61936.80.0269i156551936.80.0352I13471.69572.80.0344j31835.41109.20.0071j22298.71109.20.0116j12657.41953.90.0069j15884.68260.60.0658k21863.61222.30.0063k14466.83759.80.0068k22430.87707.80.1203水力不平衡，需要调节由于两个方案的不平衡率都在15%以下，所以我比较方案是就用10%作为进行比较的标准。这样，经过水利计算和统计得：方案二的水力不平衡点共有1个。从上面的水力不平衡因素不难看出方案二是此工程的最佳方案。7．4．3钢材和保温层的耗用量方案一的各种不同管径的钢材耗用量见下表：表7-5：方案一的钢材耗量无缝钢管的长度(m)单位长度重量(kg/m)管子耗用量(kg)300155.6155.218591.06250125.8040.365077.2920040.3032.031290.8115029.9017.15512.7912553.3015.04801.63100433.2510.854700.7680267.758.382243.757042.007.10298.20综合1147.9123516.28经过计算和统计得到各种不同管径的钢材总耗用量为23516.28kg。方案二的各种不同管径的钢材耗用量见下表：表7-6：方案二的钢材耗量型号无缝钢管的长度(m)单位长度重量(kg/m)管子耗用量(kg)300225.5655.2112453.0025067.6040.362728.3420040.3032.031290.8115046.1017.15790.62125231.8815.043487.40100406.4010.854409.4480131.308.381100.297068.307.10484.93综合1217.4326744.83经过计算和统计得到各种不同管径的钢材耗用量为26744.83kg。方案一的各种不同管径的聚乙烯套管的耗用量见下表：表7-7：方案一的钢材耗量聚乙烯套管套管用量(kg)外径(mm)厚度(mm)单位长度重量(kg/m)42078.541328.883656.66.99879.343156.25.66228.102504.93.55106.152254.42.87152.972003.92.26979.151603.21.48396.271403.01.2150.82综合4121.67经过计算和统计得到各种不同管径的钢材耗用量为4121.67kg。方案二的各种不同管径的聚乙烯套管的耗用量见下表：表7-8：方案二的钢材耗量聚乙烯套管套管用量(kg)外径(mm)厚度(mm)单位长度重量(kg/m)4207.08.541926.263656.66.99472.523156.25.66228.102504.93.55163.662254.42.87665.482003.92.26918.461603.21.48194.321403.01.2182.64综合4651.45经过计算和统计得到各种不同管径的钢材耗用量为4651.45kg。方案一的保温层聚氨脂的耗用量见下表：表7-9：方案一的聚氨脂耗量保温层聚氨脂聚氨脂的用量厚度单位长度重量40.53.72578.8639.43.09388.7241.82.74110.4240.62.0461.0038.01.7191.1439.11.50649.8832.00.98262.4029.00.7732.34综合2174.75经过计算和统计得到各种不同管径的钢材耗用量为2174.75kg。方案二的保温层聚氨脂的耗用量见下表：表7-10：方案二的聚氨脂耗量保温层聚氨脂聚氨脂的用量厚度单位长度重量40.53.72839.0739.43.09208.8841.82.74110.4240.62.0494.0438.01.71396.5139.11.50609.6032.00.98128.6729.00.7752.59综合2439.79经过计算和统计得到各种不同管径的钢材耗用量为2439.79kg从上面的几个因素可以看出：钢材耗量：方案一为23516.28kg;方案二为26744.83kg聚乙烯耗用量：方案一为4121.67kg；方案二为4651.45kg保温层聚氨脂耗用量：方案一为2174.75kg；方案二为2439.79kg从上面的几个经济方面的因素不难看出方案一是此工程的最佳方案。7．4．4选定方案虽然方案一的初投资比方案二的少了一点，但是管网的运行费用和日常维护管理费用要比这要多；方案二的初投资虽然是比方案一的多了一些，但是管网建成以后运行起来要比方案一平稳的多，运行和维护管理费用也要经济的多。综合了两个方案的水力计算和经济方面的因素，为了以后系统运行的平稳，而且方案一、二的初投资相差也不是很多，所以我选择方案二为次此工程的最佳方案。8供热热网的水力计算8．1管段的实际流速和平均比摩阻8．1．1实际流速的计算采用公式：V=G/(900*π*d2*ρ)m/sV——管段中实际流速，m/sG——管段中的流量，kg/hd——管段的内径，mρ——管段中流体的密度，取值958.4kg/m3以供水管段A3为例来说明管段中介质的实际流速的计算：V=12.40/(900×3.14×0.102×958.4)=0.46m/s所以，管段的实际流速为0.46m/s，同理，其他管段的实际流速见表8-1。8．1．2实际平均比摩阻的计算R=6.25*10-8*λ*G2/（ρ*d5）Pa/mR——管段的平均比摩阻，Pa/mλ——摩檫阻力系数，λ=0.11*(K/d)0.25K——管壁的当量绝对粗造度，取K=0.5*10-3。以供水管段A3为例来说明管段的实际平均比摩阻的计算：R=6.25*10-8*λ*G2/（ρ*d5）=6.25*10-8*0.11*(K/d)0.25*G2/（ρ*d5）=6.25×10-8×0.11×（0.5×10-3/0.10）0.25×12.402/（958.4×0.105）=29.28Pa/mA3管段的实际平均比摩阻为29.28Pa/m。同理，其他管段的平均比摩阻见表8-1。8．2管段的沿程阻力和局部阻力计算8．2．1沿程阻力的计算使用（7.3.1）计算沿程阻力。8．2．2局部阻力的计算在实际工程设计中。为了简化计算。计算局部阻力有两种方法：当量局部阻力法；当量长度法。此设计中局部阻力计算使用第一中方法。当量局部阻力法（动压头法），它的基本原理是将管段的沿程损失转变为局部损失来计算。设管段的沿程损失相当于某一局部损失ΔPj，则ΔPj=ξd*ρ*V2/2ξd——当量局部阻力系数。查表取值。以供水管段A3、A1为例说明局部阻力系数ξd的查取：A3：管段有两个900煨弯弯头，一个三通分流，一个过滤器，一个截止阀。查取《供热工程》附表4-2知：煨弯弯头的局部阻力系数ξd为0.3；三通分流的局部阻力系数ξd为2.0;过滤器的局部阻力系数ξd为2.2;截止阀的局部阻力系数ξd为6.0。A3管段的全部阻力系数：ξ=2×0.3+1×2.0+1×2.2+1×6.0=10.8。所以A3管段的局部阻力ΔPj=10.8×958.4×0.462/2=1129.0Pa/m.A1：管段有一个900煨弯弯头，一个管道变径，一个截止阀，一个分流三通直通管。查取《供热工程》附表4-2知：煨弯弯头的局部阻力系数ξd为0.3；管道变径的局部阻力系数ξd：管道变径两端的横截面积之比：F1/F2=2.25，查取ξd=0.2；截止阀的局部阻力系数ξd为6.0；分流三通的局部阻力系数ξd为1.0。A1管段的全部阻力系数：ξ=1×0.3+1×0.2+1×6.0+1×1.0=7.5。所以A1管段的局部阻力ΔPj=7.5×958.4×0.912/2=3136.0Pa/m其他管段的阻力计算见表8-1。表8-1：供水管道的水力计算管道编号管道长度(m)管道热负荷(mw)管道流量(t/h)管道直径管道流速(m/s)平均比摩阻管道沿程阻力管道局部阻力系数综合系数管道局部阻力管道阻力A326.300.3612.41000.4629.28769.92.2+6+0.3*2+2.010.81129.01898.9A26.000.3612.4800.7194.47566.82.2+6+2.0+0.110.32628.63195.4A131.680.7224.81000.91117.103709.81.0+6+0.3+0.27.53136.06845.8E136.120.6121.01000.7784.053036.02.2+6+0.3+1.5+6+0.216.24862.17898.11029.901.3345.81500.7547.551421.76+1+0.17.12001.03422.7B326.300.3512.01000.4427.67727.82.2+6+0.3*2+2.010.81067.11794.9B26.000.3512.0800.6989.29535.82.2+6+2.0+0.110.32484.63020.4B126.480.7024.11000.89110.692931.06+1.5+0.47.93122.36053.395.202.0369.82000.6424.46127.21.001.0207.7334.9F136.120.6121.0801.21271.239796.82.2+6+0.3+1.5+6+0.416.412016.921813.7832.502.6490.82000.8441.371344.66+1.07.02459.43804.0C326.300.3612.41000.4629.28769.92.2+6+0.3*2+2.010.81129.01898.9C26.000.3612.4800.7194.47566.82.2+6+2.0+0.110.32628.63195.4C126.480.7224.81000.91117.103100.96+1.5+0.47.93303.26404.172.603.36115.62001.0767.02174.21+0.11.1626.0800.3P145.000.4013.81000.5136.141626.42.2+6+0.3+1.09.51226.02852.4G26.000.5418.6801.07212.551275.32.2+6+1.5+0.19.85627.36902.6G126.220.9432.31001.19199.605233.56+1.5+0.47.95630.310863.8631.204.30147.92500.8734.011061.26+1.07.02672.53733.8D326.300.3512.01000.4427.67727.82.2+6+0.3*2+2.010.81067.11794.9D26.000.3512.0800.6989.29535.82.2+6+2.0+0.110.32484.63020.4D126.480.7024.11000.89110.692931.06+1.5+0.47.93122.36053.352.605.00172.02501.0245.99119.61.001.0516.2635.8O326.200.3511.91000.4426.89704.42.2+6+0.3*2+2.010.81036.81741.3O26.000.3511.9800.6886.76520.62.2+6+2.0+0.210.42437.62958.1O155.200.6923.71250.5633.331839.81.001.0157.31997.1H26.000.5318.2801.05204.751228.52.2+6+1.5+0.29.95476.26704.7H124.921.2242.01250.99104.192596.56+1.5+0.47.93884.76481.2433.186.22214.02501.2671.172361.46+1.5+0.17.66071.38432.7N523.600.3010.31000.3820.33479.82.2+6+0.3*2+2.0+0.110.9791.31271.1N47.200.3010.3800.6065.60472.32.2+6+2.0+0.210.41843.22315.5N314.900.6020.61250.4925.20375.51.001.0118.9494.4N27.200.3010.3650.90195.141405.02.2+6+1.5+0.410.14107.35512.3N150.100.8830.31250.7254.212716.01+0.11.1281.42997.4I47.200.3712.6651.10288.862079.82.2+6+1.5+0.410.16080.08159.8I316.201.2542.81251.01108.511757.81.001.0512.12269.9I26.200.3712.6651.10288.861790.92.2+6+1.5+0.410.16080.07870.9I115.821.6155.41251.31181.462870.76+1.0+0.47.46337.19207.8351.287.83269.43001.1043.302220.51.0+0.3*2+6+0.48.04884.07104.5M524.900.289.61000.3617.71441.02.2+6+0.3*2+2.0+0.110.9689.31130.3M46.000.289.6800.5657.15342.92.2+6+2.0+0.210.41605.61948.5M316.200.5619.31250.4621.95355.61.001.0103.6459.2M26.000.289.6650.84169.991019.92.2+6+1.5+0.410.13577.94597.9M15.400.8328.61250.6748.23260.41.001.0227.6488.0J26.000.6221.3801.23280.201681.22.2+6+1.5+0.29.97493.99175.1J128.381.4549.91251.18147.184176.32.0+6+0.48.45834.810011.1299.139.28319.23001.3160.836029.71.0+6+0.37.36260.112289.8K240.450.5418.61000.6965.872664.42.2+6+2.010.22399.05063.5L322.900.3110.5800.6167.811552.82.2+6+0.3+1.0+0.19.61758.63311.4L26.000.3110.5650.92201.701210.22.2+6+1.5+0.29.94161.35371.5L117.550.7124.41000.90113.871998.52.0+0.12.1853.92852.3K122.201.2543.01251.02109.382428.31.5+6+0.47.94078.16506.3175.1610.53362.23001.4978.325886.3　　0.05886.3综合420.72　　　　　　　　　55189.48．3管段的水力不平衡率计算引用公式(7．4．2.1)进行计算。计算结果见下表表8-2：热网的水力计算不平衡率节点编号主干管的阻力支干管的阻力水力不平衡率备注a3195.41898.90.0127　b8744.77846.00.0083　c13020.41794.90.0120　c12167.47848.20.0385　d21813.712502.30.0828　e13195.41898.90.0127　e116306.38303.00.0688　f16902.62852.40.0394　f17106.613592.40.0300　g13020.41794.90.0120　g20840.37848.20.1075　h22958.11741.30.0120　h16704.73738.30.0286　h21476.110219.50.0927　i42249.91271.10.0097　i35317.21765.50.0349　i27870.94762.90.0297　i17870.95684.80.0207　I29908.916240.60.1052　j31948.51130.30.0081　j24597.91589.50.0296　j19175.12077.50.0695　j37013.412088.60.1819水力不平衡，需要调节k25371.53311.40.0199　k16163.75063.50.0104　k49303.212670.00.2454水力不平衡，需要调节根据《城市热力网设计规范》中的规定，经济平衡率为15%以上需要调节，此工程中需要调节的水力不平衡点为两个。在需要调节的支干线上专设一个调节阀进行水力调节。9热补偿和强度计算9．1管道机械强度和热补偿的计算9．1．1管材的选择本工程的最高工作压力为0.55MPa，最高工作温度为95℃，可以采用无缝或焊接钢管，采用直埋敷设