医院分布式能源系统热力计算-zsw
热源热网计算书..
目录第一章设计任务说明1.1 设计原始资料 (1)1.2 图纸要求 (1)1.3设计计算说明书要求 (1)第二章采暖设计热负荷计算2.1热负荷计算 (2)2.2确定供热系统的供热原理 (3)第三章方案的确定及布置管道3.1系统热源型式热媒的选择 (4)3.2热网系统型式 (4)3.3管网管道的布置 (5)第四章水力计算及水压图绘制4.1 水力计算 (6)4.2水压图绘制 (8)第五章换热站设备的选型与计算5.1主要设备的选择 (10)5.2其他设备的选择 (13)第六章管道保温结构和管网土建措施6.1管道的保温选择和计算 (14)6.2管沟形式和检查井的确定 (14)6.3固定蹲位置的确定及推力计算 (14)参考文献 (15)摘要一、工程概况设计题目：赤峰市中海紫金苑小区热源热网设计供热面积：54469.12m2热负荷：2560048.64W一次网供回水温度：130C 80C二次网供回水温度：80r 60r二、外网设计本小区为枝状管网，管网的敷设方式为无补偿直埋。
供热管网布置时要力求简短、顺直、节省材料、节省初投资。
此外还要保证管道的埋深要求，检查井布置要合理，确保管网运行时经济、安全、可靠且便于调节和管理。
三、换热站换热站采用两台板式换热器，当有一台换热器不能正常工作时另一台板式换热器保证70%的换热量。
在一次网和二次网的回水处设旋流除污器。
在板式换热器的进出口设两台循环水泵，一备一用。
在水泵的吸入口接两台并联的补给水泵，再设一个保证3小时补给水泵的补给水箱，及在水箱前设钠离子交换器。
关键字：外网换热站设计第一章设计任务说明1.1设计原始资料小区所在地区：赤峰市采暖室外计算温度：-18C；最高建筑物高度：18m小区建筑分布情况：如平面图所示，建筑功能包括：住宅供暖面积热指标：根据建筑功能、建筑物所在地区从相关手册中选择热媒及参数：一次网热媒为高温水，供水温度为130C，回水温度为80C二次网热媒为低温水，供水温度为 80E，回水温度为60C 用户预留压力3mH2O1.2图纸要求1、供热管网平面布置图、设计总说明（比例1： 1000），一张2、供热管网主干线纵断图、水压图（比例自定），一张1.3设计计算说明书要求课程设计说明书包括原始条件，设计计算公式和有关数据，文字说明及附图应字迹工整，计算准确，简明扼要。
热力循环系统计算介绍
火力发电厂的主要生产流程
能量守恒 效率η=有效利用热量/供给热量
发电厂的主组： 全厂热效率=发电机输出功率/全厂热耗量
热电联产机组：热电厂热效率(%)= (发电量(千瓦时)*3600(/ 千焦/千瓦时)+供热量(千焦))/全厂热耗量
（1）综合厂用电率（%）＝［（全厂发电量－上网电量） ÷全厂发电量］×100% （2）发电标煤耗=发电用标煤量÷全厂发电量 （3）供电标煤耗=发电用标煤量÷（全厂发电量-厂用电量） （4）供热标煤耗=供热用标准煤耗÷全厂供热量
• 129为蒸汽压力，12.9MPa • 535为蒸汽温度，535℃ • 3431.3为对应蒸汽压力和温度下的焓值，即蒸汽温度为535℃，压力为12.9MPa时，其焓值
为3431.3kJ/kg • 160为蒸汽流量，160t/h
能量守恒方程：D3H3=D1H1+D2H2 质量守恒方程：D3=D2+D1
（5）供热比（%）=供热量÷机组热耗量 （6）供热用标煤量=发电供热用标煤量×供热比 （7）发电供热用标煤量=发电供热用原煤量×原煤热值 (J/g)÷标煤热值 注：标煤热值=29271( J/g)=7000大卡/千克 机组热耗量=主蒸汽流量×主蒸汽焓-主给水流量×主给水焓+ 补水量×补给水焓值
汽轮机热平衡图
• D表示质量，H表示对应温度和压力下的焓值
答题：根据提供的热平衡图计算以下数值
• （1）请根据质量守恒定律计算汽轮机的排 汽量
• （2）请根据能量与质量守恒定律计算除盐 水补水量
• （3）请计算汽轮机的实际做功Wi
热平衡计算图
基于分布式能源系统的逐时冷热电负荷模拟计算_王骞
49暖通空调篇1、引 言相对于传统的集中供电方式而言，分布式能源是一种以小规模、小容量（数千瓦至50MW ）、分散式的布置在用户附近的新型供能系统，按用户需求可独立地输出冷、热、电能的系统[4]。
分布式能源的先进技术主要包括可再生能源利用技术和天然气冷热电三联供等多种形式，其中燃气冷热电三联供技术较为完善，建设相对简单，在全世界范围内广泛推广。
在进行冷热电三联供系统设计时，准确计算出建筑逐时负荷是三联供系统优化配置与运行分析的基础。
目前，建筑物逐时冷热负荷的模拟计算，发展较为成熟，自20世纪60年代美国电力公司开始用计算机模拟建筑冷负荷以来，先后出现了大量模拟软件，如美国的DOE-2、BLAST 、EnergyPlus ，英国ESP-r ，日本的HASP 和清华大学的DeST 等[2]。
建筑物逐时电负荷的模拟计算方法相对较少，同济大学杨木和基于对建筑冷热电负荷调查研究的基础上，采用日本三联供设计手册中的相关数据，利用逐时能源负荷分摊比例的方法，来模拟计算三联供系统中的全年逐时电负荷[2]。
清华大学李辉在对不同建筑类型负荷基本构成及变化特点进行分析的基础上，提出利用“负荷因子”来反映不同建筑类型负荷的逐时变化特点，并结合“设计负荷”概念，得出负荷计算的方法[1]。
随着社会发展和建筑功能的多样化，单一的燃气冷热电三联供系统可能无法完全满足建筑自身的用能需要。
国内外学者提出利用可再生能源系统与冷热电三联供系统集成设计的方案。
利用系统工程学中设计一个柔性系统，能适应不同季节、不同时段各种变化负荷，并保持高效率的理论及对分布式能源的研究。
作者前期通过对北京燃气大楼、北京南站的调研分析，冷热电三联供系统中的用气和用电不均衡，是目前能源使用结构不合理主要因素之一。
如果能够找到冷热电三联供系统运行中的负荷缺口，将冬季用气量和夏季用电量的峰值“削掉”，利用可再生能源作为基于分布式能源系统的逐时冷热电负荷模拟计算□ 沈阳建筑大学 王骞 朱桐□ 中国建筑科学研究院 宋波本文研究基于分布式能源系统的建筑逐时冷热电负荷计算，利用DeST软件和热电冷联产系统负荷模拟计算[1]中的电负荷模拟计算方法，计算全年逐时冷热电负荷变化，计算热电比和分析模型冬季供暖及生活热水负荷变化，找出单一冷热电三联供系统的负荷缺口，同时对太阳能热利用系统进行简要分析，从而提出尝试利用太阳能热利用系统与冷热电三联供系统集成的形式来实现系统经济运行。
《分布式能源系统》PPT课件
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日本发展计划
• 1994年日本政府制定了“新能源计划”，到2000年日 本太阳能发电达到400兆瓦，计划2010年达到4600兆瓦。 日本将太阳能的研究开发重点放在低成本大规模生产 技术方面，以促进太阳能发电的实用化进程。
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问题三：热泵技术生产生活热水
1. 热泵技术可以用于冬季供暖、夏季空调 2. 热泵技术还可以用于生产生活热水
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用户
补水系统 15℃
热水循环箱 100立方米
40-45℃
板换M10-BFML
45-50℃
45-50℃
热泵机组 LWP-4200
3
解决途径：分布式能源系统
• 问题：
– 建筑能源系统直接将高品位能用于低品位能的需求 – 又试图将太阳能等低密度能源艰难地转换为高品位能
• 思路： 系统集成、传统与可再生能源互补系统
• 发展趋势: 热电联产 冷热电一体化
生态建筑
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分布式能源系统概念：
指各种集成或单独使用、靠近小型用户、容量在
2300 7700 2800
3480 21200 12000
64400 15300
锅炉 2800 91000 26600
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冷热电系统现状
– 发电——动力循环 – 制冷——中温排热＋吸收机（蒸汽/烟气） – 供热——简单利用（余热锅炉供热） – 生活热水——取自余热锅炉 – 一般都需要补燃
某药厂分布式能源系统设计分析
某药厂分布式能源系统设计分析介绍了分布式能源系统，对分布式能源发电机组类型进行了列表对标。
通过对某工程热电负荷分析，给出了分布式能源设计方案，对分布式能源系统存在的问题进行了分析总结。
标签：分布式能源；发电设备；工艺流程；投资分析引言分布式能源是利用天然气为燃料，通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在70%以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。
出于提高能源利用率、节能降耗的目的，近年建设的分布式能源系统都需要进行余热利用（余热制冷/供热）。
就地或就近解决能源需求的分布式能源技术，可根据用户需求提供冷热电联供，同时更小巧的体积、更高的能效以及更低的成本，使分布式能源技术越来越多受到各行各业的青睐。
燃机联合循环装置以其建设周期短、启停速度快、污染物排放少和热效率高等诸多特点已成为当前高速发展经济、加强环境保护和提高热能综合利用效率的措施之一。
1、分布式能源系统形式分布式能源系统的型式包括区域分布式能源系统和楼宇式分布式能源系统两种。
区域分布式能源系统指建在能源站内，负责向一个小区域供电、供冷（热）的分布式能源系统，以上网方式与市电连接。
楼宇式分布式能源系统指建在楼宇建筑物内、只负责该栋楼宇或相互紧邻几栋楼宇的供电、供冷（热）的分布式能源系统。
这种系统一般以并网不上网的方式与市电连接。
2、分布式能源建设方案分析2.1 工程概况本项目建设地点在石家庄市区，供电接自市政供电，运行可靠。
蒸汽部分由外部电厂采购，约占25%，剩余部分为自用燃气蒸汽锅炉提供。
厂区空调供冷系统为电力驱动压缩式制冷机组，为双工况冰蓄冷系统。
燃气轮机余热主要为尾部排烟，由于其排烟温度高，回收的余热产生蒸汽量较大。
内燃机发电效率高，但余热回收主要为缸套冷却水、润滑油冷却水产生的余热，回收余热的品位相对较低，排烟余热产生蒸汽量较小。
2.2热电负荷1）电负荷2）热负荷2.3建设方案燃气轮机余热主要为尾部排烟，由于其排烟温度高，回收的余热产生蒸汽量较大。
热量计算公式
热量计算公式.供暖热指标(W/㎡)普通住宅50-65高档住宅65-85公共建筑物办公楼25-35商业综合体30-45医院40-55学校30-45供热系统分为一次和二次供热系统。
一次供热系统由热源单位提供热源，而二次供热系统则是通过换热站对用户进行采暖供热（蒸汽系统除外）。
我公司分为东西部供热系统。
热量计算公式为Q=C*G(T2-T1)÷1000.二次网流量选择原则为G=KW*0.86*1.1/（T2-T1），其中地热温差取10℃，分户改造取15℃，二次网直连取25℃。
采暖期用热公式为Q*24*167*0.64.分户估算水量一般为3-3.5KG/㎡，老式供暖水量一般为2-2.5KG/㎡，地热供暖水量一般为3.5-5KG/㎡，根据外网负荷确定。
根据45W、50W、55W计算流量情况能得出调整水平关系。
一次网温差一般取45℃，直连系统一般选用25℃。
但是，要和设计联系在一起，高值也可取65℃。
从公式看出温差和流量决定一、二次网热量计算。
板式换热器系统阻力正常范围应在5-7ｍH2O。
民用建筑室内管道流速不大于1.2m/s。
压力与饱和水温度关系为：压力（MP）饱和水温度（℃）0.1 100、0.2 120、0.3 133、0.4 143、0.5 152、0.6 160.单位换算为W=1J/S。
比摩阻是供热管路单位长度沿程阻力损失。
若将大管径改为小一号管径，比摩阻增加1-2倍。
管网主干线尽可能通过热负荷中心，管网力求线路短直，管网敷设应力求施工方便，工程量少。
在满足安全运行、维修简便前提下，应节约用地。
在管网改建、扩建过程中，应尽可能做到新设计的管线不影响原有管线正常运行。
管线一般应沿路敷设，不应穿过仓库、堆场以及发展的预留地段。
尽可能不通过铁路、公路及其他管线、管沟等，并适当注意整齐美观等。
管网布置有四种形式：枝装布置、环装布置、放射布置和网络布置。
采暖热指标推荐值为：普通住宅为50-65W/㎡，高档住宅为65-85W/㎡，办公楼为25-35W/㎡，商业综合体为30-45W/㎡，医院为40-55W/㎡，学校为30-45W/㎡。
分布式供能系统在医院中的应用
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｈ ｓ ｔ ｌ ｌｃ ｒ ａｅ ｅ ｇ ；ｈ ａ ｎ ｒ ｙ ｉｔｉ ｕｅ ｅ ｅ ｇ ｕ ｐｙ ｓ ｓｅ ｙ ｒ ｓ ｏ ｐｉ ；ｅｅ ｔｊ Ｉｎ ｒ ｙ ｅ ｔ ｅ ｅ ｇ ；ｄｓ ｒ ｔ ｄ ｎ ｒ ｙ ｓ ｐ ｌ ｙ ｔ ｍ ａ ｃ ｂ
１前 言
目前医院消耗 的 电能都 是来 自公 共电 网。医院
路２ 分别通过变压器 Ｂ 和 Ｂ 给 ４ ０ １ ２ ０ Ｖ母线 Ａ Ｂ 、 供 电。此 时开关 Ｋ 、 ２ Ｋ 、 ４均在合闸状态 ， １Ｋ 、３ Ｋ 开 关 Ｋ 在 断开状态。 当一条线路故障 时（ ： ５ 如 线路
２１电 能的供 应 ．
【 作者简介】高坚 ， ，９９年 生大学高级 工程 师专门从事质量 管理 与审核 ， 女 １６ 近几年 又从 事节能及新 能源利 用方 面的研究。
设备等。 也有不少医院用电来制冷。医院对电的需求
有其特殊性— — 对供 电的可靠性要求特 别高 ， 像重症 监护室 、 急诊室 、 手术室等重要地 方 ， 电是一分一秒 供
作， ： 如 在建筑方面采用 了一些新材料和新技术 ； 采 用了许多高效节能的新设备 ； 在管理方面采用能源 合同管理等新模式 ， 都取得一些成绩 ， 但其节能效 果并不太理想。正如许多专家指出的那样 ， 在公共
的电主要用于照 明、 水泵 、 风机 ， 还有那 些大型的 医疗
医院 是用 能大 户 ， 的能源 消耗 大 约是 一般 公 它 共建筑 的 两倍 。 它所 消耗 的能 源 品种 主要 是 电和热 （ ） 冷 。其 中 电的消耗 约 占总能源 消耗 的 ６ ％。 ４ 近年来 ， 医院 系统 在节 能减 排 方面做 了许 多工
ＳＨＡＮＧＨ ＡＩ
ｃ
分布式能源在医院项目中的优缺点
分布式能源在本项目中的优缺点一、分布式能源系统在本项目中的优点：1、节能优势理论上它除了设备、工艺方面的节能外,更重要的是整个供能系统的节能，传统火电的能源综合利用效率只有40%~50%,而分布式能源系统的综合能源利用效率能达到70%~80%。
它还应用了能量梯级利用原理，使能源综合利用效率和效益大幅度提高。
但是现在受制于技术、发电小时数等原因实际综合效率远不能达到理论值，本项目中分布式能源的方案基本是建立在电制冷+燃气锅炉的基础上的（分布式能源制冷负荷仅占总负荷的7%），对系统节能基本没有改变。
2、环保优势原则上分布式能源采用的是天然气清洁燃料，单位热值二氧化碳排放量比标煤减少40%，加之其综合利用率的提高和各种可再生能源的利用，能够进一步起到减排效果，从而达到环保效应。
但是根据中科院教授最新的研究天然气燃烧过程中，所排放的二氧化硫较少，但由于燃烧非常温度高，会产生大量的氮氧化物，而氮氧化物恰恰是雾霾产生的主要原因，由此看来使用天然气也并不环保。
3、安全优势理论上分布式能源在大电网出现问题时仍然可以维持当地继续供电，减缓了地方对集中供电系统的过分依赖，同时还可以根据需求采用调节手段提高供电质量，大大提高了供电、用电的安全性。
但是这需要将内燃机机组相当大，会造成机组设备的浪费，本项目中的内燃机发电量只有1067x2kw，接入配电网络没有任何意义,况且医院已配置了两路供电系统。
4、结构优势分布式能源系统具有削峰填谷的重要功能优势。
大城市夏季多采用电制冷，冬季用燃气锅炉供热，电力及燃气供应存在很大的季节性峰谷差，采用三联供分布式能源系统，发电余热可用于供热和制冷，既能减小电空调造成的供电高峰，又填补了燃气供应在夏季的低谷，缓解了各自的峰谷差。
5、经济优势同时考虑分布式能源以上节能、减排、环保、安全以及削峰填谷优化能源结构等诸多优势，分布式能源系统能促进循环经济发展。
6、绿色建筑分布式能源系统为绿色清洁、节能减排的新能源技术，采用该技术将提高项目建筑品味，可为绿建评审加分。
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Kcal/h 单位换算 3600/4.1816
设计给定 ℃ Kcal/kg 查水蒸气表 设计给定 ℃ Kcal/kg 查水蒸气表 Kg/h KW t/h t/h ℃ Q0/(I"-I')/4.1816x3600 Q0+Q0 (GLqs1+GLqs2)/1000 (GLs1+GLs2)/100 V0N2 V0H2O VRO2 Vy α t“
Nm3/Nm3 9.25201 Nm3/Nm3 7.31609 Nm3/Nm3 2.08924 Nm3/Nm3 1.0048
Nm3/Nm3 15.6747 % ℃ 1.56 55 数值 2698.2 170 865.592 1832.61 1308.51 181.523 3141.12 662.302 1.2 794.763 12 12.2797 7 7.25062 136054 18 18.1688
冷水流量 三、热平衡汇总 44 总的冷负荷 45 46 47 48 冷却水总流量 冷水总流量 冷水出口焓值 冷水出口温度
Kcal/kg (I"xGLs1+I"xGLs2)/(GLs1+GLs2)
离心机热泵（由设计厂家提供） 符号 单位 P2 KW· h COP m Pel P‟ te2 % ℃ % ℃ ℃
内燃机热平衡计算 溴化锂机组参数（由设计厂家提供） 项目名称 符号 单位 数值 P1 KW 1000 溴化锂机组功率 溴化锂机组能效比 天然气流量 内燃机排烟焓 缸套水吸热热量 补燃天然气流量 低位发热量 蒸发器冷水进口温度 蒸发器冷水出口温度 冷却水进口温度 冷却水出口温度 溴化锂机组排烟温度 热水换热器排烟温度 热水进口温度 序号 项目名称 一、溴化锂机组热平衡计算 1 内燃机排烟焓 2 溴化锂机组排气温度 3 溴化锂机组排气焓 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 高温烟气放出的热量 缸套水吸热热量 天然气流量 进入发生器的热量 发生器热负荷 溴化锂机组能效比 蒸发器热负荷 蒸发器冷水进口温度 进口水焓 蒸发器冷水出口温度 出口水焓 冷水流量 冷却水进口温度 进口水焓 COP Qv Ipy Igt Q„ Qdw tc1 tc2 tw tw2 T‟ T“ t„ 符号 Ipy T„ I‟py Iy Igt Qv Ig Qg COP Q0 te1 I' I' Vy Vzy T Ipy Nm3/h Kcal/Nm3 Kcal/Nm3 Nm3/h Kcal/Nm3 ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 单位 Kcal/Nm3 内燃机热平衡计算 设计给定 ℃ 3 Kcal/Nm 查烟气焓温度 Kcal/Nm3 Ipy-I„py Kcal/Nm3 内燃机热平衡计算 Nm3/h 内燃机热平衡计算 Kcal/Nm3 Iy+Igt QvxIgx4.1816/3600 KW KW ℃ Kcal/kg ℃ Kcal/kg Kg/h 设计给定 COPxQg（制冷量） 设计给定 查水蒸汽表 设计给定 查水蒸气表 Q0/(I'-I")/4.1816/3600 8736.61 12 7 18 26 170 120 26 1.2 181.523 2698.2 1308.51 项目名称 磁浮离心机热泵功率 磁浮离心机热泵能效比 热泵台数 内燃机发电机功率 其它设备用电功率 蒸发器冷水出口温度 烟气相关参数 理论空气容积 理论氮气容积 理论水蒸气容积 RO2气体容积 实际的烟气量 过量空气系数 热水进口温度 计算公式及来源
℃ Kg/h
设计给定 Q0/(I"-I')/4.1816x3600
Kcal/kg 查水蒸气表 设计给定 ℃ 3 Kcal/Nm 查烟气焓温表 Kcal/Nm3 Ipy-I„py Kcal/h QyxIy ℃ Kcal/kg ℃ Kcal/kg Kg/h KW· h KW KW ℃ Kcal/kg ℃ Kcal/kg Kg/h 设计给定 查水蒸气表 设计给定 查水蒸气表 Qrs/(I"-I') 设计给定 设计给定 COPxPel（制冷量） Q0+Pel 设计给定 查水蒸气表 设计给定 查水蒸气表 Qk/(I"-I')
式及来源
26 26.1204 84259.8 120 608.258 257.334 46712.1 26 26.1639 55 55.0743 1615.76 700 6 4200 4900 4218481 18 18.1688 26 26.1204 530521 12 12.166 4 4.10355 448479 4994.76 614.781 584.533 4.83605 4.83605
磁浮离心机热泵（由设计厂
设计给定 ℃ Kcal/kg 查水蒸气表
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
冷却水出口温度 出口水焓 冷却水流量 热水换热器排烟温度 热水换热器排气焓 低温烟气放热量
Q1 q2 GLqS1 T” I‟py Iy Qrs t' I' t" I" Grs Pel COP Q0 Qk Qk tw I‟ Tw2 I" GLqS2 tc1 I' tc2 I" GLS2 Q0 Gqs Gc Ic tc
热水换热器换热量 热水进口温度 热水进口焓值 热水出口温度 热水出口焓值 热水流量 二、磁浮离心式热泵热平衡计算 30 内燃机发电机功率 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 离心机热泵能效比 蒸发器热负荷 冷凝器热负荷 冷却水进口温度 进口水焓 冷却水出口温度 出口水焓 冷却水流量 蒸发器冷水进口温度 进口水焓 蒸发器冷水出口温度 出口水焓
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