石家庄铁道大学四方学院毕业设计
第1章 绪 论 ..................................................... 3
1.1 概述 ...................................................... 3
1.1.1 我国城市集中供热现状 ................................ 3 1.1.2 工程设计的目的及意义 ................................ 5 1.1.3 设计指导思想 ........................................ 5 1.2 设计题目 .................................................. 5 1.3 设计原始资料 .............................................. 5 第2章 供暖系统设计热负荷 ......................................... 7
2.1 体积热指标法 .............................................. 7 2.2 面积热指标 ................................................ 7 2.3 城市规划指标法 ............................................ 7 第3章 供暖方案的确定 ............................................. 9
3.1 热源形式的选择 ............................................ 9 3.2 热媒种类的选择 ............................................ 9 3.3 热媒参数的确定 ............................................ 9 3.4 热网形式的选择 ........................................... 10
3.4.1 枝状管网 ........................................... 10 3.4.2 环状管网 ........................................... 11 3.5 供热系统热用户与热水网路的连接方式 ....................... 11 3.6 供热管道的定线原则 ....................................... 12
3.6.1 热源位置 ........................................... 12 3.6.2 管网的走向 ......................................... 12 3.6.3 敷设方式 ........................................... 13 3.7 直埋热水管道的防腐 ....................................... 15 3.8 热水管网系统的定压方式 ................................... 18 第4章 供暖管网的水力计算 ........................................ 20
4.1 供热管网的水力计算方法 ................................... 20 4.2 供热管网水力计算的步骤 ................................... 20 4.3 管网的水力计算过程 ....................................... 23 第5章 水压图的绘制 ............................................... 36
5.1 绘制网路水压图的必要性 ................................... 36 5.2 网路水压图的原理及其作用 ................................. 36
5.2.1 原理 ............................................... 36
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5.2.2 作用 ............................................... 36 5.3 绘制水压图的原则和要求 ................................... 37 5.4 绘制水压图的步骤和方法 ................................... 37
5.4.1 确定热水网路水压图的基准面及坐标轴 ................. 37 5.4.2 确定静水压曲线位置 ................................. 38 5.4.3 确定回水管动水压曲线位置 ........................... 38 5.4.4 选定供水管动水压曲线位置 ........................... 39
第6章 热负荷延续时间图及年耗热量 ................................. 41
6.1 绘制热负荷延续时间图的意义 ............................... 41 6.2 供暖热负荷延续时间图 ..................................... 41 6.3 年耗热量 ................................................. 42 第7章 热水供热系统的供热调节 .................................... 44
7.1 热水供热系统的初调节 ..................................... 44
7.1.1 概述 ............................................... 44 7.1.2 热水供热系统初调节的方法 ........................... 45 7.1.3 初调节应注意的问题 ................................. 49 7.2 热水供热系统的运行调节 ................................... 50
7.2.1 热水供热系统运行调节的背景 ......................... 50 7.2.2 气候补偿器的安装 ................................... 51
第8章 管道的保温 ................................................ 59
8.1 设置保温的基本原则 ....................................... 59 8.2 保温层材料的选择 ......................................... 60 8.3 保温层厚度的计算 ......................................... 60 8.4 热损失的计算 ............................................. 61 第9章 工程经济技术分析 .......................................... 64
9.1 概述 ..................................................... 64 9.2 管网布置的合理性分析 ..................................... 64 9.3 管道水力计算的经济分析 ................................... 65 9.4 供热管网运行调节的经济分析 ............................... 65 第10章 设计总结 ................................................. 66 参考文献 .......................................................... 67 致 谢 ............................................................ 68 附 录 ............................................................ 69
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附录Ａ 外文翻译 .............................................. 69 对再生能源技术的研究 .............................................. 74
第1章 绪 论
1.1 概述
1.1.1 我国城市集中供热现状
(1)采用节能新技术新方法。节能新技术新方法包括：利用热电冷联产、江河湖海等地表水和地热等自然能源，利用工厂排出的低品位废热和建筑排热等多种形式的废热。这些也是节能降耗、提高系统经济效益的重要手段。 常明显的效果，并充分显露出其诸多优点：
①提高了整个供热系统运行可靠性与安全性。当热网中某一热源出现故障时，各热源可相互替代，相互补充。
②可灵活调整供热量，达到良好的节能效果。系统中多热源，可根据供热负荷的具体情况，制定出更为合理的供热方案，并可随时使全网的供热状况优化，从而实现理想的节能措施。
③系统水力稳定性好。采用环状管网连接，热网比摩阻较小，各换热站的资用压头大，增强了系统的水力稳定性。
④优化水力工况，平衡供热效果。
⑤供热系统热源可扩充性强。发达国家已开发形成了多热源(如垃圾焚烧厂、热电厂、锅炉房等)供热格局。随着多种技术的不断成熟我国必将发展出更多可利用的热源，如地热、太阳能以及垃圾焚烧所产生的附热等。可见，多热源联合供热系统为更多新能源的加入提供了必要的基础。
(3)建立智能控制协调机制。计算机在供热上的应用，已逐步从设计和简单计算机辅助绘图向智能化和交互式方向发展。随着网络技术特别是互联网技术的发展，作为信息处理的人机系统开始从一个封闭系统向开放系统转变。可见，计算机控制、网络技术为供热系统的运行调节提供了新的有力工具、系统方法、信息方法和人工智能等的应用已经成为供热技术发展的时代特征。用光缆电话线作为通讯、数据采集线路，
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(2)多热源联网供热。近几年，多热源环网供热系统经过实际运行，已取得了非
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实现远程自动化控制。
智能控制供热系统，其供热方案和传统的不同，用户可根据自身的需要来控制采暖时间及室内温度，如果外出时间较长，可以随意降低温度或将暖气关闭。当众多用户调节自己的流量后，整个热网的流量和供热量也将随之变化，此时热网的总供热量随机变化增大；同时，多热源联合供热的结构需要确定如何使得处于同一供热网中的多热源相互配合，以适应供热负荷的不断变化，从而降低运行费用，提高经济效益和节能效果。
(4)实现分户调节和热量计量收费。热用户的耗能量决定供暖负荷的大小，因此，促进用户自觉节能可大大减小我国供暖系统的能源浪费。而促进用户自觉节能的唯一有效手段，就是用超声波式或机械式热量表对使用热量进行计量，并根据计量结果来收费。世界各国的经验表明，把“大锅饭”式的采暖包费制，改为按实际使用热量向用户收费，可节能20%~30%，这种明显的节能效果自70年代末起就已经在北欧各国的节能措施中得到证明，而且近来某些东欧国家的努力也说明了这一点。而另一方面，解决目前日趋严重的供热公司收费难问题最根本有效地管理方法就是根据用户实际使用的热量来收费。可以说，对热量进行计量并据此来收费是集中供热领域行之有效地管理手段。
(5)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。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。
(6)现在的供热管网的设计更加注重节约能源，降低能源消耗，同时能更加满足人们的舒适度要求。建筑物的耗热量因受室外气温、太阳辐射、风向和风速等因素的影响时刻都在变化。要保证在室外温度变化的条件下，维持室内温度符合用户要求(如18℃)，就要求采暖系统的供回水温度应在整个供暖期间根据室外气候条件的变化进行调节，以使用户散热设备的放热量与用户热负荷的变化相适应，防止用户室内温度过低或过高。所以安装气候补偿器通过及时而有效的运行调节可以做到在保证供暖质量的前提下，达到节能的效果。
(7)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。
(8)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。
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1.1.2 工程设计的目的及意义
毕业设计的目的主要是对已经学过的专业知识的进一步加深，分析总结和解决实际问题的最后一次实践教学环节，也是我在大学四年所学专业知识的综合训练。它对提高我们的个人素质，增强就业后的竞争能力至关重要。学生在毕业设计实践的基础上，综合运用所学的专业知识，参考国家有关规范标准、工程设计图集及其它参考资料，能够比较系统地掌握专业设计的计算步骤、方法。独立完成毕业设计任务，培养自己分析和解决实际工程问题的能力，熟练一定电脑绘图能力和文字处理能力，为以后顺利走向工作岗位奠定良好的基础。
1.1.3 设计指导思想
目前，我国的能源紧张是影响我国经济发展的重要因素，并被认为是当今世界具有普遍性的问题。我国能源发展的速度比较缓慢但是能源浪费却十分严重，所以本工程的设计应该尽量的节约能源，提高能源的利用率，要因地制宜地确定综合利用能源的供热方案，同时使供热更加的人性化即可随室外温度自动控制供热量或供热温度等，此外为了更加公平以及增加人们的行为节能采暖时采用热计量的方式来平摊供热费用。本设计就是在满足人们舒适度的前提下，合理设计管网减少投资以及增加系统的平衡稳定性。
1.2 设计题目
北京某小区供热管网工程设计。
1.3 设计原始资料
本设计为北京某小区建筑室外平面布置，见图1-1。根据要求，拟设计室外供热管网。这个小区共有8幢建筑，分别是写字楼(建筑面积1000m2)；干部公寓(5000m2)；商店(1000m2)；会议大厅(2000m2)；活动中心(800m2)；小会议室(1100m2)；培训中心(9000m2)；宿舍楼(10000m2)8幢建筑均有冬季供暖系统。在小区内有一区域换热站提供低温水(80/60℃)，供应小区8幢建筑用热。
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