室外供热管网设计

目录第一章工程概述第一节供热系统的区域简介 (1)第二节原始资料 (2)第三节热源状况介绍 (2)第二章热负荷计算第一节热指标的选择 (2)第二节热负荷的计算 (2)第三节绘制热负荷延续时间图 (3)第四节供暖年耗热量以及耗煤量的计算 (7)第三章供暖方案的确定第一节热媒的选择 (8)第二节热媒参数的确定 (11)第三节供热管网的平面布置 (13)第四节管网附件设计原则 (17)第四章管道水力计算第一节管道水力计算图绘制 (21)第二节确定计算管路 (22)第三节比摩阻的选择 (22)第四节阻力平衡的原则及措施 (23)第五节水力计算 (24)第五章系统水压图、调节方式和系统工艺设备、设施的选择第一节系统定压方式的确定 (52)第二节供热系统原理图 (56)第三节水压图的绘制 (57)第四节供热系统的调节方式及调节曲线的绘制 (58)第五节供热系统工艺设备的选择 (59)第六章管道保温结构和管网土建措施第一节管道的保温选择和计算 (64)第二节管沟形式和检查井的确定 (68)第三节固定蹲位置的确定及推力计算 (69)参考文献 (70)第一章概述第一节供热系统的区域简介1 地理位置河北省张家口市，又称“张垣”“武城”。

位于中国河北省西北部，地处京、冀、晋、蒙四省市区交界处，是北京的北大门，也是历史上兵家必争之地，重要的地理文化名城。

全市辖4区、13县、2个管理区，1个高新区，总面积3.7万平方公里，分为坝上、坝下两个不同的自然区域，总人口450万人，其中农业人口310 万人。

张家口的发源地是现位于桥西区的堡子里一带，这里的发展是整个张家口逐步繁荣的历史见证。

大境门、清远楼、堡子里建筑群、鸡鸣驿、五郭台长城、张家口市区段长城、冰山梁长城（长城最高点2211米）、蔚县古城、怀来古城、黄帝祠（中华三祖堂）、中华合符坛、小五台山、蔚县空中草原、镇朔楼、崇礼长城岭滑雪场、翠云山滑雪场、云泉寺、赐儿山、安家沟生态旅游、水母宫、赤城朝阳观、野狐岭古战场、元中都遗址、素葬楼、坝上草原、爱吾庐-冯玉祥将军故居（桥东区德胜街45号）、赤城温泉、黑龙山国家森林公园、蔚州暖泉书院、桥西抡才书院、蔚县南安寺塔、金阁山（丘处机修炼地）、蔚县代王城遗址、天漠、官厅湖（新中国第一座水库）、蔚州灵岩寺、水母宫地下长城。

而容辰庄园处于张家口市桥东区胜利南路市迎宾大路一侧，是未来新旧城区的交汇点，地理位置得天独厚。

规划投资5亿多元人民币，占地面积15公倾。

规设计划建设面积24.5万平方米，其中住宅建筑面积16万平方米，由多层和高层组成；商业建筑面积4万平方米；星级酒店及高级写字楼4.5万平方米；沿街为425米长，25米宽的欧式风情商业走廊；社区绿化率达30%，使用新欧式古典主义为主体的建筑设计风格。

它将成为张家口市中心的主要景观之一。

附近又有超市发，国美电器，苏宁电器，中美电器商场。

还有一些餐饮店、休闲店、品牌店、美发店，麦当劳就在容辰小区门口。

这些店铺属于容辰小区一部分，一出门就是超市，麦当劳，上岛，阿迪，耐克，所以最方便就是容辰小区了。

2 气候条件张家口属于温带大陆性气候，四季分明，雨热同季，昼夜温差大，冬季寒冷，夏季凉爽，适合人类居住。

3 资源与产业张家口市产业集聚区始建于2007年9月，2008年被省政府批准为全省首批32家省级产业集聚区之一。

2010年3月，正式组建成立张家口市产业集聚区党工委、管委会。

按照调整后的行政区划，产业集聚区总面积72.69平方公里，辖1乡13个行政村，人口2.28万人。

第二节原始资料1 气象资料查《供暖通风设计手册》附录可得张家口市气象资料：室外计算温度：－15℃室外平均计算温度：－4.6℃通风室外计算温度：－10℃冬季室外平均风速： 3.6m/s主导风向： NNW最大冻土深度： 136cm供暖期： 155天不同室外温度的延续时间（小时数）第三节热源状况的介绍本设计为张家口市容辰小区，目前张家口市已改为城市集中供热，市政供热外网高温水（130/70℃)进入小区换热站（也就是原先锅炉房）换热。

第二章热负荷计算第一节热指标的选择选择热指标的大小，主要与建筑物的结构外形以及层高有关，建筑物的维护结构传热系数越大，采光率越高，则建筑物的热损失越大，在这种情况下，热指标可取较大值；反之，则取较小值。

正确合理地计算热负荷是确定热源规模和供暖热网管径大小、锅炉运行方案是否合理、能否取得经济效益、社会效益的重要因素。

因此在管网设计前，必须对各类建筑物的数量、性质、规模、层数、环境等进行详细调查和准确计算。

热指标分为体积和面积热指标两种，它是表示各类建筑物，在室内外温差1℃时，单位体积或面积的供暖热负荷。

建筑物的供暖热负荷，主要取决于通过垂直维护结构（墙，门，窗等）向外传递的热量，它与建筑物的平面尺寸和层高有关，因而不直接取决于建筑物平面面积，用供暖体积热指标表征建筑物供暖热负荷的大小，物理概念清楚；但采用供暖面积热指标法，比体积热指标更容易概算。

目前一般来讲民用建筑我们多采用面积热指标，而对于工业建筑，多用体积热指标法，故本设计对于机械厂的工作车间及车间配楼等采用体积热指标，而对于一些民用建筑等均采用面积热指标。

根据《城市热力网设计规范》CJJ34-2002中的热指标图表表2-1采暖热指标推荐值q h(W/ m2)第二节热负荷计算（一）供暖热负荷的计算供暖设计热负荷的概算，可采用体积或面积热指标法等进行计算。

1、体积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，可按下式进行概算Q n=q v V w(T n-T’w)³10-3KW式中Q n－建筑物的供暖设计热负荷，KW;V w－建筑物外围体积，m3T n－供暖室内计算温度，℃T’w－供暖室外计算温度，℃Q v－建筑物体积热指标，W/m3℃2、面积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，可按下式进行概算Q n=q f F³10-3 KW式中Q n－建筑物的供暖设计热负荷，KW;F－建筑物的建筑面积，m2;q f－建筑物供暖面积热指标, W/m3本设计为小区集中供热，采用面积指标法，各建筑物的热负荷估算详见下表所示：（二） 热负荷延续图在供热工程规划过程中需要绘制热负荷延续时间图。

利用热负荷延续时间图，可以计算出供暖期间的供暖年总耗热量，而且还能从图上直观的了解在不同室外温度状况下的热负荷及相应的小时数。

能够清晰的反映出整个供暖期间系统热负荷的情况，从而为系统调节，技术分析及运行管理提供必要的资料。

各城市的地理位置和气象条件等因素是有很大差别的，但也有一些共同的特点：（1） 根据《暖通规范》，各城市的开始和停止供暖温度都定为＋5℃； （2） 根据《暖通规范》，以不保证天数为5天的原则，确定各城市的供暖室外计算温度tw ’值；（3） 各城市供暖期长短（n 小时数）与其室外温度变化幅度，大致也有一定规律。

用下列无因次群形式的数学模型，来表达供暖期内的气温分布规律。

Rt=0(N ≤5)或Rt=bn R （5<N ≤N zh ）或用下式表示：t w ＝t w ’ (N ≤5)或t w =t w ’+(5－t p.j)bn R (5<N<N zh )式中 t w ――某一室外温度，℃；Tw ′、t p.j 、和5――供暖室外计算温度、供暖期室外日平均温度和供暖期开始及终止供暖的室外日平均温度，℃；R t 、R n ――两个无因次群，分别代表无因次室外气温和无因次延续天数和小时数'5'w w t w t t R t -=- 51205120zh zh N n Rn N n --==-- N zh 、n zh 、5、120――供暖期总天数或总小时数；不保证天数（5天）或不保证小时数（120h ）;N 、n ――延续天数或延续小时数； b ―― Rn 的指数值；.'.5p jp j wt b t t μμ-=-μ――修正系数。

5120zh zhzh zh Z n Z n μ==-- 根据供暖热负荷与室内、外温度差成正比关系，即1'''k n wn n wQ t t Q Q t t -==- 式中 Q n ’、Q k ’――供暖设计热负荷和在室外温度t w 下的供暖热负荷； Q ――供暖相对热负荷；t n ――供暖室内计算温度，取18℃。

由上可以得出供暖热负荷延续时间图的数学表达式：Q k ’=Qn ’ (N ≤5时) 或 Q k ’=(1－β0R n b )Qn ’ (5<N ≤N zh 时) 式中 β0＝（5－t w ’）/(t n －t w ’)可得 1'''0bn k n n Q Q R Q β⎛⎫-= ⎪⎝⎭可得下表：(k=1,2,3…10)表2-4 热负荷延续图计算表由上表数据画供暖热负荷延续时间图供暖热负荷及热水负荷延续时间图，如下图1所示第四节 供暖年耗热量以及耗煤量的计算 一、 供暖耗热量的计算 1、供暖年耗热量Q n.aQ n.a =24Q n’(Tn-Tp.j/Tn-Tw ’)N KWh/a式中Q n ’－供暖设计热负荷，KW; N －供暖期天数，d ， Tw ’－供暖室外计算温度，℃ Tn －供暖室内计算温度，℃ Tp.j －供暖期室外平均温度，℃)(24'-'=-wn t t n na t t NQ Q pjn=24³155³11241.073³18-(-5)/18-(-15)=2.9³107KW.h/a= 1.05³105 GJ/a 总的供暖年耗热量为Q na =1.05³108MJ/a 二、年耗标煤量的计算1、由热负荷延续图得年耗标煤煤量=年耗热量/单位标煤的耗热量*锅炉效率煤的发热值为29310KJ/Kg，锅炉的效率是75%。

总的年耗煤量为：4776.5吨。

第三章供热方案确定第一节热媒的选择一.热媒分类供暖系统的常用热媒是水、蒸汽、空气。

供暖系统的热媒，应根据安全、卫生、经济、建筑性质和地区供热条件等因素考虑决定。

查《供暖通风设计手册》，列表如下：表4注：1 低压蒸汽系压力为≤70Kpa的蒸汽。

2 采用蒸汽为热媒时，必须技术论证为管理，并在经济上经分析为合理时才允许。

查《供热工程》：在集中供热系统中，以水作为热媒和蒸汽相比，有下述优点：a 热水供热系统的利用率高。

由于在热水供热系统中，没有凝结水和蒸汽泄漏，以及二次蒸汽的热损失，因而热能利用率比蒸汽供热系统高，实践证明，一般可节约燃料20%～40%。

b以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进行供热调节（质调节），既能减少热网损失，又能较好的满足卫生要求。

c 由于水的热容量大，在短时间水力工况失调时，不会引起显著的供热状况的改变。